▶ シーメンス・ヘルスケア・ダイアグノスティックス・インコーポレイテッドの特許一覧
(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】2024-04-24
(45)【発行日】2024-05-07
(54)【発明の名称】相互汚染が低減された流体計量デバイス
(51)【国際特許分類】
G01N 35/10 20060101AFI20240425BHJP
G01N 1/00 20060101ALI20240425BHJP
【ＦＩ】
G01N35/10 E
G01N1/00 101L
【請求項の数】
22
(21)【出願番号】P 2022579989
(86)(22)【出願日】2021-06-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-27
(86)【国際出願番号】 US2021039013
(87)【国際公開番号】W WO2021263063
(87)【国際公開日】2021-12-30
【審査請求日】2023-03-22
(31)【優先権主張番号】62/705,433
(32)【優先日】2020-06-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】508147326
【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・インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100127926
【弁理士】
【氏名又は名称】結田 純次
(74)【代理人】
【識別番号】100140132
【弁理士】
【氏名又は名称】竹林 則幸
(72)【発明者】
【氏名】ウィリアム・ディー・ダンフィー
(72)【発明者】
【氏名】ロバート・ホープリー・ジュニア
(72)【発明者】
【氏名】コリン・インガーソール
(72)【発明者】
【氏名】ユディス・モレッタ
【審査官】目黒 大地
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１９／０４３９０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０６－２１３９０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１０４２４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－２４９７６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１００４４４（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３５／００－３７／００
１／００－ １／４４
Ｇ０１Ｆ １／００－ １／３０
１／３４－ １／５４
３／００－ ９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体計量デバイスであって：第１の流体を受けるための第１の流体供給ポートと；
第１の流体を吐出するための第１の流体吐出ポートと；
第２の流体を受けるための第２の流体供給ポートと；
第２の流体を吐出するための第２の流体吐出ポートと；
第１の流体と第２の流体との混合物を排出するための廃液排出ポートと；
複数の弁を含む弁アセンブリであって、第１の流体を第１の流体供給ポートから第１の流体吐出ポートに導き、第２の流体を第２の流体供給ポートから第２の流体吐出ポートに導き、混合物を廃液排出ポートへ導くために使用される弁アセンブリであって、第１の流体供給ポートおよび定量ポンプに連結された第１の弁、第１の流体吐出ポートに連結された第２の弁、第２の弁および廃液排出ポートに連結された第３の弁、ならびに第３の弁、第２の流体供給ポートおよび第２の流体吐出ポートに連結された第４の弁を含む、弁アセンブリと；
各流体の体積を測定するための定量ポンプと；
定量ポンプに連結され、複数の流体チャネルを含み、弁アセンブリと各ポートとの間の連通のために使用されるマニホールドと；
混合物または第１の流体を収容するために第２の弁と第３の弁との間に連結され、第２の流体が第２の弁に達するのを防ぐように構成されている第１のチューブと；
第２の流体を収容するために第３の弁と第４の弁の間に連結され、必要量の第２の流体を収容するように構成された第２のチューブと
を含む、前記流体計量デバイス。
【請求項2】
第１の流体が高圧で供給され、第１の弁は二方弁であり、第２の弁、第３の弁、および第４の弁はすべて三方弁である、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項3】
第１の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含む、請求項２に記載の流体計量デバイス。
【請求項4】
第１の弁および第２の弁を収容するチューブ巻き取りケースをさらに含み、ここで、第１のチューブおよび第２のチューブは、チューブ巻き取りケースに別個に巻き付く、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項5】
第１のチューブを覆うための第１の円形カバーと；第２のチューブを覆うための第２の円形カバーと
をさらに含む、請求項４に記載の流体計量デバイス。
【請求項6】
マニホールドの上の連結板をさらに含み、ここで、該連結板は、マニホールドおよびチューブ巻き取りケースに連結され、第１のチューブおよび第２のチューブは、連結板を介してマニホールドに連結されている、請求項４に記載の流体計量デバイス。
【請求項7】
チューブ巻き取りケースをさらに含み、ここで、第１のチューブおよび第２のチューブが第１の弁および第２の弁に巻き付き、チューブ巻き取りケースが第１のチューブおよび第２のチューブを取り囲む、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項8】
第２の流体供給ポートに連結された第３のチューブと、廃液排出ポートに連結された第４のチューブと、第１の流体供給ポートに連結された第５のチューブとをさらに含む、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項9】
マニホールドの上の連結板をさらに含み、ここで、第１のチューブ、第２のチューブ、第３のチューブ、第４のチューブおよび第５のチューブは、連結板を介してマニホールドに連結される、請求項８に記載の流体計量デバイス。
【請求項10】
連結板は、マニホールド内の複数の流体チャネルと連通する複数のスロットを含み、第１のチューブ、第２のチューブ、第３のチューブ、第４のチューブおよび第５のチューブが複数のスロットに連結される、請求項９に記載の流体計量デバイス。
【請求項11】
複数のスロットは、第３のチューブに連結された第１のスロットと、第２のチューブの一端に連結された第２のスロットと、第５のチューブに連結された第３のスロットと、第１のチューブの一端に連結された第４のスロットと、第２のチューブの他端に連結された第５のスロットと、第４のチューブに連結された第６のスロットと、第１のチューブの他端に連結された第７のスロットとを含む、請求項１０に記載の流体計量デバイス。
【請求項12】
第２のチューブの容量は、第２の流体の必要量以上である、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項13】
第１の弁、第２の弁、第３の弁および第４の弁はすべて三方弁であり、第１の流体および第２の流体が大気圧で供給される、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項14】
第２の流体が高圧で供給されるように、第２の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含み、ここで、弁アセンブリは、第４の弁、第３の弁および廃液排出ポートに連結された第５の弁をさらに含み、第５の弁は三方弁である、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項15】
第２の流体が高圧で供給されるように、第２の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含み、ここで、弁アセンブリは、廃液排出ポートおよび第２のチューブに連結された第６の弁をさらに含み、第６の弁は二方弁である、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項16】
定量ポンプは容積型ポンプである、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項17】
第１の流体は水であり、第２の流体は、塩化カリウム、リン酸カリウム、リン酸二ナトリウム、塩化ナトリウム、アジ化ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、およびポリソルベート２０からなる群から選択される洗浄液である、請求項１に記載の流体計量デバイス。
【請求項18】
流体計量デバイスであって：第１の流体を受けるための第１の流体供給ポートと；
第１の流体を吐出するための第１の流体吐出ポートと；
第２の流体を受けるための第２の流体供給ポートと；
第２の流体を吐出するための第２の流体吐出ポートと；
第１の流体と第２の流体との混合物を排出するための廃液排出ポートと；
ある体積の第１の流体および第２の流体の各々を測定するための定量ポンプと；
第１の流体を第１の流体供給ポートから第１の流体吐出ポートに導き、第２の流体を第２の流体供給ポートから第２の流体吐出ポートに導き、混合物を廃液排出ポートへ導くために使用される弁アセンブリであって、第１の流体供給ポートおよび定量ポンプに連結された第１の弁、第１の流体吐出ポートに連結された第２の弁、第２の弁および廃液排出ポートに連結された第３の弁、ならびに第３の弁、第２の流体供給ポートおよび第２の流体吐出ポートに連結された第４の弁を含む、弁アセンブリと；
混合物または第１の流体を収容するために第２の弁と第３の弁との間に連結され、第２の流体が第２の弁に達するのを防ぐように構成されている第１のチューブと；
第２の流体を収容するために第３の弁と第４の弁の間に連結され、必要量の第２の流体を収容するように構成された第２のチューブと
を含む、前記流体計量デバイス。
【請求項19】
第１の流体が高圧で供給され、第１の弁は二方弁であり、第２の弁、第３の弁、および第４の弁はすべて三方弁である、請求項１８に記載の流体計量デバイス。
【請求項20】
第１の弁、第２の弁、第３の弁および第４の弁はすべて三方弁であり、第１の流体および第２の流体が大気圧で供給される、請求項１８に記載の流体計量デバイス。
【請求項21】
第２の流体が高圧で供給されるように、第２の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含み、ここで、弁アセンブリは、第４の弁、第３の弁および廃液排出ポートに連結された第５の弁をさらに含み、第５の弁は三方弁である、請求項１８に記載の流体計量デバイス。
【請求項22】
第２の流体が高圧で供給されるように、第２の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含み、ここで、弁アセンブリは、廃液排出ポートおよび第２のチューブに連結された第６の弁をさらに含み、第６の弁は二方弁である、請求項１８に記載の流体計量デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年６月２６日に出願された「ＦＬＵＩＤ ＭＥＴＥＲＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣＥＤ ＣＲＯＳＳ ＣＯＮＴＡＭＩＮＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／７０５，４３３号の利益を主張し、この開示はあらゆる目的のために参照によってその全文が組み入れられる。
本出願は、２０２０年６月２６日に出願された「ＦＬＵＩＤ ＭＥＴＥＲＩＮＧ ＤＥＶＩＣＥ ＷＩＴＨ ＲＥＤＵＣＥＤ ＣＲＯＳＳ ＣＯＮＴＡＭＩＮＡＴＩＯＮ」と題する米国特許仮出願第６２／７０５，４３３号の利益を主張し、この開示はあらゆる目的のために参照によってその全文が組み入れられる。
【0002】
本開示は、流体計量デバイスに関する。より詳細には、本開示は、相互汚染が低減した少なくとも２つの流体を測定するための流体計量デバイスに関する。
【背景技術】
【0003】
イムノアッセイ試験において、少なくとも２つの流体（例えば、洗浄液および水）を分離して測定するために、流体計量デバイスが必要とされる。従来のイムノアッセイ分析器（例えば、Ａｔｅｌｌｉｃａ（登録商標）ＩＭ ａｎａｌｙｚｅｒ）では、複数の容積型ポンプ、各容積型ポンプ用の独立したポンプマニホールド、および流体（例えば、洗浄液および水）を吐出するための追加の３層式２８弁マニホールドを用いて、流体の分離および測定機能を果たすことができる。しかし、この３層式マニホールドは従来から非常に高価である。
【0004】
別の従来の流体計量デバイスは、流体ごとに独立した精密定量ポンプを使用する。しかし、精密定量ポンプは高価な構成要素であるため、システム全体のコストが高い。したがって、コストを大幅に低減することができる新規の流体計量デバイスを提供することが望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施形態は、相互汚染が低減された、少なくとも２つの流体を測定するための流体計量デバイスを提供することによって、上記の短所および欠点のうちの１つまたはそれ以上に対処し、克服する。
【0006】
実施形態は、流体計量デバイスであって：第１の流体を受けるための第１の流体供給ポートと；第１の流体を吐出するための第１の流体吐出ポートと；第２の流体を受けるための第２の流体供給ポートと；第２の流体を吐出するための第２の流体吐出ポートと；第１の流体と第２の流体との混合物を排出するための廃液排出ポートと；複数の弁を含む弁アセンブリであって、第１の流体を第１の流体供給ポートから第１の流体吐出ポートに導き、第２の流体を第２の流体供給ポートから第２の流体吐出ポートに導き、混合物を廃液排出ポートへ導くために使用され、第１の流体供給ポートおよび定量ポンプに連結された第１の弁、第１の流体吐出ポートに連結された第２の弁、第２の弁および廃液排出ポートに連結された第３の弁、ならびに第３の弁、第２の流体供給ポートおよび第２の流体吐出ポートに連結された第４の弁を含む、弁アセンブリと；各流体の体積を測定するための定量ポンプと；定量ポンプに連結され、複数の流体チャネルを含み、弁アセンブリと各ポートとの間の連通のために使用されるマニホールドと；混合物または第１の流体を収容するために第２の弁と第３の弁との間に連結され、第２の流体が第２の弁に達するのを防ぐように構成されている第１のチューブと；第２の流体を収容するために第３の弁と第４の弁の間に連結された第２のチューブとを含む流体計量デバイスを提供する。
【0007】
実施形態は、第１の流体が高圧で供給され、第１の弁は二方弁であり、第２の弁、第３の弁、および第４の弁はすべて三方弁である、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0008】
実施形態は、第１の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含む、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0009】
実施形態は、第１の弁および第２の弁を収容するチューブ巻き取りケースをさらに含み、第１のチューブおよび第２のチューブは、チューブ巻き取りケースに別個に巻き付く、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0010】
実施形態は、第１のチューブを覆うための第１の円形カバーと；第２のチューブを覆うための第２の円形カバーとをさらに含む、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0011】
実施形態は、マニホールドの上の連結板をさらに含み、連結板は、マニホールドおよびチューブ巻き取りケースに連結され、第１のチューブおよび第２のチューブは、連結板を介してマニホールドに連結されている、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0012】
実施形態は、第１のチューブおよび第２のチューブが第１の弁および第２の弁に巻き付き、チューブ巻き取りケースが第１のチューブおよび第２のチューブを取り囲む、チューブ巻き取りケースをさらに含む流体計量デバイスをさらに提供する。
【0013】
実施形態は、第２の流体供給ポートに連結された第３のチューブと、廃液排出ポートに連結された第４のチューブと、第１の流体供給ポートに連結された第５のチューブとをさらに含む、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0014】
実施形態は、マニホールドの上の連結板をさらに含み、第１のチューブ、第２のチューブ、第３のチューブ、第４のチューブおよび第５のチューブは、連結板を介してマニホールドに連結される、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0015】
実施形態は、連結板が、マニホールド内の複数の流体チャネルと連通する複数のスロットを含み、第１のチューブ、第２のチューブ、第３のチューブ、第４のチューブおよび第５のチューブが複数のスロットに連結される、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0016】
実施形態は、複数のスロットが、第３のチューブに連結された第１のスロットと、第２のチューブの一端に連結された第２のスロットと、第５のチューブに連結された第３のスロットと、第１のチューブの一端に連結された第４のスロットと、第２のチューブの他端に連結された第５のスロットと、第４のチューブに連結された第６のスロットと、第１のチューブの他端に連結された第７のスロットとを含む、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0017】
実施形態は、第２のチューブの容量が、第２の流体の必要量以上である、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0018】
実施形態は、第１の弁、第２の弁、第３の弁および第４の弁はすべて三方弁であり、第１の流体および第２の流体が大気圧で供給される、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0019】
実施形態は、第２の流体が高圧で供給されるように、第２の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含み、弁アセンブリは、第４の弁、第３の弁および廃液排出ポートに連結された第５の弁をさらに含み、第５の弁は三方弁である、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0020】
実施形態は、第２の流体が高圧で供給されるように、第２の流体供給ポートに連結されたブースタポンプをさらに含み、弁アセンブリは、廃液排出ポートおよび第２のチューブに連結された第６の弁をさらに含み、第６の弁は二方弁である、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0021】
実施形態は、定量ポンプが容積型ポンプである流体計量デバイスをさらに提供する。
【0022】
実施形態は、第１の流体が水であり、第２の流体が、塩化カリウム、リン酸カリウム、リン酸二ナトリウム、塩化ナトリウム、アジ化ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、およびポリソルベート２０からなる群から選択される洗浄液である、流体計量デバイスをさらに提供する。
【0023】
実施形態は、第１の流体を受けるための第１の流体供給ポートと、第１の流体を吐出するための第１の流体吐出ポートと、第２の流体を受けるための第２の流体供給ポートと、第２の流体を吐出するための第２の流体吐出ポートと、第１の流体と第２の流体との混合物を排出するための廃液排出ポートと、ある体積の第１の流体および第２の流体の各々を測定するための定量ポンプと、第１の流体を第１の流体供給ポートから第１の流体吐出ポートに導き、第２の流体を第２の流体供給ポートから第２の流体吐出ポートに導き、混合物を廃液排出ポートへ導くために使用される弁アセンブリであって、第１の流体供給ポートおよび定量ポンプに連結された第１の弁、第１の流体吐出ポートに連結された第２の弁、第２の弁および廃液排出ポートに連結された第３の弁、ならびに第３の弁、第２の流体供給ポートおよび第２の流体吐出ポートに連結された第４の弁を含む、弁アセンブリと、混合物または第１の流体を収容するために第２の弁と第３の弁との間に連結され、第２の流体が第２の弁に達するのを防ぐように構成されている第１のチューブと、第２の流体を収容するために第３の弁と第４の弁の間に連結され、必要量の第２の流体を収容するように構成された第２のチューブとを含む流体計量デバイスを提供する。
【0024】
本発明の追加の構成および利点は、添付図面を参照しながら続く例示的な実施形態の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【0025】
本発明の上記および他の態様は、添付の図面と関連させて読んだとき、以下の詳細な説明から最もよく理解される。本発明を説明する目的で、現在好ましい実施形態が図面に示されているが、本発明は開示された特定の手段に限定されないことが理解されるであろう。図面には以下の図が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイス１００の動作原理を示すブロック図である。
【図2】本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイスの構造を示す図である。
【図3】本明細書に記載される様々な実施形態による、連結板のレイアウトを示す図である。
【図4】本明細書に記載される様々な実施形態による、チューブ巻き取りケースの展開図を示す図である。
【図5】本明細書に記載される様々な実施形態による、連結板に連結されたチューブ巻き取りケースの構造を示す図である。
【図7】本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイスの別の構造を示す図である。
【図8】本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイスの動作原理を示す別のブロック図を示す図である。
【図9】本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイスの動作原理を示す別のブロック図を示す図である。
【図10】本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイスの動作原理を示す別のブロック図を示す図である。
【図11A】本明細書に記載される実施形態による、水についての計量誤差を示す図である。
【図11B】本明細書に記載される実施形態による、水についての精度不良（ｉｍｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）を示す図である。
【図11C】本明細書に記載される実施形態による、洗浄液についての計量誤差を示す図である。
【図11D】本明細書に記載される実施形態による、洗浄液についての精度不良を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
以下の開示は、単一の精密定量ポンプ、単一のマニホールドおよび弁アセンブリを利用して、流体間の相互汚染を最小限に抑えながら２つの異なる流体を正確に測定する流体計量デバイスに向けられた実施形態を説明する。本明細書に記載の流体計量デバイスでは、単一の精密定量ポンプおよび単一のマニホールドのみが必要であるため、従来のマルチポンプシステムと比較してコストが著しく削減される。流体計量デバイスは、イムノアッセイ洗浄分離を含むがこれに限定されない、流体分離が必要とされるいかなる状況にも使用される。
【0028】
一実施形態では、流体チャネルを有する単一の機械加工されたマニホールドが、精密定量ポンプと４つの弁を含む弁アセンブリとに連結され、水と洗浄液との間の相互汚染を最小限に抑えながら、水および洗浄液を正確に吐出する。２つのチューブが最小限の相互汚染になるように「ループ」構成でマニホールドの外部で連結されている。さらに、外付けチューブを使用することにより、高価な層状マニホールド（例えば、３層マニホールド）を必要としないため、システム全体のコストをさらに削減する。
【0029】
図１は、本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイス１００の動作原理を示すブロック図を示す。図１に示すように、流体計量デバイス１００は、４つの弁（第１の弁１０４、第２の弁１０６、第３の弁１０８および第４の弁１１０）および定量ポンプ１０２を備える。一実施形態では、第１の弁１０４は二方弁であり、第２の弁１０６、第３の弁１０８および第４の弁１１０は三方弁である。別の実施形態では、４つの弁すべてが三方弁であってもよい。あるシナリオでは、第１の弁１０４が開かれ、第２の弁１０６が第３の弁１０８に連結され、第３の弁１０８が廃液排出ポート１２４に連結されると、定量ポンプ１０２は給水ポート１２６から水を吸引し、第１のチューブ１２０内の廃液が排出されるように廃液排出ポート１２４に水を吐出できる。別のシナリオでは、第１の弁１０４が開かれ、第２の弁１０６が吐水ポート１３１に連結されると、定量ポンプ１０２は、給水ポート１２６から水を吸引し、水を吐水ポート１３１に吐出できる。次いで、吐水ポート１３１は、別のデバイス（図１では図示せず）の外部に水を吐出できる。
【0030】
さらなるシナリオでは、第１の弁１０４が閉じられ、第２の弁１０６が第３の弁１０８に連結され、第３の弁１０８が第４の弁１１０に連結され、第４の弁１１０が洗浄供給ポート１２８に連結されると、定量ポンプ１０２は洗浄液を洗浄供給ポート１２８から第２のチューブ１２２内に吸い出すことができる。第２のチューブ１２２の長さは、洗浄液の必要量に応じて選択され、第２のチューブ１２２それ自体が必要量の洗浄液をすべて収容することができる。第２のチューブ１２２の容量は、洗浄液の必要量以上であることができる。一実施形態において、吸引された洗浄液は、吐出される洗浄液の必要量より少し（例えば、数ミリリットル）多いが、これは、一部の洗浄液が水と混合することにより汚染され、廃液排出ポート１２４から排出されなければならないためである。一実施例では、第２のチューブ１２２が洗浄液でいっぱいであり、余分な洗浄液が第１のチューブ１２０に入り、第１のチューブ１２０内の水と混合される。
【0031】
さらなるシナリオでは、第１の弁１０４が閉じられ、第２の弁１０６が第３の弁１０８に連結され、第３の弁１０８が第４の弁１１０に連結され、第４の弁１１０が洗浄吐出ポート１３０に連結されると、第２のチューブ１２２内の洗浄液が洗浄吐出ポート１３０を通じて別のデバイスの外部に吐出される。第２のチューブ１２２は吐出するのに必要な洗浄液を収容できるため、第１のチューブ１２０から液体が吐出されることはない。
【0032】
必要量の洗浄液が吐出された後、第３の弁１０８を切り替えて廃液排出ポート１２４に連結することができる。第１の弁１０４が開かれ、第２の弁１０６が第３の弁１０８に連結されている間、定量ポンプ１０２は、給水ポート１２６から水を吸引し、水を廃液排出ポート１２４に吐出することができる。したがって、第１のチューブ１２０内の廃液（洗浄液と水との混合物）は廃液排出ポート１２４から排出される。
【0033】
一実施形態では、流体計量デバイス１００は、給水ポート１２６に連結されたブースタポンプ１３２をさらに備える。ブースタポンプ１３２は、水の圧力を、例えば、１１ｐｓｉ（重量ポンド毎平方インチ）まで上昇させることができる。加圧された水は、大気圧での水と比較して、より多くの水量を流体計量デバイス１００に流すことを可能にする。別の実施形態では、水圧は、別のアプローチ、例えば、圧縮空気を用いた、または水位を上昇させた水槽によって上昇される。
【0034】
図２は、本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイス１００の構造を示す。流体計量デバイス１００は、複数の分離されているアセンブリではなく、コンパクトなアセンブリである。図２に示すように、流体計量デバイス１００は、定量ポンプ１０２と、４つの弁（すなわち、図１に示すように、第１の弁１０４、第２の弁１０６、第３の弁１０８、第４の弁１１０）を含む弁アセンブリ１０１と、流体チャネルを含むマニホールド２０２とを含む。流体計量デバイス１００は、さらに、複数のチューブ（すなわち、第２の弁１０６と第３の弁１０８とを連結するための第１のチューブ１２０、および第３の弁１０８と第４の弁１１０とを連結するための第２のチューブ１２２、洗浄液供給用の第３のチューブ１１４、廃液排出用の第４のチューブ１１６、給水用の第５のチューブ１１８）、簡易連結用の連結板２０４、ならびに第１のチューブ１２０および第２のチューブ１２２が巻き付くチューブ巻き取りケース２０６を含む。
【0035】
引き続き図２を参照すると、２つの流体チューブ（すなわち、第１のチューブ１２０および第２のチューブ１２２）は、異なる流体（例えば、洗浄液および水）間の緩衝材として使用される。２つの流体チューブは、従来のシステムのように層状マニホールド内の高価な流体チャネルではなく、低コストのチューブで作成される。弁アセンブリ１０１は、廃液（すなわち、洗浄液と水との混合物）を廃液排出ポート１２４（図１に示す）から排出すること、または２つの流体チューブをつなげることを可能にする。弁アセンブリ１０１は、２つの流体の各々を、流体チューブのうちの１つを通して、または吐出ポートのうちの１つに導くことができる。一実施形態において、定量ポンプ１０２は、容積型ポンプである精密定量ポンプである。
【0036】
一実施形態において、マニホールド２０２は、図１に示す連結のほとんどを提供するために使用される。例えば、図１および図２において、マニホールド２０２は、給水ポート１２６と第１の弁１０４との間、第１の弁１０４と定量ポンプ１０２との間、定量ポンプ１０２と第２の弁１０６との間、第２の弁１０６と第１のチューブ１２０との間、第１のチューブ１２０と第３の弁１０８との間、第３の弁１０８と廃液排出ポート１２４との間、第３の弁１０８と第２のチューブ１２２との間、第２のチューブ１２２と第４の弁１１０との間、第４の弁１１０と洗浄吐出ポート１３０との間、および第４の弁１１０と洗浄供給ポート１２８との間を連結するために使用される。本実施形態では、マニホールド２０２は、流体（例えば、水、洗浄液、または廃液）用の直線状のチャネルのみを有し、複雑な層状構造ではなく、簡単な機械加工作業で製作することを可能にし、これは、コストを大幅に削減できる。
【0037】
一実施形態において、連結板（「ギャング」板とも呼ばれる）２０４は、マニホールド２０２の上に設けられ、マニホールド２０２およびチューブ巻き取りケース２０６に連結される。図３は、本明細書に記載される様々な実施形態による、連結板２０４のレイアウトを示す。図１および図３を参照すると、連結板２０４は、マニホールド２０２の流体チャネルとそれぞれ連通する７つのスロットを備える。第１のスロット３０２は、洗浄液供給用の第３のチューブ１１４に連結するために使用され；第２のスロット３０４は、第３の弁１０８と第４の弁１１０とを連結するために第２のチューブ１２２の一端に連結するために使用され；第３のスロット３０６は、給水用の第５のチューブ１１８に連結するために使用され；第４のスロット３０８は、第２の弁１０６と第３の弁１０８とを連結するために第１のチューブ１２０の一端に連結するために使用され；第５のスロット３１０は、第２のチューブ１２２の他端に連結するために使用され；第６のスロット３１２は、排液排出用の第４のチューブ１１６に連結するために使用され；第７のスロット３１４は、第１のチューブ１２０の他端に連結するために使用される。スロット位置は、マニホールド２０２内の流体チャネルの位置および機能に対応する。マニホールド２０２内の流体チャネルの位置および／または機能が異なるように設計される場合、スロット位置は異なっていてもよい。複数のチューブ１１４、１１６、１１８、１２０、１２２は、連結板２０４を介してマニホールド２０２に連結され、容易に連結して、スペースを最小化するために複数のチューブをまとめることができる。
【0038】
図４は、本明細書に記載される様々な実施形態による、チューブ巻き取りケース２０６の展開図である。図４に示すように、チューブ巻き取りケース２０６は、ケース本体４０２と、第１のチューブ１２０と、第１のチューブ１２０を覆うための第１の円形カバー４０４と、第２のチューブ１２２と、第２のチューブ１２２を覆うための第２の円形カバー４０６とを備える。ケース本体４０２は、例えば、第１の弁１０４および第２の弁１０６の２つの弁を収容する。洗浄液を収容するための第２のチューブ１２２は、水または廃液を収容するための第１のチューブ１２０よりもはるかに長い（例えば、４または５倍長い）ため、第２のチューブ１２２は、第１のチューブ１２０よりも多くのループを有することができる。第１のチューブ１２０および第２のチューブ１２２は、別個にチューブ巻き取りケース２０６に巻き付いてもよい。第１の円形カバー４０４および第２の円形カバー４０６は、それぞれ第１のチューブ１２０および第２のチューブ１２２を収容して覆うことができる。
【0039】
図５および図６は、本明細書に記載される様々な実施形態による、連結板２０４に連結されたチューブ巻き取りケース２０６の構造を示す。図５は、第１の円形カバー４０４および第２の円形カバー４０６を含むチューブ巻き取りケース２０６を示すが、図６は、第１の円形カバー４０４および第２の円形カバー４０６を取り外したチューブ巻き取りケース２０６を示す。
【0040】
図７は、本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイス７００の別の構造を示す。この実施形態と図２に示す実施形態との違いは、チューブ巻き取りケースがどのように採用されているかということである。図７に示すように、第１のチューブ１２０および第２のチューブ１２２は、２つの弁（例えば、第１の弁１０４および第２の弁１０６）の周りに直接巻き付けいている。チューブ巻き取りケース７０２は、第１のチューブ１２０および第２のチューブ１２２を取り囲む。
【0041】
図８は、本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイス８００の動作原理を示す別のブロック図を示す。この例の独自の構成は、図１との対比で最もよく理解される。図１では、水は加圧源（すなわち、ブースタポンプ１３２）から供給され、第１の二方弁１０４を介して流体計量デバイス１００に入るが、洗浄液（例えば、塩化カリウム、リン酸カリウム、リン酸二ナトリウム、塩化ナトリウム、アジ化ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム、ポリソルベート２０など）は大気圧で供給されて定量ポンプ１０２により流体計量デバイス１００に引き込まれている。これに対し、図８に示す実施形態では、第１の弁８０２は三方弁であり、給水ポート１２６からの水は、大気圧で供給される。本実施形態ではブースタポンプは設けられておらず、定量ポンプ１０２は、第１の弁８０２を介して第２の弁１０６に水を吐出することができる。
【0042】
図９は、本明細書に記載された様々な実施形態による、流体計量デバイス９００の動作原理を示す別のブロック図を示す。図９に示す実施形態では、第２のブースタポンプ９０４が設けられて洗浄供給ポート１２８に連結され、洗浄供給ポート１２８からの洗浄液も、例えば１２ｐｓｉという高い圧力で提供される。さらに、第５の弁９０２（三方弁）は、第３の弁１０８と第２のチューブ１２２との間に設けられる。あるシナリオでは、第５の弁９０２および第４の弁１１０を開いて、高圧（大気圧より高い圧力）の洗浄液を洗浄供給ポート１２８から廃液排出ポート１２４に流す。第２のチューブ１２２に必要量の洗浄液が充填されると、第４の弁１１０を閉じて洗浄液の供給を停止し、第５の弁９０２を依然として開いたまま廃液排出ポート１２４への圧力の放散を可能にする。
【0043】
図１０は、本明細書に記載される様々な実施形態による、流体計量デバイス９５０の動作原理を示す別のブロック図を示す。図１０に示す実施形態では、第２のブースタポンプ９０４が設けられて洗浄供給ポート１２８に連結され、洗浄供給ポート１２８からの洗浄液も、例えば１３ｐｓｉという高い圧力で提供される。さらに、第６の弁９０６（二方弁）が、チューブ１２２と廃液排出ポート１２４との間に設けられる。あるシナリオでは、第６の弁９０６を開いて、洗浄液を高圧で洗浄供給ポート１２８から廃液排出ポート１２４に流す。第２のチューブ１２２に必要量の洗浄液が充填されると、第４の弁１１０を閉じて洗浄液の供給を停止し、第６の弁９０６を依然として開いたまま廃液排出ポート１２４への圧力の放散を可能にする一方、第３の弁１０８および定量ポンプ１０２を用いて第１のチューブ１２０に圧力を放散させる。
【0044】
流体計量デバイス１００は、複数の分離されているアセンブリではなく、コンパクトなアセンブリである。したがって、すべての構成要素が互いに近接して配置され、構成要素間の距離は小さくなる。したがって、構成要素間の流体体積は減少する。ひいては、流体の減少は、流体チャネルの共振周波数が流体チャネルの長さに反比例するため、流体計量デバイス１００を、構成要素の周波数を十分に上回る、高い共振周波数を有する剛性流体システムとして設計することができる。したがって、流体計量デバイス１００の振動は大幅に低減され、ポンプの動きが停止した後の整定時間を減少させることができる。
【0045】
さらに、流体計量デバイス１００を利用するシステム（例えば、イムノアッセイ分析器）における相互汚染は著しく少なくなり、計量精度および正確さも改善される。図１１Ａ～図１１Ｄは、流体計量デバイス１００を利用するイムノアッセイ分析器システムにおける計量精度および正確さの向上を示す。図１１Ａおよび図１１Ｂは、規格要件と比較して、８００ｕＬ／秒の吐出速度における水についての計量誤差および精度不良を示す。図１１Ｃおよび図１１Ｄは、規格要件と比較して、８００ｕＬ／秒の吐出速度における洗浄液についての計量誤差および精度不良を示す。
【0046】
本明細書および特許請求の範囲は、例示的な実施形態の特定の構成および要素に関して、用語「１つ（ａ）」、「～のうちの少なくとも１つ」、および「～のうちの１つまたはそれ以上」を活用できる。これらの用語および語句は、特定の例示的な実施形態内に存在する特定の構成または要素のうちの少なくとも１つが存在するが、２つ以上が存在してもよいことを述べることが意図されていることを理解されたい。すなわち、これらの用語／語句は、単一の構成／要素が存在することに本明細書もしくは特許請求の範囲を限定する、または複数のそのような構成／要素が存在することを必要とすることは意図していない。それどころか、これらの用語／語句は、複数のそのような構成／要素が本明細書および特許請求の範囲の範囲内にあり得る、少なくとも単一の構成／要素を要求するだけである。
【0047】
加えて、以下の説明では、例示的な実施形態の例示的な実施をさらに説明し、例示的な実施形態の機構の理解を助けるために、例示的な実施形態の様々な要素について複数の様々な例を使用していることを理解されたい。これらの例は、非限定的であることを意図しており、例示的な実施形態の機構を実施するための様々な可能性を網羅するものではない。当業者には、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書で提供される例に追加して、またはその代わりに利用される、これらの様々な要素に対して多くの他の代替的実施態様が存在することは、本説明を踏まえて明らかであろう。
【0048】
図面のシステムおよびプロセスは、排他的なものではない。他のシステム、プロセス、およびメニューは、同じ目的を達成するために、本明細書に記載された実施形態の原理に従って導かれる。本明細書に示され、説明された実施形態および変形例は、説明のためにすぎないことを理解されたい。現在の設計に対する修正は、実施形態の範囲から逸脱することなく、当業者によって実施される。本明細書で説明するように、様々なシステム、サブシステム、エージェント、マネージャ、およびプロセスは、ハードウェアコンポーネント、ソフトウェアコンポーネント、および／またはそれらの組み合わせを用いて実装することができる。本明細書のいかなる請求項要素も、その要素が「～のための手段」という語句を用いて明示的に記載されていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）項の規定に基づいて解釈されるべきではない。
【0049】
本発明は、例示的実施形態を参照して説明したが、これに限定されるものではない。当業者であれば、本発明の好ましい実施形態に対して多数の変更および修正を行うことができ、そのような変更および修正は、本発明の真の趣旨から逸脱することなく行うことができることを理解するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲内であるそのような等価な変形例をすべて網羅するように解釈されることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図11D】