JP2020519430A - 生体試料の急速加熱のための方法および装置 - Google Patents

Abstract

試験容器をインキュベータに移す前に予熱する方法であって、インキュベーションのサイクルの短縮化、試験容器内の試験試料の適切な温度での保持、生体液試料試験装置の試験精度または処理量の改善を図る。この方法では、試験容器を受け入れる大きさの収容容器を有し、試験容器の少なくとも１つの側部を直伝導により加熱するように構成された少なくとも１つの加熱装置を有する試験容器予熱装置を提供する。そして、少なくとも１つの加熱装置を用いて、直接的な接触により試験容器の少なくとも１つの側部を加熱する。この方法を行うための試料試験装置および試験容器予熱装置をも提供する。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年５月９日に出願された米国仮出願第６２／５０３，５６６号に基づく優先権を主張するものであり、上記仮特許出願の開示を参照により本明細書に援用する。

本開示内容は、試験装置内での生体試料の加熱と、そのための方法に関する。

患者の試料を分析するために、広く様々な自動診断装置（例えば、化学分析装置や免疫測定装置）が用いられている。これら診断装置は、例えば、尿、血清、血漿、脳脊髄液などの生物学的液体（以下、「生体液」と記載）の１つまたは複数の分析物または特徴を識別するために、１つまたは複数の試薬または他の添加物を用いて、分析または試験を実施することがある。

所定の試験では、生体液は、遠心分離によって全血から得られる血清または血漿部分の場合がある。遠心分離およびそれに続くキャップ除去の後、開放されたサンプル容器（例えば、サンプルチューブ）は、サンプルラックなどの支持物品まで移送されたり、その中に置かれることがある。サンプルラックは、吸引システムのピペットによってアクセス可能となり、ピペットにより生体液を抽出して、キャリア（例えば、キュベット搬送リング）内に置かれ得る試験容器（例えば、キュベットまたは他の容器）内にその生体液を投与することがある。試験容器内で、生体液を、1種以上の試薬、場合によっては磁性粒子および／または希釈液（希釈剤）などの他の成分と混合させて、試験試料を作製することがある。混合時に、試験試料はインキュベート（培養など）されて、反応させられ得る。インキュベーション（培養など）の間、試験容器中の試験試料は、キュベットリングの周囲に存在する、制御下の加熱された環境に晒される。適当なインキュベーション時間が経過して、想定可能な他の工程が行われると（例えば、洗浄および／または緩衝添加物の溶出）、例えば、測光または蛍光測定による読み取りなどを用いた分析測定が行われ得る。測定によって、周知の技術を用いて試験試料中の分析物または他の物質の量を導き出すことができるエンドレート値の決定が可能となる。

しかしながら、既存のシステムでは、インキュベーション中に試験試料の加熱に関係し得るなんらかの異常および／または困難を含むことが起こり得る。さらに、従来のシステムには、サンプル温度の補償機能が充足されていないことがある。この機能は、典型的には、必要に応じて、室温および冷蔵温度でそれぞれ校正器を作動させることにより、手動で取り扱われている。サンプルは、再実施のたびに室温や冷蔵温度になり得るので、異なるサンプル温度によって反応動態がオフセットされて、同一の装置上で同一の分析キットを用いた場合であっても読み取り値が異なることがあった。したがって、試験試料をインキュベートするために改良された方法および装置が必要とされている。

第１の実施形態によると、試料試験装置の加熱装置が提供されるが、試料試験装置は、生体液用の容器のサンプルラックとインキュベータ（培養器など）とを含む。加熱装置は、（１）試験容器を中に受け入れられる大きさの収容容器と、（２）試験容器の側部を直接的に接触することによって加熱するように構成された少なくとも1つの加熱装置とを有する試験容器予熱装置を含む。

別の実施形態によれば、試料試験装置が提供される。試料試験装置は、試験容器の側部を直接接触することによって加熱するように構成された少なくとも１つの加熱装置を含む試験容器予熱装置と、試験容器を試験容器予熱装置へ往復移動させるように構成された１つまたは複数の移送ロボットと、加熱された空気環境を有するインキュベータと、生体液、試薬、磁性粒子溶液、または希釈液を、それぞれの容器から試験容器予熱装置内に位置する試験容器まで吸引及び投与を行うように構成された１つまたは複数のピペットロボットと、を含む。

別の実施形態によれば、試料試験装置内の試験容器を予熱する方法が提供される。本方法では、（１）試験容器を中に受け入れられる大きさの収容容器と、（2）試験容器の側部を直接接触することによって加熱するように構成された少なくとも1つの加熱装置とを含む試験容器予熱装置を提供する。本方法はまた、少なくとも1つの加熱装置を使用して、直接的な接触によって試験容器の側部を加熱することを含む。

本開示内容のさらに他の態様、特徴、および利点は、本発明を実施するために最良であると想定された実施形態を含む複数の例示的な実施形態および実装を例示する以下の詳細な説明から明らかになるであろう。本開示内容によって、他の、異なる実施形態も可能となるが、その詳細は、様々な観点から修正することができるであろう。したがって、図面及び説明は、本質的に例示的であると見なされるべきであり、限定的であるとみなされるべきではない。なお、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。また、本開示内容は、添付の特許請求の範囲内に含まれる全ての修正、均等、および代替の形態をカバーするものである。

図１は、実施形態に係る試料の予熱を含む試料試験装置の概略側面図を示す。 図２Aは、実施形態に係る試験容器予熱装置を一部断面的に示した概略側面図を示す。 図２Bは、実施形態に係る試験容器予熱装置を一部断面的に示した概略側面図を示す。 図２Cは、実施形態に係る試験容器予熱装置を一部断面的に示した概略側面図を示す。 図３は、実施形態に係るインキュベーション用搬送リングに試験試料が移送される前に試験試料を受け取って予熱するように構成された予熱装置を含む、試料試験装置の概略平面図を示す。 図４は、実施形態に係る試料試験装置内の試験容器を予熱する方法のフローチャートを示す。

例えば、尿、血清、血漿、脳脊髄液などの生体液を含む試験試料の分析試験では、例えば、サンプルの完全性を維持するか、試験試料の成分が互いに適切に反応することを可能にするか、試験結果の精度を向上させるか、のうちの少なくともいずれかのために、試験試料は、所定の温度に加熱および／または維持することが求められる場合がある。このため、試験試料は、試験前に診断機器のインキュベータ（例えば、インキュベーション用搬送リングまたはキャリアリング）内に置かれて、試験試料の温度を所定の温度まで（対流加熱などによって）上昇させたり、および／または所定温度で維持させることがある。インキュベーション用搬送リングは、加熱された空気環境を提供することができる。しかし、初期の流体温度および試験試料の容量は変化することがあるし、必要とされるインキュベーション時間も同様である。このため、試験試料の中には所定温度に到達できなかったり、または所定温度まで試験試料の温度を上昇させるために必要とされたインキュベーション時間によって、分析試験の処理量（即ち、単位時間毎に試験される試験試料の数）が悪影響を受ける場合がある。したがって、所定温度を達成するとともにインキュベーション時間を短縮することができれば、試験精度および処理量が向上して、コストを削減することが可能となる。従って、第1の広範な態様では、本開示の実施形態は、試験試料（または試験試料の一部）を有する試験容器（例えば、キュベットまたは他の試験容器）をインキュベータ（例えば、インキュベーション用搬送リング）に移す前に、試験容器を予熱する方法および装置を提供する。

１つまたは複数の実施形態によると、試験容器予熱装置は、少なくとも１つの試験容器を中に受け入れることができる大きさの収容容器（レセプタクル）と、試験容器の１つまたは複数の側部、好ましくはその両側部を直伝導（すなわち、直接的な接触）によって加熱するように構成された１つまたは複数の加熱装置（例えば、一対の加熱装置）とを含むことができる。１つまたは複数の加熱装置（例えば、一対の加熱装置）のそれぞれは、加熱素子と、加熱素子に取り付けられた可撓性の熱伝導性絶縁体（例えば、伝導性エラストマー材料）とを含むことができる。いくつかの実施形態において、一対の加熱装置を試験容器の両側部と係合させて、それらの間に可撓性の熱伝導性絶縁体を配置させて、加熱要素のそれぞれと試験容器のそれぞれの側部と接触させて、熱を試験容器に直伝導させてもよい。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の加熱装置（例えば、一対の加熱装置）は、加熱可能プレートを含むことができる。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱要素はペルチェ・ヒーターでもよく、このペルチェ・ヒーターは、試験容器の温度が所定の温度を超える場合には熱を除去する（すなわち、冷却する）ことができるものでもよい。１つまたは複数の実施形態では、試験容器予熱装置は、試験容器の両側部に対して１つまたは複数の加熱装置を締め付け固定する（クランプする）ように構成された１つまたは複数の可動壁を備える収容容器を含むことができる。

１つまたは複数の実施形態では、試料試験装置は、１つまたは複数のピペットロボットを含むことができ、それによって、インキュベータ内に配置させる前に、試験容器内で試験試料を準備する際に様々な液体の吸引および投与を行ってもよい。液体は、例えば、生体液、１つまたは複数の試薬、磁性粒子溶液、および／または希釈液を含むことができる。１つまたは複数の実施形態に係る試料試験装置は、１つまたは複数の移送ロボットをも含むことができ、それによって、試験容器供給部と試験容器予熱装置との間で試験容器を移送させ、かつ試験容器予熱装置およびインキュベータ（例えば、インキュベータ・リング）から試験容器を移送させることができる。

本開示の実施形態の上記態様及び特徴並びに他の態様及び特徴は、以下、図１から図４を参照して説明される。

図1は、実施形態に係る、試験容器の予熱を含む試料試験装置１００を示している。試料試験装置１００は、試験容器予熱装置１０２、移送ロボット１０４、試薬容器１０６、サンプルラック１０８、ピペットロボット１１０、インキュベータ１１２、及びシステム制御器１１４を含むことができる。例えば、洗浄ステーション、試験容器供給部、ピペットチップ保管部、1つまたは複数の試験デバイス（例えば、ルミノメータまたは他の光学試験装置）などの、試料試験装置１００の他の従来の構成要素は図示されていない。

システム制御器１１４は、吸引制御器１１６、温度制御器１１８、搬送（キャリア）制御器１２０、およびX−Zロボット制御器１２２を含んでいてもよく、それらのうちの任意の１つまたは複数は、システム制御器１１４の全体的な制御下で動作する、別個の制御器または他の専用ハードウェアおよび対応するソフトウェアであってもよく、またはそれらのうちの任意の１つまたは複数は、システム制御器１１４内のプロセッサ上で実行するソフトウェアのみを含んでいてもよい。

X−Zロボット制御器１２２は、例えば、X方向（図の左右方向）およびZ方向（図の上下方向）に移送ロボット１０４を移動させるように構成される（例えば、プログラムされる）ことができる。他の実施形態では、Y方向（図の紙面に対して内外の垂直方向）への移動も可能である。さらに、いくつかの実施形態では、移送ロボット１０４は、R−シータ（Ｒ−ｔｈｅｔａ）ロボットでもよい。移送ロボット１０４は、試験容器１２４（例えば、キュベット、試験用ガラス瓶またはカップ、または類似の試験容器）を、試験容器供給部（図１には示されていないが、図３に示している）から試験容器予熱装置１０２へ、および試験容器予熱装置１０２からインキュベータ１１２へ移送するように構成することができる。試験容器１２４を試験容器予熱装置１０２に移送すると、移送ロボット１０４は、ホーム位置（図示せず）に戻ることができ、ピペットロボット１１０によって試験容器１２４の上部へのアクセスを可能にする。

吸引制御器１１６は、吸引／投与用のポンプ１２６、ピペットロボット１１０、及びピペット１２８を操作するように構成することができる（例えば、プログラムされる）。吸引／投与用のポンプ１２６は、ステッピングモータなどの、連結された適切なモータ（図示せず）によって駆動可能なピストン型ポンプでもよいが、他のタイプのポンプを使用してもよい。ピペットロボット１１０は、X、Y、およびZ方向など1つまたは複数の座標方向に、ピペット１２８を移動させるように構成されていてもよい。いくつかの実施形態において、ピペットロボット１１０は、容器内の液体の深さを決定するためにレーザービーム１１３を放射可能なレーザー式深さ探知機１１１を含むことができ、それによって吸引を行うためにピペット１２８を容器内に挿入するための適切な深さを吸引制御器１１６が決定可能にする。ピペットロボット１１０は、他の適切な深さ探知装置を使用することができる。なお、例えば、１つまたは複数のバルブ、アキュムレータ、分配器、圧力センサ、および／または液圧機器などの、液体の吸引／投与の操作を行うために使用される他の従来の構成要素は図示されておらず、また、液体をピペット１２８の内外に吸引および投与するための任意の適切な装置が使用できることに留意されたい。

吸引制御器１１６は、サンプルラック１０８内に配置された生体液サンプル容器１３２から、ある容量の生体液１３０（例えば、血清または血漿）をピペット１２８内まで吸引するように構成することができる。生体液サンプル容器１３２は、採血管として構成可能であって、例えば、遠心分離によって分離された（例えば、分取された）血清または血漿などの生体液１３０を含んでいてもよい。吸引制御器１１６は、試験容器予熱装置１０２内に配置された試験容器１２４内までその生体液の容量を投与するように構成可能である。さらに、吸引制御器１１６は、試薬容器１０６からある容量の試薬を吸引して（例えば、その前に使用されたピペット１２８を洗浄した後）、試験容器予熱装置１０２内に配置された試験容器１２４内にその試薬の容量を投与するように構成可能である。いくつかの実施形態では、吸引制御器１１６は、さらに、他の液体、例えば、希釈液、磁性粒子溶液、または他の試薬（図示せず）の１つまたは複数の容量を吸引して、その１つまたは複数の容量を試験容器予熱装置１０２内に配置された試験容器１２４内に投与するように構成可能である。いくつかの実施形態では、別個のピペットロボット（図示せず）が、試薬１３４および／または他の流体の吸引および／または投与のために使用することができる。上記の吸引／投与の操作のうちの１つまたは複数が完了すると、試験容器１２４は、その中に試験試料１２５を含むことができる。したがって、試験試料１２５は、例えば、生体液、１つまたは複数の試薬、希釈液、および／または磁性粒子溶液のうちの１つまたは複数を含むことができる。

試験容器予熱装置１０２は、試験容器１２４を中に受け入れられる大きさの収容容器１３６を含むことができる。試験容器予熱装置１０２はまた、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂを含む一対の加熱装置を含むことができる。加熱装置は、試験容器１２４の両側を直伝導により加熱するように構成されている。さらに、試験容器予熱装置１０２の加熱装置は、可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａ及び１４０Ｂを含み、それぞれ、対応する加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂに取り付けられて、それらと接し続ける。加熱要素１３８Ａおよび可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａは、第１の加熱装置を形成することができ、また、加熱要素１３８Ｂおよび可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ｂは、第２の加熱装置を形成することができる。可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂは、図１に示されるように、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂのそれぞれと、試験容器１２４の両側部のそれぞれとの間に配置されるように構成することができる。いくつかの実施形態では、可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂは、試験容器１２４の両側部のそれぞれと完全に表面接触して、試験容器１２４への直接的な熱伝導を提供し得る。例えば、いくつかの実施形態において、収容容器１３６と試験容器１２４との間にわずかな締り嵌め（干渉はまり）が生じるようにして、その結果、その場所でぴったりとした嵌合が提供されて、両側面に沿って密接な接触を提供してもよい。試験容器１２４は、いくつかの実施形態では、主に同一平面状の、正方形または長方形の形状および／または両側部を有していてもよい。試験容器１２４は、他の適切な形状または側面構成を有し得る。可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂは、エラストマー材料から作製することができ、および／またはシリコーンゴムとファイバーグラスとの複合体でもよく、その中に伝導性材料またはフィラー（充填材）を含み得る。可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂは、０．００５インチ（０．０１２７ｍｍ）〜０．０１５インチ（０．０３８１ｍｍ）の範囲内の厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂは、Ｓｉｌ−Ｐａｄｓ（登録商標）でもよい。

加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂは、それぞれ、温度制御器１１８によって制御可能であって、それぞれ、約３５℃から約４０℃までの範囲内の温度で加熱されることができる。いくつかの実施形態では、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂは、それぞれ、さらにより高い温度で制御されてもよい。いくつかの実施形態では、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂは、加熱可能プレート（熱塊またはサーマル・マス）を含み得る。加熱可能プレートは、銅またはアルミニウムなどの高熱伝導性材料で作ることができる。他の適切な熱伝導性材料を加熱可能プレートのために使用することは可能である。他の実施形態では、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂは、それぞれ、加熱および冷却が行えるように動作可能なペルチェ・ヒーターであってもよい。すなわち、ペルチェ・ヒーターに電圧を印加すると、第１の側が熱を提供し、それとは反対の第２の側が冷却を提供するようにでき、また、ペルチェ・ヒーターに印加される電圧の極性を反転させると、第１の側が冷却を提供し、それとは反対の第２の側が熱を提供するようにできる。したがって、必要に応じて、試験容器１２４の加熱および冷却の両方を提供することができる。例えば、試験容器１２４の温度が所望の温度を超える場合には、試験容器予熱装置１０２によって冷却を行うことができる。抵抗ヒーター（発熱体）、流体または蒸気流路ヒーターなどの他の適切なタイプのヒーターを、試験容器予熱装置１０２内で使用して、局所的で制御された加熱源を提供することは可能である。

他の実施形態では、試験容器予熱装置１０２は、ただ１つの加熱装置（すなわち、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂのうちの１つ、ならびに対応する可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂのうちの１つ。例えば、加熱要素１３８Ａおよび可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａのみ、または加熱要素１３８Ｂおよび可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ｂのみ）を含んでいてもよい。したがって、これらの代替実施形態では、試験容器予熱装置１０２は、試験容器１２４の一方の側部にのみ加熱（およびいくつかの実施形態では冷却）を提供することができるが、その場合、試験容器１２４の両側部に加熱（およびいくつかの実施形態では冷却）を提供する場合よりも効力および／または効率で劣る可能性がある。

いくつかの実施形態において、試験容器予熱装置１０２は、温度制御器１１８で動作する温度制御アルゴリズムへの温度情報のフィードバックを含むことができる。例えば、試験容器予熱装置１０２は、温度制御器１１８と接続された少なくとも１つの温度センサ１４２を含み（図示の明瞭化のため接続は示されていない）、試験容器１２４の代表温度を感知するように構成することができる。１つまたは複数の実施形態では、温度センサ１４２は、試験容器１２４の代表温度を得るように配置することができる。例えば、いくつかの実施形態では、温度センサ１４２は、任意の適切な位置で試験容器１２４と熱接触してもよい。試験容器予熱装置１０２の上またはその中において、１つまたは複数の温度センサ１４２の他の適切な位置を用いることは可能である。温度センサ１４２は、熱電対、抵抗温度素子（ＲＴＤ）、サーミスタ、または赤外線（ＩＲ）センサなどとすることができる。温度センサ１４２から温度値を受信することに応答して、温度制御器１１８は、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂによって提供される熱量を制御するように構成可能であって、例えば、必要に応じて加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂをオンまたはオフにし（例えば、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂが固定温度または可変温度の加熱可能プレートである場合）、または、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂに印加される電圧（例えば、電圧の値および／または極性）を調節して（例えば、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂがペルチェ・ヒーターである場合）、それによって、例えば、約３５℃から約４０℃までの温度などで設定温度を保つようにしてもよい。他の温度範囲も可能である。制御器は、オン−オフ・フィードバック制御、比例積分微分（ＰＩＤ）制御、フィードフォワードまたは他のモデルに基づく制御などの任意の適切な温度制御アルゴリズムによって達成され得る。

温度制御アルゴリズムは、ヒーター／ペルチェの駆動及び制御を行うために、熱式センサ（サーマルセンサ）および分析容量データを使用できる。そのデータには、例えば、サンプルチューブにて赤外線センサまたは同等物を用いて測定されたサンプル温度、投与されたサンプル容量、空のキュベット温度、および試薬容量が含まれる。試薬温度は、一定であると仮定される。なぜなら、用いられるこれらの材料は冷蔵されていて、キュベットは既知の大きさおよび材料固有の発熱量を有するからである。したがって、これらのパラメータは典型的には測定を必要としない。

上記の吸引／投与の操作による試験容器１２４内の試験試料１２５の準備が完了して、さらに加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂによって試験容器１２４を加熱して、所定の時間が経過するか、または所望の温度（たとえば、３７℃）に到達したことが温度センサ１４２により示されることに応じて、X−Zロボット制御器１２２は、移送ロボット１０４を操作して、試験容器１２４をインキュベータ１１２まで移動させることができるが、インキュベータは、試験容器の受入れ用に複数の場所１６６を有するインキュベーション用搬送リング１１２Rでもよい（例えば、図３のインキュベーション用搬送リング３１２を参照）。インキュベータ１１２は、中に受け取った試験試料１２５のインキュベーションのために、インキュベータ用エンクロージャ（覆い）１１２Ｅを含むことができるが、エンクロージャ１１２Ｅは、インキュベーション用搬送リング１１２Ｒを取り囲み、加熱されたチャンバ（加熱室）１１２Ｈをその中に有する。エンクロージャ１１２Ｅの開口部を通ってインキュベータ１１２内に試験容器１２４が受け入れられた後、搬送制御器１２０は、試験容器１２４内の試験試料の試験に先立つインキュベーション期間のために、キャリア駆動モータ１４４によってインキュベーション用搬送リング１１２Ｒを試料試験装置１００内の他の位置に移動（例えば、回転）させるように構成されていてもよい。

図２Ａ、図２B及び図２Ｃは、さらなる実施形態に係る試験容器予熱装置２０２を示している。試験容器予熱装置２０２は、収容容器２３６、１つまたは複数の加熱要素（例えば、一対の加熱要素２３８Ａ及び２３８Ｂ）、１つまたは複数の可撓性の熱伝導性絶縁体（例えば、各加熱要素２３８Ａ及び２３８Ｂに取り付けられた一対の可撓性の熱伝導性絶縁体２４０Ａ及び２４０Ｂ）、少なくとも１つの温度センサ２４２（オプション）、加熱要素２３８Ａを取り付け可能な可動壁２４６、及び可動壁２４６を移動可能に構成されたアクチュエータ２４８を含むことができ、アクチュエータ２４８は、システム制御器、例えばシステム制御器１１４（図１）から受信した制御信号に応じて、または他の実施形態では、システム制御器の中のアクチュエータ制御器から受信した制御信号に応じて動作されてもよい。いくつかの実施形態において、試験容器予熱装置２０２は、１つ以上の可動壁を有していてもよく、例えば、試験容器の両側にそれぞれ可動壁を有していてもよい。加熱要素２３８Ａおよび２３８Ｂ、可撓性の熱伝導性絶縁体２４０Ａおよび２４０Ｂ、ならびに温度センサ２４２は、図１を参照して記載した加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂ、可撓性の熱伝導性絶縁体１４０Ａおよび１４０Ｂ、ならびに温度センサ１４２と同一または類似でもよい。加熱要素２３８Ａおよび可撓性の熱伝導性絶縁体２４０Ａは、第１の加熱装置を形成することができ、また、加熱要素２３８Ｂおよび可撓性の熱伝導性絶縁体２４０Ｂは、第２の加熱装置を形成することができる。加熱素子２３８Ａおよび２３８Ｂならびに温度センサ２４２は、それぞれ、システム制御器の（図１における）温度制御器１１８などの温度制御器に接続されていてもよく、それによって、図１における加熱素子１３８Ａおよび１３８Ｂの場合と同一または類似の仕方で、加熱素子２３８Ａおよび２３８Ｂの動作を制御してもよい。

図２Ａは、試験容器２２４を中に受け入れる前の状態の試験容器予熱装置２０２を示している。図示されるように、可動壁２４６は、開放位置となることができ、それによって、収容容器２３６はその中に試験容器を受け入れるように構成されていてもよい。いくつかの実施形態において、加熱素子２３８Ａおよび２３８Ｂは、試験容器予熱装置２０２が試験容器２２４の受け入れを待つ開放状態にある間、オンのままであり得る（すなわち、熱を供給する）。図２Ｂは、試験容器２２４を中に受け入れているが、可動壁２４６が依然として開放位置にある状態の試験容器予熱装置２０２を示している。試験容器２２４は、試験容器１２４と同一または類似であってもよく、例えば移送ロボット１０４などの移送ロボットを介して試験容器予熱装置２０２まで移送されてもよい。このような移送ロボット（図示せず）は、この段階では、依然として試験容器２２４を保持していることに留意されたい。したがって、試験容器２２４の両側部のそれぞれと、可撓性の熱伝導性絶縁体２４０Ａおよび２４０Ａのそれぞれとの間には、空間が存在し得る。図２Ｃは、閉鎖状態の試験容器予熱装置２０２を示している。閉鎖状態では、アクチュエータ２４８は、試験容器２２４に向かって可動壁２４６を内側に移動させて、そのため、試験容器２２４の両側部が、対応する可撓性の熱伝導性絶縁体２４０Ａおよび２４０Ｂと直接的に接触しており、実施形態によっては、それらと完全に表面接触する。そのため、直伝導により試験容器２２４を加熱することを容易にできる。可動壁２４６を閉鎖状態に移動することに応答して、移送ロボットはホーム位置に戻ることができ、かつ加熱要素２３８Ａおよび２３８Ｂは、まだ有効化されていない場合には、有効化されて、例えば、熱を供給してもよい。試料試験装置１００に関して上述した１つまたは複数の吸引／投与の操作は、試験容器２２４の中に試験試料２２５を提供するために実施されてもよい。試験容器２２４内での試験試料２２５の準備が完了して、加熱装置を用いて試験容器２２４を加熱して、所定時間が経過するか、または温度センサ２４２によって所望の温度（例えば、３７℃）に到達したことが示されるかに応じて、試験容器２２４は、試験容器予熱装置２０２から取り出されて、インキュベータ（例えば、インキュベータ１１２）内に配置されてもよい。いくつかの実施形態では、移送ロボット（例えば、移送ロボット１０４）は、復帰して試験容器２２４を把持してもよく、アクチュエータ２４８は、可動壁２４６を開放位置に戻して、移送ロボットが試験容器予熱装置２０２から試験容器２２４を取り出して、次いで、試験サンプル２２５を含む試験容器２２４をインキュベータ（例えば、インキュベータ１１２）にまで移送してもよい。

図3は、実施形態に係る試料の予熱を含む試料試験装置３００を示している。試料試験装置３００は、試験容器予熱装置３０２、移送ロボット３０４、試薬カルーセル（回転式移送装置）３０６、生体液を中に含む試料容器を有するサンプルラック３０８、ピペットロボット３１０、インキュベーション用搬送リングまたはキャリアリング３１２Ｒを含むインキュベータ３１２、システム制御器３１４、試験容器供給部３５０、および磁性粒子溶液供給部３５２を含むことができる。システム制御器３１４は、メモリ（記憶装置）３５４およびプロセッサ（処理装置）３５６を含むことができる。メモリ３５４は、プログラミング命令、試験結果データ、および／または他の情報またはデータを記憶するように構成することができる。プロセッサ３５６は、試料試験装置３００の動作に関連してプログラミング命令を実行するように構成されていてもよい。システム制御器３１４は、ピペットロボット制御器３５８、吸引制御器３１６、オプションのアクチュエータ制御器３６０（試験容器予熱装置３０２内に可動壁が用いられる場合）、温度制御器３１８、リング制御器３２０、及び移送ロボット制御器３２２をも含むことができ、それらのうちの任意の１つまたは複数は、システム制御器３１４の全体的な制御下で動作する、別個の制御器または他の専用ハードウェアおよび対応するソフトウェアであってもよく、またはそれらのうちの任意の１つまたは複数は、メモリ３５４内に記憶されて、システム制御器３１４内のプロセッサ３５６上で実行するソフトウェアのみを含んでいてもよい。

試験容器予熱装置３０２は、本明細書に記載した試験容器予熱装置１０２、２０２の実施形態のいずれかと同一または類似であってもよい。例えば、試験容器予熱装置３０２は、試験容器予熱装置２０２（図２Ａ〜図２Ｃ）と同一または類似であってもよく、その際、アクチュエータ制御器３６０は、試験容器予熱装置３０２のアクチュエータ（例えば、アクチュエータ２４８（図２Ａ〜図２Ｃ））を制御して、可動壁（例えば、可動壁２４６）を開放位置および閉鎖位置へ往復移動させるように動作し得る。あるいは、試験容器予熱装置３０２は、試験容器予熱装置１０２（図１）と同一または類似でもよく、その場合、アクチュエータ制御器３６０は備えていなくてもよく、または使用しなくてもよい。また、試験容器予熱装置３０２の動作は、試験容器予熱装置２０２または１０２のいずれかの動作と同一または類似とすることもできる。

試薬カルーセル３０６は、インキュベーション用搬送リング３１２Ｒ内に配置された試験容器に対して追加可能な複数の試薬供給部３６２ａ〜３６２ｄを含むことができる。試薬供給部３６２ａ〜３６２ｄは、試薬カルーセル３０６の中心の周りに径方向に配置可能であって、そのため、ピペットを含む構台（ガントリー）ロボット３６４が、試薬カルーセル３０６の回転により、構台ロボット３６４の下方に適切に位置決めされた試薬供給部３６２ａ〜３６２ｄのうちのいずれか１つにアクセスできるようにしてもよい。試薬供給部３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、および／または３６２ｄの各々は、同一の試薬に関するものでもよく、または異なる試薬に関するものでもよい。すなわち、例えば、試薬供給部３６２ａは、それぞれ、同一の試薬に関するものでもよく、または異なる試薬に関するものでもよく、一方、試薬供給部３６２ｂは、それぞれ、同一の試薬に関するものでもよく、または異なる試薬に関するものでもよい、などである。試薬供給部３６２ａ〜３６２ｄは、同一または異なる試薬供給部の他の適切な組合せを含むことができる。

インキュベーション用搬送リング３１２Ｒは、複数の試験容器位置３６６を含むことができる（図面では、７つの試験容器位置３６６が空で示され、９つの試験容器位置３６６が、それらの中に試験容器３２４を受け入れた状態で示されていることに留意されたい）。試験容器３２４は、本明細書中に記載した試験容器１２４、２２４と同一または類似でもよい。これら試験容器位置３６６は円形状で示されているが、試験容器３２４の形状に応じて他の形状を有することは可能である。さらに、いくつかの実施形態では、より多くの数またはより少ない数の、満杯および空の試験容器位置３６６が可能である。インキュベーション用搬送リング３１２Ｒは、加熱されたチャンバ３１２Ｈ内に収容可能である（外側縁部３６８ａ及び内側縁部３６８ｂを超えて延在するトップ・キャップを省略して図示している）。いくつかの実施形態では、加熱されたチャンバ３１２Ｈは、試験容器（例えば、試験容器１２４、２２４）を受け入れられる大きさの、少なくとも２つの開口部を、キャップを貫通するように有していてもよい。少なくとも２つの開口部は、試薬添加位置３６６ａおよび試験容器アクセス位置３６６ｂに設けられていてもよいが、他の開口部も可能である。加熱されたチャンバ３１２Ｈは、その中の空気空間を所望のインキュベーション温度（例えば、３６℃まで）にするために加熱されていてもよい。リング制御器３２０は、キャリア駆動モータ３４４によってインキュベーション用搬送リング３１２Ｒを回転させて、試薬添加位置３６６ａに位置決めされた試験容器３２４に追加の試薬を添加したり、および／またはインキュベーションのために試験容器アクセス位置３６６ｂにて試験容器３２４を受け入れるように構成されていてもよい。試験容器３２４はインキュベーションおよび試験の後、試験容器アクセス位置３６６ｂまたは別の開口部（図３では示されていない）で取り出されてもよい。他の開口部（図示せず）は、洗浄動作および従来通りの試料の試験に使用することができる。

移送ロボット制御器３２２および移送ロボット３０４は、例えば、試験容器１２４、２２４、または３２４などの試験容器を、試験容器供給部３５０から試験容器予熱装置３０２へ移送し、および試験容器予熱装置３０２からインキュベーション用搬送リング３１２Ｒ内の試験容器アクセス位置３６６ｂへ移送するように構成されていてもよい。いくつかの実施形態では、移送ロボット制御器３２２および移送ロボット３０４は、任意選択で、試験容器をインキュベーション用搬送リング３１２Ｒから試験デバイス（例えば、ルミノメータまたは他の光学試験デバイス、図示せず）に移送するように構成されていてもよい。他の実施形態では、試験は、インキュベーション用搬送リング３１２Ｒ上に位置する試験デバイス（例えば、ルミノメータまたは他の光学試験デバイス、図示せず）で行われる。他の実施形態では、移送ロボット制御器３２２によって制御される複数の移送ロボット３０４を使用することができる。

ピペットロボット制御器３５８は、ピペットロボット３１０を操作するように構成可能である。特に、ピペットロボット制御３５８は、ピペットロボット３１０と、ピペットロボット３１０に連結されたピペット３２８とを、サンプルラック３０８内に存在する生体液サンプル容器に位置決めして、その生体液サンプル容器から生体液を吸引させて、次いで、試験容器予熱装置３０２内に位置する試験容器３２４にピペットロボット３１０およびピペット３２８を位置決めさせて、その生体液を試験容器３２４内に投与するように構成可能である。ピペットロボット制御器３５８はまた、ピペットロボット３１０およびピペット３２８を磁性粒子溶液供給部３５２に位置決めさせて、磁性粒子溶液供給部３５２から液体を吸引させ、次いで、ピペットロボット３１０およびピペット３２８を、試験容器予熱機器３０２内に位置する試験容器３２４に位置決めさせて、その液体を試験容器３２４内に投与するように構成可能である。さらに、いくつかの実施形態では、ピペットロボット制御器３５８は、ピペットロボット３１０およびピペット３２８を試薬カルーセル３０６の１つまたは複数の試薬位置３６２ｘに位置決めさせて、そこに位置付けられた試薬供給部３６２ａ〜３６２ｄのうちの１つから試薬を吸引させ、次いで、ピペットロボット３１０およびピペット３２８を、試験容器予熱装置３０２内に位置付けられた試験容器３２４に位置決めさせて、その試薬を試験容器３２４内に投与するように構成されていてもよい。他の実施形態では、ピペットロボット制御器３５８によって制御される複数のピペットロボット３１０およびピペット３２８を使用することができる。

さらに、いくつかの実施形態では、ピペットロボット制御器３５８は、構台（ガントリ）ロボット３６４およびそれに関連付けられた試薬ピペットを動作させるように構成することもできる。例えば、吸引制御器３１６（後述）と関連した吸引動作中に、ピペットロボット制御器３５８は、構台ロボット３６４に連結された試薬ピペットが、構台ロボット３６４の下に適切に配置された試薬供給部３６２ａ〜３６２ｄのうちの１つからある容量の試薬を吸引することができるように、構台ロボット３６４を配置することができる。ピペットロボット制御器３５８は、次いで、試薬添加位置３６６ａに位置決めされた試験容器３２４に対して、試薬ピペットが、吸引した試薬を投与することができるように、構台ロボット３６４を位置決めすることができる。他の実施形態では、構台ロボット３６４を動作させるために、ピペットロボット制御器３５８の代わりに構台ロボット制御器（図示せず）を使用してもよい。

吸引制御器３１６は、サンプルラック３０８、磁性粒子溶液供給部３５２、試薬カルーセル３０６、及び試験容器予熱装置３０２にて、ピペット３２８を用いて吸引／投与の操作を行えるように、吸引制御器１１６（図１参照）と同一または類似して構成可能である。さらに、いくつかの実施形態では、吸引制御器３１６は、試薬カルーセル３０６及びインキュベーション用搬送リング３１２にて、構台ロボット３６４の試薬ピペットを用いて吸引／投与の操作を行えるように構成可能である。他の実施形態では、ピペットロボット３１０および構台ロボット３６４の組合せを使用することができる。

温度制御器３１８は、試験容器予熱装置３０２の１つまたは複数の加熱装置（図示せず）を制御するための温度制御器１１８（図1）と同一または類似して構成することができる。さらに、いくつかの実施形態では、温度制御器３１８は、加熱チャンバ３１２Ｈの加熱を制御して、その中の温度を所望の温度に保つようにしてもよく、いくつかの実施形態では、その温度は約３６℃から約３８℃までの範囲内でもよく、その際、実施形態によっては、温度制御は、３６℃に対してプラスマイナス０．５℃の温度で設定されていてもよい。

図４は、１つまたは複数の実施形態に係る、試料試験装置での試験容器を予熱する方法４００を示している。この方法４００は、例えば、システム制御器１１４（図１）および／またはシステム制御器３１４（図３）などの１つまたは複数の制御器によって実行することができる。プロセスのステップ（ブロック）４０２において、方法４００は、試験容器（例えば、試験容器１２４、２２４、３２４）を中に受け入れるように大きさが決定された収容容器（例えば、収容容器１３６、２３６）と、試験容器の両側部を直伝導によって加熱するように構成された少なくとも１つの加熱装置（例えば、一対の加熱装置）とを含む試験容器予熱装置を提供することを含み得る。例えば、試験容器予熱装置は、試験容器予熱装置１０２、２０２、または３０２のいずれか１つでもよい。

プロセスのステップ４０４において、方法４００は、一対の加熱装置を使用することなどによって、少なくとも１つの加熱装置との直接的な接触を介した直伝導によって、試験容器の側部（例えば、試験容器の両側部）を加熱することを含み得る。例えば、加熱要素１３８Ａおよび１３８Ｂ（図１）または加熱要素２３８Ａおよび２３８Ｂ（図２）を使用して、試験容器１２４または２２４の両側部を直伝導によって加熱することができる。

方法４００は、ステップ４０６において、試験容器予熱装置内で予熱された試験容器をインキュベータに移動することをさらに含むことができる。

１つまたは複数の実施形態では、この方法４００は、次のうちの１つまたは複数を含み得る。即ち、少なくとも１つの加熱素子と試験容器の対応する側部と直接的に熱接触する熱伝導性絶縁体とを有する少なくとも１つの加熱装置を提供することと、ステップ４０４にて加熱の前に移送ロボットによって収容容器の中に試験容器を配置することと、試験試料を形成するために試験容器内に１つまたは複数の液体を投与することと、収容容器の少なくとも１つの可動壁を移動させて、試験容器の両側部に対して１つまたは複数の加熱装置を締め付け固定することと、温度制御器にて１つまたは複数の温度センサからの温度値を受信して、受信した温度値に応じて温度制御器によって１つまたは複数の加熱装置によって提供される熱量を制御することと、及び／または、移送ロボットによって、試験容器予熱装置からインキュベータまで加熱した試験容器を移動させることである。

上記の１つまたは複数の実施形態に係る試験容器予熱装置において、試験試料を中に含む試験容器を予熱することの利点には、以下のものが含まれる。即ち、所望の試験試料の温度を得ることと、試験試料の成分が互いに適切に反応させることと、試験試料の完全性を維持させることと、試験試料のインキュベーション期間を短縮化させることと、試験の処理量を増大させることと、試験の精度を上昇させることと、被検者のサンプルと反応容器の温度変化を分離させることと、及び／または、試験のコストを低減させることである。

以上、好ましい実施形態を示したが、当業者であれば、特許請求の範囲内において多くの変形例が可能であることを理解できるであろう。したがって、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。

１００ 試料試験装置
１０２ 試験容器予熱装置
１０４ 移送ロボット
１０６ 試薬容器
１０８ サンプルラック
１１０ ピペットロボット
１１２ インキュベータ
１１２Ｒ インキュベーション用搬送リング
１１４ システム制御器
１１６ 吸引制御器
１１８ 温度制御器
１２０ 搬送制御器
１２２ X−Zロボット制御器
１２４ 試験容器
１２５ 試験試料
１２６ 吸引／投与用のポンプ
１２８ ピペット
１３０ 生体液
１３２ 生体液サンプル容器
１３４ 試薬
１３６ 収容容器（レセプタクル）
１３８Ａ 加熱要素
１３８Ｂ 加熱要素
１４０Ａ 可撓性の熱伝導性絶縁体
１４０Ｂ 可撓性の熱伝導性絶縁体
１４２ 温度センサ
２０２ 試験容器予熱装置
２２４ 試験容器
２２５ 試験試料
２３６ 収容容器
２３８Ａ 加熱要素
２３８Ｂ 加熱要素
２４０Ａ 可撓性の熱伝導性絶縁体
２４０Ｂ 可撓性の熱伝導性絶縁体
２４２ 温度センサ
２４６ 可動壁
２４８ アクチュエータ
３００ 試料試験装置
３０２ 試験容器予熱装置
３０４ 移送ロボット
３０６ 試薬カルーセル（回転式移送装置）
３０８ サンプルラック
３１０ ピペットロボット
３１２ インキュベータ
３１２Ｈ 加熱されたチャンバ
３１２Ｒ インキュベーション用搬送リング
３１４ システム制御器
３１６ 吸引制御器
３１８ 温度制御器
３２０ リング制御器
３２２ 移送ロボット制御器
３５０ 試験容器供給部
３５２ 磁性粒子溶液供給部
３５４ メモリ（記憶装置）
３５６ プロセッサ（処理装置）
３５８ ピペットロボット制御器
３６０ アクチュエータ制御器
３６２ａ 試薬供給部
３６２ｂ 試薬供給部
３６２ｃ 試薬供給部
３６２ｄ 試薬供給部
３６４ 構台ロボット
３６６ 試験容器位置
３６６ａ 試薬添加位置
３６６ｂ 試験容器アクセス位置

Claims (22)

1. 生体液用の容器のサンプルラックとインキュベータとを含む試料試験装置の加熱装置であって、
   試験容器を中に受け入れられる大きさの収容容器と、
   前記試験容器を前記インキュベータに移す前に前記試験容器の側部を直接接触することによって加熱するように構成された少なくとも１つの加熱装置と、を有する試験容器予熱装置を含む、加熱装置。
2. 前記少なくとも１つの加熱装置は、加熱可能プレートまたは加熱及び冷却の操作を行うように作動するペルチェ・ヒーターを含む、請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記少なくとも１つの加熱装置は、前記加熱可能プレートまたは前記ペルチェ・ヒーターに取り付けられて、前記試験容器の側部と接触するように構成された、可撓性の熱伝導性絶縁体を含む、請求項２に記載の加熱装置。
4. 前記可撓性の熱伝導性絶縁体は、エラストマー材料を含む、請求項３に記載の加熱装置。
5. 前記少なくとも１つの加熱装置は、前記試験容器の両側部を直接接触することによって加熱するように構成された一対の加熱装置を含む、請求項１に記載の加熱装置。
6. 前記収容容器は、前記試験容器の前記側部に対して前記少なくとも１つの加熱装置を締め付け固定するように構成された少なくとも１つの可動壁を備える、請求項１に記載の加熱装置。
7. さらに、前記可動壁を移動するように構成されたアクチュエータと、前記アクチュエータを動作させるように構成された制御器とを備える、請求項６に記載の加熱装置。
8. さらに、１つまたは複数の温度センサから温度値を受信し、前記温度値に応答して前記少なくとも１つの加熱装置によって提供される熱量を制御するように構成された温度制御器を備える、請求項１に記載の加熱装置。
9. 前記１つまたは複数の温度センサは、熱電対、抵抗温度素子、サーミスタ、または赤外線センサのうちの少なくともいずれか１つを含む、請求項８に記載の加熱装置。
10. 試験容器の側部を直接接触することによって加熱するように構成された少なくとも１つの加熱装置を含む試験容器予熱装置と、
    前記試験容器を前記試験容器予熱装置へ往復移動させるように構成された１つまたは複数の移送ロボットと、
    加熱された空気環境を有するインキュベータと、
    生体液、試薬、磁性粒子溶液、または希釈液を、それぞれの容器から前記試験容器予熱装置内に位置する前記試験容器まで吸引および投与を行うように構成された１つまたは複数のピペットロボットと、を有する試料試験装置。
11. 前記試験容器予熱装置、前記１つまたは複数の移送ロボット、および前記１つまたは複数のピペットロボットのそれぞれを動作させるように構成されたシステム制御器を備える、請求項１０に記載の試料試験装置。
12. 前記少なくとも１つの加熱装置は、前記試験容器の前記側部と接触するように構成された可撓性の熱伝導性絶縁体を備える、請求項１０に記載の試料試験装置。
13. 前記少なくとも１つの加熱装置は、加熱可能プレートまたは加熱および冷却を行うように作動するペルチェ・ヒーターを含む、請求項１０に記載の試料試験装置。
14. 前記試験容器予熱装置は、前記試験容器を中に受け入れられる大きさの収容容器をさらに備え、前記収容容器は、前記試験容器の前記側部に対して前記少なくとも１つの加熱装置を締め付け固定させるように構成された少なくとも１つの可動壁を備える、請求項１０に記載の試料試験装置。
15. 前記少なくとも１つの加熱装置は、前記試験容器の両側部を直接的な接触および伝導によって加熱するように構成された一対の加熱装置を含む、請求項１０に記載の試料試験装置。
16. １つまたは複数の温度センサからの温度値を受信して、前記温度値に応答して前記少なくとも１つの加熱装置によって提供される熱量を制御するように構成されたシステム制御器を備える、請求項１０に記載の試料試験装置。
17. 試料試験装置内の試験容器を予熱する方法であって、
    前記試験容器を中に受け入れられる大きさの収容容器と、前記試験容器の側部を直接接触することによって加熱するように構成された少なくとも１つの加熱装置とを含む試験容器予熱装置を提供するステップと、
    前記少なくとも１つの加熱装置を使用して直接的な接触によって前記試験容器の前記側部を加熱するステップと、を含む方法。
18. 前記少なくとも１つの加熱装置は、前記試験容器の前記側部と接触するように構成された可撓性の熱伝導性絶縁体を含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記加熱を行う前に移送ロボットによって前記収容容器内に前記試験容器を配置させるステップと、
    試験試料を形成するために前記試験容器内に１つまたは複数の液体を投与するステップと、をさらに有する、請求項１７に記載の方法。
20. 前記配置のステップを行った後で、前記投与のステップを行う前に、前記試験容器の前記側部に対して前記少なくとも１つの加熱装置を締め付け固定させるために、前記収容容器の少なくとも１つの可動壁を移動させるステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
21. 温度制御器にて１つまたは複数の温度センサからの温度値を受信して、前記温度値に応答して、前記温度制御器によって前記少なくとも１つの加熱装置によって提供される熱量を制御するステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
22. 加熱された前記試験容器を前記試験容器予熱装置からインキュベータに移動させるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。