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特表2024-525137ポータブル分光計を使用する生物学的サンプルのマススクリーニング
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-07-10
(54)【発明の名称】ポータブル分光計を使用する生物学的サンプルのマススクリーニング
(51)【国際特許分類】
G01N 21/3563 20140101AFI20240703BHJP
G01N 21/359 20140101ALI20240703BHJP
【ＦＩ】
G01N21/3563
G01N21/359
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023575787
(86)(22)【出願日】2022-01-14
(85)【翻訳文提出日】2024-01-31
(86)【国際出願番号】 US2022012602
(87)【国際公開番号】W WO2022260714
(87)【国際公開日】2022-12-15
(31)【優先権主張番号】63/211,507
(32)【優先日】2021-06-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】63/209,366
(32)【優先日】2021-06-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】17/575,591
(32)【優先日】2022-01-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
(71)【出願人】
【識別番号】511248294
【氏名又は名称】シーウェア システムズ
【氏名又は名称原語表記】ＳＩ－ＷＡＲＥ ＳＹＳＴＥＭＳ
(74)【代理人】
【識別番号】110001302
【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル
(72)【発明者】
【氏名】サベリー，ヤセル，エム．
(72)【発明者】
【氏名】ドイッチュ，エリック，アール．
(72)【発明者】
【氏名】サーダニー，バッサム
(72)【発明者】
【氏名】モルタダ，バセム，エイ．
(72)【発明者】
【氏名】アル ハロン，モハメド，エイチ．
(72)【発明者】
【氏名】エルファン，マゼン
(72)【発明者】
【氏名】モハメド，ムスタファ
(72)【発明者】
【氏名】サデック，モハメド
(72)【発明者】
【氏名】メダハット，モスタファ
(72)【発明者】
【氏名】シェブル，アハメド
【テーマコード（参考）】
2G059
【Ｆターム（参考）】
2G059AA05
2G059BB04
2G059BB09
2G059BB14
2G059CC16
2G059DD12
2G059DD13
2G059EE01
2G059EE02
2G059EE09
2G059EE12
2G059FF11
2G059GG01
2G059GG03
2G059HH01
2G059JJ01
2G059JJ13
2G059JJ14
2G059LL03
2G059MM05
2G059MM14
2G059PP04
(57)【要約】
態様は、サンプルのマススクリーニングのための機構に関する。試験下の検体を収容するサンプルの分光分析に基づくポータブルラボラトリデバイス（３００）は、マススクリーニングを容易にすることができる。ポータブルラボラトリデバイス（３００）は、サンプルヘッド（３１２）へのサンプルの塗布を容易にするように構成された構造を含むサンプルヘッド（３１２）と、１つまたは複数の光源（３０６）および分光計（３０８）を含む光学的測定デバイス（３０４）とを含む。サンプルに入射した光源（３０６）からの光（３２２）は、サンプルのスペクトル（３２６）を得るために、分光計（３０８）に向けられ得る。光学的測定デバイス（３０４）は、スペクトル（３２６）から結果（３２８）をもたらすために、分光計（３０８）によって得られたスペクトル（３２６）をスペクトル分析器（３２０）に提供するように構成されたデータ転送デバイス（３１０）をさらに含むことができる。
【選択図】図３
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
サンプルヘッドであって、サンプルを受け取るように構成され、前記サンプルヘッドへの前記サンプルの塗布を容易にするように構成された構造を備える、サンプルヘッドと、光学的測定デバイスであって、
入力光をもたらすために、前記サンプルのほうへ入射光を向けるように構成された少なくとも１つの光源と、
前記サンプルから前記入力光を受け取るように、および前記入力光に基づいて、前記サンプルのスペクトルを得るように構成された分光計と、
スペクトル分析器に前記スペクトルを転送するように、および前記スペクトル分析器から前記サンプルに関連する結果を受け取るように構成されたデータ転送デバイスと
を備える、光学的測定デバイスと
を備える、ポータブルラボラトリデバイス。
【請求項2】
前記分光計が、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）干渉計を備え、前記少なくとも１つの光源が、少なくとも１つの赤外光源を備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項3】
前記データ転送デバイスが、前記スペクトル分析器と通信するように構成されたワイヤレストランシーバを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項4】
前記スペクトル分析器をさらに備え、前記データ転送デバイスが、前記スペクトル分析器に前記スペクトルを転送するように構成されたバスを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項5】
前記スペクトル分析器が、前記スペクトルから前記結果をもたらすように構成された人工知能エンジンを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項6】
前記スペクトルが、測定された吸収スペクトルを備え、前記人工知能モデルが、近赤外周波数範囲における前記測定された吸収スペクトルの吸収信号から１つまたは複数の検体を検出するように構成された、請求項５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項7】
前記サンプルヘッドが、前記サンプルを収容する媒体を受け取るように構成され、前記人工知能エンジンが、前記媒体に基づいて前記結果をもたらすように構成された、請求項５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項8】
前記人工知能エンジンは、各々が複数の媒体タイプのうちのそれぞれの媒体タイプについて作成された複数の較正モデルを備え、前記サンプルを収容する前記媒体に対応する前記複数の媒体タイプのうちの１つの媒体タイプについて前記複数の較正モデルのうちの１つの較正モデルを選択するように構成された入力デバイス
をさらに備える、請求項５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項9】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記ポータブルラボラトリデバイスのハウジングに結合され前記サンプルヘッドへの前記サンプルの塗布を容易にするように構成されたツールを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項10】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記サンプルを前記光学的測定デバイスの光学的ウィンドウと整合させるように構成されたホールを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項11】
前記サンプルヘッドの前記構造は、前記サンプルがその上に配置されるカバースリップを受け取るように構成されたキャビティをさらに備え、前記キャビティが、前記ホールの上方に位置決めされた、請求項１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項12】
前記カバースリップは、前記サンプルがその中に配置されるフレームを備える、請求項１１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項13】
前記カバースリップが、前記サンプル中の検体と結び付くように構成されたレセプタをもつ官能化されたカバースリップを備える、請求項１１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項14】
前記キャビティが、第１のカバースリップと第２のカバースリップとの間に前記サンプルを収容するために、前記第１のカバースリップを受け取るように構成された第１のキャビティと、前記第１のキャビティの上方に位置決めされ、前記第２のカバースリップを受け取るように構成された、第２のキャビティとを備える、請求項１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項15】
前記第２のキャビティが、前記第１のキャビティに関して回転させられる、請求項１４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項16】
前記第１のキャビティおよび前記第２のキャビティが、各々、前記光学的測定デバイスの前記光学的ウィンドウの平面に関して傾斜角度を備える、請求項１４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項17】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記サンプルを受け取るための第１の位置から、前記光学的測定デバイスの前記光学的ウィンドウの上側の第２の位置に移動可能である、請求項１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項18】
前記サンプルヘッドが、前記サンプルヘッドの前記構造の上方に位置決めされるように構成されたカバーをさらに備え、前記カバーが、上面と、前記構造に対向する底面とを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項19】
前記カバーの前記底面が、反射面または基準物質を備える、請求項１８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項20】
前記カバーが、透過モードにおいて前記サンプルのほうへ前記入射光を向けるように構成された、前記少なくとも１つの光源のうちの透過モード光源を備える、請求項１８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項21】
前記カバーが、前記サンプルのほうへ前記入射光を向けるように構成された少なくとも１つの反射体を備える、請求項２０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項22】
前記少なくとも１つの光源が、前記透過モードと同時にまたは前記透過モードに関して連続的に反射モードにおいて前記サンプルのほうへ前記入射光を向けるように配列された複数の光源をさらに備える、請求項２０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項23】
前記サンプルヘッドの前記構造が、複数のサンプルを受け取るように構成されたウェルプレートアレイを備え、前記光学的測定デバイスによる前記複数のサンプルの測定を自動化するように構成されたモーター駆動ステージ
をさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項24】
前記サンプルの下方に位置決めされた第１の反射体と、前記第１の反射体に対向して前記サンプルの上方に位置決めされた第２の反射体であって、前記第１の反射体および前記第２の反射体が、前記入力光をもたらすために、前記サンプルを通して複数回前記入射光を向けるように構成された、第２の反射体と
をさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項25】
前記入射光を受け取るように、および前記第２の反射体のほうへ前記入射光を向けるように構成された第３の反射体と、前記入力光を受け取るように、および前記分光計に前記入力光を向けるように構成された第４の反射体と
をさらに備える、請求項２４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項26】
前記第１の反射体および前記第２の反射体が、それぞれの平坦な反射体、それぞれの湾曲した反射体、またはコーナー反射体のそれぞれのアレイを備える、請求項２４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項27】
前記第１の反射体および前記第２の反射体を備えるマルチパスセルをさらに備える、請求項２４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項28】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記光学的測定デバイスを備えるハウジングに取り付けられた案内スペーサを備え、前記案内スペーサが、前記サンプルヘッドの中への前記サンプルの挿入を案内するように構成された、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項29】
前記案内スペーサは、前記サンプルがその中に挿入されたキュベットを受け取るように構成された、請求項２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項30】
前記サンプルがその上に位置決めされる第１のスライドと、前記第１のスライドの上側で前記案内スペーサ上に位置決めされた第２のスライドと、
前記第２のスライド上に位置決めされた材料スラブと
をさらに備える、請求項２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項31】
前記第１のスライドは、各々が、前記サンプルを含む複数のサンプルのうちのそれぞれのサンプルを受け取るように構成された、複数のウェルを備える、請求項３０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項32】
前記案内スペーサが、前記第１のスライド上への前記サンプルの塗布を容易にするように構成されたホールを備える、請求項３０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項33】
前記サンプルの前記スペクトルを得るために、前記第１のスライドを平行移動させるように構成されたモーターをさらに備える、請求項３０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項34】
前記サンプルを乾燥させ、乾燥させられたサンプルをもたらすために、前記少なくとも１つの光源をスイッチオンするために前記少なくとも１つの光源に結合されたスイッチであって、前記分光計が、前記乾燥させられたサンプルの前記スペクトルを得るように構成された、スイッチをさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項35】
前記サンプルの１つまたは複数の物理的性質を制御するように構成された励起素子をさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項36】
前記結果を表示するためのディスプレイをさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項37】
前記サンプルヘッドの前記構造は、前記サンプルがその内部に挿入されたキュベットを収容するキュベットホルダーを受け取るように構成された、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項38】
前記サンプルヘッドの前記構造が、キュベットを収容するアダプタを受け取るように構成され、前記アダプタは、毛管力を介して前記キュベットの中に挿入される前記サンプルを収容するバイアルに取り付けられている、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
優先権主張
本出願は、２０２１年６月１０日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６３／２０９，３６６号、２０２１年６月１６日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６３／２１１，５０６号、および２０２２年１月１３日に米国特許商標庁に出願された米国実用新案出願第１７／５７５，５９１号の優先権および利益を主張し、それらの内容全体は、それらの全体が以下に完全に記載されるかのように、またすべての適用可能な目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０２１年６月１０日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６３／２０９，３６６号、２０２１年６月１６日に米国特許商標庁に出願された米国仮出願第６３／２１１，５０６号、および２０２２年１月１３日に米国特許商標庁に出願された米国実用新案出願第１７／５７５，５９１号の優先権および利益を主張し、それらの内容全体は、それらの全体が以下に完全に記載されるかのように、またすべての適用可能な目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
以下で論じられる技術は、一般に生物学的サンプル検出のための分光学的ソリューションに関し、とりわけ、スケーラブルなソリューションを使用するマススクリーニングのための機構に関する。
【背景技術】
【0003】
赤外分光法は、異なる材料中の分子の振動および回転エネルギーレベルの特徴づけを提供する。材料が赤外光に曝露されたとき、光子の吸収が、振動レベル間の遷移により特定の波長において起こる。今日、分光計機器が、様々な応用分野において物質の同定および／または定量を行うために、研究室および産業環境において見かけられ得る。フーリエ変換赤外線（ＦＴ－ＩＲ）を含む、分光測定計装のための様々なトポロジーが存在する。
【0004】
赤外分光法は、概して、生物学的サンプルを、および具体的には、ウイルス感染を診断するための高速で低コストの機構である。その機構は、分子の振動、および赤外光との相互作用に基づく。各ウイルスは、一意の分子構造を有する。これらの分子構造成分の各々は、赤外範囲においてそれ自体のスペクトル吸収信号を有し、指紋中間赤外領域においてより強力な吸収を示す。中間赤外範囲におけるスペクトル吸収信号は、これが基本領域であるので、より強力であり、その一方で、近赤外領域（たとえば、７４００ｃｍ－１～４０００ｃｍ－１）における信号は、オーバートーンであり、基本的なものの組合せである。指紋領域における中間赤外スペクトルは、主要なバイオマーカーフラグメントに対応する帯域である。この機構に基づいて、ウイルス感染検出のための様々な赤外吸収ベース機構が利用され得る。
【0005】
たとえば、近赤外ラマン分光法が、インヴィトロで、健康な人の血清とＣ型肝炎汚染がある血清とをスペクトル的に区別するために使用されてきた。加えて、近赤外分光法は、インフルエンザウイルス感染した鼻液を弁別するために、およびＨＩＶ－１感染を診断するためにも使用されてきた。その上、中間赤外分光法および回帰分析を使用する、乾燥させられた人の血液スポット中のマラリア原虫の検出が報告されてきた。
【0006】
また、近赤外分光法が、動物、虫および植物中のウイルスを検出するために使用されてきた。たとえば、近赤外分光法は、ポリメラーゼ連鎖反応法（ＰＣＲ）に対して９４．２％～９９．３％の予測精度をもって無傷のネッタイシマカの頭および胸部中のＺＩＫＶを非侵襲的に検出するための、迅速で、試薬フリーの、費用効果の高いツールとして使用されてきた。加えて、近赤外分光法およびアクアフォトミクスが、ウイルスに感染したダイズの迅速なインビボ診断のための手法として使用されてきた。細胞培養におけるＦＴＩＲ分光法を使用するポリオウイルス感染の検出および定量化も報告されてきた。
【発明の概要】
【0007】
以下は、本開示の１つまたは複数の態様の概要を、そのような態様の基本的理解を提供するために提示する。この発明の概要は、本開示のすべての企図される特徴の広範囲な概要ではなく、本開示のすべての態様の鍵となるまたは重要な要素を識別することも、本開示のいずれかまたはすべての態様の範囲を定めることも意図していない。それの唯一の目的は、後で提示されるより詳細な説明への前置きとしての形態で、本開示の１つまたは複数の態様のいくつかの概念を提示することである。
【0008】
例では、ポータブルラボラトリデバイスが開示される。ポータブルラボラトリデバイスは、サンプルヘッドであって、サンプルを受け取るように構成され、サンプルヘッドへのサンプルの塗布を容易にするように構成された構造を含む、サンプルヘッドを含む。ポータブルラボラトリデバイスは、光学的測定デバイスであって、入力光をもたらすために、サンプルのほうへ入射光を向けるように構成された少なくとも１つの光源と、サンプルから入力光を受け取るように、および入力光に基づいて、サンプルのスペクトルを得るように構成された分光計と、スペクトル分析器にスペクトルを転送するように、およびスペクトル分析器からサンプルに関連する結果を受け取るように構成されたデータ転送デバイスとを備える、光学的測定デバイスをさらに含む。
【0009】
本発明のこれらおよび他の態様は、以下の発明を実施するための形態を検討すればより十分に理解されるであろう。本発明の他の態様、特徴、および実施形態は、添付図とともに本発明の具体的で例示的な実施形態の以下の説明を検討すれば、当業者に明らかになろう。本発明の特徴が、以下の特定の実施形態および図と関連して論じられ得るが、本発明のすべての実施形態は、本明細書で論じられる有利な特徴のうちの１つまたは複数を含むことができる。言い換えれば、１つまたは複数の実施形態は、特定の有利な特徴を有するものとして論じられ得るが、そのような特徴のうちの１つまたは複数は、本明細書で論じられる本発明の様々な実施形態に従って使用されてもよい。同様に、例示的な実施形態は、デバイス、システム、または方法実施形態として以下で論じられ得るが、そのような例示的な実施形態は、様々なデバイス、システム、および方法で実装され得ることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
添付の図面とともに以下で記載される発明を実施するための形態は、様々な構成を説明することを意図し、本明細書で説明される概念が実践され得る唯一の構成を表すことを意図するものではない。発明を実施するための形態は、様々な概念の完全な理解を提供する目的で、具体的な詳細を含む。しかしながら、これらの概念は、これらの具体的な詳細なしに実践され得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの事例では、よく知られている構造および構成要素は、そのような概念を不明瞭にしないために、ブロック図の形態で示される。
【0012】
本開示の様々な態様は、特定の病気、あるいはたとえば、ウイルス感染、細菌感染、寄生虫感染、または抗体価など、他のタイプの感染に関連する生物学的検出またはバイオマーカーのためのサンプルのマススクリーニングのための機構に関する。試験下の検体を収容するサンプルの分光分析に基づくポータブルラボラトリデバイスは、マススクリーニングを容易にすることができる。ポータブルラボラトリデバイスは、サンプルヘッドと、赤外または近赤外周波数範囲において動作する１つまたは複数の光源、および分光計を含む光学的測定デバイスとを含むことができる。分光計は、たとえば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）干渉計を含み得る。
【0013】
収集されたサンプルは、（たとえば、コットンスワブを介して）直接的に、あるいはウイルス輸送媒体または他の輸送媒体（たとえば、食塩水、リン酸緩衝食塩水、最小必須培地、非アクティブ化輸送媒体など）などの媒体を通してのいずれかで、サンプルヘッドに塗布され得る。サンプルヘッドは、サンプルヘッドへのサンプルの塗布を容易にするように構成された構造を含み得る。たとえば、サンプルの塗布は、サンプルヘッド上で、容量およびロケーションに関するサンプルの正確な塗布のための様々なツールを用いて補助され得る。いくつかの例では、構造は、サンプルを収容するカバースリップ（またはガラススリップ）を受け取るためのキャビティを含み得る。いくつかの例では、キャビティは、第１のカバースリップを受け取るための第１のキャビティと、第２のカバースリップを受け取るための、第１のキャビティの上方に位置決めされた第２のキャビティとを含むことができ、サンプルは、第１のカバースリップと第２のカバースリップとの間に収容される。信号増幅が、カバースリップ間の光のマルチバウンディングによって達成され、サンプル塗布のためにおよびサンプルを収容するために使用されるカバースリップの角度、または官能化されたカバースリップの使用を制御し得る。たとえば、キャビティは、カバースリップの正確な挿入のために、およびサンプルと光源からの入射光との間の長さおよび相互作用を制御するために、互いに対して回転させられ、および／または光学的測定デバイスの平面に関して傾斜させられ得る。
【0014】
サンプルに入射した光源からの光は、サンプルのスペクトルを得るために、分光計に向けられ得る。サンプルは、光源および分光計の構成に基づいて、透過モード、反射モード、またはトランス反射モードにおいて測定され得る。ポータブルラボラトリデバイスは、精度を改善し、起こりうる汚染を回避するために、サンプルヘッドの上方に位置決めされ得るカバーをさらに含み得る。カバーはさらに、分光計の較正のための基準スペクトルを得るために利用され得る。いくつかの例では、カバーは、透過モード測定および／またはトランス反射モード測定を容易にするための反射面を含む。いくつかの例では、カバーは、透過モード測定を行うための追加の光源をさらに含み得る。
【0015】
赤外分光測定のために利用される同じ光源が、必要なとき、サンプルを加熱し、乾燥させるためにも使用され得る。熱電加熱および乾燥促進機構など追加の光源または加熱機構も、サンプルを加熱し、乾燥させるために使用され得る。複数のサンプルからの測定値は、サンプルヘッドの自動化された構造を使用して得られ得る。
【0016】
光学的測定デバイスは、スペクトルから結果をもたらすために、人工知能（ＡＩ）エンジンなどのスペクトル分析器に、分光計によって得られたスペクトルを提供するように構成されたデータ転送デバイスをさらに含むことができる。たとえば、結果は、感染の存在を指し示す正または負の試験結果であり得る。別の例として、結果は、特定のタイプの感染についての抗体レベルであり得る。ＡＩエンジンは、分析下の生物学的エンティティまたは検体の異なる負荷の存在または不在を示す、いくつかのサンプルからの測定値（たとえば、スペクトル）に基づいて構築された較正モデルを含み得る。たとえば、スペクトルは、試験下の検体の測定された吸収スペクトル（たとえば、吸収信号）を含み得る。いくつかの例では、ＡＩエンジンは、各々が試験下の検体のそれぞれのタイプおよびサンプルのそれぞれの媒体タイプについて作成された、複数の較正モデルを含み得る。いくつかの例では、較正モデルはさらに、ポータブルラボラトリデバイスを使用して構築され得る。いくつかの例では、ＡＩエンジンは、ポータブルラボラトリデバイス内に収容され得る。他の例では、ＡＩエンジンは、クラウドベースＡＩエンジンであり得る。この例では、データ転送デバイスは、ワイヤレス通信ネットワークを介してＡＩエンジンにスペクトルを送信するように構成されたワイヤレストランシーバを含み得る。
【0017】
図１は、いくつかの態様による、分光計１００を示す図である。分光計１００は、たとえば、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計であり得る。図１に示されている例では、分光計１００は、マイケルソンＦＴＩＲ干渉計である。他の例では、分光計は、ＦＴＩＲファブリーペロー干渉計を含み得る。
【0018】
ＦＴＩＲ分光計は、単一ビームスペクトル（パワースペクトル密度（ＰＳＤ））を測定し、ここで、単一ビームスペクトルの強度は、検出器に到達する放射のパワーに比例する。サンプルの吸収度を測定するために、最初に、バックグラウンドスペクトル（すなわち、サンプルの不在下での単一ビームスペクトル）が、機器転送機能を補償するために測定され得る。次いで、サンプルから透過または反射された光の単一ビームスペクトルが測定され得る。サンプルの吸収度は、サンプルの透過率、反射率、またはトランス反射率から計算され得る。たとえば、サンプルの吸収度は、サンプルからの透過光、反射光、またはトランス反射光のスペクトルの、バックグラウンドスペクトルに対する比として計算され得る。
【0019】
干渉計１００は、固定ミラー１０４、可動ミラー１０６、ビームスプリッタ１１０、および検出器１１２（たとえば、光検出器）を含む。分光計１００に関連する光源１０２が、入力ビームを放出するように、およびビームスプリッタ１１０のほうへ入力ビームを向けるように構成される。光源１０２は、たとえば、レーザー源、１つまたは複数の広帯域熱放射源、または対象となる波長範囲をカバーする発光デバイスのアレイをもつ量子源を含み得る。
【0020】
ビームスプリッタ１１０は、入力ビームを２つのビームに分割するように構成される。一方のビームは、固定ミラー１０４でビームスプリッタ１１０のほうへ反射し戻され、他方のビームは、可動ミラー１０６でビームスプリッタ１１０のほうへ反射し戻される。可動ミラー１０６は、ビームの反射のために所望の位置に可動ミラー１０６を変位させるためのアクチュエータ１０８に結合され得る。その場合、ミラー１０６の変位の２倍に実質的に等しい光路長差（ＯＰＤ）が、反射されたビーム間に作り出される。いくつかの例では、アクチュエータ１０８は、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）アクチュエータ、サーマルアクチュエータ、または他のタイプのアクチュエータを含み得る。
【0021】
反射されたビームは、出力光ビームをもたらすために、ビームスプリッタ１１０において干渉し、光の時間的コヒーレンスが、可動ミラー１０６によって与えられた各異なる光路差（ＯＰＤ）において測定されることを可能にする。出力光ビームに対応する信号は、インターフェログラムをもたらすために、可動ミラー１０６の多くの離散位置において検出器１１２によって検出および測定され得る。いくつかの例では、検出器１１２は、検出器アレイまたは単一のピクセル検出器を含み得る。その場合、インターフェログラムデータ対ＯＰＤが、プロセッサ（簡略化のために、図示せず）に入力され得る。次いで、スペクトルは、たとえば、プロセッサによって実行されるフーリエ変換を使用して取り出され得る。
【0022】
いくつかの例では、干渉計１００は、ＭＥＭＳ干渉計１００ａ（たとえば、ＭＥＭＳチップ）として実装され得る。その場合、ＭＥＭＳチップ１００ａは、たとえば、１つまたは複数のプロセッサ、メモリデバイス、バス、および／または他の構成要素を含み得るプリント回路基板（ＰＣＢ）１１６に取り付けられ得る。いくつかの例では、ＰＣＢ１１６は、スペクトルを受け取り、処理するように構成された、ＡＩエンジンなど、スペクトル分析器を含み得る。本明細書で使用される、ＭＥＭＳという用語は、微細加工技術による共通シリコン基板上での機械要素、センサー、アクチュエータおよびエレクトロニクスの統合を指す。たとえば、マイクロエレクトロニクスは、典型的に、集積回路（ＩＣ）プロセスを使用して作製され、その一方で、微小機械構成要素は、機械構成要素および電気機械構成要素を形成するために、シリコンウエハの一部を選択的にエッチング除去するかまたは新しい構造層を追加するコンパチブルマイクロマシニングプロセスを使用して作製される。ＭＥＭＳ素子の１つの例は、反射または屈折モードにおいて作動する誘電体または金属化面を有する微小光学構成要素である。ＭＥＭＳ素子の他の例は、アクチュエータ、検出器溝およびファイバー溝を含む。
【0023】
図１に示されている例では、ＭＥＭＳ干渉計１００ａは、固定ミラー１０４、可動ミラー１０６、ビームスプリッタ１１０、および可動ミラー１０６を可動に制御するためのＭＥＭＳアクチュエータ１０８を含み得る。加えて、ＭＥＭＳ干渉計１００ａは、ビームスプリッタ１１０のほうへ入力ビームを向け、検出器（たとえば、検出器１１２）のほうへビームスプリッタ１１０からの出力ビームを向けるためのファイバー１１４を含み得る。いくつかの例では、ＭＥＭＳ干渉計１０４は、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）基板に平行に伝搬する自由空間光ビームを処理することが可能である微小光学構成要素および他のＭＥＭＳ素子をもたらすために、ＳＯＩウエハ上にディープ反応性イオンエッチング（ＤＲＩＥ）プロセスを使用して作製され得る。たとえば、電気機械設計が、マスク上に印刷され得、マスクは、フォトリソグラフィによってシリコンまたはＳＯＩウエハの上に設計をパターン化するために使用され得る。その場合、パターンは、バッチプロセスを使用して（たとえば、ＤＲＩＥによって）エッチングされ得、得られたチップ（たとえば、ＭＥＭＳチップ１００ａ）は、ダイシングされ、パッケージングされ（たとえば、ＰＣＢ１１６に取り付けられ）得る。
【0024】
たとえば、ビームスプリッタ１１０は、入力ビームからある角度（たとえば、４５度）に位置決めされたシリコン／空気インターフェースビームスプリッタ（たとえば、半平面ビームスプリッタ）であり得る。その場合、入力ビームは、２つのビームＬ１およびＬ２に分割され得、ここで、Ｌ１は、可動ミラー１０６のほうへ空気中を伝搬し、Ｌ２は、固定ミラー１０４のほうへシリコン中を伝搬する。ここで、Ｌ１は、半平面ビームスプリッタ１１０からの入力ビームの部分反射から発生し、これにより、ビーム入射角に等しい反射角度を有する。Ｌ２は、半平面ビームスプリッタ１１０を通る入力ビームの部分的な透過から発生し、スネルの法則によって決定された角度でシリコン中を伝搬する。いくつかの例では、固定ミラー１０４および可動ミラー１０６は、金属ミラーであり、ここで、（たとえば、金属化ステップ中にシャドーマスクを使用する）選択的金属化が、ビームスプリッタ１１０を保護するために使用される。他の例では、ミラー１０４および１０６は、たとえば、ＤＲＩＥを使用して実現され得る垂直ブラッグミラーである。
【0025】
いくつかの例では、ＭＥＭＳアクチュエータ１０８は、コムドライブおよびばねから形成された静電アクチュエータであり得る。たとえば、コムドライブに電圧を印加することによって、電位差が、アクチュエータ１０８の両端に生じ、これは、その中にキャパシタンスを誘起し、駆動力が生成されることを引き起こし、ならびにばねによる復元力を引き起こし、それにより、ビームスプリッタ１１０のほうへビームを反射し戻すための所望の位置への可動ミラー１０６の変位を引き起こす。
【0026】
分子の振動吸収帯からの一意の情報が、たとえば、図１に示されている分光計１００によってもたらされ得る赤外スペクトルにおいて反映される。スペクトルにスペクトル数値処理および統計的分析を適用することによって、スペクトルにおける情報は、識別されるか、または分類され得る。実験データの分析への統計的方法の適用は、旧来は計量化学として知られており、より最近では人工知能として知られている。
【0027】
図２は、いくつかの態様による、ＡＩエンジンを構築するためのワークフロー２００の例を図示する。ＡＩエンジンを構築し始めるために、サンプルのグループまたは集合２０２が、スペクトル２０４をもたらすための、図１に示されている分光計１００など、分光計による測定のために得られる。同時に、これらのサンプル２０２はまた、従来の方法によって測定され、値が、基準値２０６として記録され得る。スペクトル２０４とともにこれらの基準値２０６は、どのようにスペクトルを解釈し、スペクトルを特定の値（たとえば、結果）に変換すべきかをＡＩエンジン（たとえば、機械学習）に教えるために使用される、サンプルデータベース２０８を形成する。たとえば、サンプルデータベース２０８は、統計的回帰モデル（たとえば、較正モデル）の開発２１０において使用され得、統計的回帰モデルは、次いで、サンプルに関連する結果（たとえば、正または負の試験結果あるいは抗体レベル）をもたらすために、サンプルのスペクトルに適用され得る。次いで、試験結果の妥当性検査および外れ値検出２１２が、較正モデルを改良するために実施され得る。
【0028】
赤外（ＩＲ）分光法によってもたらされるスペクトルは、即時的であるので、従来の分析方法とは異なり、特定のトランスフォーメーション（たとえば、化学トランスフォーメーション）がサンプル内で起こるのを待つ必要はない。サンプルの異なる物理的および化学的パラメータが、単一のスキャンを用いて分析され得る。それゆえ、ＩＲ分光法に基づいてＡＩエンジンを構築することは、複雑なプロセスであり得るが、材料分析のためにＩＲを使用して得られる高速で簡潔な結果は、解析モデルを構築するための労力に見合う価値がある。
【0029】
図３は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス３００の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス３００は、パンデミック状態、たとえば、ＣＯＶＩＤ－１９における感染の広がりを封じ込めるための効率的なツールであり得、様々な試験対象（たとえば、人間、動物、または植物対象）による設備へのアクセスを提供するべきであるのか、防止するべきであるのかを決め得る意思決定者のモビリティを容易にすることができる。ボックス中のラボラトリの形態のデバイス３００は、コンパクトで、ポータブルで、安価であり、マススクリーニングキャンペーンまたは特定の設備へのアクセスを提供するかまたはゲートを通過するためのスクリーニングのために使用され得る。分析は、極めて迅速で、とても低コストである。これは、作業設備、エンターテインメント設備、社会的設備、および居住設備などを含む。
【0030】
ポータブルラボラトリデバイス３００は、光学的測定デバイス３０４、データ転送デバイス３１０、プロセッサ３３０、およびメモリ３３２を収容するハウジング３０２を含む。プロセッサ３３０は、単一の処理デバイスまたは複数の処理デバイスを含み得る。そのような処理デバイスは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理デバイス、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、ならびに／あるいは回路のハードコーディングおよび／または動作命令に基づいて信号（アナログおよび／またはデジタル）を操作する任意のデバイスであり得る。メモリ３３２は、単一のメモリデバイス、複数のメモリデバイス、および／またはプロセッサ３３０の埋込み型回路であり得る。そのようなメモリデバイスは、読取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、および／またはプロセッサ３３０によって実行され得る命令（たとえば、コード）を含むデジタル情報を記憶する任意のデバイスであり得る。
【0031】
光学的測定デバイス３０４は、少なくとも１つの光源３０６と分光計３０８とを含む。試験下の検体を収容するサンプルを受け取るように構成されたサンプルヘッド３１２が、ハウジング３０２に結合される。サンプルヘッド３１２は、分光計３０８とのサンプルの相互作用および整合のために、サンプルヘッド３１２へのサンプルの塗布を容易にするように構成された構造を含み得る。加えて、構造は、サンプルの汚染またはサンプルからの環境（たとえば、ポータブルラボラトリデバイスおよび周囲環境）の汚染を回避するように構成され得る。たとえば、構造（具体的には示されていない）は、ハウジング３０２に固定的に取り付けられるか、またはハウジング３０２に着脱可能に結合され得る。いくつかの例では、構造は、ハウジング３０２に関して移動可能であり得る。いくつかの例では、サンプルは、対象（たとえば、人間、動物、植物など）から採取され、（たとえば、構造を介して）サンプルヘッド３１２に直接的に塗布されるか、あるいはウイルス輸送媒体または他の輸送媒体（たとえば、食塩水、リン酸緩衝食塩水、最小必須培地、非アクティブ化輸送媒体など）など、輸送媒体に転送されるのいずれかであり、次いで、（たとえば、構造を介して）サンプルヘッド３１２に塗布され得る。
【0032】
分光計３０８は、たとえば、図１に示されているように、ＭＥＭＳ ＦＴＩＲベースの分光計を含み得る。ＭＥＭＳ干渉計は、移動マイクロミラーがＭＥＭＳアクチュエータによって駆動されるので、ミリ秒時間スケールにおいてスペクトルを生成することを可能にする。光源３０６は、たとえば、レーザー源または広帯域源を含み得る。レーザー源の使用は、サンプルのラマンスペクトルの測定を可能にし得る。いくつかの例では、光源３０６は、赤外または近赤外光源であり得る。光源３０６は、入力光３２４をもたらすために、入射光３２２を生成するように、およびサンプルヘッド３１２上のサンプルのほうへ入射光３２２を向けるように構成され得る。分光計３０８は、入力光に基づいてサンプルのスペクトル３２６を得るために、サンプルから入力光３２４を受け取るように構成され得る。入力光３２４は、光源３０６および分光計３０８の構成に基づいて、透過モード、反射モード、またはトランス反射モードにおいて分光計３０８によって受け取られ得る。分光計３０８は、スペクトル３２６をもたらすために、インターフェログラムのフーリエ変換を実施するように構成されたプロセッサ（図示せず）を含み得るか、または分光計３０８は、スペクトル３２６をもたらすために、プロセッサ３３０にインターフェログラムを出力し得る（前者が、図３に図示されている）。
【0033】
ポータブルラボラトリデバイス３００は、ユーザインターフェース３１４をさらに含み、ユーザインターフェース３１４は、たとえば、入力デバイス３１６およびディスプレイ３１８を含み得る。いくつかの例では、ユーザインターフェース３１４の入力デバイス３１６およびディスプレイ３１８は、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）として実装される。ＧＵＩは、ハウジング３０２に取り付けられ得るか、またはワイヤレス通信デバイス（たとえば、携帯電話）など、別個のデバイス上に実装され得る。いくつかの例では、入力デバイス３１６は、ハウジングの外側３０２に取り付けられるか、あるいはハウジング３０２上の外部コネクタ（たとえば、ＵＳＢポート）またはワイヤレス接続を介して結合されるのいずれかである、キーボード、マウス、選択可能なボタン、および／または他のタイプの入力デバイス３１６を含み得る。この例では、ディスプレイ３１６は、入力デバイス３１４とは別個であり得、ハウジング３０２に取り付けられるか、あるいは外部コネクタまたはワイヤレス接続を介して結合されるのいずれかであり得る。
【0034】
ポータブルラボラトリデバイス３００は、データ転送デバイス３１０に結合されたスペクトル分析器３２０をさらに含む。スペクトル分析器３２０は、たとえば、ＡＩエンジンを含み得る。スペクトル分析器３２０は、分光計３０８から受け取られたスペクトル３２６を処理するための１つまたは複数のプロセッサと、スペクトルを処理する際にプロセッサによって利用される１つまたは複数の較正モデルを記憶するように構成されたメモリとを含み得る。スペクトル分析器３２０は、ハウジング３０２内に含まれ得るか、またはクラウドベースデバイスであり得る。たとえば、１つまたは複数の較正モデルは、たとえば、ハウジング３０２内のメモリ（たとえば、メモリ３３２）またはクラウド内のメモリに記憶され得る。スペクトル分析器３２０がハウジング３０２内に含まれる例では、データ転送デバイス３１０は、分光計３０８によってもたらされたスペクトルをスペクトル分析器３２０に転送するように構成されたバスを含むことができる。スペクトル分析器３２０が外部デバイス（たとえば、クラウドベースデバイス）である例では、データ転送デバイス３１０は、ワイヤレス通信ネットワークを介してスペクトル分析器３２０にスペクトルを伝送するように構成されたワイヤレストランシーバを含むことができる。
【0035】
スペクトル分析器３２０（たとえば、ＡＩエンジン）は、各々が媒体のそれぞれのタイプについて、および試験下の検体のそれぞれのタイプについて構築された、１つまたは複数の較正モデルを含むことができる。いくつかの例では、特定の媒体および特定の検体についての十分な数の負および正サンプルが、対応する較正モデルをトレーニングするために使用され得る。トレーニングサンプルは、試験サンプルが扱われるのと同じやり方で扱われ得る。較正モデルはさらに、グローバル較正モデルを得るために、デバイスの異なる状態および製造ばらつきをカバーする、ポータブルラボラトリデバイス３００の一定数のユニットに基づいて構築され得る。加えて、開発された較正モデルは、モデル転送の技法によってもたらされた任意の新しいユニットについて適応させられ得る。
【0036】
例示の動作では、プロセッサ３３０は、サンプルヘッド３１２上のサンプルの測定を始動するように分光計３０８および光源３０６を制御するように構成され得る。プロセッサ３３０は、入射光３２２を生成し、サンプルヘッド３１２上のサンプルに向けるように光源３０６を制御することができる。次いで、（たとえば、入射光３２２の反射、透過、またはトランス反射を介した）サンプルとの相互作用によって生成された入力光３２４は、スペクトル３２６をもたらすために、分光計３０８に入力される。いくつかの例では、プロセッサ３３０は、たとえば、入力デバイス３１６を介して受け取られたサンプル測定開始コマンドに基づいて、サンプル測定を始動し得る。サンプル測定開始コマンドは、サンプルに関連する媒体タイプをさらに指し示し得る。たとえば、ユーザは、サンプル測定を開始することを選択し得、入力デバイス３１６を介して、分析において利用されるべき媒体タイプをさらに選択し得る。
【0037】
プロセッサ３３０は、スペクトル分析器３２０にスペクトル３２６を伝送するように分光計３０８およびデータ転送デバイス３１０を制御するようにさらに構成され得る。スペクトル分析器３２０は、スペクトル３２６から結果３２８をもたらすために、スペクトル３２６を処理するように構成される。いくつかの例では、スペクトル分析器３２０における較正モデルは、スペクトル３２６を分析し、試験下の検体の存在を指し示す正の決定または試験下の検体の不在を指し示す負の決定の形態で試験下の検体を表す結果（たとえば、値）をもたらすことができる。また、正の度合いは、低い、中間、および高いの形態で較正モードによってもたらされ得る。別の例として、結果３２８は、特定のタイプの感染についての抗体レベルであり得る。いくつかの例では、スペクトル３２６は、測定された吸収スペクトルを含み、スペクトル分析器３２０（たとえば、ＡＩエンジン）は、近赤外周波数範囲における測定された吸収スペクトルの吸収信号から１つまたは複数の検体を検出するように構成される。いくつかの例では、近赤外領域（周波数範囲）における吸収信号が、オーバートーンおよび基本振動モードの組合せに基づいて検体を検出するために使用され得る。加えて、近赤外領域では、サンプル調製は必要とされないことがある。
【0038】
いくつかの例では、プロセッサ３３０は、サンプルの複数のスキャン（たとえば、複数の測定）を実施するように分光計３０８を制御するように構成され得る。その場合、分光計３０８またはスペクトル分析器３２０は、スペクトル分析器３２０によってもたらされる結果３２８の感受性を改善するために、複数の測定値（たとえば、複数のインターフェログラムまたは複数のスペクトル）を平均化するように構成され得る。
【0039】
スペクトル分析器３２０は、次いで、ディスプレイ３１８上での表示のためにユーザインターフェース３１４に結果３２８を伝送するように構成される。いくつかの例では、スペクトル分析器３２０は、ポータブルラボラトリデバイス３００のハウジング３０２上のディスプレイ３１８に直接的に結果３２８を出力するように構成され得る。他の例では、スペクトル分析器３２０は、ワイヤレス通信ネットワーク（たとえば、セルラーネットワーク、あるいはＩＥＥＥ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、ＩＥＥＥ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、または他のワイヤレスシステムを採用するネットワーク）を介してディスプレイ３１８を含むワイヤレス通信デバイスに結果３２８を伝送するように構成され得る。いくつかの例では、結果３２８は、設備へのまたはゲートを通る試験される対象のアクセスを許可するかまたは防止するための意思決定機構として利用され得る。
【0040】
図４Ａ～図４Ｃは、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス４００の例示の動作を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス４００は、（たとえば、図３に示されているような）光学的測定デバイスを収容するハウジング４５０を含む。ポータブルラボラトリデバイス４００は、サンプル（図示されていない）を受け取るように構成された、ハウジング４５０上のサンプルヘッド４０２をさらに含む。サンプルヘッド４０２は、光学的測定デバイスの上側の、ハウジング４５０の表面上に様々な構成要素を含む。たとえば、サンプルヘッド４０２は、サンプルヘッド４０２へのサンプルの塗布を容易にするように構成された構造４０５と、光学的測定デバイスの光学的ウィンドウ４０６と、カバー４０８とを含む。ここで、光学的ウィンドウ４０６は、光学的測定デバイスおよびサンプルヘッド４０２の一部を形成する。構造４０５は、ホール４０４と、第１のキャビティ４１０と、第２のキャビティ４１２とを含む。ホール４０４は、どこにサンプル（たとえば、液滴）を配置するべきかを正確に特定するために利用され得る。
【0041】
図４Ａおよび図４Ｂに示されているように、第１のキャビティ４１０は、サンプル（たとえば、液滴）がその上に配置され得る、ガラススライドなど、第１のカバースリップ４１４を受け取るように構成される。第２のキャビティ４１２は、液滴の媒体タイプおよび対応する粘性に応じて、随意の第２のカバースリップ４１６を受け取るように構成される。たとえば、第２のカバースリップ４１６は、液滴を収容する第１のカバースリップ４１４の上側の第２のキャビティ４１２の中に挿入され得る。第２のカバースリップ４１６は、光と液滴との間の相互作用経路長を正確に制御するために、第２のキャビティ４１２の中に挿入され得る。加えて、第２のカバースリップ４１６は、サンプルに対応するウイルスの広がりおよび／またはサンプルのスペクトルの変更につながることがある、分析中のサンプルの蒸発を防止し得る。第２のキャビティ４１２は、繰返し可能なロケーションおよび第１のカバースリップ４１４からの距離における第２のカバースリップ４１６の正確な挿入を容易にするために、（たとえば、４５度だけ）第１のキャビティに関して回転させられ得る。
【0042】
サンプルヘッド４０２の構造４０５は、図４Ａに示されているような、サンプルを受け取るための第１の位置４１８から、図４Ｂに示されているような、光学的ウィンドウ４０６の上側の第２の位置４２０に移動可能である。第２の位置４２０では、ホール４０４は、光学的ウィンドウ４０６と整合させられる。光学的ウィンドウ４０６は、サンプルから光学的測定デバイスの分光計の中に入力光を向けるために、ハウジング４５０の表面上に位置決めされる。分光計は、たとえば、図１に示されている分光計に対応し得、たとえば、図３に示されているようにハウジング４５０内に構成され得る。光学的ウィンドウ４０６は、さらに、サンプルのほうへハウジング４４０内に収容された（たとえば、図３に示されているような）少なくとも１つの光源からの入射光を向けるために、ポータブルラボラトリデバイス４００のハウジング４５０の表面上に位置決めされ得る。
【0043】
図４Ａおよび図４Ｃにさらに示されているように、カバー４０８は、ポータブルラボラトリデバイス４００が動作中でない間の第１の位置４２２から、ポータブルラボラトリデバイス４００が動作中である間の第２の位置４２４に移動させられ得る。ポータブルラボラトリデバイス４００の動作中に、光学的測定デバイスの少なくとも１つの光源からの入射光は、反射、半透過、または透過モード構成においてサンプルのほうへ（たとえば、ホール４０４の容量のほうへ）向けられる。サンプルからの散乱光が、次いで、（たとえば、さらに処理され得るサンプルのスペクトルを得ることによって）サンプルの光学測定を行うための入力光として分光計の中に結合される。カバー４０８は、外部環境からの干渉光を防止するために、および光学的ウィンドウ４０６の上部とカバー４０８の底部との間の空間の中に少なくとも１つの光源からの入射光を閉じ込めるために使用され得る。
【0044】
いくつかの例では、カバー４０８の底部は、鏡面／拡散トランス反射率測定を可能にするための鏡面または拡散反射様式の反射面であり得る。いくつかの例では、カバー４０８の底部は、たとえば、波長のｘ軸および吸収度のｙ軸の較正を含む、分光計の較正のための基準物質を含み得る。カバー４０８の底部は、透過測定を行うための追加の光源をさらに含むことができる。
【0045】
図５は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス５００の別の例示の動作を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス５００は、サンプル５０４を受け取るように構成されたサンプルヘッド５０２を含む。サンプルヘッド５０２は、図４に説明されているように、サンプル５０４を受け取るための第１の位置から、光学的測定デバイスの光学的ウィンドウ５０６の上側の第２の位置に移動可能な構造５０５を含む。加えて、カバー５０８が、図４に説明されているように、サンプル５０４の光学測定を行うために、第２の位置において構造５０５の上方に配置され得る。たとえば、ポータブルラボラトリデバイス５００の動作中に、ポータブルラボラトリデバイス５００のハウジング５５０内の分光計は、サンプル５０４のスペクトル５１０を得るように構成され得る。
【0046】
スペクトル５１０は、スペクトル５１０に関連する結果５１４をもたらすように構成された人工知能（ＡＩ）エンジン５１２への入力であり得る。結果５１４は、サンプル５０４中の試験下の検体の存在または不在を指し示す正または負の決定（値）の形態で試験下の検体を表し得る。いくつかの例では、結果５１４は、（たとえば、低い、中間、または高いの形態の）正の度合いを含み得る。ＡＩエンジン５１２は、たとえば、クラウドに、またはポータブルラボラトリデバイス５００内にローカルに、またはポータブルラボラトリデバイス５００と通信している別のデバイスに記憶され得る。
【0047】
図６は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス６００の別の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス６００は、光学的測定デバイス６０２とサンプルヘッド６０５とを含む。サンプルヘッド６０５は、図３～図５に図示されているものと同様に、カバー６０４を含む。サンプルヘッド６０５は、光学的測定デバイス６０２とカバー６０４との間に位置決めされた、第１のキャビティ６０６および第２のキャビティ６０８をさらに含む。第１のカバースリップ６１０が、第１のキャビティ６０６の中に挿入され得、第２のカバースリップ６１２が、第２のキャビティの中に挿入され得る。サンプル６１４（たとえば、液滴）が、第１のカバースリップ６１０と第２のカバースリップ６１２との間に収容される。加えて、第１のキャビティ６０６および第２のキャビティ６０８は、各々、カバースリップ６１０および６１２内で、カバースリップ６１０とカバースリップ６１２との間で、第１のカバースリップ６１０と光学的ウィンドウ６１８との間で、または第２のカバースリップ６１２とカバー６０４との間で起こることがある、多重反射またはエタロニングを制御するために、光学的測定デバイス６０２の光学的ウィンドウ６１８の平面に関して傾斜角度６１６を有し得る。２つのカバースリップ６１０と６１２との間の多重反射は、入射光と液滴６１４との間の相互作用を向上させ得る。いくつかの例では、カバー６０４の底面６２０は、上記で説明されたように、反射面または基準物質を含み得る。
【0048】
いくつかの例では、キャビティ６０６および６０８を傾斜させる代わりに、カバースリップ６１０および６１２は、所望の傾斜角度６１６をもたらすくさび形のカバースリップ６１０および６１２であり得る。いくつかの例では、傾斜（または傾き）角度６１６は、キャビティ６０６とキャビティ６０８との間で、またはカバースリップ６１０とカバースリップ６１２との間で変動し得る。たとえば、第１のキャビティ６０６（または第１のカバースリップ６１０）は、第１の傾斜角度を有し得、第２のキャビティ６０８（または第２のカバースリップ６１２）は、第１の傾斜角度とは異なる第２の傾斜角度を有し得る。いくつかの例では、液滴６１４の容量は、光学的測定デバイス６０２の分光計の中に結合される入力光の量、および吸収される光の量にも影響を及ぼすことがある。たとえば、液滴６１４の容量は、反射スペクトルを最大にするために、５μＬ以下であり得る。所望の結果に応じて、液滴６１４のより大きい容量（たとえば、数十μＬ）が使用されてもよい。
【0049】
図７は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス７００の光源構成の例を示す図である。図７に示されている例では、ポータブルラボラトリデバイス７００は、分光計（図示せず）の中に入力光を向けるように構成された光学的開口７０４をもつ光学的ウィンドウ７０２を含む。光学的開口７０４は、迷光を低減し、サンプルからの信号を最大にするように構成されたサイズ（たとえば、半径）を有し、これにより、赤外検出器のショットノイズを低減することによって検出感度を改善し得る。
【0050】
ポータブルラボラトリデバイス７００は、（たとえば、サンプルヘッドが、光学的ウィンドウ７０２の上方に位置決めされたとき）サンプルヘッド上のサンプルに光学的ウィンドウを通して入射光を向けるために、光学的ウィンドウ７０２に隣接してポータブルラボラトリデバイスのハウジング７５０内に複数の光源７０６をさらに含む。複数の光源７０６を使用することによって、ポータブルラボラトリデバイス７００の光学スループットおよび検出感受性は増加され得る。光源７０６は、繰返し可能な様式のサンプルのスキャニングを容易にするために、およびフリンジング効果を防止するためにサンプルおよびカバースリップ上に、ある角度で入射光を放射するために、三角形、円形または星形構成で配列され得る。
【0051】
図８は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス８０２を含むボックス８００中のラボラトリの例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス８０２は、サンプルヘッド８１２と、（たとえば、光源および分光計を含む）光学的測定デバイスと、データ転送デバイスとを含み、ローカルスペクトル分析器およびユーザインターフェース（たとえば、ディスプレイおよび入力デバイス）をさらに含み得るか、または図３～図７に示されており、説明されているように、ワイヤレス通信ネットワークを介して外部スペクトル分析器（たとえば、１つまたは複数の較正モデルを含むＡＩエンジン）および／または（たとえば、セルラーデバイス上の）ユーザインターフェースと通信するために構成されたトランシーバおよびアンテナを含み得る。
【0052】
ボックス８００中のラボラトリは、たとえば、複数の収集ツール８０４（たとえば、鼻または唾液スワブ、指スティック、尿または大便サンプル容器、毛髪サンプル収集ツールなど）と、複数のバイアル８０６と、複数のピペット８０８と、塗布ツール８１０（たとえば、スワブホルダーまたはピペットホルダーで、後者が図示されている）とをさらに含み得る。いくつかの例では、塗布ツール８１０は、サンプルヘッドの構造の一部を形成し得る。いくつかの例では、バイアル８０６の各々は、生物学的サンプルのためのそれぞれの媒体を含み得るか、またはそれぞれの媒体タイプを含む１つまたは複数の別個の容器が、ボックス８００中のラボラトリ中に提供され得る。いくつかの例では、媒体は、生物学的サンプルのためのレセプタ／試薬を含み得る。ボックス８００中のラボラトリは、複数のカバースリップ（たとえば、ガラススライド）８１４をさらに含み得る。いくつかの例では、カバースリップ８１４は、検出されるべき生物学的サンプルのための官能化されたカバースリップを含み得る。
【0053】
ボックス８００中のラボラトリは、サンプル予備濃縮のための、シェーカー（たとえば、ボルテックスミキサー）、フィルタティップ、またはフィルタ処理機構など、他の構成要素をさらに含み得る。たとえば、スワブ８０４を使用して収集されたサンプルは、媒体を収容するバイアル８０６に転送され得る。ここで、食塩水、リン酸緩衝食塩水、最小必須培地、非アクティブ化輸送媒体、ユニバーサル輸送媒体、およびウイルス輸送媒体など、様々なタイプの媒体が使用され得る。媒体のｐＨレベルは、あらかじめ設定された範囲内に保たれ得る。上記で説明されたように、各媒体は、それについて構築された較正モデルを有し得、ユーザは、ユーザインターフェース上で（たとえば、ポータブルラボラトリデバイス７０２、またはポータブルラボラトリデバイス７０２を制御する外部デバイス上で）較正モデルを選択することができる。転送は、たとえば、バイアル（チューブ）８０６中の指定された容量の媒体の中へのスワブ８０４の浸漬、および媒体へのサンプル（たとえば、ウイルス）の転送を促進するためのチューブの振とうを含み得る。振とうの様々な機構が使用され得る。例は、高い精度でサンプルを攪拌し、反応または均質化を促すための機構を使用して試験管中のラボラトリサンプルを混合するためのボルテックスミキサーである。遠心分離、あるいはウイルス捕捉のための好適な孔サイズをもつメンブランフィルタまたは粒子捕捉フィルタの使用など、予備濃縮ステップが、サンプルに対して適用されてもよい。
【0054】
図９は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス９００とともに使用するために構成されたサンプルヘッドの構造の例を示す図である。図９に示されている例では、構造は、スワブホルダー９０２を含む。いくつかの例では、スワブホルダー９０２は、ポータブルラボラトリデバイス９００に固定的に取り付けられ得る。他の例では、スワブホルダー９０２は、ポータブルラボラトリデバイス９００に着脱可能に取り付けられ得る。スワブホルダー９０２は、スワブ９１０がその内部に挿入され得る、上面上のホール９０６および拡張部分中の溝９０４を含む。スワブ９１０は、クラスプ９１２を使用してスワブホルダー９０２中に固定され得る。スワブホルダー９０２は、スワブ９１０をポータブルラボラトリデバイス９００の光学的ウィンドウ９０８と整合させるように構成され、光学的ウィンドウ９０８に関するスワブ９１０の位置の再現性を確実にするために利用される。いくつかの例では、カバースリップが、（たとえば、図４Ｂに示されているように）光学的ウィンドウ９０８とスワブ９１０との間に挿入され得る。カバースリップがない場合、光学的ウィンドウ９０８は、サンプル試験間に清浄化および乾燥され得る。この例では、サンプルは、光学的ウィンドウ９０８上に直接塗布され得る。たとえば、サンプルは、サンプルヘッドが光学的ウィンドウ９０８の上方に位置決めされたとき、簡略化のために図示されていない、サンプルヘッドのホールを通して塗布され得る。別の例として、光学的ウィンドウ９０８の少なくとも一部分は、サンプルヘッドに対応し得、スワブホルダー９０２は、スワブ９１０を光学的ウィンドウ９０８のその一部分と整合させ得る。
【0055】
例示的な動作では、拡散反射において、スペクトルは、ＮＩＲスペクトル範囲において測定され得る。ドライスワブ９１０の第１のスペクトルが、スワブホルダー９０２中のホール９０６を通してスワブ９１０を挿入すること、およびクラスプ９１２を用いてスワブを固定することによって、各測定の前のバックグラウンドとしてポータブルラボラトリデバイス９００によって捕らえられ得る。次いで、スワブが、（たとえば、概して、唾液、鼻咽頭、口咽頭、または体液から）サンプルを収集するために使用され得る。指穿刺または他の好適な機構を使用する採血も可能である。スワブ９１０は、次いで、サンプルが付いたスワブの第２のスペクトルを得るために、スワブホルダー９０２の中に挿入され、固定され得る。
【0056】
図１０は、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス１０００とともに使用するために構成されたサンプルヘッドの構造の別の例を示す図である。図１０に示されている例では、構造は、（たとえば、図４および図５に示されているように）ピペットホルダー１００２と可動構成要素１０１０とを含む。いくつかの例では、ピペットホルダー１００２は、ポータブルラボラトリデバイス１０００に固定的に取り付けられ得る。他の例では、ピペットホルダー１００２は、ポータブルラボラトリデバイス１０００に着脱可能に取り付けられ得る。ピペットホルダー１００２は、ピペット１００６がその内部に挿入され得る上面上のホール１００６を含む。ピペットホルダー１００２は、ピペット１００６を、サンプルヘッドの構造の可動構成要素１０１０のホール１００４と整合させるように構成され、ホール１００８に関するピペット１００６の位置の再現性を確実にするするために利用される。いくつかの例では、カバースリップは、図４～図６に示されているように、サンプルを受け取るために、可動構成要素１０１０の中に挿入され得る（および、随意の追加のカバースリップが、サンプルを収容するために、サンプルの上側に挿入され得る）。
【0057】
図１１Ａは、いくつかの態様による、ポータブルラボラトリデバイス１１００の別の例を示す図である。図１１Ａに示されている例では、試験下の媒体１１１４中のサンプルのスペクトルが、透過モードにおいて測定され得る。サンプルを収容する媒体１１１４は、バイアル（たとえば、チューブ）１１０８内に収容され、ポータブルラボラトリデバイス１１００のバイアルホルダー１１０６の中に挿入され得る。この例では、バイアルホルダー１１０６は、サンプルヘッドの構造に対応し得る。
【0058】
この例では、ポータブルラボラトリデバイス１１００は、分光計１１０２と、媒体１１１４を通る光源１１０４からの入射光１１１０の屈折が、分光計１１０２の中に入力光１１１２として屈折光を向けるように入射光１１１０の放射角および分光計１１０２の集光角に関して配向されるように配列された光源１１０４とを含む。光路長Ｌは、光源１１０４および分光計１１０２の光軸に関するチューブ高さの正確な制御によって制御される。
【0059】
いくつかの例では、図１１Ｂに示されているように、バイアルホルダー１１０６は、複数のバイアル（チューブ）１１０８がその内部に挿入され得るウェルプレートを含み得る。この例では、モーター駆動ステージ１１１６が、サンプルのバッチの測定を自動化するために使用され得る。いくつかの例では、バイアル１１０８のうちの１つまたは複数は、分析結果の精度を制御および検証するために使用される制御サンプルを含み得る。加えて、ある時間期間の間垂直方向にバイアル１１０８を放置することは、バイアル１１０８の底部における検体の濃縮につながり得る。これは、サンプルの予備濃縮を生じ、スペクトルの感受性を改善することができる。
【0060】
図１２Ａおよび図１２Ｂは、いくつかの態様による、反射モードおよびトランス反射モードにおいて動作するポータブルラボラトリデバイス１２００ａおよび１２００ｂの例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス１２００ａおよび１２００ｂの各々は、光学的測定デバイス１２０２を含む。光学的測定デバイス１２０２は、ＰＣＢなどの電子ボード１２０６に取り付けられた分光計１２０４と、複数の光源１２０８と、光学的ウィンドウ１２１０とを含む。カバースリップ１２１２が、光学的ウィンドウ１２１０上に示されており、試験下のサンプル１２１４が、カバースリップ１２１２上に含まれている。いくつかの例では、カバースリップ１２１２は、図３～図１０に示されているように、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ１２１２を含み得る。いくつかの例では、光源１２０８は、レーザー光源を含み得、レーザー光源は、サンプル１２１４のラマンスペクトルの測定を可能にすることができる。
【0061】
図１２Ａに示されている例では、ポータブルラボラトリデバイス１２００ａは、拡散反射モードにおいて動作し得る。拡散反射モードにおいて、光源１２０８からの入射光１２１８は、光学的ウィンドウ１２１０およびカバースリップ１２１２を通してサンプル１２１４に向けられる。次いで、サンプル１２１４から反射された光は、分光計１２０４の中に光学的開口１２０５を通して入力光１２２０として向けられ得る。
【0062】
図１２Ｂに示されている例では、ポータブルラボラトリデバイス１２００ｂは、拡散トランス反射または鏡面トランス反射モードにおいて動作し得る。図１２Ａにおけるように、光源１２０８からの入射光１２１８は、光学的ウィンドウ１２１０およびカバースリップ１２１２を通して、光がそこで反射されるサンプル１２１４に向けられる。加えて、トランス反射モードにおいて、ポータブルラボラトリデバイス１２００ｂは、サンプル１２１４を透過した透過光１２２２を受け取るように、およびサンプル１２１４を通してその光を反射し戻すように構成された反射体１２１６をさらに含む。サンプル１２１４から元々反射された光、および反射体１２１６からの反射の後にサンプル１２１４を透過した追加の光は、次いで、分光計１２０４に光学的開口１２０５を通して入力光１２２４として向けられ得る。
【0063】
いくつかの例では、反射体１２１６は、カバーの底面上に反射材料として構成され得る。いくつかの例では、反射体１２１６は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）シートなど、拡散反射体材料を含み得る。ＰＴＦＥシートは、（たとえば、カバーの底部上の）平坦なまたは湾曲した表面上に装着され得る。いくつかの例では、反射体１２１６は、ポータブルラボラトリデバイス１２００ｂの自己較正のために使用される基準物質を含み得る。
【0064】
図１３は、いくつかの態様による、透過モードにおいて動作するポータブルラボラトリデバイス１３００の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス１３００は、さらに、反射モードで同時に（たとえば、トランス反射モード）または連続的に動作し得る。ポータブルラボラトリデバイス１３００は、光学的測定デバイス１３０２を含む。光学的測定デバイス１３０２は、ＰＣＢなどの電子ボード１３０６に取り付けられた分光計１３０４と、複数の反射モード光源１３１０を含むソースヘッド１３０８と、光学的ウィンドウ１３１２とを含む。カバースリップ１３１４が、光学的ウィンドウ１３１２上に示されており、試験下のサンプル１３２０が、カバースリップ１３１４上に含まれている。いくつかの例では、カバースリップ１３１２は、図３～図１０に示されているように、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ１３１２を含み得る。
【0065】
図１３に示されている例では、光学的測定デバイス１３０２は、（それらのうちの１つが便宜上示されている）１つまたは複数の透過モード光源１３１８をさらに含む。いくつかの例では、透過モード光源１３１８は、ポータブルラボラトリデバイス１３００のカバー１３１６内に含まれ得る。透過モード光源１３１８は、透過モード光源１３１８をスイッチオンおよびオフすることを制御するために、ケーブル１３２８を介して（またはワイヤレス接続を介して）光学的測定デバイス１３０２の電子ボード１３０４に結合され得る。透過モード光源１３１８は、ソースヘッド１３０８およびサンプル１３２０（たとえば、液滴）の上側に整合され得る。いくつかの例では、透過モード光源１３１８は、レンズ（図示せず）をさらに含み得る。いくつかの例では、光源１３１０および１３１８は、レーザー光源を含み得、レーザー光源は、サンプル１３２０のラマンスペクトルの測定を可能にすることができる。
【0066】
透過モードにおいて、透過モード光源１３１８からの透過モード入射光１３２４が、分光計１３０４に光学的開口１３０５を通して向けられた入力光１３２６をもたらすために、サンプル１３１４を通して向けられ、屈折させられる。加えて、上記で説明されたように、反射モードにおいて、反射モード光源１３１０からの反射モード入射光１３２２が、サンプル１３２０に光学的ウィンドウ１３１２およびカバースリップ１３１４を通して向けられる。次いで、サンプル１３２０から反射された光が、分光計１３０４の中に光学的開口１３０５を通して入力光１３２６として向けられ得る。トランス反射モードにおいて、透過モード光源１３１８と反射モード光源１３１０の両方が、反射光と屈折光の組合せをもたらすために、サンプル１３１４に入射光１３２４および１３２２を向け得、次いで、反射光と屈折光の組合せは、分光計１３０４に入力光１３２６として向けられる。
【0067】
図１４は、いくつかの態様による、透過モードにおいて動作するポータブルラボラトリデバイス１４００の別の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス１４００は、さらに、反射モードで同時に（たとえば、トランス反射モード）または連続的に動作し得る。ポータブルラボラトリデバイス１４００は、光学的測定デバイス１４０２を含む。光学的測定デバイス１４０２は、ＰＣＢなどの電子ボード１４０６に取り付けられた分光計１４０４と、複数の反射モード光源１４１０を含むソースヘッド１４０８と、光学的ウィンドウ１４１２とを含む。カバースリップ１４１４が、光学的ウィンドウ１４１２上に示されており、試験下のサンプル１４２０が、カバースリップ１４１４上に含まれている。いくつかの例では、カバースリップ１４１４は、図３～図１０に示されているように、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ１４１４を含み得る。
【0068】
図１４に示されている例では、光学的測定デバイス１４０２は、（それらのうちの１つが便宜上示されている）１つまたは複数の透過モード光源１４１８、および反射体１４３０（またはレンズ）をさらに含む。いくつかの例では、透過モード光源１４１８および反射体１４３０は、ポータブルラボラトリデバイス１４００のカバー１４１６内に含まれ得る。透過モード光源１４１８は、透過モード光源１４１８をスイッチオンおよびオフすることを制御するために、ケーブル１４２８を介して（またはワイヤレス接続を介して）光学的測定デバイス１４０２の電子ボード１４０４に結合され得る。透過モード光源１４１８は、ソースヘッド１４０８およびサンプル１４２０（たとえば、液滴）の上側に整合され得る。いくつかの例では、透過モード光源１４１８は、レンズ（図示せず）をさらに含み得る。いくつかの例では、光源１４１０および１４１８は、レーザー光源を含み得、レーザー光源は、サンプル１４２０のラマンスペクトルの測定を可能にすることができる。
【0069】
透過モードにおいて、透過モード光源１４１８からの透過モード入射光１４２４が、分光計１４０４に光学的開口１４０５を通して向けられた入力光１４２６をもたらすために、サンプル１４１４を通して向けられ、屈折させられる。図１４に示されている例では、反射体１４３０（またはレンズ）は、分光計１４０２へのサンプル１４２０を通した透過モード入射光１４２４の結合を容易にすることができる。加えて、上記で説明されたように、反射モードにおいて、反射モード光源１４１０からの反射モード入射光１４２２が、サンプル１４２０に光学的ウィンドウ１４１２およびカバースリップ１４１４を通して向けられる。次いで、サンプル１４２０から反射された光が、分光計１４０４の中に光学的開口１４０５を通して入力光１４２６として向けられ得る。トランス反射モードにおいて、透過モード光源１４１８と反射モード光源１４１０の両方が、反射光と屈折光の組合せをもたらすために、サンプル１４１４に入射光１４２４および１４２２を向け得、次いで、反射光と屈折光の組合せは、分光計１４０４に入力光１４２６として向けられる。
【0070】
生物学的サンプルを用いるいくつかの例では、サンプルの量は少なく、したがって、光とサンプル中の検体との間の相互作用の光路長は、短いことがある。サンプル内のウイルス／化学成分の検出を改善するために、対応するスペクトルバンドの吸収度は、（たとえば、低いウイルス負荷レベルの検出を可能にするために）特定の検出限界を越えて増幅される必要があり得る。これは、サンプルの有効経路長を増加させることによって達成され得る。ベールの法則に従って、吸収度Ａは、経路長ｌに正比例する。いくつかの例では、経路長は、マルチパスアーキテクチャを使用して、光路増幅を通して増加させられ得る。
【0071】
図１５は、いくつかの態様による、マルチパスアーキテクチャを含むポータブルラボラトリデバイス１５００の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス１５００は、ＰＣＢなどの電子ボード１５０４に取り付けられた分光計１５０２と、光源１５０８であって、光源１５０８をスイッチオンおよびオフすることを制御するためにケーブル１５３０を介して（またはワイヤレス接続を介して）電子ボード１５０４に結合され得る、光源１５０８とを含む。分光計１５０２、電子ボード１５０４、および光源１５０８は、光学的測定デバイスの少なくとも一部を形成し得る。加えて、カバースリップ１５１０が、試験下のサンプル１５１２を含むように示されている。
【0072】
図１５に示されている例では、カバースリップ１５１０は、２つの反射体の間に（反射体１ １５１４と反射体２ １５１６との間に）位置決めされる。図１５に示されているように、反射体１５１４および１５１６は、平坦な反射体であり得る。他の例では、反射体１５１４および１５１６は、湾曲した反射体を含み得る。いくつかの例では、反射体１５１４は、たとえば、カバー内に含まれ得、反射体１５１６は、分光計１５０２を収容するハウジングの表面上に含まれる（またはその表面の一部として形成される）か、あるいはポータブルラボラトリデバイスの光学的ウィンドウの一部として含まれ得る。この例では、カバースリップ１５１０は、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得、サンプルヘッドは、反射体１５１６の上方に置かれるか、または反射体１５１６の上方に位置決めされるように移動可能であり得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ１５１０、反射体１５１６、および／または反射体１５１４と反射体１５１６の組合せを含み得る。
【0073】
ポータブルラボラトリデバイス１５００は、反射体（たとえば、ミラー）１５１８および１５２０をさらに含み得る。いくつかの例では、反射体１５１８および１５２０はさらに、カバー内に含まれ得る。反射体１５１８は、光源１５０８からの入射光１５２２を受け取るように、および反射光１５２４として反射体１５１４のほうへ入射光を反射するように位置決めされる。反射光１５２４は、次いで、マルチパスアーキテクチャの一例における２つの反射体１５１４と１５１６との間でサンプル１５１２およびカバースリップ１５１０を通して複数回反射され得る。次いで、得られたマルチパス反射光１５２６は、反射体１５２０のほうへ向けられ得、そこで、マルチパス反射光１５２６は、入力光１５２８として反射され、分光計１５０２に光学的開口１５０６を通して向けられる。
【0074】
他のマルチパスアーキテクチャも可能であり、本開示は、特定のマルチパスアーキテクチャに限定されない。たとえば、平坦な反射体、湾曲した反射体、および反射キャビティという他の構成が、マルチパス反射光１５２６をもたらすために利用され得る。いくつかの例では、ホワイトセル、プントセル、ヘリオットセル、円形のマルチパスセル、または他の好適なマルチパスセルなど、マルチパスセルが、マルチパス反射光１５２６をもたらすために利用され得る。
【0075】
図１６は、いくつかの態様による、マルチパスアーキテクチャを含むポータブルラボラトリデバイス１６００の別の例を示す図である。図１５におけるように、ポータブルラボラトリデバイス１６００は、分光計１６０２と、光源１６０４と、サンプル１６０８を含むカバースリップ１６０６とを含む。ポータブルラボラトリデバイス１６００は、反射体（たとえば、ミラー）１６１４および１６１６とともに、カバースリップ１６０６の両側に位置決めされた反射体１６１０および１６１２をさらに含む。この例では、カバースリップ１６０６は、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得、サンプルヘッドは、反射体１６１２の上方に置かれるか、または反射体１６１２の上方に位置決めされるように移動可能であり得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ１６０６、反射体１６１２、および／または反射体１６１０と反射体１６１２の組合せを含み得る。
【0076】
反射体１６１４は、光源１６０４からの入射光１６１８を反射するように、および得られた反射光１６２０を反射体１６１０のほうへ向けるように位置決めされる。反射光１６２０は、次いで、２つの反射体１６１０と１６１２との間でサンプル１６０８およびカバースリップ１６０６を通して複数回反射され得る。次いで、得られたマルチパス反射光１６２２は、反射体１６１６のほうへ向けられ得、そこで、マルチパス反射光１６２２は、入力光１６２４として反射され、分光計１６０２の入力のほうへ向けられる。
【0077】
図１６に示されている例では、サンプル１６０８を収容する媒体中の水は除去されており、これにより、カバースリップ１６０６上にサンプル検体１６０８が残っている。水は、赤外領域において非常に吸収するものである。加えて、水のスペクトルは、温度など、環境条件に大いに依存する。それゆえ、いくつかの例では、サンプル中の水は除去され得る。図１６に示されているように、サンプル検体１６０８の有効厚さはｄと示され、サンプル検体１６０８を通して反射された光（たとえば、反射光１６２０）は、角度θにおいて反射される。それゆえ、パスごとの相互作用長は、Ｌ＝ｄ／ｓｉｎθによって与えられる。総経路長は、ＮＬによって与えられ、ここで、Ｎは、パスの数である。
【0078】
図１７は、いくつかの態様による、マルチパスアーキテクチャを含むポータブルラボラトリデバイス１７００の別の例を示す図である。図１５および図１６に示されている例におけるように、ポータブルラボラトリデバイス１７００は、分光計１７０２と、光源１７０４と、サンプル１７０８を含むカバースリップ１７０６とを含む。図１７に示されている例では、ポータブルラボラトリデバイス１７００は、光路長増幅のための複数のコーナー（レトロ）反射体１７１０をさらに含む。たとえば、光源１７０４からの入射光１７１２は、カバースリップ１７０６およびサンプル１７０８を通る入射光の多重反射のためにコーナー反射体１７１０のうちの１つのほうへ向けられ得る。コーナー反射体１７１０から出力された多重反射光は、分光計１７０２の中に入力光として向けられ得る。この例では、カバースリップ１７０６は、サンプルヘッドの中に挿入され得、サンプルヘッドは、コーナー反射体１７１０の底部セットの上方に置かれるか、またはコーナー反射体１７１０の底部セットの上方に位置決めされるように移動可能であり得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ１７０６、コーナー反射体１７１０の底部セット、および／またはコーナー反射体１７１０の底部セットと上部セットの組合せを含み得る。
【0079】
図１８Ａおよび図１８Ｂは、いくつかの態様による、サンプルヘッド１８２２の構造を含むポータブルラボラトリデバイス１８００の例を示す図であって、ここで、その構造が案内スペーサ１８１４に対応する。図１８Ａは、ポータブルラボラトリデバイス１８００の背面図であり、図１８Ｂは、ポータブルラボラトリデバイス１８００の側面図である。ポータブルラボラトリデバイス１８００は、分光計１８０２、光源ヘッド１８０４、および光学的ウィンドウ１８０６を含み、これらは、集合的に、光学的測定デバイスを形成し得る。光源ヘッド１８０４は、たとえば、図３、図６、および図１１～図１７に示されており、説明されているように、１つまたは複数の光源を含み得る。
【0080】
ポータブルラボラトリデバイス１８００は、サンプルヘッド１８２２の中に挿入されるカバースリップ（たとえば、ガラススライド）１８０８および１８１０をさらに含む。たとえば、サンプルヘッド１８２２は、ガラススライド１８０８および１８１０を受け取るように構成された開口部を含み得る。第１のガラススライド１８０８は、サンプル１８１２を受け取るように構成される。第２のガラススライド１８１０は、光とサンプル１８１２との間の相互作用経路長を正確に制御するために利用され得る。加えて、第２のガラススライド１８１０は、分析中のサンプル１８１２の蒸発を防止し得る。サンプルヘッド１８２２のカバー１８１６が、第２のガラススライド１８１０の上部に含まれ得る。いくつかの例では、カバー１８１６は、セラミックまたはＰＴＦＥシート、反射率スペクトラロン、あるいは基準物質など、材料スラブを含み得る。
【0081】
サンプルヘッド１８２２の構造を形成する案内スペーサ１８１４は、ポータブルラボラトリデバイス１８００のハウジング１８１８に取り付けられる。図１８に示されている例では、案内スペーサ１８１４は、光源ヘッド１８１４の近くでハウジング１８１８に取り付けられる。ハウジング１８１８は、分光計１８０２、光源ヘッド１８０４、モーター１８２０を、データ転送デバイス、スペクトル分析器、および／またはユーザインターフェースなど、他の回路および／またはデバイスに加えて含み得る。
【0082】
案内スペーサ１８１４は、サンプルヘッド１８２２の中への第１のガラススライド１８０８の挿入および除去を容易にするように構成される。加えて、案内スペーサ１８１４は、第１のガラススライド１８０８の横方向の整合のためのガイドとして動作し、第１のガラススライド１８０８と第２のガラススライド１８１０との間のスペーサとして働き得る。いくつかの例では、ガラススライド１８０８とガラススライド１８１０との間の間隔は、サンプル１８１２の液滴高さに好適である。案内スペーサ１８１４は、さらに、第２のガラススライド１８１０および材料スラブ１８１６のためのホルダーとして動作し得る。いくつかの例では、モーター１８２０は、第１のガラススライド１８０８を平行移動させるように構成され得る。いくつかの例では、モーター１８２０は、サンプル１８１２の測定値（たとえば、スペクトル）の取得のために光源ヘッド１８０４中の光源をスイッチオンすることと同期して、第１のガラススライド１８０８を平行移動させ得る。
【0083】
対象から収集されたサンプル１８１２が媒体に転送されると、サンプル１８１２を収容する媒体の存在度が、利用可能になり得る。いくつかの例では、大量の塗布されたサンプル１８１２を一度に測定することは、水吸収など、他の干渉要素の吸収により信号を妨害することがある。この場合、塗布されるサンプルの容量を特定の量に制限し、複数の測定を行うことが重要である。たとえば、塗布されるサンプルは、第１のガラススライド１８０８上に分散され得、第１のガラススライド１８０８は、案内スペーサ１８１４を使用して（たとえば、モーター１８２０によって）平行移動させられ得る。
【0084】
図１９Ａおよび図１９Ｂは、いくつかの態様による、カバースリップ（たとえば、ガラススライド）１９００の例を示す図である。図１９Ａおよび図１９Ｂに示されている例では、ガラススライド１９００は、複数のウェル１９０２を含む。ウェル１９０２の各々は、それぞれのサンプル１９０４を受け取るように構成され得る。
【0085】
図２０は、いくつかの態様による、複数のサンプルの測定を実施するためのポータブルラボラトリデバイス２０００の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス２０００は、ハウジング２００２を含み、ハウジング２００２は、たとえば、図１８に示されているように、分光計、光源ヘッド、およびモーターを、データ転送デバイス、スペクトル分析器、ユーザインターフェースなど、他の回路および／またはデバイスに加えて含み得る。ポータブルラボラトリデバイス２０００は、サンプルヘッド２０１４をさらに含み、サンプルヘッド２０１４は、たとえば、第１のガラススライド２００４および第２のガラススライド２００６を受け取るように構成された開口部と、案内スペーサ２００８と、カバー２０１０（たとえば、材料スラブ）とを含み得る。
【0086】
案内スペーサ２００８は、サンプルヘッド２０１４の中への第１のガラススライド２００４の挿入を容易にするように、さらに、第１のガラススライド２００４の平行移動を容易にするように構成され得る。図２０に示されている例では、第１のガラススライド２００４は、各々がそれぞれのサンプル２０１２を受け取るように構成された、複数のウェル（キャビティ）を含む。ポータブルラボラトリデバイス２０００の例示的な動作では、第１のガラススライド２００４は、サンプル２０１２の各々のそれぞれのスペクトルを取得するために平行移動させられ得る。
【0087】
図２１は、いくつかの態様による、サンプルの測定を実施するためのポータブルラボラトリデバイス２１００の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス２１００は、ハウジング２１０２を含み、ハウジング２１０２は、たとえば、図１８に示されているように、分光計、光源ヘッド、およびモーターを、データ転送デバイス、スペクトル分析器、ユーザインターフェースなど、他の回路および／またはデバイスに加えて含み得る。ポータブルラボラトリデバイス２１００は、サンプルヘッド２１１４をさらに含み、サンプルヘッド２１１４は、たとえば、第１のガラススライド２１０４および第２のガラススライド２１０６を受け取るように構成された開口部と、案内スペーサ２１０８と、カバー２１１０（たとえば、材料スラブ）とを含み得る。
【0088】
案内スペーサ２００８は、サンプルヘッド２１１４の中への第１のガラススライド２１０４の挿入を容易にするように、さらに、第１のガラススライド２１０４の平行移動を容易にするように構成され得る。いくつかの例では、サンプル２１１２は、サンプル２１１２が第１のガラススライド２１０４の大部分をカバーするように、細長い様式で第１のガラススライド２１０４上に配置され得る。この例では、サンプル２１１２全体が、走査され得、対応するスペクトルが、光源がオンである間、（たとえば、図１８に示されているモーター１８２０を使用して）第１のガラススライド２１０４を平行移動させることによって継続的に取得され得る。
【0089】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、いくつかの態様による、サンプルヘッド２２１４の構造を含むポータブルラボラトリデバイス２２００ａおよび２２００ｂの他の例を示す図であって、ここで、その構造がサンプルヘッド２２１４の中へのガラススライド２２０２の挿入および除去を案内するための案内スペーサ２２０４に対応する。図２２Ａに示されている例では、案内スペーサ２２０４は、ガラススライド２２０２上でのサンプルの塗布を容易にするように構成されたホール２２０８を有する上部部分２２０６を含む。たとえば、ピペット２２１０が、ホール２２０８を通してガラススライド２２０２上にサンプルの液滴を注入するために利用され得る。
【0090】
図２２Ｂに示されている例では、ガラススライド２２０２は、サンプルが（たとえば、ピペット２２１０を介して）その中に注入され得るフレーム２２１２を含む。この例では、案内スペーサ２２０４は、フレーム２２１２を使用するサンプルの注入を容易にするために、上部において開いている（たとえば、上部部分が取り除かれている）。
【0091】
図２３は、いくつかの態様による、サンプルヘッド２３０８の構造を含むポータブルラボラトリデバイス２３００の別の例を示す図であって、ここで、その構造が案内スペーサ２３０６に対応する。ポータブルラボラトリデバイス２３００は、ハウジング２３１０を含み、ハウジング２３１０は、たとえば、分光計２３０２および光源ヘッド２３０４を、データ転送デバイス、スペクトル分析器、ユーザインターフェースなど、他の回路および／またはデバイスに加えて含み得る。ポータブルラボラトリデバイス２３００は、サンプルヘッド２３０８をさらに含み、サンプルヘッド２３０８は、サンプルがその内部に注入され得る（キュベット２３１２として示されている）キュベットまたはバイアルを受け取るように構成された開口部と、案内スペーサ２３０６とを含み得る。
【0092】
案内スペーサ２３０６は、サンプルヘッド２３０８の中へのキュベット２３１２の挿入および除去を容易にするように構成され得る。案内スペーサ２３０６によって提供される間隔は、キュベット壁厚、および光とキュベット２３１２内側のサンプルとの間の相互作用のための所望の光路長に対応するのに好適である。いくつかの例では、光源ヘッド２３０４は、ポータブルラボラトリデバイス２３００が拡散反射モードにおいて動作している間、底部からキュベット２３１２を照明するように構成され得る。他の例では、ポータブルラボラトリデバイス２３００は、ポータブルラボラトリデバイス２３００が透過モードおよび／またはトランス反射モードにおいて動作している間、上部からキュベット２３１２を照明するために利用され得る、１つまたは複数の透過モード光源を含み得る。
【0093】
図２４Ａ～図２４Ｄは、いくつかの態様による、サンプルを加熱するように構成されたポータブルラボラトリデバイスの例を図示する。ポータブルラボラトリデバイス２４００は、ＰＣＢなどの電子ボード２４０４に取り付けられた分光計２４０２と、複数の光源２４０８と、光学的ウィンドウ２４１０とを含む。分光計２４０２、電子ボード２４０４、光源２４０８、および光学的ウィンドウ２４１０は、光学的測定デバイスを形成し得る。光学的測定デバイスは、光源２４０８に結合されたスイッチ２４２０と、データ転送デバイス、スペクトル分析器、およびユーザインターフェースなど、他の好適な回路および／またはデバイスとをさらに含み得る。カバースリップ２４１２が、光学的ウィンドウ２４１０上に示されており、試験下のサンプル２４１４が、カバースリップ２４１２上に含まれている。いくつかの例では、カバースリップ２４１２は、図３～図１０に示されているように、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ２４１２を含み得る。いくつかの例では、光源２４０８は、レーザー光源を含み得、レーザー光源は、サンプル２４１４のラマンスペクトルの測定を可能にすることができる。
【0094】
図２４Ａに示されている例では、サンプル２４１４は、カバースリップ２４１２上に配置され得る。図２４Ｂに示されているように、スイッチ２４２０は、サンプル２４１４のほうへ光学的ウィンドウ２４１０およびカバースリップ２４１２を通して入射光２４１６を向けるために、光源２４０８をスイッチオンするように構成され得る。この例では、入射光２４１６は、図２４Ｃに示されているように、乾燥させられたサンプル２４１４ａをもたらすために、サンプル２４１４を加熱し、乾燥させるために利用され得る。サンプル２４１４の乾燥は、サンプル２４１４の水分のＯＨ基が入射光２４１６の大部分を吸収することの結果として起こりうる。
【0095】
サンプル２４１４の温度は、スイッチ２４２０によってもたらされる光源２４０８のオンオフ時間によって制御され得る。たとえば、オフ時間は、サンプルが冷えることにつながり得、これにより、サンプル２４１４の加熱プロセスまたはサンプル２４１４の温度を循環させることを遅延させる。サンプル２４１４の温度はさらに、スイッチ２４２０によってオンにされる電球２４０８の数、および／またはスイッチ２４２０によって提供される電球２４０８の駆動電圧によって制御され得る。たとえば、２つ以上の光源２４０８が、乾燥プロセスを迅速化するために、サンプル２４１４を乾燥するために使用され得る。いくつかの例では、追加の乾燥機構が、サンプル２４１４の乾燥を促進するために利用され得る。たとえば、真空吸引または空気流が、光源２４０８によってサンプル２４１４を加熱することと並行して適用され得る。
【0096】
図２４Ｄに示されているように、乾燥させられたサンプル２４１４ａのほうへ向けられた光源２４０８からの入射光２４１６はさらに、乾燥させられたサンプル２４１４ａのスペクトルを測定するために使用され得る。この例では、次いで、サンプル２４１４から反射された光は、分光計２４０２の中に光学的開口２４０６を通して入力光２４１８として向けられ得る。いくつかの例では、サンプル２４１４は、サンプル２４１４から収集された入力光２４１８のスペクトルを継続的に測定することによってモニタされ得る。この例では、複数の光源２４０８が、サンプル２４１４の乾燥を迅速化するためだけではなく、分光計２４０２の検出器に到達する光信号レベルを増加させ、これにより、ポータブルラボラトリデバイス２４００の感受性を改善するためにも使用され得る。サンプル２４１４のスペクトルが安定し、これにより、サンプルが乾燥したことを指し示すと、乾燥させられたサンプル２４１４ａのスペクトルが得られ得る。
【0097】
図２４Ａ～図２４Ｄに示されている例では、サンプル２４１４の乾燥は、サンプル２４１４のスペクトルを測定するために使用される同じ光源２４０８を使用して達成される。他の例では、サンプル２４１４の乾燥は、図２４Ａ～図２４Ｄに示されている反射モード光源２４０８によって達成され得、その一方で、スペクトルは、（たとえば、図１３および図１４に示されているように）透過モード光源を使用して得られる。この例では、追加の加熱は、透過モード光源によって実施され得る。
【0098】
図２５は、いくつかの態様による、サンプルを加熱するように構成されたポータブルラボラトリデバイス２５００の別の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス２５００は、ＰＣＢなどの電子ボード２５０４に取り付けられた分光計２５０２と、複数の光源２５０８と、光学的ウィンドウ２５１０とを含む。分光計２５０２、電子ボード２５０４、光源２５０８、および光学的ウィンドウ２５１０は、光学的測定デバイスを形成し得る。光学的測定デバイスは、光源２５０８に結合されたスイッチ２５２４と、データ転送デバイス、スペクトル分析器、およびユーザインターフェースなど、他の好適な回路および／またはデバイスとをさらに含み得る。カバースリップ２５１２が、光学的ウィンドウ２５１０上に示されており、試験下のサンプル２５１４が、カバースリップ２５１２上に含まれている。いくつかの例では、カバースリップ２５１２は、図３～図１０に示されているように、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ２５１２を含み得る。いくつかの例では、光源２５０８は、レーザー光源を含み得、レーザー光源は、サンプル２５１４のラマンスペクトルの測定を可能にすることができる。
【0099】
スイッチ２５２４は、サンプル２５１４を加熱し、乾燥させるために、光学的ウィンドウ２５１０およびカバースリップ２５１２を通して入射光２５１６を向けるために、光源２５０８をスイッチオンするように構成され得る。加えて、入射光２５１６はさらに、乾燥させられたサンプルのスペクトルを測定するために使用され得る。この例では、次いで、サンプル２５１４から反射された光は、分光計２５０２の中に光学的開口２５０６を通して入力光２５１８として向けられ得る。
【0100】
図２５に示されている例では、ＰＴＦＥなど、拡散反射体材料２５２６が、サンプル２５１４の加熱をさらに促進し、および／またはトランス反射率モードにおける動作を容易にするために、光学的ウィンドウ２５１０に対向するサンプル２５１４を通して入射光２５１６を反射し戻すためにサンプル２５１４の上側に位置決めされ得る。さらに、サンプル温度は、熱電冷却器（ＴＥＣ）ペルチェ素子２５２０によって制御され得る。ペルチェ素子２５２０の底面は、たとえば、電気的にサンプル２５１４を加熱／冷却するために、カバースリップ２５１０に取り付けられ得る。加えて、ヒートシンク２５２２が、ペルチェ素子２５２０の上部面に取り付けられ得る。
【0101】
図２６Ａおよび図２６Ｂは、いくつかの態様による、官能化されたカバースリップを含むポータブルラボラトリデバイス２６００の例を示す図である。ポータブルラボラトリデバイス２６００は、光学的開口２６０６を有し、ＰＣＢなどの電子ボード２６０４に取り付けられた分光計２６０２と、複数の光源２６０８と、光学的ウィンドウ２６１０とを含む。分光計２６０２、電子ボード２６０４、光源２６０８、および光学的ウィンドウ２６１０は、光学的測定デバイスを形成し得る。光学的測定デバイスは、データ転送デバイス、スペクトル分析器、およびユーザインターフェースなど、他の好適な回路および／またはデバイスをさらに含み得る。カバースリップ２６１２が、光学的ウィンドウ２６１０上に位置決めされ得る。いくつかの例では、カバースリップ２６１２は、図３～図１０に示されているように、サンプルヘッドの構造の中に挿入され得る。他の例では、サンプルヘッドの構造は、カバースリップ２６１２を含み得る。いくつかの例では、光源２６０８は、レーザー光源を含み得、レーザー光源は、サンプル２６１４のラマンスペクトルの測定を可能にすることができる。ポータブルラボラトリデバイス２６００は、トランス反射率モードにおける動作のための反射体２６１８をさらに含み得る。
【0102】
図２６Ａに示されている例では、カバースリップ２６１２は、検出されるべき特定の生物学的サンプルのための官能化されたカバースリップである。官能化は、カバースリップ２６１２の表面上のレセプタ２６１４の作成を指し示す。図２６Ａに示されているように、レセプタ２６１４をもつ官能化されたカバースリップ２６１２は、最初に、サンプルを塗布することなしに分光計２６０２を使用して測定され得る。測定されたスペクトルは、バックグラウンドスペクトルとして使用され得る。次いで、図２６Ｂに示されているように、サンプル２６１６が、カバースリップ２６１２に塗布される。いくつかの例では、カバースリップ２６１２上のサンプル２６１６は、随意に、洗浄され得る。図２６Ｂに見られるように、サンプル２６１６中の検体は、レセプタに結び付き、これは、カバースリップ２６１２の吸収スペクトルの変化を引き起こす。次いで、新しいスペクトルが、図２６Ｂに示されているように、分光計２６０２を使用して測定され得る。新しいスペクトルおよびバックグラウンドスペクトルは、スペクトルの変化を計算するために使用され、この変化は、ＡＩエンジン（たとえば、スペクトル分析器）に入力され得る。
【0103】
図２７は、いくつかの態様による、キュベットを使用する例示の測定動作を示す図である。図２７に示されている例では、ピペット２７０２は、カバースリップ２７０６（たとえば、ガラススライド）に（たとえば、ウイルス輸送媒体（ＶＴＭ）内の）サンプル２７０８を塗布するように構成されたピペットティップ２７０４を含む。次いで、ＶＴＭサンプル２７０８が毛管力によってキュベット２７１０の中に挿入されることを可能にするために、キュベット２７１０が、カバースリップ２７０６上に配置され得る。たとえば、キュベット２７１０は、２つの側方において開いていてもよく、ＶＴＭサンプル２７０８の表面張力により、キュベット２７１０内の毛管作用は、ＶＴＭサンプル２７０８がカバースリップ２７０６からキュベット２７１０の中に吸い上げられることを引き起こし得る。次いで、キュベット２７１０は、キュベットホルダー２７１２の中に挿入され得る。いくつかの例では、カバースリップ２７０６にサンプル２７０８を塗布する代わりに、ピペット２７０２は、キュベットホルダー２７１２の中に直接的にサンプルを挿入し得る。たとえば、キュベットホルダー２７１２は、サンプル２７０８を受け取るように構成されたリザーバ（図示せず）を含み得る。キュベット２７１０が、キュベットホルダー２７１２に挿入されると、次いで、サンプル２７０８は、表面張力によってキュベット２７１０の中に吸い込まれ得る。
【0104】
次いで、キュベット２７１０を収容するキュベットホルダー２７１２は、ポータブルラボラトリデバイス２７１４上のサンプルヘッド２７１５の構造２７１６内に配置され得る。サンプルヘッド２７１５の構造２７１６は、サンプル２７０８のスペクトルを得るためにサンプル２７０８を照明することを容易にするために、キュベット２７１０をポータブルラボラトリデバイス２７１４上の光学的ウィンドウ２７１８と整合させるように構成され得る。図２７に示されている例では、ポータブルラボラトリデバイス２７１４は、上方からサンプル２７０２を照明することによって、透過モードにおいて動作し得る。サンプル２７０８の測定を実施した後、キュベット２７１０、キュベットホルダー２７１２、ピペットティップ２７０４、およびカバースリップ２７０６は廃棄され得る。
【0105】
図２８は、いくつかの態様による、キュベットを使用する別の例示の測定動作を示す図である。図２８に示されている例では、キュベット２８０２が、アダプタ２８０４の中に挿入され得る。次いで、キュベット２８０２を収容するアダプタ２８０４は、サンプル（たとえば、ＶＴＭサンプル）を収容するバイアル２８０６に取り付けられ得る。アダプタ２８０４は、キュベット２８０２とバイアル２８０６との間のインターフェースを提供する開口部を含み得、これにより、毛管力によるキュベット２８０２の中へのバイアル２８０６中のＶＴＭサンプルの挿入を容易にする。たとえば、バイアル２８０６をさかさまにすることによって、ＶＴＭサンプルは、キュベット２８０２の毛管作用に基づいてキュベット２８０２に移り得る。アダプタ２８０４はさらに、表面または室内の空気の汚染を防止し得る。
【0106】
次いで、キュベット２８０２を収容するアダプタ２８０４は、ポータブルラボラトリデバイス２８００のサンプルヘッド２８０５の構造２８０８（たとえば、キュベットホルダー）の中に挿入され得る。図２８に示されている例では、サンプルヘッド２８０５の構造２８０８は、キュベット２８０２をポータブルラボラトリデバイス２８００の光源２８１０および分光計２８１２と整合させる。図２８中のポータブルラボラトリデバイス２８００は、側方からサンプルを照明するための、および分光計２８１２の中に入力光としてサンプルから屈折光を向けるための透過モードにおいて動作していることが示されている。レンズまたはミラーなど、追加の光デバイスが、サンプルに光源２８１０からの入射光を向け、分光計２８１２にサンプルからの屈折光を向けることを容易にするために、ポータブルラボラトリデバイス２８００に含まれてもよい。
【0107】
以下は、本開示の例の概要を提供する。
【0108】
実施例１：サンプルヘッドであって、サンプルを受け取るように構成され、サンプルヘッドへのサンプルの塗布を容易にするように構成された構造を備える、サンプルヘッドと、光学的測定デバイスであって、入力光をもたらすために、サンプルのほうへ入射光を向けるように構成された少なくとも１つの光源と、サンプルから入力光を受け取るように、および入力光に基づいて、サンプルのスペクトルを得るように構成された分光計と、スペクトル分析器にスペクトルを転送するように、およびスペクトル分析器からサンプルに関連する結果を受け取るように構成されたデータ転送デバイスとを備える、光学的測定デバイスとを備える、ポータブルラボラトリデバイス。
【0109】
実施例２：分光計が、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）干渉計を備え、少なくとも１つの光源が、少なくとも１つの赤外光源を備える、実施例１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0110】
実施例３：データ転送デバイスが、スペクトル分析器と通信するように構成されたワイヤレストランシーバを備える、実施例１または２に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0111】
実施例４：スペクトル分析器をさらに備え、データ転送デバイスが、スペクトル分析器にスペクトルを転送するように構成されたバスを備える、実施例１または２に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0112】
実施例５：スペクトル分析器が、スペクトルから結果をもたらすように構成された人工知能エンジンを備える、実施例１から４のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0113】
実施例６：スペクトルが、測定された吸収スペクトルを備え、人工知能モデルが、近赤外周波数範囲における測定された吸収スペクトルの吸収信号から１つまたは複数の検体を検出するように構成された、実施例５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0114】
実施例７：サンプルヘッドが、サンプルを収容する媒体を受け取るように構成され、人工知能エンジンが、媒体に基づいて結果をもたらすように構成された、実施例５または６に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0115】
実施例８：人工知能エンジンは、各々が複数の媒体タイプのうちのそれぞれの媒体タイプについて作成された複数の較正モデルを備え、サンプルを収容する媒体に対応する複数の媒体タイプのうちの１つの媒体タイプについて複数の較正モデルのうちの１つの較正モデルを選択するように構成された入力デバイスをさらに備える、実施例５から７のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0116】
実施例９：サンプルヘッドの構造が、ポータブルラボラトリデバイスのハウジングに結合されサンプルヘッドへのサンプルの塗布を容易にするように構成されたツールを備える、実施例１から８のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0117】
実施例１０：サンプルヘッドの構造が、サンプルを光学的測定デバイスの光学的ウィンドウと整合させるように構成されたホールを備える、実施例１から９のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0118】
実施例１１：サンプルヘッドの構造は、サンプルがその上に配置されるカバースリップを受け取るように構成されたキャビティをさらに備え、キャビティが、ホールの上方に位置決めされた、実施例１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0119】
実施例１２：カバースリップは、サンプルがその中に配置されるフレームを備える、実施例１１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0120】
実施例１３：カバースリップが、サンプル中の検体と結び付くように構成されたレセプタをもつ官能化されたカバースリップを備える、実施例１１または１２に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0121】
実施例１４：キャビティが、第１のカバースリップと第２のカバースリップとの間にサンプルを収容するために、第１のカバースリップを受け取るように構成された第１のキャビティと、第１のキャビティの上方に位置決めされ、第２のカバースリップを受け取るように構成された、第２のキャビティとを備える、実施例１０から１３のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0122】
実施例１５：第２のキャビティが、第１のキャビティに関して回転させられる、実施例１４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0123】
実施例１６：第１のキャビティおよび第２のキャビティが、各々、光学的測定デバイスの光学的ウィンドウの平面に関して傾斜角度を備える、実施例１４または１５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0124】
実施例１７：サンプルヘッドの構造が、サンプルを受け取るための第１の位置から、光学的測定デバイスの光学的ウィンドウの上側の第２の位置に移動可能である、実施例１０から１６のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0125】
実施例１８：サンプルヘッドが、サンプルヘッドの構造の上方に位置決めされるように構成されたカバーをさらに備え、カバーが、上面と、構造に対向する底面とを備える、実施例１から１６のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0126】
実施例１９：カバーの底面が、反射面または基準物質を備える、実施例１８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0127】
実施例２０：カバーが、透過モードにおいてサンプルのほうへ入射光を向けるように構成された、少なくとも１つの光源のうちの透過モード光源を備える、実施例１８または１９に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0128】
実施例２１：カバーが、サンプルのほうへ入射光を向けるように構成された少なくとも１つの反射体を備える、実施例２０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0129】
実施例２２：少なくとも１つの光源が、透過モードと同時にまたは透過モードに関して連続的に反射モードにおいてサンプルのほうへ入射光を向けるように配列された複数の光源をさらに備える、実施例２０または２１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0130】
実施例２３：サンプルヘッドの構造が、複数のサンプルを受け取るように構成されたウェルプレートアレイを備え、光学的測定デバイスによる複数のサンプルの測定を自動化するように構成されたモーター駆動ステージをさらに備える、実施例１から８のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0131】
実施例２４：サンプルの下方に位置決めされた第１の反射体と、第１の反射体に対向してサンプルの上方に位置決めされた第２の反射体であって、第１の反射体および第２の反射体が、入力光をもたらすために、サンプルを通して複数回入射光を向けるように構成された、第２の反射体とをさらに備える、実施例１から２３のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0132】
実施例２５：入射光を受け取るように、および第２の反射体のほうへ入射光を向けるように構成された第３の反射体と、入力光を受け取るように、および分光計に入力光を向けるように構成された第４の反射体とをさらに備える、実施例２４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0133】
実施例２６：第１の反射体および第２の反射体が、それぞれの平坦な反射体、それぞれの湾曲した反射体、またはコーナー反射体のそれぞれのアレイを備える、実施例２４または２５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0134】
実施例２７：第１の反射体および第２の反射体を備えるマルチパスセルをさらに備える、実施例２４または２５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0135】
実施例２８：サンプルヘッドの構造が、光学的測定デバイスを備えるハウジングに取り付けられた案内スペーサを備え、案内スペーサが、サンプルヘッドの中へのサンプルの挿入を案内するように構成された、実施例１から８のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0136】
実施例２９：案内スペーサは、サンプルがその中に挿入されたキュベットを受け取るように構成された、実施例２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0137】
実施例３０：サンプルがその上に位置決めされる第１のスライドと、第１のスライドの上側で案内スペーサ上に位置決めされた第２のスライドと、第２のスライド上に位置決めされた材料スラブとをさらに備える、実施例２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0138】
実施例３１：第１のスライドは、各々が、サンプルを含む複数のサンプルのうちのそれぞれのサンプルを受け取るように構成された、複数のウェルを備える、実施例３０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0139】
実施例３２：案内スペーサが、第１のスライド上へのサンプルの塗布を容易にするように構成されたホールを備える、実施例３０または３１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0140】
実施例３３：サンプルのスペクトルを得るために、第１のスライドを平行移動させるように構成されたモーターをさらに備える、実施例３０から３２のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0141】
実施例３４：サンプルを乾燥させ、乾燥させられたサンプルをもたらすために、少なくとも１つの光源をスイッチオンするために少なくとも１つの光源に結合されたスイッチであって、分光計が、乾燥させられたサンプルのスペクトルを得るように構成された、スイッチをさらに備える、実施例１から３３のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0142】
実施例３５：サンプルの１つまたは複数の物理的性質を制御するように構成された励起素子をさらに備える、実施例１から３３のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0143】
実施例３６：結果を表示するためのディスプレイをさらに備える、実施例１から３５のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0144】
実施例３７：サンプルヘッドの構造は、サンプルがその内部に挿入されたキュベットを収容するキュベットホルダーを受け取るように構成された、実施例１から８または３４から３６のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0145】
実施例３８：サンプルヘッドの構造が、キュベットを収容するアダプタを受け取るように構成され、アダプタは、毛管力を介してキュベットの中に挿入されるサンプルを収容するバイアルに取り付けられている、実施例１から８または３４から３６のいずれか１つに記載のポータブルラボラトリデバイス。
【0146】
本開示内で、「例示的」という単語は、「例、事例、または実例として働くこと」を意味するために使用される。「例示的」と本明細書で説明されるいかなる実装形態または態様も、本開示の他の態様よりも好ましいまたは有利なものであると必ずしも解されるべきではない。同じように、「態様」という用語は、本開示のすべての態様が、論じられる特徴、利点または動作モードを含むことを必要としない。「結合される／結合された（ｃｏｕｐｌｅｄ）」という用語は、２つの物体間の直接的または間接的結合を指すために本明細書で使用される。たとえば、物体Ａが物体Ｂに物理的に接し、物体Ｂが物体Ｃに接する場合、物体Ａおよび物体Ｃは、それらが互いに直接的に物理的に接しない場合でも、互いに結合されたと依然として見なされ得る。たとえば、第１の物体が、第２の物体と直接的に物理的に決して接触していない場合であっても、第１の物体は、第２の物体に結合され得る。「回路（ｃｉｒｃｕｉｔ／ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）」という用語は、広い意味で使用され、電子回路のタイプに関する限定なしに、接続および構成されたとき、本開示で説明される機能の性能を可能にする電気デバイスおよび導体のハードウェア実装形態、ならびにプロセッサによって実行されたとき、本開示で説明される機能の性能を可能にする情報および命令のソフトウェア実装形態の両方を含むものとする。
【0147】
図１～図２８に図示されている構成要素、ステップ、特徴および／または機能のうちの１つまたは複数は、並べ替えられ、および／あるいは単一の構成要素、ステップ、特徴または機能に組み合わせられるか、あるいは数個の構成要素、ステップ、または機能において具現され得る。追加の要素、構成要素、ステップ、および／または機能が、本明細書で開示される新規の特徴から逸脱することなく加えられてもよい。図１～図２８に図示されている装置、デバイス、および／または構成要素は、本明細書で説明される方法、特徴、またはステップのうちの１つまたは複数を実施するように構成され得る。本明細書で説明される新規のアルゴリズムは、効率良くソフトウェアで実装され、および／またはハードウェア中に埋め込まれてもよい。
【0148】
開示される方法におけるステップの特定の順序または階層は、例示的なプロセスの実例であることを理解されたい。設計選好に基づいて、方法におけるステップの特定の順序または階層は並べ替えられ得ることを理解されたい。添付の方法は、例示的順序で様々なステップの存在する要素を主張しており、本明細書中で具体的に具陳されない限り、提示される特定の順序または階層に限定されることを意味しない。
【0149】
以上の説明は、当業者が、本明細書で説明される様々な態様を実践することを可能にするために提供された。これらの態様に対する様々な変更が、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般原理は、他の態様に適用され得る。これにより、特許請求の範囲は、本明細書で示される態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲の語法に従う全範囲を与えられるべきであり、ここにおいて、単数形の要素への言及は、具体的にそのように陳述されない限り、「唯一無二の（ｏｎｅ ａｎｄ ｏｎｌｙ ｏｎｅ）」を意味するものではなく、むしろ、「１つまたは複数の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を意味するものとする。具体的に別段に陳述されない限り、「いくつかの（ｓｏｍｅ）」という用語は、１つまたは複数を指す。項目のリスト「のうちの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」を指す句は、単一の部材を含む、それらの項目の任意の組合せを指す。例として、「ａ、ｂ、またはｃのうちの少なくとも１つ」は、「ａ」、「ｂ」、「ｃ」、「ａとｂ」、「ａとｃ」、「ｂとｃ」、および「ａとｂとｃ」をカバーするものとする。当業者に知られているかまたは後に知られることになる、本開示全体にわたって説明される様々な態様の要素のすべての構造的および機能的等価物は、参照により本明細書に明確に組み込まれ、特許請求の範囲によって包含されるものとする。その上、本明細書で開示されるいかなることも、そのような開示が明示的に特許請求の範囲において具陳されるかどうかにかかわらず、公に供するものではない。いかなる特許請求された要素も、その要素が「ための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という句を使用して明確に具陳されない限り、または方法クレームの場合、その要素が「ためのステップ（ｓｔｅｐ ｆｏｒ）」という句を使用して具陳されない限り、米国特許法§１１２（ｆ）の規定の下で解されるべきではない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A-4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18-1】
【図18-2】
【図19A】
【図19B】
【図20】
【図21】
【図22A】
【図22B】
【図23】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図24D】
【図25】
【図26A】
【図26B】
【図27】
【図28】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
サンプルヘッドであって、サンプルを受け取るように構成され、前記サンプルヘッドへの前記サンプルの塗布を容易にするように構成された構造を備える、サンプルヘッドと、前記サンプルを中に含むように構成された複数の面であって、当該複数の面は透過面または拡散反射面を含み、これらの少なくとも１つが前記サンプルヘッドに関連付けられている、複数の面と、
光学的測定デバイスであって、
入力光をもたらすために、前記サンプルのほうへ入射光を向けるように構成された少なくとも１つの光源と、
前記サンプルから前記入力光を受け取るように、および前記入力光に基づいて、前記サンプルのスペクトルを得るように構成された分光計と、
スペクトル分析器に前記スペクトルを転送するように、および前記スペクトル分析器から前記サンプルに関連する結果を受け取るように構成されたデータ転送デバイスと
を備える、光学的測定デバイスと
を備える、ポータブルラボラトリデバイス。
【請求項2】
前記分光計が、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）干渉計を備え、前記少なくとも１つの光源が、少なくとも１つの赤外光源を備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項3】
前記データ転送デバイスが、前記スペクトル分析器と通信するように構成されたワイヤレストランシーバを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項4】
前記スペクトル分析器をさらに備え、前記データ転送デバイスが、前記スペクトル分析器に前記スペクトルを転送するように構成されたバスを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項5】
前記スペクトル分析器が、前記スペクトルから前記結果をもたらすように構成された人工知能エンジンを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項6】
前記スペクトルが、測定された吸収スペクトルを備え、前記人工知能モデルが、近赤外周波数範囲における前記測定された吸収スペクトルの吸収信号から１つまたは複数の検体を検出するように構成された、請求項５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項7】
前記サンプルヘッドが、前記サンプルを収容する媒体を受け取るように構成され、前記人工知能エンジンが、前記媒体に基づいて前記結果をもたらすように構成された、請求項５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項8】
前記人工知能エンジンは、各々が複数の媒体タイプのうちのそれぞれの媒体タイプについて作成された複数の較正モデルを備え、前記サンプルを収容する前記媒体に対応する前記複数の媒体タイプのうちの１つの媒体タイプについて前記複数の較正モデルのうちの１つの較正モデルを選択するように構成された入力デバイス
をさらに備える、請求項５に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項9】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記ポータブルラボラトリデバイスのハウジングに結合され前記サンプルヘッドへの前記サンプルの塗布を容易にするように構成されたツールを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項10】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記サンプルを前記光学的測定デバイスの光学的ウィンドウと整合させるように構成されたホールを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項11】
前記サンプルヘッドの前記構造は、前記サンプルがその上に配置されるカバースリップを受け取るように構成されたキャビティをさらに備え、前記キャビティが、前記ホールの上方に位置決めされた、請求項１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項12】
前記カバースリップは、前記サンプルがその中に配置されるフレームを備える、請求項１１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項13】
前記カバースリップが、前記サンプル中の検体と結び付くように構成されたレセプタをもつ官能化されたカバースリップを備える、請求項１１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項14】
前記キャビティが、第１のカバースリップと第２のカバースリップとの間に前記サンプルを収容するために、前記第１のカバースリップを受け取るように構成された第１のキャビティと、前記第１のキャビティの上方に位置決めされ、前記第２のカバースリップを受け取るように構成された、第２のキャビティとを備える、請求項１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項15】
前記第２のキャビティが、前記第１のキャビティに関して回転させられる、請求項１４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項16】
前記第１のキャビティおよび前記第２のキャビティが、各々、前記光学的測定デバイスの前記光学的ウィンドウの平面に関して傾斜角度を備える、請求項１４に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項17】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記サンプルを受け取るための第１の位置から、前記光学的測定デバイスの前記光学的ウィンドウの上側の第２の位置に移動可能である、請求項１０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項18】
前記サンプルヘッドが、前記サンプルヘッドの前記構造の上方に位置決めされるように構成されたカバーをさらに備え、前記カバーが、上面と、前記構造に対向する底面とを備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項19】
前記カバーの前記底面が、反射面または基準物質を備える、請求項１８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項20】
前記カバーが、透過モードにおいて前記サンプルのほうへ前記入射光を向けるように構成された、前記少なくとも１つの光源のうちの透過モード光源を備える、請求項１８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項21】
前記カバーが、前記サンプルのほうへ前記入射光を向けるように構成された少なくとも１つの反射体を備える、請求項２０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項22】
前記少なくとも１つの光源が、前記透過モードと同時にまたは前記透過モードに関して連続的に反射モードにおいて前記サンプルのほうへ前記入射光を向けるように配列された複数の光源をさらに備える、請求項２０に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項23】
前記サンプルの下方に位置決めされた第１の反射体と、前記第１の反射体に対向して前記サンプルの上方に位置決めされた第２の反射体であって、前記第１の反射体および前記第２の反射体が、前記入力光をもたらすために、前記サンプルを通して複数回前記入射光を向けるように構成された、第２の反射体と
をさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項24】
前記入射光を受け取るように、および前記第２の反射体のほうへ前記入射光を向けるように構成された第３の反射体と、前記入力光を受け取るように、および前記分光計に前記入力光を向けるように構成された第４の反射体と
をさらに備える、請求項２３に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項25】
前記第１の反射体および前記第２の反射体が、それぞれの平坦な反射体、それぞれの湾曲した反射体、またはコーナー反射体のそれぞれのアレイを備える、請求項２３に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項26】
前記第１の反射体および前記第２の反射体を備えるマルチパスセルをさらに備える、請求項２３に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項27】
前記サンプルヘッドの前記構造が、前記光学的測定デバイスを備えるハウジングに取り付けられた案内スペーサを備え、前記案内スペーサが、前記サンプルヘッドの中への前記サンプルの挿入を案内するように構成された、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項28】
前記サンプルがその上に位置決めされる第１のスライドであって、前記案内スペーサは当該第１のスライドを前記サンプルヘッド内に案内するように構成されている、第１のスライドと、
前記第１のスライドの上側で前記案内スペーサ上に位置決めされた第２のスライドと、
前記第２のスライド上に位置決めされた材料スラブと
をさらに備える、請求項２７に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項29】
前記第１のスライドは、各々が、前記サンプルを含む複数のサンプルのうちのそれぞれのサンプルを受け取るように構成された、複数のウェルを備える、請求項２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項30】
前記案内スペーサが、前記第１のスライド上への前記サンプルの塗布を容易にするように構成されたホールを備える、請求項２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項31】
前記サンプルの前記スペクトルを得るために、前記第１のスライドを平行移動させるように構成されたモーターをさらに備える、請求項２８に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項32】
前記サンプルを乾燥させ、乾燥させられたサンプルをもたらすために、前記少なくとも１つの光源をスイッチオンするために前記少なくとも１つの光源に結合されたスイッチであって、前記分光計が、前記乾燥させられたサンプルの前記スペクトルを得るように構成された、スイッチをさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項33】
前記サンプルの１つまたは複数の物理的性質を制御するように構成された励起素子をさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【請求項34】
前記結果を表示するためのディスプレイをさらに備える、請求項１に記載のポータブルラボラトリデバイス。
【国際調査報告】