JP2023509774A - 固体イオン選択電極 - Google Patents

Abstract

イオン選択電極（ＩＳＥ）アセンブリが、サンプル経路を通して流動するサンプル流体中のイオン濃度を測定するために、生体検査システムのサンプル経路内に据え付けられ得る。トランデューサ膜は、筐体の中に設置され、サンプル経路に接触するように位置付けられる。ねじ山付き部分が、筐体のソケットの中に前進させられ、サンプル経路のシール部分に対して膜を押し進め、検査後にサンプル流体が筐体内で保持されることを防止する。シールは、接着剤またはシーラントを伴わずに達成され得るが、代わりに、山付き部分の機械的圧力に依存する。

Description

患者診断および治療に関連する種々のタイプの試験が、患者の微生物または「病原菌」の分析によって実施されることができる。病原菌は、単細胞または多細胞であり得る細菌、菌類、またはウイルス等の微視的生命有機体である。患者の微生物を含む生物学的サンプルが、患者の感染部、体液、または膿瘍から採取され得、患者の治療を補助するために、試験パネルまたはアレイ内に設置され、種々の試薬と組み合わせられ、培養され、分析され得る。自動化された生化学的分析器または生物学的試験システムが、手動動作を使用する分析と比較したとき、患者サンプルの分析を促進し、検定結果の正確度および信頼性を改良し、種々の抗菌剤の有効性を決定することを補助するような医療施設および他の機関の必要性を満たすために開発されている。

そのような生物学的試験システムは、生物学的サンプル中のイオン濃度を決定するために、イオン選択電極の使用を含み得る。これは、感知要素がサンプル流体にさらされるように、イオン選択電極を通り抜けるチャネル、またはその近傍を通るチャネルを通してサンプル流体を圧送することを含み得る。感知要素は、流体サンプルと相互作用し、電圧を発生させ、電圧は、サンプル流体中の特定の物質（例えば、ナトリウム、カリウム、塩化物）の濃度を決定するために測定されることができる。

これらの電極および対応するシステムは、多くの場合、高価であり、長応答時間を有し、および／または大サンプルサイズを要求する。加えて、多くのイオン選択電極は、伝導性コアとイオン選択膜との間に不十分なシールを有し得る。これは、多くの場合、「持ち越し汚染」と呼ばれる事象の発生をもたらし得、この事象において、サンプルが、分析後、器具内に留まり、それによって、他のサンプルのその後の分析は、不正確であり、信頼性がない。

本明細書は、本発明を特に指示し、明確に請求する請求項で終了するが、本発明は、同様の参照番号が同一の要素を識別する付随の図面と併せて検討されるある例の以下の説明からより深く理解されるであろうと考えられる。

図１は、例示的生物学的試験システムの概略図である。

図２は、電極アセンブリが除去されている例示的イオン選択電極アセンブリの斜視図である。

図３は、イオン選択電極アセンブリの図２の線Ａ－Ａに沿った断面図である。

図４は、図２のイオン選択電極アセンブリの見下げ図である。

図５は、図２の「イオン選択電極アセンブリの代替斜視図である。

図６Ａは、図２のイオン選択電極アセンブリと共に使用可能な例示的トランスデューサアセンブリの斜視図である。

図６Ｂは、図６Ａのトランスデューサアセンブリの代替斜視図である。

図７は、図６Ａのトランスデューサアセンブリの例示的トランスデューサの斜視図である。

図８は、図６のトランスデューサアセンブリを含む、イオン選択電極アセンブリの図２の線Ａ－Ａに沿った断面図である。

図９は、例示的参照電極の概略図である。

図１０は、内部詳細が示されている図９の参照電極の概略図である。

図面は、いかようにも限定であるように意図されず、本発明の種々の実施形態が、必ずしも図面に描写されるわけではないものを含む、種々の他の方法で実行され得ることが考慮される。本明細書に組み込まれ、その一部を形成する付随の図面は、本発明のいくつかの側面を図示し、説明と一緒に、本発明の原理を解説する役割を果たすが、しかしながら、本発明は、示される精密な配置に限定されないことを理解されたい。

本発明のある例の以下の説明は、本発明の範囲を限定するように使用されるべきではない。本発明の他の例、特徴、側面、実施形態、および利点が、例証として、本発明を実行するために考慮される最良の形態のうちの１つである以下の説明から当業者に明白となるであろう。認識されるであろうように、本発明は、全て本発明から逸脱することなく、他の異なる明白な側面が可能である。故に、図面および説明は、制限ではなく、本質的に例証として見なされるべきである。

本明細書に説明される教示、表現、バージョン、例等のうちのいずれか１つ以上のものは、本明細書に説明される他の教示、表現、バージョン、例等のうちのいずれか１つ以上のものと組み合わせられ得ることを理解されたい。以下に説明される教示、表現、バージョン、例等は、したがって、互いに対して分離して見なされるべきではない。本明細書の教示が組み合わせられ得る種々の好適な方法が、本明細書の教示に照らして当業者に容易に明白となるであろう。そのような修正および変形例は、請求項の範囲内に含まれることが意図される。

説明されているように、多くの従来のイオン選択電極（「ＩＳＥ」）は、種々の要因に起因して不利である。いくつかの従来のＩＳＥは、比較的に複雑であって、それは、コストおよび信頼性に影響を及ぼし得る。いくつかの従来のＩＳＥは、種々の構成要素を貼り付けるために、またはシールするために接着剤も使用し得、接着剤は、サンプル流体を汚染し、誤った測定を引き起こし得るか、または、接着剤は、経時的に劣化し、保管寿命を限定するか、または、持ち越し汚染のリスクを増加させ得る。多くの従来のイオン選択電極は、低速応答時間にも悩まされ得、正確な結果を提供するために、比較的に大量のサンプルにさらされることを要求し得る。本明細書に開示される実装およびその変形例は、従来のＩＳＥに優る多数の利点を提供する。

（Ｉ．例示的イオン選択電極アセンブリ）

図１は、例示的生物学的試験システム（１０）の概略図である。生物学的試験システム（１０）は、生物学的試験システム（１０）の種々の構成要素を動作させるように構成され、生物学的試験の結果に関連付けられたデータを受信および生成するようにも構成されたプロセッサ（１２）を含む。サンプル源（１４）は、サンプル流体の流動を提供するようにプロセッサ（１２）によって動作可能であり、サンプル流体は、サンプル経路（１８）を通して進行し、サンプル廃棄装置（１６）において退出する。サンプル流体は、生物学的サンプル、試薬、および他の流体を含み得、生物学的試験システム（１０）に導入されることに先立って、調製され得るか、または、いくつかの実装では、生物学的試験システム（１０）の構成要素によって混合および調製され得る。サンプル源（１４）およびサンプル廃棄装置（１６）の一方または両方は、弁、ポンプ、および他の流体制御構成要素を含み得るか、または、正／負の流体圧力が、サンプル経路（１８）の上流または下流のデバイスによって提供され得る。

サンプル経路（１８）は、生物学的試験システム（１０）の特定の実装に応じて、可変の長さ、経路、および特性を有する流体チャネルである。例えば、いくつかの実装では、サンプル経路（１８）は、１つ以上の感知要素（２０）のそばを通って、またはそれを通してサンプル流体を移送する単一経路であり得る。いくつかの実装では、サンプル経路（１８）は、サンプル流体の流動を１つ以上の経路に分割し（または転送し）得る。感知要素（２０）は、サンプルがサンプル経路（１８）を通して流動するとき、サンプル流体に接触し、サンプル流体の１つ以上の特性を決定するために、サンプル経路（１８）に沿って位置付けられる。これは、例えば、感知要素（２０）を通り抜けるサンプル流体、またはサンプル経路（１８）の中に突出する感知要素（２０）を含み得る。サンプル流体特性の決定は、種々の方法において実施され得、ＩＳＥの場合、サンプル流体が感知要素（２０）の動作部分に接触する結果として生成された電圧または他の特性の測定を含み得る。

いくつかの実装では、プロセッサ（１２）は、サンプル源（１４）および／またはサンプル廃棄装置（１６）を動作させ、サンプル経路（１８）に沿ったサンプル流体の流動を制御し得る。サンプル流体が感知要素（２０）に接触すると、電圧が、感知要素（２０）によって生成され、受け取られる。生成された電圧は、プロセッサ（１２）に伝送され得るか、または、電圧を示すデータが、プロセッサ（１２）に伝送され得、生成された電圧は、サンプル流体中のイオン（例えば、ナトリウム、カリウム、塩化物）の濃度を示す結果を生成するために、プロセッサ（１２）によって使用され得る。そのような結果は、次いで、本開示に照らして当業者に明白であろうように、別のデバイスに伝送され、メモリ上に記憶され、ディスプレイデバイス上に表示され、または、そうでなければ、プロセッサ（１２）によって使用され得る。

図２は、トランスデューサアセンブリ（例えば、図６Ａおよび６Ｂに示されるようなトランスデューサアセンブリ（１２２））が除去されている例示的イオン選択電極（「ＩＳＥ」）アセンブリ（１００）の斜視図である。完全なＩＳＥアセンブリ（１００）は、感知要素（２０）として、生物学的試験システム（１０）と共に使用され得る。ＩＳＥアセンブリ（１００）は、サンプル経路（１８）がＩＳＥアセンブリ（１００）を通過するように、生物学的試験システム（１０）内に据え付けられ得る。ＩＳＥアセンブリ（１００）は、筐体（１０２）を含み、筐体（１０２）は、ＩＳＥアセンブリ（１００）をサンプル経路（１８）と統合するために、生物学的試験システム（１０）の受け取り器部分内に収まるように成形および適合されている。筐体（１０２）は、配置を補助するための特徴（搭載タブ（１０８）の組等）を含み得、特徴は、近傍の構造における適切にサイズを決定された空隙と整列し、それの中に挿入され得る。筐体（１０２）自体も、輪郭が付けられた縁、溝、および他の外部特徴を含み得、それらは、配置および位置付けを補助する。

サンプル入力（１０４）は、ＩＳＥアセンブリ（１００）が生物学的試験システム（１０）と結合されると、サンプル入力（１０４）がサンプル流体の源（例えば、サンプル源（１４）等）と整列させられるように、筐体（１０２）上に位置付けられる。サンプル経路シール（１１０）は、サンプル入力（１０４）を包囲し、サンプル源（１４）とサンプル入力（１０４）との間のシールを補助するために、ＩＳＥアセンブリ（１００）が生物学的試験システム（１０）内に据え付けられると、相手方の構造と結合し得る。サンプル経路シール（１１０）も、搭載タブ（１０８）と同様、ＩＳＥアセンブリ（１００）の適切な据え付けを補助し得る。トランスデューサアセンブリソケット（１０６）は、下でさらに詳細に説明されるであろうように、筐体（１０２）の中に延び、トランスデューサアセンブリ（１２２）を受け取るように成形および適合される。

図３は、イオン選択電極アセンブリ（１００）の図２の線Ａ－Ａに沿った断面図である。この図では、サンプル入力（１０４）が、筐体（１０２）を通過し、サンプル出力（１１２）において退出し、サンプル経路（１２０）を筐体（１０２）内に画定することが見える。トランスデューサアセンブリソケット（１０６）は、ねじ山付き空洞として示され、トランスデューサ受け取り部（１１４）で終端するように見られ得る。トランスデューサ受け取り部は、トランスデューサシール（１１８）を含み、それは、試験部分（１１６）を包囲し、試験部分（１１６）は、感知開口とも称され得る。試験部分（１１６）は、トランスデューサ受け取り部（１１４）とサンプル経路（１２０）とが交差する、筐体（１０２）内のエリアである。トランスデューサアセンブリ（１２２）が、筐体（１０２）内に据え付けられると、トランスデューサアセンブリ（１２２）の動作部分は、下でさらに詳細に解説されるであろうように、試験部分（１１６）において、サンプル経路（１２０）内のサンプル流体と接触し得る。

図３の図では、サンプル入力（１０４）に提供されるサンプル流体は、筐体（１０２）を通して水平に移動し、試験部分（１１６）の中に、次いで、試験部分（１１６）の外に垂直に移動し、次いで、サンプル出力（１１２）から退出するまで、筐体（１０２）を通して垂直に移動するように見られ得る。

図４および５の各々は、ＩＳＥアセンブリ（１００）の代替図を示す。図４では、ＩＳＥアセンブリ（１００）は、再び、トランスデューサアセンブリ（１２２）が除去された状態で示され、トランスデューサ受け取り部（１１４）のエリアは、トランスデューサシール（１１８）と、試験部分（１１６）とを含むように見られ得る。図４は、輪郭が付けられた部分（１０３）を含む筐体（１０２）の追加の詳細を示し、輪郭が付けられた部分（１０３）は、生物学的試験システム（１０）内でのＩＳＥアセンブリ（１００）の位置付けを補助するように成形および適合され得る。

図６Ａおよび６Ｂの各々は、トランスデューサアセンブリ（１２２）の斜視図を示す。トランスデューサアセンブリ（１２２）は、トランスデューサ（１２６）と、ねじ山付き部分（１２８）と、据え付けナット（１３０）と、プローブ（１２４）とを含む。プローブ（１２４）は、コネクタ（１３２）で終端し、ねじ山付き部分（１２８）内でトランスデューサ（１２６）に伝導的に結合される。トランスデューサ（１２６）が、流体サンプルに接触するとき、電圧が、生成され、プローブ（１２４）を介して、コネクタ（１３２）に伝送され、コネクタ（１３２）自体は、ＩＳＥアセンブリ（１００）が生物学的試験システム（１０）内に据え付けられると、プロセッサ（１２）と結合するように適合されている。ねじ山付き部分（１２８）は、プローブ（１２４）の一部を格納し、プローブ（１２４）は、トランスデューサ（１２６）と伝導的に結合し、トランスデューサ受け取り部（１１４）の中に入り込む。据え付けナット（１３０）は、ねじ山付き部分（１２８）に固定され、ねじ山付き部分（１２８）を据え付けるとき、ツールを用いて把持され、トランスデューサアセンブリ（１２２）がトランスデューサアセンブリソケット（１０６）内に緊密に据え付けられることを可能にし得る。

図７は、トランスデューサ（１２６）の斜視図を示す。トランスデューサ（１２６）は、本体（１２７）と、膜（１２９）とを含む。膜（１２９）は、ポリマー、ガラス、結晶、または他の適切な膜材料から形成され得、本体（１２７）に鋳造または別様に結合され得る。本体（１２７）は、伝導性材料から形成され得る。例えば、いくつかの実装では、本体（１２７）は、固体黒鉛材料から形成され得、膜（１２９）は、本体（１２７）の表面上に直接鋳造される。

膜（１２９）の組成および構造は、本開示に照らして当業者に明白であろうように、種々の物質を測定することが可能であるトランスデューサを生成するために、変動させられ得る。例えば、膜（１２９）の多孔率または厚さは、特定の膜がナトリウムまたはカリウムを測定することになるかどうかに応じて、変動させられ得る。膜（１２９）は、物質の測定を可能にすることに加え、膜（１２９）は、可撓性でもあり、トランスデューサアセンブリ（１２２）がＩＳＥアセンブリ（１００）内に据え付けられると、サンプル経路（１２０）をシールすることを補助する。

図８は、イオン選択電極の図２の線Ａ－Ａに沿った断面図である。図８は、完全に組み立てられたＩＳＥアセンブリ（１００）と膜（１２９）のシール機能との両方を図示する。その図では、トランスデューサアセンブリ（１２２）は、トランスデューサアセンブリソケット（１０６）内に見られ得る。ねじ山付き部分（１２８）とトランスデューサアセンブリソケット（１２８）とが、ねじ山付きスクリュ型アセンブリとして示されるが、トランスデューサアセンブリ（１２２）が、他の方法、例えば、摩擦嵌め、機械的掛止、およびばね解放掛止等によって筐体（１０２）内に固定され得ることを理解されたい。

ねじ山付き部分（１２８）の下方では、トランスデューサ（１２６）は、トランスデューサシール（１１８）がトランスデューサ（１２６）の膜（１２９）と接触するように、トランスデューサ受け取り部（１１４）内に位置しているように見られ得る。ＩＳＥアセンブリ（１００）は、例えば、トランスデューサ（１２６）をトランスデューサ受け取り部（１１４）内に設置し、次いで、据え付けナット（１３０）を回転させることによってねじ山付き部分（１２８）をトランスデューサアセンブリソケット（１０６）の中にねじ込むことによって示される様式において組み立てられ得る。ねじ山付き部分（１２８）が、前進させられると、それは、トランスデューサ（１２６）の背面に接触し、トランスデューサ（１２６）の背面をトランスデューサシール（１１８）に押し付ける。膜（１２９）は、トランスデューサシール（１１８）に対して押し付けられるにつれて、撓曲し、加圧シールをサンプル経路（１２０）に対して作成するであろう。ねじ山付き部分（１２８）および据え付けナット（１３０）は、好適な圧力がシールを形成することを可能にするが、膜（１２９）を損傷し得る締め付け過ぎを防止するために、ねじ山付き部分（１２８）が前進させられ得る深度を制御するように適合され得る（例えば、それらのサイズまたは場所を変化させることによって）。そのような構造的限定に加え、本開示に照らして当業者に明白であろうように、他の圧力限定特徴も、実装され得る（トルクアクティブ化スリップ特徴を据え付けナット（１３０）内に含むこと、トランスデューサシール（１１８）とトランスデューサ（１２６）の一部との間に剛直構造的接触を提供すること、または、他の特徴等によって）。

図８に示されるように、組み立てられると、トランスデューサ（１２６）の膜（１２９）部分は、サンプル経路（１２０）内の試験部分（１１６）にさらされるように見られ得る。サンプル流体がサンプル経路（１２０）を通して流動すると、サンプル流体は、膜（１２９）に接触し、サンプル流体の分析を可能にするであろう。この構成は、いくつかの利点を提供する。例えば、膜（１２９）表面は、直接、サンプル経路（１２０）と統合し、サンプル流体に接触するための均一表面を提供し、持ち越し汚染、または試験の合間のサンプル流体の保持を防止する。加えて、サンプル経路（１２０）とトランスデューサアセンブリソケット（１０６）との間のシールが、トランスデューサ（１２６）に対するねじ山付き部分（１２８）の機械的力によって提供され、それは、接着剤、シーラント、または別個のシール特徴が、必要とされないことを意味する。結果として、接着剤からの汚染のリスクが存在せず、かつ接着剤またはシーラントを劣化させ、最終的に、ＩＳＥアセンブリ（１００）を故障させ、その保管寿命を低減させるリスクが存在しない。ねじ山付き部分（１２８）によって提供される加圧シールは、事実上、恒久的であり、長期保管寿命を可能にし、使用に先立って、または、使用中、据え付けナット（１３０）を用いて、容易にチェックまたは締め付けられ得る。

いくつかの実装では、筐体（１０２）およびトランスデューサアセンブリソケット（１０６）は、プラスチックまたはポリマーから形成され得る一方、ねじ山付き部分（１２８）は、類似材料であり得る。そのような材料は、構成要素間のシールを達成すること、トランスデューサ（１２６）に対する締め付け過ぎを防止すること、トランスデューサ（１２６）からの伝導性を回避すること、または、長保管寿命中の種々の保管条件下で構成要素間のシールを維持すること（例えば、可変温度が、いくつかの材料に関して材料拡張および縮小を引き起こし得る）を補助するように選択され得、そのような選択は、本開示に照らして当業者に明白である。

追加の利点として、トランスデューサ（１２６）は、ねじ山付き部分（１２８）を設置し、据え付けナット（１３０）を締め付けることによって、直接、トランスデューサ受け取り部（１１４）の中に設置され、シールされ得る。膜（１２９）が本体（１２７）上に、直接鋳造され、ＩＳＥアセンブリ（１００）が接着剤または他のステップを伴わずに完全に組み立てられ得るので、膜（１２９）と接触する人間は、最小化または完全に回避され得る。膜（１２９）との接触は、多孔性特徴が残骸で詰まる結果をもたらし得るので、そのような接触を最小化し、図８に図示されるようなＩＳＥアセンブリ（１００）の単純組み立てを提供することは、誤差を低減させ、試験結果の正確度を改良し得る。追加の利点として、そのような実装は、固体のトランスデューサ（１２６）および膜（１２９）を提供し、それは、ＩＳＥアセンブリ（１００）の簡略性、信頼性、耐久性、組立易さ、および使いやすさにおける利点を提供し得る。ＩＳＥアセンブリ（１００）のために要求される保守の頻度および範囲も、低減させられ得る。何故なら、接着剤またはシールを点検する必要、または、空洞から持ち越し汚染を清掃または洗浄する必要がなく、膜コーティングされたサンプル経路を使用するＩＳＥと比較して、サンプル経路を完全に点検する必要が低減させられるからである。

ＩＳＥアセンブリ（１００）の可変の実装は、可変の接触表面積を膜（１２９）とサンプル経路（１２０）との間に提供するであろう。例えば、いくつかの実装は、所望に応じて、０．００６インチ^２の接触表面積を有し、ＩＳＥアセンブリ（１００）の全体的サイズが低減させられることを可能にし得る。そのような接触表面積を用いた正確な測定は、トランスデューサ（１２６）の固体設計、サンプル経路（１２０）内の膜（１２９）の位置、膜（１２９）を損なわせ得る接着剤、溶媒、シーラント、または他の汚染物質が無いこと、および他の要因等の要因に起因して、可能となる。測定応答時間も、１秒以下まで低減させられ得、低減させられた接触表面積および膜（１２９）が結果を提供し得る正確度に部分的に起因して、より少量のサンプル流体を用いて実施され得る。

議論されたように、ＩＳＥアセンブリ（１００）は、膜（１２９）の特性を変動させることによって、特定の物質（例えば、ナトリウム、カリウム、塩化物）の濃度を試験するように構成され得る。いくつかの実装では、各ＩＳＥアセンブリ（１００）は、図１のサンプル経路（１８）が複数のＩＳＥアセンブリ（１００）を通過し得るように、単一物質を試験し得、各ＩＳＥアセンブリ（１００）は、異なる測定を提供するように構成される。サンプル経路（１８）は、順次、ＩＳＥアセンブリ（１００）を通過し得るか、または、分岐し、並行して、ＩＳＥアセンブリ（１００）を通過し得る。ＩＳＥアセンブリ（１００）の他の特徴、変形例、および利点も、存在し、本開示に照らして当業者に明白であり、いくつかのそのような変形例は、下でさらに詳細に開示および説明される。

（ＩＩ．例示的参照電極）

説明されているように、ＩＳＥアセンブリ（１００）のようなＩＳＥは、接触中に生成される電圧に基づいて、サンプル流体中の物質の濃度を測定する。ＩＳＥアセンブリ（１００）によって提供される電圧測定の解釈は、典型的に、参照電圧を要求する。いくつかの実装では、この参照電圧は、参照電極によって提供され得る。図９は、ＩＳＥアセンブリ（１００）の特徴のうちのいくつかを使用して実装され、組み立てられる例示的参照電極（２００）の概略図を示す。参照電極（２００）は、試験中、一定電圧測定を提供するという点と、参照電極（２００）の感知要素が、直接、サンプル経路（１８）に接触しないという点とを含むいくつかの点において、他のＩＳＥと異なる。

図９に示されるように、参照電極（２００）は、サンプル入力（２０４）を伴う筐体（２０２）を含む。プローブ（２１６）は、筐体（２０２）から部分的に延び、遠位端におけるコネクタ（２２０）を含み、コネクタ（２２０）は、プロセッサ（１２）と結合し、測定された電圧を示すデータまたは信号を提供する。図１０は、参照電極（２００）の筐体（２０２）内の構成要素を図示する概略図である。サンプル入力（２０４）は、参照電極（２００）がサンプル経路（１８）内に設置されると、サンプル流体を受け取る。サンプル流体は、ＩＳＥアセンブリ（１００）の文脈に説明されるものと同様、サンプル経路（２１２）を通して進行し、サンプル出力（図示せず）を介して、参照電極（２００）から退出する。サンプル経路（２１２）を通して流動するサンプル流体は、トランスデューサ（２１５）に接触するであろう。トランスデューサ（２１５）は、ＩＳＥアセンブリ（１００）の文脈に説明されるものと同様、ソケット（２１０）の中に前進させられるねじ山付き部分（２１４）によって、サンプル経路（２１２）に対してシールされる。

筐体（２０２）は、リザーバ（２０６）も含み、リザーバ（２０６）は、伝導性電解質液で充填され、キャップ（２０８）によって、筐体（２０２）内にシールされ得る。キャップ（２０８）は、キャップ（２０８）をソケット（２１０）またはねじ山付き部分（２１４）に取り付けるねじまたは他の留め具によって、筐体（２０２）上に加圧シールされ得る。プローブ（２１６）の近位端におけるプローブ先端（２１８）は、トランスデューサ（２１５）に近接するが、それと接触する。このように組み立てられると、参照電極（２００）は、サンプル流体がトランスデューサ（２１５）に接触すると、コネクタ（２２０）を介して、一定参照電圧をプロセッサ（１２）に提供し得る。生物学的試験システム（１０）において使用されるとき、参照電極（２００）は、サンプル流体中のイオン濃度を決定するために使用可能な参照電圧を提供するために、１つ以上のＩＳＥアセンブリ（１００）（例えば、サンプル経路（１８）に沿って、直列または並列に）と対にされ得る。

（ＩＩＩ．例示的並行試験アセンブリ）

以下の例は、本明細書の教示が組み合わせられ、または適用され得る種々の非包括的方法に関する。以下の例は、本願の任意の時点で、または本願の後続出願において提示され得る任意の請求項の範囲を制限するように意図するものではないことを理解されたい。いかなる放棄も、意図するものではない。以下の例は、単に、例証目的としてしか提供されていない。本明細書の種々の教示は、多数の他の方法で配置および適用され得ることが考慮される。いくつかの変形例が、下記の例において言及されるある特徴を省略し得ることも考慮される。したがって、下で言及される側面または特徴のいずれも、別様に明示的にそのように示されない限り、後日、本発明者によって、または本発明者の権利相続人によって、不可欠と見なされるべきではない。下記に言及されるものを超える追加の特徴を含む任意の請求項が、本願に、または本願に関連する後続出願に提示される場合、それらの追加の特徴は、特許性に関連する任意の理由に関して、追加されたと見なされないものとする。

（実施例１）

イオン選択電極であって、イオン選択電極は、（ａ）筐体であって、筐体は、（ｉ）筐体を通過するサンプル経路であって、サンプル経路は、感知開口を備えている、サンプル経路と、（ｉｉ）筐体内の開口部によって画定される電極ソケットであって、電極ソケットは、開口部からアクセス可能な筐体内の空洞を備えている、電極ソケットと、（ｉｉｉ）受け取り器空洞内に位置付けられ、感知開口を介してサンプル経路に接続されたトランスデューサとを備えている、筐体と、（ｂ）膜構造および膜を備えているセンサであって、（ｉ）膜構造は、センサが、サンプル経路を通過する液体溶液が膜に接触するように、トランスデューサ受け取り部内に設置されると、膜を感知開口に位置付けるように構成され、（ｉｉ）膜は、液体溶液と接触することに基づいて、電位を生成するように構成される、センサと、（ｃ）電極ソケットに適合し、膜を感知開口に対して付勢するように適合されたソケットプラグと、（ｄ）プラグを通過し、センサと結合された電気接点ソケットであって、電気接点は、筐体の外側からの電位を測定するために使用可能である、電気接点ソケットとを備えている、イオン選択電極。

（実施例２）

電気接点は、内部接点と、外部接点とを備え、（ｉ）ソケットプラグは、電極ソケットと結合されると、内部接点を膜構造に対して設置するように構成され、（ｉｉ）外部接点は、電気接点から、筐体の外側に延び、（ｉｉ）内部接点は、外部接点と結合され、電位を膜構造から外部接点に伝達するように構成されている、実施例１に記載のイオン選択電極。

（実施例３）

ソケットプラグは、ソケットプラグが電極ソケットの中に前進させられると、ソケットプラグと電極ソケットを結合し、膜を感知開口に対して付勢するように構成されたねじ山を備えている、実施例１－２のうちの任意の１つ以上のものに記載のイオン選択電極。

（実施例４）

ソケットプラグは、電極ソケットの中にねじ込まれると、膜構造と接触し、膜が感知開口に対して圧縮され、膜と感知開口との間に流体不浸透性シールを形成することを引き起こすように構成されている、実施例３に記載のイオン選択電極。

（実施例５）

ソケットプラグは、電極ソケットの中にねじ込まれると、流体不浸透性シールをソケットプラグと電極ソケットとの間に形成するように構成されている、実施例４に記載のイオン選択電極。

（実施例６）

膜構造は、伝導性黒鉛を備えている、実施例１－５のうちの任意の１つ以上のものに記載のイオン選択電極。

（実施例７）

膜は、固体イオン選択膜を備えている、実施例６に記載のイオン選択電極。

（実施例８）

固体イオン選択膜は、伝導性黒鉛上に直接鋳造されている、実施例７に記載のイオン選択電極。

（実施例９）

サンプル経路にさらされる膜の部分によって画定される接触表面積は、約０．００６平方インチである、実施例１－８のうちの任意の１つ以上のものに記載のイオン選択電極。

（実施例１０）

電気接点が電極ソケットと結合されると、センサは、感知開口に対して自己シールする、実施例１－９のうちの任意の１つ以上のものに記載のイオン選択電極。

（実施例１１）

センサおよび感知開口は、いかなる他のシール特徴または接着剤も備えていない、実施例１１に記載のイオン選択電極。

（実施例１２）

センサは、膜構造および膜から本質的に成る、実施例１－１１のうちの任意の１つ以上のものに記載のイオン選択電極。

（実施例１３）

膜は、液体溶液中のイオンのイオン濃度に基づいて電位を生成するように構成され、イオンは、カリウム、ナトリウム、および塩化物から成る群から選択される、実施例１－１２のうちの任意の１つ以上のものに記載のイオン選択電極。

（実施例１４）

イオン選択電極を組み立てる方法であって、方法は、（ａ）所望の用途に適合するように選択された寸法を有する筐体を製造することであって、筐体は、（ｉ）筐体を通過するサンプル経路であって、サンプル経路は、感知開口を備えている、サンプル経路と、（ｉｉ）筐体内の開口部によって画定される電極ソケットであって、電極ソケットは、開口部からアクセス可能な筐体内の空洞を備えている、電極ソケットと、（ｉｉｉ）受け取り器空洞内に位置付けられ、感知開口を介してサンプル経路に接続されたトランスデューサとを備えている、ことと、（ｂ）トランデューサ受信機内に収まるように選択された寸法を有する膜構造を作成し、膜構造の上に直接膜を鋳造することによってセンサを生成することであって、（ｉ）膜構造は、センサがトランデューサ受信機と結合されると、サンプル経路を通過する液体溶液が膜と接触するように、膜を感知開口に位置付けるように構成され、（ｉｉ）膜は、液体溶液との接触に基づいて電位を生成するように構成されている、ことと、（ｃ）トランデューサ受信機にセンサを設置することと、（ｄ）感知開口に対して膜を付勢するために、電極ソケットの中にソケットプラグを前進させることと、（ｅ）電気接点をセンサに結合することであって、電気接点は、筐体の外側から電位を測定するために使用可能である、こととを含む、方法。

（実施例１５）

液体溶液中のイオンのイオン濃度に基づいて電位を生成するように膜を構成することをさらに含み、イオンは、カリウム、ナトリウム、および塩化物から成る群から選択される、実施例１４に記載の方法。

（実施例１６）

膜構造は、伝導性黒鉛を備え、膜は、固体のイオン選択膜を備え、センサの生成後、センサがトランデューサ受信機内に設置されるまで、膜とのいかなる直接的物理的接触も防止することをさらに含む、実施例１４－１５のうちの任意の１つ以上のものに記載の方法。

（実施例１７）

ソケットプラグを電極ソケットの中にねじ込むことによって、電気接点を電極ソケットと結合させる結果として、（ａ）ソケットプラグと電極ソケットとの間に液体不浸透性シールを形成することと、（ｂ）膜と感知開口との間に液体不浸透性シールを形成することとをさらに含む、実施例１４－１５のうちの任意の１つ以上のものに記載の方法。

（実施例１８）

センサを生成することと、センサおよび感知開口内にいかなる接着剤も含むことなく、かついかなる他のシール特徴も含むことなく、膜と感知開口との間に液体不浸透性シールを形成することとをさらに含む、実施例１７に記載の方法。

（実施例１９）

参照電極であって、参照電極は、（ａ）筐体であって、筐体は、（ｉ）筐体を通過するサンプル経路であって、サンプル経路は、感知開口を備えている、サンプル経路と、（ｉｉ）筐体内のリザーバと、容器をシールするように適合されたキャップと、（ｉｉｉ）容器内の電極ソケットと、（ｉｖ）電極ソケット内に位置付けられ、感知開口を介してサンプル経路に接続されたトランデューサ受信機とを備えている、筐体と、（ｂ）膜構造および膜を備えているセンサであって、（ｉ）膜構造は、センサがトランデューサ受信機内に設置されると、サンプル経路を通過する液体溶液が膜に接触するように、膜を感知開口に位置付けるように構成され、（ｉｉ）膜は、液体溶液との接触に基づいて電位を生成するように構成されている、センサと、（ｃ）電極ソケットに適合し、感知開口に対して膜を付勢するように適合されたソケットプラグと、（ｄ）電気接点の近位先端がセンサソケットプラグに近接するように、電極ソケットを通してリザーバの中に筐体を通過する電気接点であって、電位を近位先端における液体から筐体の外側にある遠位先端に伝送するように構成されている電気接点とを備えている、参照電極。

（実施例２０）

ソケットプラグが電極ソケットの中に前進させられると、ソケットプラグは、ソケットプラグと電極ソケットを結合し、感知開口に対して膜を付勢するように構成されたねじ山を備えている、実施例１９に記載の参照電極。

（実施例２１）

ソケットプラグは、電極ソケットにねじ込まれると、膜構造との接触を生じ、感知開口に対して膜が圧縮され、膜と感知開口との間に液体不浸透性シールを形成することを引き起こすように構成されている、実施例２０に記載の参照電極。

（雑則）

本明細書に説明される例のうちのいずれかは、上で説明されるものに加えて、またはその代わりに、種々の他の特徴を含み得ることを理解されたい。例にすぎないが、本明細書に説明される例のうちのいずれかは、参照することによって本明細書に組み込まれる種々の参考文献のうちのいずれかに開示される種々の特徴のうちの１つ以上のものも含み得る。

本明細書に説明される教示、表現、実施形態、実施例等のうちのいずれか１つ以上のものは、本明細書に説明される他の教示、表現、実施形態、実施例等のうちのいずれか１つ以上のものと組み合わせられ得ることを理解されたい。上で説明される教示、表現、実施形態、実施例等は、したがって、互いに対して分離して見なされるべきではない。本明細書の教示が組み合わせられ得る種々の好適な方法が、本明細書の教示に照らして当業者に容易に明白となるであろう。そのような修正および変形例は、請求項の範囲内に含まれることが意図される。

参照することによって本明細書に組み込まれると考えられる任意の特許、刊行物、または他の開示資料が、全体または部分的に、組み込まれる資料が本開示に記載される既存の定義、文言、または他の開示資料と矛盾しない範囲においてのみ本明細書に組み込まれることを理解されたい。したがって、必要な範囲で、本明細書に明示的に記載されるような開示は、参照することによって本明細書に組み込まれる任意の矛盾する資料に優先する。参照することによって本明細書に組み込まれると考えられるが、本明細書に記載される既存の定義、文言、または他の開示資料と矛盾する任意の資料またはその一部は、その組み込まれる資料と既存の開示資料との間にいかなる矛盾も生じない範囲においてのみ組み込まれるであろう。

本発明の種々のバージョンを示し、説明したが、本明細書に説明される方法およびシステムのさらなる適合が、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者による適切な修正によって遂行され得る。そのような潜在的修正のうちのいくつかが、言及され、その他は、当業者に明白であろう。例えば、上記に議論される実施例、バージョン、幾何学形状、材料、寸法、比率、ステップ、および同等物は、例証的であり、要求されない。故に、本発明の範囲は、以下の請求項の観点から考慮されるべきであり、本明細書および図面に示され、説明される構造および動作の詳細に限定されないように理解される。

Claims (21)

1. イオン選択電極であって、前記イオン選択電極は、
   （ａ）筐体であって、前記筐体は、
   （ｉ）前記筐体を通過するサンプル経路であって、前記サンプル経路は、感知開口を備えている、サンプル経路と、
   （ｉｉ）前記筐体の開口部によって画定される電極ソケットであって、前記電極ソケットは、前記開口部からアクセス可能な前記筐体内の空洞を備えている、電極ソケットと、
   （ｉｉｉ）前記空洞内に位置付けられ、前記感知開口を介して前記サンプル経路に接続されたトランデューサ受け取り部と
   を備えている、筐体と、
   （ｂ）膜構造および膜を備えているセンサであって、
   （ｉ）前記膜構造は、前記センサが前記トランデューサ受け取り部内に設置されると、前記サンプル経路を通過する液体溶液が前記膜と接触するように、前記膜を前記感知開口に位置付けるように構成され、
   （ｉｉ）前記膜は、前記液体溶液との接触に基づいて電位を生成するように構成されている、センサと、
   （ｃ）前記電極ソケットに適合し、前記感知開口に対して前記膜を付勢するように適合されたソケットプラグと、
   （ｄ）前記ソケットプラグを通過し、前記センサと結合された電気接点と
   を備え、
   前記電気接点は、前記筐体の外側から前記電位を測定するために使用可能である、イオン選択電極。
2. 前記電気接点は、内部接点と、外部接点とを備え、
   （ａ）前記ソケットプラグは、前記電極ソケットと結合されると、前記膜構造に対して前記内部接点を設置するように構成され、
   （ｂ）前記外部接点は、前記電気接点から前記筐体の外側に延び、
   （ｃ）前記内部接点は、前記外部接点と結合され、前記電位を前記膜構造から前記外部接点に伝達するように構成されている、請求項１に記載のイオン選択電極。
3. 前記ソケットプラグは、ねじ山を備え、前記ねじ山は、前記ソケットプラグが前記電極ソケットの中に前進させられると、前記ソケットプラグを前記電極ソケットと結合し、前記感知開口に対して前記膜を付勢するように構成されている、請求項１に記載のイオン選択電極。
4. 前記ソケットプラグは、前記電極ソケットの中にねじ込まれると、前記膜構造と接触し、前記膜が前記感知開口に対して圧縮され、前記膜と前記感知開口との間に液体不浸透性シールを形成することを引き起こすように構成されている、請求項３に記載のイオン選択電極。
5. 前記ソケットプラグは、前記電極ソケットにねじ込まれると、前記ソケットプラグと前記電極ソケットとの間に液体不浸透性シールを形成するように構成されている、請求項４に記載のイオン選択電極。
6. 前記膜構造は、伝導性黒鉛を備えている、請求項１に記載のイオン選択電極。
7. 前記膜は、固体のイオン選択膜を備えている、請求項６に記載のイオン選択電極。
8. 前記固体のイオン選択膜は、前記伝導性黒鉛の上に直接鋳造されている、請求項７に記載のイオン選択電極。
9. 前記サンプル経路にさらされる前記膜の部分によって画定される接触面積は、約０．００６平方インチである、請求項１に記載のイオン選択電極。
10. 前記電気接点が前記電極ソケットと結合されると、前記センサは、前記感知開口に対して自己シールする、請求項１に記載のイオン選択電極。
11. 前記センサおよび前記感知開口は、いかなる他のシール特徴または接着剤も備えていない、請求項１０に記載のイオン選択電極。
12. 前記センサは、前記膜構造および前記膜から本質的に成る、請求項１に記載のイオン選択電極。
13. 前記膜は、液体溶液中のイオンのイオン濃度に基づいて前記電位を生成するように構成され、前記イオンは、カリウム、ナトリウム、および塩化物から成る群から選択される、請求項１に記載のイオン選択電極。
14. イオン選択電極を組み立てる方法であって、前記方法は、
    （ａ）所望の用途に適合するように選択された寸法を有する筐体を製造することであって、前記筐体は、
    （ｉ）前記筐体を通過するサンプル経路であって、前記サンプル経路は、感知開口を備えている、サンプル経路と、
    （ｉｉ）前記筐体の開口部によって画定される電極ソケットであって、前記電極ソケットは、前記開口部からアクセス可能な前記筐体内の空洞を備えている、電極ソケットと、
    （ｉｉｉ）前記空洞内に位置付けられ、前記感知開口を介して前記サンプル経路に接続されたトランデューサ受け取り部と
    を備えている、ことと、
    （ｂ）前記トランデューサ受け取り部内に収まるように選択された寸法を有する膜構造を作成し、前記膜構造の上に膜を直接鋳造することによってセンサを生成することであって、
    （ｉ）前記膜構造は、前記センサが前記トランデューサ受け取り部と結合されると、前記サンプル経路を通過する液体溶液が前記膜と接触するように、前記膜を前記感知開口に位置付けるように構成され、
    （ｉｉ）前記膜は、前記液体溶液との接触に基づいて電位を生成するように構成されている、
    ことと、
    （ｃ）前記トランデューサ受け取り部に前記センサを設置することと、
    （ｄ）前記電極ソケットの中にソケットプラグを前進させ、前記感知開口に対して前記膜を付勢することと、
    （ｅ）電気接点を前記センサに結合することと
    を含み、
    前記電気接点は、前記筐体の外側から前記電位を測定するために使用可能である、方法。
15. 前記液体溶液中のイオンのイオン濃度に基づいて前記電位を生成するように前記膜を構成することをさらに含み、前記イオンは、カリウム、ナトリウム、および塩化物から成る群から選択される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記膜構造は、伝導性黒鉛を備え、前記膜は、固体のイオン選択膜を備え、前記方法は、前記センサの生成後、前記センサが前記トランデューサ受け取り部内に設置されるまで、前記膜とのいかなる直接的物理的接触も防止することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記ソケットプラグを前記電極ソケットの中にねじ込むことによって、前記電気接点を前記電極ソケットと結合させる結果として、
    （ａ）前記ソケットプラグと前記電極ソケットとの間に液体不浸透性シールを形成することと、
    （ｂ）前記膜と前記感知開口との間に液体不浸透性シールを形成することと
    をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記センサを生成することと、いかなる接着剤も含むことなく、かつ前記センサおよび前記感知開口内のいかなる他のシール特徴も含むことなく、前記膜と前記感知開口との間に前記液体不浸透性シールを形成することとをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 参照電極であって、前記参照電極は、
    （ａ）筐体であって、前記筐体は、
    （ｉ）前記筐体を通過するサンプル経路であって、前記サンプル経路は、感知開口を備えている、サンプル経路と、
    （ｉｉ）前記筐体内のリザーバと、前記容器をシールするように適合されたキャップと、
    （ｉｉｉ）前記容器内の電極ソケットと、
    （ｉｖ）前記電極ソケット内に位置付けられ、前記感知開口を介して前記サンプル経路に接続されたトランデューサ受け取り部と
    を備えている、筐体と、
    （ｂ）膜構造および膜を備えているセンサであって、
    （ｉ）前記膜構造は、前記センサが前記トランデューサ受け取り部内に設置されると、前記サンプル経路を通過する液体溶液が前記膜に接触するように、前記膜を前記感知開口に位置付けるように構成され、
    （ｉｉ）前記膜は、前記液体溶液との接触に基づいて電位を生成するように構成されている、
    センサと、
    （ｃ）前記電極ソケットに適合し、前記感知開口に対して前記膜を付勢するように適合されたソケットプラグと、
    （ｄ）電気接点と
    を備え、
    前記電気接点は、前記筐体を通過し、前記リザーバの中に入り、前記電気接点の近位先端が前記センサソケットプラグに近接するように、前記電極ソケットを通過し、前記電気接点は、前記近位先端における液体から前記筐体の外側にある遠位先端に電位を伝送するように構成されている、参照電極。
20. 前記ソケットプラグは、ねじ山を備え、前記ねじ山は、前記ソケットプラグが前記電極ソケットの中に前進させられると、前記ソケットプラグを前記電極ソケットと結合し、前記感知開口に対して前記膜を付勢するように構成されている、請求項１９に記載の参照電極。
21. 前記ソケットプラグは、前記電極ソケットにねじ込まれると、前記膜構造に接触し、前記膜が前記感知開口に対して圧縮され、前記膜と前記感知開口との間に液体不浸透性シールを形成することを引き起こすように構成されている、請求項２０に記載の参照電極。

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