JP2007510911A - 内毒素レベルを測定するオンライン装置および方法 - Google Patents

Abstract

流体管路からの流体試料中のエンドトキシンの存在をオンライン試験する装置および方法。本装置は少なくとも１つのエンドトキシンの存在のオンライン流体試験を実行するように流体と流体連通して位置決めされる。本装置はハウジングと、流体管路と流体連通して位置決めされた流体抽出システムとを含み得る。流体抽出システムは、流体管路から流体抽出システムへの流体流れを制御する弁を含み得る。流体流れウェルはハウジング内で流体抽出システムと流体連通して位置決めされる。取り外し可能なアセンブリもハウジング内に固定され得る。取り外し可能なアセンブリは、流体流れウェルから試料を受け取ることのできる使用済みおよび未使用の流体保持部材受取用の複数のウェルと、複数の流体試料受取りウェルと、個々の流体容器の部分を確実に受け取る凹部を含んだ複数の容器保持位置とを含む。対照試料および流体管路からの流体の試料を試験する検出システムが提供される。流体試料がエンドトキシンを保持しているか否かを判断するために、このような試験の結果が比較される。一実施形態では、試料がエンドトキシンを含むか否かを判断するために、試料の蛍光試験が対照の試料と比較される。

Description

流体中の微量の内毒素レベルを測定する装置および方法、さらに特には、流体管路と流体連通して位置決めする装置および流体中の内毒素レベルをオンラインで測定する方法である。

本出願は３７ ＣＦＲ §１．７８に基づいて、２００３年１１月７日に出願された仮出願第６０／５１８００３号の利益を主張するものである。本出願の全開示は参照により本明細書に組み込まれる。

細菌内毒素は水、食物、医薬品、および非経口投与製剤などの種々の物質に潜在的に広範に存在する汚染物質である。細菌内毒素（リポ多糖体）は細菌細胞の成長、食細胞の消化、または自己溶解の初期段階でグラム陰性菌の細胞の外膜から放出される。リポ多糖体は疎水性部分および親水性部分の両方を有する水溶性の安定分子である。親水性部分は多糖体核に結合したオリゴ糖側鎖の繰り返しから構成される。

種々の細菌から引き出されるエンドトキシンの構造の詳細には相当なばらつきがある。多糖部分はエンドトキシンの免疫原性に関わっているが、その毒性は疎水性部分（リピドＡと呼ばれ、種々の細菌種にわたって実質的に組成が不変である）によって惹起される。投与量が少ない場合であっても、ヒトまたは動物の循環系にエンドトキシンが入れば、幅広い非特異的な病態生理学的変化、例えば、発熱、赤血球数の増大、播種性血管内凝固、低血圧、ショック、細胞死等を生じる恐れがある。投与量が多いと、ほとんどの哺乳動物において死に至る。若齢期にエンドトキシンに曝露されると、内分泌系および中枢神経の発達に長期的影響が及び、炎症性疾患を起こし易い素因が高くなる。ＳｈａｎｋｓらのＰｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．９７、５６４５〜５６５０号、２０００年のほか、Ｐｅａｒｓｏｎ ＩＩＩの、ＰＹＲＯＧＥＮＳ：ＥＮＤＯＴＯＸＩＮＳ、ＬＡＬ ＴＥＳＴＩＮＧ，ＡＮＤ ＤＥＰＹＲＯＧＥＮＡＴＩＯＮ、Ｐｅａｒｓｏｎ ＩＩＩ、Ｍａｒｃｅｌ Ｄｅｋｋｅｒ社編集、ＮＹ、１９８５年、１１−１９頁；ＵＲＬアドレス、ｈｔｔｐファイル形式、ｗｗｗ ｈｏｓｔ ｓｅｒｖｅｒ、ドメイン名「ｂａｃｔ．ｗｉｓｃ．ｅｄｕ．」ファイル名「Ｂａｃｔ３３０／ｌｅｃｔｕｒｅｅｎｄｏ／」も参照すること。

バイオテロに関する現在の懸念を考えると、高濃度のエンドトキシンを吸引すれば、肺機能の低下および発熱を伴う乾咳および息切れが生じることに留意することが有用である。ＲｙｌａｎｄｅｒのＯＲＧＡＮＩＣ ＤＵＳＴＳ：ＥＸＰＯＳＵＲＥ、ＥＦＦＥＣＴＳ ＡＮＤ ＰＲＥＶＥＮＴＩＯＮ、ＲｙｌａｎｄｅｒとＪａｃｃｏｂｓ編集、Ｌｅｗｉｓ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ、Ｂｏｃａ Ｒａｔｏｎ、ＦＬ、１９９４年；ＨｅｅｄｅｒｉｋとＤｏｕｗｅｓ、Ａｎｎ．Ａｇｒｉｃ．Ｅｎｖｉｒｏｎ、Ｍｅｄ．４、１７〜１９頁、１９９７年。疫学調査および動物実験からエンドトキシンへの呼吸器の慢性的曝露は慢性気管支炎および肺機能の低下を生じ得ることがわかっている。Ｒｙｌａｎｄｅｒ，Ｓｃａｎｄ．Ｊ、Ｗｏｒｋ Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｈｅａｌｔｈ １１、１９９〜２０６頁、１９８５年。

したがって、非経口投与された薬剤または他の流体のエンドトキシン含有量が許容限界（米国では、これは米国食品医薬品局によって設定されている）以下であることを確実にすることが必要である。例えば、注入または灌流用の滅菌水の最大許容限界は０．２５エンドトキシン単位（ＥＵ）／ｍＬ（大腸菌由来のエンドトキシンの場合、１ＥＵは約７５〜２００ピコグラムである）である。ＵＲＬアドレス：ｈｔｔｐファイル形式、ｗｗｗ ｈｏｓｔ ｓｅｒｖｅｒ、ドメイン名「ｆｄａ．ｇｏｖ，」ファイル形式「ｏｒａ／ｉｎｓｐｅｃｔ＿ｒｅｆ／ｉｔｇ／ｉｔｇ４０．ｈｔｍｌ」；Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ Ｐｈａｒｍａｃｏｐｅｉａ、ＵＳＰ ２４〜ＮＦ１９、Ｓｕｐｐｌ．２、２７６１〜２７６２頁；２０００年７月１日発行を参照すること。

エンドトキシンの測定
１９４２年、米国薬局方では細菌内毒素を含んだ発熱性物質の一般的試験のためウサギ発熱試験（ウサギを発熱させる）を行った。この試験は時間がかかり、定性的であるので、ほとんどが何らかの形式のカブトガニ血球抽出成分（ＬＡＬ）試験に替えられた。１９６４年、ＬｅｖｉｎとＢａｎｇはアメリカカブトガニからの細菌内毒素が血液凝固の速度を著しく加速し得ることを見出した。ＬｅｖｉｎとＢａｎｇ，Ｂｕｌｌ、Ｊｏｈｎｓ Ｈｏｐｋｉｎｓ Ｈｏｓｐ．１１５、２６５〜２７４頁、１９６４年。ＵＲＬアドレス：ｈｔｔｐファイル形式、ｗｗｗ ｈｏｓｔ ｓｅｒｖｅｒ、ドメイン名「ｄｎｒ．ｓｔａｔｅ．ｍｄ．ｕｓ」、ファイル形式「ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ／ｅｄｕｃａｔｉｏｎ／ｈｏｒｓｅｓｈｏｅ／ｈｏｒｓｅｓｈｏｅｆａｃｔｓ．ｈｔｍｌ」も参照すること。１９８７年までに、米国食品医薬品局（ＦＤＡ）はＵＳＰウサギ発熱性試験に代わるものとしてＬＡＬ試験のバリデーションのためのガイドラインを発行した。ウサギ発熱性試験よりもＬＡＬベースのアッセイが優れていることは以前から知られていた。ＬｅｖｉｎのＥＮＤＯＴＯＸＩＮＳ ＡＮＤ ＴＨＥＩＲ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＬＩＭＵＬＳ ＡＭＥＢＯＣＹＴＥ ＬＹＳＡＴＥ ＴＥＳＴ、Ｗａｔｓｏｎら編集、Ａｌａｎ Ｒ．Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．、ニューヨーク州、１９８２年、７〜２４頁を参照すること。Ｂｅｒｚｏｆｓｋｙの米国特許第５３１０６５７号は、ＬＡＬ試験はウサギ発熱性試験よりも２桁分感度が高く、また安価であり、時間もかからず、容易に行えることを明らかに示した。

ＬＡＬはエンドトキシンが誘起するゲル／凝固の形成に関与する種々のプロテアーゼ酵素を含んでいる。一続きのカスケード反応を通し、このエンドトキシンに反応し易い主要なタンパク質成分はｐｒｏｃｌｏｔｔｉｎｇ酵素を活性化して凝固酵素を形成する。ＢｅｒｚｏｆｓｋｙとＭｃＣｕｌｌｏｕｇｈのＩＭＭＵＮＯＬＯＧＹ ＯＦ ＩＮＳＥＣＴＳ ＡＮＤ ＯＴＨＥＲ ＡＲＴＨＲＯＰＯＤＳ、Ｇｕｐｔａ編集、ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ、フロリダ州Ｂｏｃａ Ｒａｔｏｎ、１９９１年、４２９〜４４８頁；ＭｏｒｉｔａらのＨａｅｍｏｓｔａｓｉｓ ７、５３〜６４頁、１９７８年。次に、凝固酵素はコアグロゲンをコアグリンに変換し、これは自己組織化してゲルを形成する。

現在、ＬＡＬ試験には３つの主要なバージョンがある：ｇｅｌ−ｃｌｏｔアッセイ（ＬｅｖｉｎとＢａｎｇ、１９６４年；Ｌｅｖｉｎ、１９８２年；米国特許第５３１０６５７号）；濁度アッセイ（Ｌｅｖｉｎら、Ｊ．Ｌａｂ．Ｃｌｉｎ．Ｍｅｄ．７５、９０３〜９１１頁、１９７０年；Ｃｏｏｐｅｒら、Ｊ．Ｌａｂ．Ｃｌｉｎ．Ｍｅｄ．７８、１３８〜１４８頁、１９７１年；ＰｅａｒｓｏｎとＷｅａｒｙ、Ｊ．Ｌａｂ．Ｃｌｉｎ．Ｍｅｄ．７８、６５〜７７頁、１９７１年）；および比色アッセイ（ＴｅｌｌｅｒとＫｅｌｌｙ、ＢＩＯＭＥＤＩＣＡＬ ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＴＨＥ ＨＯＲＳＥ ＳＨＯＥ ＣＲＡＢ（ＬＩＭＵＬＩＤＡＥ）、Ｃｏｈｅｎ編集、Ａｌａｎ Ｒ．Ｌｉｓｓ Ｉｎｃ．ニューヨーク州、１９７９年、４２３〜４３４頁；Ｄｉｔｔｅｒら、Ｊ．Ｌａｂ．Ｃｌｉｎ．Ｍｅｄ．７８、６５〜７７頁、３８５〜３９２頁、１９７１年；Ｄｕｂｃｚａｋら、Ｈａｅｍｏｓｔａｓｉｓ ７、４０３〜４１４頁、１９７８年；ＮｏｖｉｔｓｋｙとＲｏｓｌａｎｓｋｙ、ＢＡＣＴＥＲＩＡＬ ＥＮＤＯＴＯＸＩＮＳ：ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ，ＢＩＯＭＥＤＩＣＡＬ ＳＩＧＮＩＦＩＣＡＮＣＥ，ＡＮＤ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＬＩＭＵＬＳ ＡＭＥＢＯＣＹＴＥ ＬＹＳＡＴＥ ＴＥＳＴ、Ｃａｔｅら編集、Ａｌａｎ Ｒ．Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．、ニューヨーク州、１９８５年、１８１〜１９３頁；Ｓｔｕｒｋら、Ｈａｅｍｏｓｔａｓｉｓ ７、１１７〜１３６頁、１９７８年；Ｉｗａｎａｇａら、Ｈａｅｍｏｓｔａｓｉｓ ７、１８３〜１８８頁、１９７８年；ＴｓｕｊｉとＭａｒｔｉｎ、Ｈａｅｍｏｓｔａｓｉｓ ７、１５１〜１６６頁、１９７８年；Ｔｓｕｊｉら、Ａｐｐｌ．Ｅｎｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．４８、５５０〜５５５頁、１９８４年）である。

濁度アッセイはゲル形成に起因する濁度を測定する。明らかな濁度は粒子等の大きさおよび数によって多少影響を受けるが、この問題は大部分が克服され得る。Ｏｈｋｉら、ＦＥＢＳ Ｌｅｔｔ．１２０、２１７〜２２０頁、１９８０年。濁度測定は一般に試料中に存在する色による影響を受けない。ゲル化の間に起こる粘度変化を測定するために水晶発振器が使用されてきた。この技術によって混濁した試料を分析することが可能となる。ＮｏｖｉｔｓｋｙらのＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ ＢＡＣＴＥＲＩＡＬ ＥＮＤＯＴＯＸＩＮＳ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＬＩＭＵＬＵＳ ＡＭＥＢＯＣＹＴＥ ＬＹＳＡＴＥ ＴＥＳＴ、Ｗａｔｓｏｎら編集、Ａｌａｎ Ｒ．Ｌｉｓｓ，Ｉｎｃ．、ニューヨーク州、１９８７年、１８９〜１９６頁。

比色アッセイでは、合成ペプチド基質を凝固酵素によって加水分解して末端に色が付いた発色部分を放出する。この方法はよりよい定量化を提供し、凝固ベースの方法よりも難しくない。発色基質の加水分解に必要な酵素の量が凝固を形成するのに要する量よりも少ないので、感度も高い。ＦｒｉｂｅｒｇｅｒらのＥＮＤＯＴＯＸＩＮＳ ＡＮＤ ＴＨＥＩＲ ＤＥＴＥＣＴＩＯＮ ＷＩＴＨ ＴＨＥ ＬＩＭＵＬＵＳ ＡＭＥＢＯＣＹＴＥ ＬＹＳＡＴＥ ＴＥＳＴ、１９５〜２０６頁。

濁度および比色アッセイは２つの方法で実施され得る。エンドポイント形態では、濁度または色は所定のインキュベーション期間の後に測定される。より広いダイナミックレンジを提供する反応速度アッセイ形態では、濁度または発色は時間の関数として連続的に測定される。エンドポイントアッセイ形態では、比色反応は酸性溶液または界面活性剤溶液（例えば、ＳＤＳ）を添加することによって停止され得、その後の任意の時間にて吸光度が測定され得る。濁度アッセイでは、これは可能ではない。また、酸を添加すれば、濁度が破壊される。

濁度エンドポイントアッセイのある程度の自動化は、市販のシステムを用いて達成された（Ｍｕｒａｍａｔｓｕら、Ａｎａｌ．Ｃｈｉｍ．Ａｃｔａ ２１５、９１〜９８頁、１９８８年；Ｈｏｍｍａら、Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．２０４、３９８〜４０４頁、１９９２年）。しかし、他の方法および一般的により高い結果との相関の悪さが認められた（ＴｓｕｊｉとＭａｒｔｉｎ、１９７８年）。

これまでは、発色ＬＡＬ試験が広範に使用されている。ＪｏｒｇｅｎｓｅｎとＡｌｅｘａｎｄｅｒ、Ａｐｐｌ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．４１、１３１６〜１３２０頁、１９８１年；Ｎｏｖｉｔｓｋｙら、Ｐａｒｅｎｔｅｒａｌ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．３６、１１〜１６頁、１９８２年。

発色試験用にロボット自動システムが開発された。ＴｓｕｊｉとＭａｒｔｉｎ、１９７８年。この初期のシステムおよびこれに続く市販の対応品は目を見張る能力を有しているが、全コストは非常に高い。ＢｕｓｓｅｙとＴｓｕｊｉのＪ．Ｐａｒｅｎｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．３８、２２８〜２３３頁、１９８４年；Ｍａｒｔｉｎら、Ｊ．Ｐａｒｅｎｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．４０、６１〜６６頁、１９８６年を参照すること。実際、例えば滅菌水試験用途で必要になるように、そのコストは使用場所毎に配置するには非常に高額となる。むしろ、大半のユーザは試料、標準液、および試薬を手動で９６ウェルプレートに装填するマイクロプレートリーダーベースの機器を利用する。ＵＲＬアドレス：ｈｔｔｐファイル形式、ｗｗｗ ｈｏｓｔ ｓｅｒｖｅｒ、ドメイン名「Ｃａｍｂｒｅｘ．ｃｏｍ，」ファイル名「ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ／ｌａｌ／ｂ−ＥｎｄｏｔｏｘｉｎＤＰＳ−ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．ｈｔｍ＃ｌ．」を参照すること。

当該分野では、種の存在を検出しようとする際にフローインジェクション分析またはシーケンシャルインジェクション分析を使用することが知られている。従来のシーケンシャルインジェクション分析は、典型的には、試料および試薬を含んだ多数の液体溶液が周りに配置される回転式多位置選択弁を備えたシステムの使用を伴う。双方向ポンプを用いて、このような試料および試薬の量を選択弁の個々の口を通して引き上げ、試料および試薬が積み重ねられ、次に検出器に送られて分析に供される保持コイルに入れられる。このプロセスは試料および試薬の断片の混合を生じさせて、検出器に送る前に検出可能な分析種を形成する化学反応に至る。検出器は典型的には回転弁の口に取り付けられており、そこを介して重ねられた断片がポンプによって流され得る。積重ねは流体の複数のアリコート、スラグ、または断片を別の部分から分離し離れているか、または相互に隣接した１つのスラグまたはアリコートとして単一の導管内に提供する工程である。従来のシステムは単一の（シリンジまたは蠕動）ポンプおよび単一の回転選択弁の使用を伴う。従来の多位置選択弁は試料、試薬、および検出器に接続された口にランダムに接近することを可能にする。シーケンシャルインジェクション分析システムにおいて使用可能な従来の選択弁は、６〜２８個の口を有する。一般に、選択弁は８〜１０個の口を有する。ある場合には、時計回りまたは反時計回りに口を移動する電子アクチュエータが選択弁の動作を制御する。典型的には、常に接近できる口は１つだけである。フローインジェクション分析と比較すると、シーケンシャルインジェクション分析システムは、単に１つのポンプを用いて多数の溶液に接近できるという利点を有する。しかし、このようなタイプのシーケンシャルインジェクション分析システムは、少なくとも一部には異なる試験試料間で清掃を行うことが困難であるという理由のために、エンドトキシンの存在を判定するのに使用されていなかった。
米国特許第５３１０６５７号

したがって、当該分野では、現場において流体管路を用いた内毒素測定に使用することのできる手頃な価格で感度の良く、完全に自動化された（「オンライン」）内毒素測定システムの必要性がある。

本発明の態様には、流体管路からの流体試料中の内毒素の存在をオンラインで検査する装置および方法を含む。試料抽出および分析は流体管路が運転中に実行され得る。また、検査は流体管路の運転を停止または中断を必要とせずに、管路内の流体の一部を迂回させることによって実行され得る。

本装置は少なくとも１つの内毒素の存在のオンライン流体検査を実行するために流体管路と流体連通して位置決めされる。本装置はハウジングおよび流体管路と流体連通して位置決めされた流体抽出システムを備え得る。この流体抽出システムは流体管路から流体抽出システムへの流体の流れを制御する弁を含み得る。流体流れウェルがハウジング内に流体抽出システムと流体連通して位置決めされる。取外し可能なアセンブリもハウジング内に固定され得る。取外し可能なアセンブリは、流体流れウェルから試料を受け取ることのできる使用済みおよび未使用の流体搬送部材を受け取る複数のウェル、複数の流体試料受取りウェル、および複数の個々の流体容器の部分を確実に受け取る凹部を含んだ容器保持位置を含む。対照試料および流体管路からの流体の試料を検査する検出システムが設けられている。流体試料が内毒素を有しているか否かを決定するために、このような検査の結果が比較される。一実施形態では、試料が内毒素を含んでいるか否かを決定するために、試料の蛍光試験が対照試料の蛍光試験と比較される。

流体管路によって運ばれる流体中の内毒素のオンライン検出を実行する方法は、流体システムの流体管路内に内毒素試験装置を位置決めする工程および流体管路からその試験装置内に流体を導く工程を含む。この方法は導かれた流体を抽出し、かつその抽出試料を受取りウェルに送り届ける工程も含み得る。さらに、この方法は内毒素識別剤を取得する工程、流体試料を含んだ受取りウェルに該薬剤を導入する工程、および試料中の内毒素の存在を検出する工程を含み得る。

本発明は細菌内毒素検出のためのカブトガニ血球抽出成分（ＬＡＬ）−発色体基質反応速度アッセイを実行することのできる自動内毒素検出（すなわち、自動「オンライン」流体分析システム）システムを提供する。本システムを用いて製造ラインからの流体試料を試験して、例えば、水、食物、飲料、医薬品（動物およびヒトの健康のための医薬品を含む）、および非経口投与用製剤の調整中に内毒素の存在を検出することができる。

本発明のシステムでは、試験用流体試料がウェル内で発色体基質およびＬＡＬ剤などの薬剤と混合されて、現場でアッセイ混合物が作製される。次に、アッセイ混合物を試験して内毒素およびその濃度のレベルを検出する。本発明の自動システムは、０．０１〜１０エンドトキシン単位（ＥＵ）／ｍＬ（ｒ^２≧０．９９）の優れた精度および再現性でエンドトキシン濃度を測定する。本発明の自動システムは０．０５ＥＵ／ｍＬ〜５ＥＵ／ｍＬの標準曲線を用いて試験を実行する。本発明の手動システムは、０．００５〜５０エンドトキシン単位（ＥＵ）／ｍＬ（ｒ^２≧０．９９）の優れた精度および再現性でエンドトキシン濃度を測定する。３回の測定によるブランクの標準偏差および較正曲線に基づいて、本発明のシステムは０．００３ＥＵ／ｍＬ以下のエンドトキシン濃度を検出することができる。このアッセイ法の変動性は２０％未満である（ｎ＝１０）。０．０５ＥＵ／ｍＬの標準に必要な分析時間は典型的には１００分未満である。例えば、分析時間は約６０分であり得る。

ＬＡＬ試薬および発色体基質
本願明細書で用いる「ＬＡＬ」試薬とは、カブトガニ（例えば、アメリカカブトガニ、マルオカブトガニ、Ｔａｃｈｙｐｌｅｕｄｕｓ ｔｒｉｄｅｎｔａｔａ、あるいはＴａｃｈｙｐｌｅｕｄｕｓ ｇｉｇａｓ）から得た血球抽出成分および「合成」ＬＡＬ試薬の両方を意味する。合成ＬＡＬ試薬には、ＷＯ０３／００２９７６に記載されているように、例えば、精製したカブトガニＣ因子タンパク質（天然由来または組換え）、および任意には界面活性剤がある。そのような試薬の１つ「ＰｙｒｏＧｅｎｅ（商標）」がＣａｍｂｒｅｘ Ｂｉｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｗａｌｋｅｒｓｖｉｌｌｅ社から市販されている。米国特許公開第２００３００５４４３２号として公表された米国特許出願第１０／１８３９９２号で考察されているような試薬が、本願明細書において使用され得る。ＬＡＬ試薬はＣａｍｂｒｅｘ Ｂｉｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｗａｌｋｅｒｓｖｉｌｌｅ社から入手するのが好ましい。凍結乾燥ＬＡＬ試薬をＬＡＬ試薬水（無エンドトキシン水）１．４ｍＬで戻し、使用するまで冷蔵することができる。

活性セリンプロテアーゼ（トロンビン、トリプシン等）（すなわち、配列「Ａｒｇ−発色基質」を有する）を検出するのに使用され得る任意の発色基質は、本願明細書に記載の自動システムにおいて使用され得る。このような基質は良く知られており、市販されている。例えば、発色基質用緩衝液（ｐ−ニトロアニリン末端ペンタペプチド（Ａｃ−Ｉｌｅ−Ｇｌｕ−Ａｌａ−Ａｒｇ−ｐＮＡ、Ｓ５０−６４０）が適しており、ＬＡＬ試薬水で戻され得、使用時まで冷蔵して保管され得る。配列「Ａｒｇ−蛍光基質」を有する蛍光基質も使用され得、「発色基質」という用語の範囲に含まれる。

標準曲線を生成するために、Ｃａｍｂｒｅｘ Ｂｉｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｗａｌｋｅｒｓｖｉｌｌｅ社から入手した大腸菌０５５：Ｂ５凍結乾燥エンドトキシンが使用され得る。典型的には、凍結乾燥エンドトキシンは無エンドトキシン水（ＬＡＬ試薬水、Ｃａｍｂｒｅｘ Ｂｉｏ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｗａｌｋｅｒｓｖｉｌｌｅ社）で戻し、少なくとも５分間攪拌して５０ＥＵ／ｍＬの濃度にする。冷蔵した戻した後のエンドトキシンは少なくとも１ヶ月間安定している。作業標準液を調整するために、保存した溶液を室温まで温め、５分間攪拌し、ＬＡＬ試薬水で希釈し、使用前に再度攪拌する。

発色アッセイで使用する溶菌液−基質試薬は典型的には、血球抽出成分および基質の混合物から構成され、この混合物は滅菌容器において共凍結乾燥した固体として供給される。ユーザまたはロボットシステムは所定量の無エンドトキシン試薬水を添加することによって使用直前に溶菌液−試薬を戻す。標準的な滅菌法を用いて等しい量の戻した試薬および試験試料をピペットでマイクロプレートウェルに移し、その吸光度を時間の関数として監視する。一定量（典型的には０．２ＡＵ）毎に上昇する開始吸収度（ｓｔａｒｔｉｎｇ ａｂｓｏｒｂａｎｃｅ）の時間ｔとログ［エンドトキシン］との対数のグラフは、右下がりの線形になる（エンドトキシン濃度が上昇するにつれて、より速く発色する）。試料のエンドトキシン濃度は、通常は同じマイクロプレート上でエンドトキシン標準品およびエンドトキシン試薬バッチ（ｒｅａｇｅｎｔ ｂａｔｃｈ）を用いて生成した較正曲線を参照することにより決定される。

本願明細書に開示したようなシステムでは、ＬＡＬ試薬および発色体基質は適度に安定しているべきである。このような成分は、使用時に組み合わせてこのような成分の安定性を高めるまで別個の容器に保管されることが好ましい。

発色ＬＡＬアッセイのためのｐＨおよび温度
文献によれば、ＬＡＬ試薬の活性化に最適なｐＨは７．５であり、基質からのｐＮＡの酵素的切断に最適なｐＨは８．２〜８．５である（Ｔｓｕｊｉら、Ａｐｐｌ．Ｅｎｖ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．４８、５５０〜５５５頁、１９８４年；ＢｕｓｓｅｙとＴｓｕｊｉ、Ｊ．Ｐａｒｅｎｔｅｒ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．３８、２２８〜２３３頁、１９８４年；Ｄｕｎｅｒ、Ｊ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｂｉｏｐｈｙ．Ｍｅｔｈ．，２６、１３１〜１４２頁、１９９３年）。単一の混合溶液では、最適なｐＨは７．７〜７．８である。感度はこの領域において一定である（Ｄｕｎｅｒ、１９９３年）。発色ＬＡＬアッセイに適した最適な温度は数名の研究者によって試験され、３７℃であると報告されている（ＢｕｓｓｅｙとＴｓｕｊｉ、１９８４年；Ｄｕｎｅｒ、１９９３年）。同様にわれわれも、報告された最適条件を本願明細書に開示のシステムに適用する。

本発明の態様は流体のオンライン試験を実行してエンドトキシン濃度を測定する方法および自動装置１０に関する。図１に示した実施形態では、試験される流体はＷＦＩまたは高純度水系１などのプロセスループ２内の水である。一実施形態では、自動装置１０は発色法または蛍光発生法により、ＬＡＬまたは組換えエンドトキシン部分などの薬剤を用いて水のエンドトキシンを関する。

図２に示したように、エンドトキシン濃度を測定する装置１０は、水系１の流体プロセスループ２の流体管路内の水を受け取る開口部１２を有するハウジング１１を備えている。ハウジング１１はハウジング１１の枠部分６に掛け金で留められた扉５を含み得る。扉５および枠部分６は扉５が正しく閉鎖および施錠されたかどうかを判断するための光センサまたは接触センサを含み得る。また、装置１０用の電子制御部８が、扉５が開いたときに電子制御部８が容易にアクセスされるように、ハウジング１１上に扉５から離間して位置決めされる。

図４に示したように、流路１６が開口部１２と流体抽出供給システム２０との間に延在している。流路１６はパイプなどの剛性または可撓性の流体供給管１７または他のタイプの従来の流体供給導管を含み得る。一実施形態では、流路１６の流量は約０ｍｌ／分〜約１００ｍｌ／分の間で調整可能である。

図３〜５に示した流体抽出供給システム２０’および２０は各々、流体保管タンク２６内への水の流れを制御するための開閉する電磁弁２２を備えている。電磁弁２２は開くときの予め設定された下限圧力および閉じるときの予め設定された上限圧力を有する。電磁弁２２の上限は約１０ｐｓｉ〜８０ｐｓｉ（約６８９４７．５パスカル〜５５１５８０．６パスカル）の間に設定され得る。別の実施形態では、上限は約１５ｐｓｉ〜５５ｐｓｉ（約１０３４２１．３パスカル〜３７９２１１．６パスカル）の間に設定され得る。さらなる実施形態では、電磁弁２２が開く上限は約１６ｐｓｉ（約１１０３１６パスカル）に設定され得る。電磁弁２２の下限は約１ｐｓｉ〜２０ｐｓｉ（約６８９４．８パスカル〜１３７８９５パスカル）の間に設定され得る。別の実施形態では、電磁弁２２は約５ｐｓｉ〜１５ｐｓｉ（約３４４７３．８パスカル〜１０３４２１．３パスカル）の下限を有し得る。さらに別の実施形態では、電磁弁２２が閉じる下限は約６ｐｓｉ（約４１３６８．５パスカル）に設定される。本システムは水ループ２内の流体圧に対して比較的影響されない。抽出システム２０は最大で８０ｐｓｉ（約５５１５８０．６パスカル）またはそれを超える圧力を有する水ループと共に使用され得る。

図４に示したように、抽出システム２０に入る流体を含むであろう流体保管タンク２６は電磁弁２２の下流側に位置決めされている。流体保管タンク２６はエンドトキシンがタンク２６の内面に結合するのを防ぐテフロンまたは他のタイプのライニング材料を有し得る。図５に示したように、タンク２６は外側タンク１２１、内側タンク１２２、および内側タンク１２２および外側タンク１２１の上部の上に位置決めされるカバー１２３を含んでいる。カバー１２３は複数の入口および出口を含む。図４に示したように、カバー１２３は３つの入口／出口１２４、１２５、および１２６を含み得る。他の実施形態では、カバー１２５は２つ以下または４つ以上の口を含み得る。別の実施形態では、図３に示したように、タンク２６は上流端において、入口開口部１２７を含み、出口開口部１２８をその下部、すなわち下流端に含む。

図４はタンク２６の下流に位置する計量流体制御弁２８を示している。一実施形態では、この流体流れ制御弁２８はピンチ弁である。流体流れ制御弁２８は実質的に連続的な流れがタンク２６を出て、流体試料を流体流れウェル３０に送り届ける流体供給導管２９に流れ込むように、タンク２６からの流れを制御するように設定される。流体導管２９はパイプ、チューブ、または他の知られた流体搬送導管を含み得る。流体流れ制御弁２８はタンク２６内の圧力が弁２８によって維持される圧力よりも常に高くなっているように、電磁弁２２の下限よりも低い圧力に設定される。その結果、流体は実質的に連続的にタンク２６からウェル３０へと流れる。一実施形態では、末端、すなわち流体導管２９の下流端は、流体導管２９の下流端を出ていく水などの液体がウェル３０に落ちるようにウェル３０の開口部の上方に離間されている。ゲージ遮断弁９４は開口部１２とウェル３０との間の任意の地点において流路内に位置決めされる。

操作中、ループ２の流体管路から受け取られた流体試料は流路１６に入る（図４）。電磁弁２２は電磁弁２２の下限圧がタンク２６内で達成されるまで閉じられたままである。この圧力は試験されているシステム１の水ライン２内の圧力より低いであろう。電磁弁２２の下限圧に達すると、電磁弁２２が開いて、流路１６からの流体がタンク２６に移動する。次に、タンク２６の圧力が電磁弁２２の上限に達すると、電磁弁２２は、流体がタンク２６の下流端を出て流体制御弁２８を越えてウェル３０に入る結果としてタンク２６内の圧力が下限に達するまで閉じている。当然、流体制御弁２８によって生まれる流体供給導管２９内の圧力は、タンク２６から排出され、かつタンク２６が充填されるときに連続的な流れが流体供給導管２９を通って生じるように、電磁弁２２の下限より低い。

試験される水と接する上記の流体試料供給システム２０の実施形態の部分は、エンドトキシンがシステム２０内の流路のパーツの濡れた表面に付かないようにするために、少なくともその内面に沿ってテフロンまたはＰＥ材料で被覆または裏打ちされる。

図６に示したように、流体流れウェル３０は装置１０の交換可能なカートリッジアセンブリ４０内に位置決めされている。カートリッジアセンブリ４０は、装着されているカートリッジアセンブリが空になったときに新しいカートリッジアセンブリ４０が引出し内に位置決めされるように、取外し可能かつ交換可能に可動引出し４５０（図２）内に位置決めされている。引出し４５０は図２に示したようなハウジング１１内に摺動可能に位置決めされている。ハウジング１１は、取外し可能な引出し４５０が閉じられているかどうかを判断するために光センサまたは接触センサ４５２（図８）も含み得る。ハウジング１１は閉鎖（図７）中に引出し４５０の正確かつ反復可能な位置決めを可能にする磁気的な戻り止め４５４も含む。アセンブリ１０の操作中に引出し４５０が不意に開かないように、電磁ロック４５６（図８）が含まれ得る。図７に示した実施形態では、ハウジング１１は、例えばカートリッジアセンブリ４０を交換したときに、引出しが適正な閉位置に入り、かつその位置になるにしたがって引出し４５０の動きを弱める少なくとも１つの減衰部材４５８を含む。

カートリッジアセンブリ４０は、試薬、ピペットチップ、マイクロプレート、および使い捨て可能な水抽出ウェルをパッケージングする工程を含む試験手順中に使用され得る複数の部材を取外し可能に受け取る複数の開口部を有するカートリッジハウジング４２を含んでいる。一実施形態では、カートリッジアセンブリ４０は使い捨て可能なプラスチックパッケージから形成され得る。

図９に示したように、カートリッジハウジング４２は、被試験流体がそこを通ってウェル３０に入るウェル３０の外側流体ウェル開口部を画定する第１の開口部３２を有する。ウェル３０は内側溝３３および外側溝３７も含む。内側溝３３は流体供給導管２９を出た水を受け取る流体受取り内部３４を有する。図９に示したように、内側溝３３は、ウェル３０に入る受け取られた流体が所定の方向（向けられた溢流）に外側溝３７に溢れ出て溢流排出管３８および溢れ出た流れを廃棄液容器まで運ぶか、またはそれを元の流体ループ２に戻す排水管３９に排出されるように、反対側の第２の上端部分３６よりも垂直方向により高くなっている第１の上端部分３５を含んだ側壁３４を有する。第１の実施形態では、第２の上端部分３６は、第１の上端部分３５よりも低くなるように形成または切断され得る。別の実施形態では、内側溝３３は、第２の上端部分３６が第１の上端部分３５よりも外側溝３７の上端からより離れて位置決めされるように、外側溝３７内で角度が付けられている。いずれの実施形態においても、水は重力によって生じる十字流により内側溝３３を越えて溢れ出る。水などの流体試料が以下のようにウェル３０内から取得されるとき、このような試料は抽出時に内側溝３３内に存在する流体から取得される。飛沫除け３１は、上方向に延びて外側溝の上方部分を形成し、水が外側溝３７の外側に溢れ出るのを防ぐことができる。一実施形態では、内側溝３３は外側溝３７の下面に確実に取り付けられ得る。別の実施形態では、図９に示したように、内側溝は外側溝の内面に取外し可能に固定され得る。エンドトキシンが内側溝３３の内面に結合するのを防ぐために、内側溝３３はテフロンまたはポリエチレン（ＰＥ）などの他の材料で裏打ちまたは形成される。

図６および１０に示したように、カートリッジハウジング４２はアセンブリ４０の他のパーツを受け取る複数の開口部も有する。例えば、ハウジング４２は少なくとも１つのウェルプレート５０を受け取る少なくとも１つの開口部４３を含む。図示のカートリッジハウジング４２は、例えば、それぞれ個々のウェルプレート５０を受け取る少なくとも３つの開口部４３を含んでいる。ウェルプレート５０はカートリッジハウジング４２に取外し可能に固定されるように、カートリッジハウジング４２内にスナップロックされ得る。突出部を有している弾性緩み止め部材は、ウェルプレート５０をカートリッジハウジング４２に固定するようにカートリッジハウジング４２の開口部を通って延び得る。他の知られた取り外し可能な固定部材を用いてウェルプレート５０がカートリッジハウジング４２に固定される。

各ウェルプレート５０はウェル５２などの複数の流体受取り部材を含む。図１０に示したウェルプレート５０の各々は９６個のウェル５２を含む。しかし、ウェルプレート５０は図示した９６個のウェルより多いか、または少ないウェル５２を含み得る。例えば、ウェルプレート５０は各々、プレート当たり１００〜４００個のウェルを含んでよい。以下に記載のように、ウェル５２は水試験プロセスにおいて使用される流体を受け取る。

図６および１０に示したように、カートリッジハウジング４２は流体支持部材用の個々のウェルハウジング４６を受け取ることのできる少なくとも１つの開口部４５も含んでいる。図示の実施形態では、アセンブリ４０は個々のチップウェルハウジング４６を各々受け取る４つの開口部４５を含んでいる。チップウェルハウジング４６の各々は、ピペットチップ４８が使用される前の新しいピペットチップ４８及びウェル５２の１つの流体を送るのに使用された後の汚染されたピペットチップ４８を受け取りかつ保持する、複数のウェル４７を含む。このようなチップウェルハウジング４６は各々、約３０個のウェル４７を含み得る。しかし、各チップウェルハウジング４６は、３０個よりも多いまたは少ないウェル４７を含み得る。カートリッジハウジング４２毎のチップウェルハウジング４７の数は、使用済みチップ４８と未使用のチップ４８との間のウェル４７の少なくとも２つの空の列に緩衝液を提供すべきである。使用済みチップ４８と未使用のチップ４８との間に、空のウェル４７の空の列を一切有さないか、またはただ１つの空の列を有することが可能である。しかし、カートリッジハウジング４２は、使用済みチップ４８と未使用のチップ４８との間に少なくとも２列の空のウェルを含んでいることが好ましい。チップウェルハウジング４６の各々は、カートリッジハウジング４２に取外し可能に固定され得る。図示の実施形態は約１０５個の新しいチップ４８および未使用のチップ４８を有する。

カートリッジハウジング４２は図６および１０に示したような流体用容器７０を受け取るように配置された、容器保持部分６１の複数の列６０も含んでいる。図１０に示した実施形態では、カートリッジハウジング４２はカートリッジハウジング４２に沿って相互に離間された容器保持部分６１の３つの列６０を有している。他の実施形態では、カートリッジハウジング４２は、流体用容器７０を受け取る容器保持部分６１の２つの列６０、４つの列６０、または５つ以上の列６０を有し得る。列６０の数はカートリッジハウジング４２内に位置決めされることが意図された流体用容器７０の数に左右される。

図６および１０に示したように、容器保持部分６１の列６０の各々は、流体用容器７０を受け取り、かつ支持する複数の開口部６４を含んでいる。図１４に示したように、流体用容器７０の各々は細長形のボディ７１を有している。各細長形ボディ７１の上部端は、半径方向に突出する肩部７３から細長形の垂直方向に延びる首部７４によって離間された半径方向に突出するヘッド７２を有する。一実施形態では、流体用容器７０はバイアルを含む。「容器」および「バイアル」という用語は、流体用容器７０を任意の特定の形状および大きさに限定するものではない。むしろ、容器は、列６０内に収まり、かつそれらの個々の列６０に対して容器７０を確実に固定する固定部材６５によって係合され得る任意の知られた形状または大きさであってよい。図１３は本発明の流体用容器７０の例示的実施形態を示している。図１３に示したように、首部７４は（その上の）ヘッド７２および（その下の）肩部７３と比較すると、より小さい外径を有する。

隣接する容器保持部分６１の各々は、容器７０が列６０に導入される鍵穴６３および容器７０が確実に保持される協働する保持開口部６４を含む。図１０に示したように、各列６０の第１の端部は、流体用容器７０がそこを通して導入されて、次に図１０に示したような第１の開口部６４内に位置決めされ得る細長形の鍵穴６３を有している。同様に、隣接する容器保持部分６１の各々はそれ自身のより大きな鍵穴６３およびより小さな径の保持開口部６４を有する。その結果、取外し可能なアセンブリ４０の製造中に、容器７０のすべてはそれらの個々の鍵穴６３を通してカートリッジハウジング４２に同時に挿入されてよく、カートリッジハウジング４２全体は水平にずらされて容器７０はそれらの保持開口部６４内の適所に収められ得る。鍵穴６３は流体用容器７０の径よりも大きい径を有している。その結果、流体用容器７０は容易に受け取られ得るとともに、列６０の個々の１つ内に垂直に位置決めされ得る。代替実施形態では、開口部６４は鍵穴６３の径と実質的に同じ大きさである径を有する。

開口部６４のいずれの実施形態においても、固定部材６５は開口部６４内に延び、流体用容器７０と係合する。図１０、１１、および１３に示したように、固定部材６５は、容器７０が開口部６４に取外し可能に受け取られるように、容器７０が開口部６４内にスナップ嵌めされるときに、開いた列６０内に突出しかつ十分に撓むカートリッジハウジング４２の成形された突出部分を含んでいる。固定部材６５は位置決めシステム２００が容器７０およびそのカバー８０を操作するときに、容器７０を取り外すことができるほどには撓まない。別の実施形態では、固定部材６５はばねによって偏らされて容器７０と係合し得る。容器７０を受け取るが、容器７０または固定部材６５を破壊しないほどに撓む良く知られた材料は周知の可塑物を含む。

図１３に示したように、固定部材６５の端部は、容器７０がカートリッジハウジング４２内で垂直方向に動かされるときに、容器７０の首部７４の外面と係合し、かつヘッド７２および肩部７３に当接するような形状になっている。固定部材６５を位置決めすれば、両方向の容器７０の垂直の動きが阻止されるだけでなく、列６０内のバイアル７０の水平／側方の動きも阻止される。理解されるように、「水平」とは、列６０の長さに平行であるカートリッジハウジング４２の上面が横たわっている平面に対して平行な方向に関する。他方、「垂直」とはカートリッジハウジング４２の高さに対して平行に延びる方向である。

流体用容器７０はウェル３０に入っている、内側トラフ（試料ウェル）内から取得した流体試料を試験するのに使用される流体を保持し得る。図１０に示した実施形態では、第１のセットのバイアル７５がウェル５２に送られる酵素を保持する。一実施形態では、バイアル７５の各々は約５ｃｃ〜１０ｃｃの内部流体容積を有することができ、約１．２ｃｃ以上の総充填容量の酵素を保持する。バイアル７６に含まれ得る酵素には、「ＰｙｔｏＧｅｎｅ（商標）」を含む本願明細書に記載のものがある。少なくとも１つのバイアル７６はエンドトキシンを含み得る。一実施形態では、バイアル７６は約１０ｃｃの内容積を有し、約７ｃｃのエンドトキシンを含む。バイアル７６によって保持されるエンドトキシンは大腸菌を含み得る。流体用容器７０は基質を保持する３本のバイアル７７も含み得る。図示の３本のバイアル７７の各々は約１０ｃｃの内容積を有する。３本のバイアル７７は総容量が約６ｃｃの好適な基質を保持し得る。本発明に使用可能な基質には、エンドトキシンの存在を識別することのできる知られている任意の発色性または蛍光性基質を含む。さらなるセットのバイアル７８が、本願明細書に記載したものを含む従来の任意の緩衝液を保持する。図示したバイアル７８の各々は約１０ｃｃの内容積を有し、約５ｃｃの組み合わされた総充填容量の緩衝液を保持する。別のセットのバイアル７９は清浄な対照水を含み得る。図示の実施形態では、アセンブリ４０は合計で約１１．５ｃｃの水を保持する４本の１０ｃｃのバイアルを含んでいる。上記実施形態のいずれかでは、バイアルは上記容積を超える内容積を有し得る。同じく、流体用容器７０は多少のその個々の流体を含むように充填され得る。また、各液体を保持するバイアルの数は上記の数より多いか、または少ないものであり得る。さらに、緩衝液および基質を組み合わせて１つの液体試薬を形成してよい。同じく、緩衝液、基質、および組換酵素を組み合わせ、凍結乾燥して１つの凍結乾燥試薬を形成してもよい。

カートリッジハウジング４２は、図１０および１２に示したように、容器７０からカバー８０を受け取る複数の複数の溝付き開口部８４も含み、容器７０はアクセスされ、容器７０内の流体が取得される。カバー８０は下面８２を有するフランジ８１および容器７０のある開口部内に位置決めされる栓部分８３を含む。各開口部８４は第１の径を有する鍵穴８５および第２の径を有する保持穴８６を含む。図１１に示したように、鍵穴８５の径は保持穴８６の径よりも大きい。その結果、以下に記載するように、カバー８０は鍵穴８５に垂直に導入され、次に保持穴８６内に水平に滑動される。保持穴８６は図１２に示したようにカバー８０を受け取る。保持穴８６の一部の周りに延在する上部フランジ８７はフランジ８１の下方の下面８２と係合し、保持穴８６内でカバー８０を支持する。図１２に示したように、フランジ８１の下面８２はカートリッジハウジング４２（フランジ８７）の一部分と接触する唯一の表面である。容器７０内に延びる栓部分８３は、鍵穴８５に導入され、かつ保持穴８６内に滑動されるときに、カートリッジハウジング４２と接触しない。その結果、カバー８０の栓部分８３上の流体または材料はカートリッジハウジング４２と接触せず、それを汚染しない。同様に、種々の容器７０のカバー８０はカートリッジハウジング４２によって汚染されない。

交換可能なカートリッジアセンブリ４０はカートリッジハウジング４２の上に取外し可能に固定されているカバー９０も含み得る（図１４）。一実施形態では、カバー９０はゴム製の血清ストッパーまたは凍結乾燥ストッパーを含んでよい。カバー９０はカートリッジアセンブリ４０がハウジング１１内に設置される前に元のまたは交換用のカートリッジアセンブリ４０の内容物を保護する。カバー９０はカートリッジハウジング４２の開口部９４内に延びる支柱９２（図１５および１６）を含む。各支柱９２は、アセンブリ４０がハウジング１１内に設置される用意ができるまで支柱９２およびカバー９０がカートリッジハウジング４２に固定されるように、カートリッジハウジング４２の開口部９４および／または鍵穴６３内に受け取られる少なくとも１つの固定用突出部９６を含む。各固定用突出部９６は、カバー９０がカートリッジハウジング４２から意図せず外れることのないようにカートリッジハウジング４２と着脱可能に係合することのできる、少なくとも１つの歯部または他の部材を含み得る。アセンブリ４０をハウジング１１内に挿入する前または後に、カバー９０は、支柱９２およびその個々の歯部９６をカートリッジハウジング４２との係合から離れて撓ませることによって、カートリッジハウジング４２から取り外され得る。取り外す前に、支柱９２およびその個々の歯部９６は容器７０の１つまたは複数に当接し、カートリッジハウジング４２の関連する動きに対してそれらを固定できる。同じく、複数の支柱９２およびその固定用突出部９６は、取り付けられたカバー９０によってカバーされるときに、動きに対してウェルプレート５０およびチップウェルハウジング４６も固定できる。

装置１０はハウジング１１内に位置決めされた電動位置決めシステム２００（図１７）も含む。一実施形態では、位置決めシステム２００は図示の電動ロボットアームを含み得る。電動位置決めシステム２００は図１８に示したようなＸ、ＹおよびＺ軸に沿って、一体化された関節状に動くヘッドアセンブリ３００を搬送かつ操作する。以下のように、ヘッドアセンブリ３００は容器７０からカバー８０を取り外し、チップ４８を回収し、容器７０およびウェル３０から流体を取得し、その流体をウェルプレート５０内のウェル５２に運び、かつ流体を含んだウェル５２内のエンドトキシンの存在を試験することができる。位置決めシステム２００は、（ヘッドアセンブリ３００によって保持されるか、またはヘッドアセンブリ３００から離れている）蛍光検出アセンブリ６１０および／または光ファイバ蛍光リーダー（図１９Ａおよび２６）をウェルプレート５０内の流体を含んだウェル５２の上に位置決めし、開口部８４からカバー８０を取り外し、それを個々の容器７０に戻すようにヘッドアセンブリ３００を移動させることもできる。

図１７および１８に示したように、位置決めシステム２００はハウジング１１内に位置決めされた設置プレート２１１に固定された垂直の設置台２１０を含んでいる。第１および第２の線形誘導／支持レール２１４が、位置決めシステムに支持および剛性を提供するようにＸ軸に沿って（平行に）垂直の設置台の間に延在している。アセンブリ１０の動作中、ヘッドアセンブリ３００はリニアモーションモータシステム２２０および複数の行程センサ２１６を含んだＸ軸駆動システム２１５が動作されるときにレール２１４の長さに沿って移動し得る。行程センサ２１６はレール２１４に沿ったヘッドアセンブリ３００の移動の長さを制限する。本願明細書に記載の行程センサは、接触によって、センサから放出される光線を遮断することによって、または各センサの所定の視野内に動作が入っているようにすることによって起動されるセンサであり得る。行程センサ２１６はホームセンサ２１７およびリミットセンサ２１８を含み得る。行程センサ２１６は、部材の直線運動を測定し、かつそれに応じてモータを制御する知られている任意の動作制限センサであり得る。

図示した実施形態では、リニアモーションモータシステム２００は、ハウジング２２１、継目無し歯付ベルト２２２、駆動される歯付プーリ２２４、および従動プーリ２２６を含んでいる。駆動される歯車２２４はハウジング２２１内の従来の回転ステッパモータ（図示せず）によって駆動かつ給電される。理解されるように、レール２１４に沿ってヘッドアセンブリ３００を駆動するためにプーリ２２４、２２６の歯はベルト２２２の歯と係合する。ヘッドアセンブリ３００が行程センサ２１６のいずれかを起動すると、モータの動作は停止され、モータおよび駆動されるプーリ２２４の動作の方向は、ヘッドアセンブリ３００が起動されたセンサ２１６から離れた方向に移動するように、反転される。他の実施形態（図示せず）では、プーリ２２４は従来のリニア可変リラクタンスモータまたは動力付きラックピニオンによって駆動され得る。位置決めシステム２００は当該分野では知られたようなケーブルガイド２２８も含み得る。また、位置決めシステム２００は約０．１５２ｍｍ（約０．００６インチ）のハーフステッピング能力を有し得る。

位置決めシステム２００はまた図１７に示したＹ軸に沿ってヘッドアセンブリを移動し得る。Ｙ軸動作はリニアモータシステム２４２および複数の動作制限センサ２４７（図１９Ｂ）を含んだＹ軸駆動システム２４０の動作によって発生される。リニアモータシステム２４２は回転モータ２４３および少なくともＹ軸移動距離全体に延びる親ネジ２４４を含んでいる。回転モータ２４３は動作するときに親ネジ２４４を駆動する。上記システムを含む他の任意の知られた直線運動システムがＹ軸駆動システム２４０に使用されてもよい
図１９Ｂに示したように、ヘッドアセンブリ３００は、親ネジ２４４が通る開口部２４７を有する設置プラットフォーム２４６に協働的に固定されている。開口部２４７の内面は、親ネジ２４４がレール２１４に対して回転するときにヘッドアセンブリ３００が親ネジ２４４の長さに沿って動いて所定位置に納まるよう、親ネジ２４４と噛み合い、かつ親ネジ２４４と協働的に係合するネジ山を含んでいる。プラットフォーム２４６は、プラットフォーム２４６に固定されたヘッドアセンブリ３００がハウジング２１１と共に動くように、ハウジング２２１に固定された支持部材２４９の溝付き進路２４８内で移動する突出部を含んだ支持ブラケット２４７に固定されている。図２０Ｂに示したように、支持部材２４９は滑動部２４１の下に延びる１つまたは複数の細長形の、溝付きのレールを含み得る。Ｙ軸駆動システム２４０は約０．０１２７ｍｍ（約０．０００５インチ）のハーフステッピング能力を有する。

図１９Ａおよび２０に示したように、位置決めシステム２００は垂直のＺ軸に沿ってヘッドアセンブリ３００を移動させるＺ軸駆動システム２６０も備えている。Ｚ軸駆動システム２６０は、協働して溝付き線形滑動部２６８に沿ってヘッドアセンブリ３００の滑動部材３１０を駆動する、回転モータ２６２および親ネジ２６４を含んでいる。Ｚ軸駆動システム２６０はＹ軸駆動システム２４０と実質的に同じ様式で動作する。図２０に示したように、親ネジ２６４は滑動部材３１０の部分３１４内のねじ切り開口部３１２を通って延びる。回転モータ２６２が回転すると、親ネジ２６４は２つの回転方向の一方に駆動される。親ネジ２６４のこの回転によって、滑動部材３１０およびヘッドアセンブリ３００はカートリッジハウジング４２の方向か、またはカートリッジハウジングから離れる方向かのいずれかに垂直に動かされる。行程制限センサ２６９は滑動部材３１０が親ネジ２６４に沿った所定の場所を越えて動かないようにする。Ｙ軸システムに用いたセンサのように、行程制限センサ２６９は、Ｘ軸駆動システム２１５に関して上に記載したセンサを含む任意の知られたセンサであり得る。

滑動部材３１０に加え、図２０〜２３に示したように、ヘッドアセンブリ３００は容器７０からカバー８０を係合かつ取り外すシステム３２０も含んでいる。このシステム３２０は滑動部材３１０に固定されたハウジング３２２を含む。図示のように、ハウジング３２２は親ネジ２６４を螺合的に受け取る部分３１４近傍の滑動部材３１０に固定され得る。ハウジング３２２は、容器７０からカバー８０を取り外し、開口部８４内にカバー８０を位置決めし、かつカバー８０をその個々の容器７０に戻す持ち上げフォーク３２４を形成する下部を有する。図示した実施形態では、持ち上げフォーク３２４はカバー８０の下側に導入されるテーパ状の前方端を有する１対の離間したフォーク部材３２６を含む（図２１）。フォーク部材３２６はカバー８０の栓部分８３を受け取るような大きさである空隙によって相互に離間されている。フォーク部材３２６間の空隙は、栓部分８３と係合することなく、かつ該栓部分によって汚染されることなく空隙が栓部分８３を受け取るように、栓部分８３の径よりも大きくなっている。持ち上げフォーク３２４は、カバー受取り空間３２７が持ち上げフォークと保持部材３２８の下面３２９との間に形成されるように、図示のようにフォーク部材３２６の上に延在する上部保持部材３２８を含んでいる。カバー部材３２８は容器３０のカバー８０をフォーク部材３２６内で保持する。その結果、持ち上げフォーク３２４は、容器７０からカバーを取り外し、開口部８４内にカバーを置き、開口部８４内からカバーを取り出し、カバー８０を容器７０の上に戻すときに、カバー８０を操作することができる。

図２０、２４、および２５に示したように、ヘッドアセンブリ３００はチップ結合部材３４０およびチップ排出器３６０をさらに含んでいる。チップ結合部材３４０は図示のようにハウジング３２２の一部として形成され得るか、またはハウジング３２２とは別個のものであり得る。いずれの実施形態でも、チップ結合部材３４０はＺ軸に沿って垂直方向に可動である。図示した実施形態では、チップ結合部材３４０は、チップ結合部材３４０が下方向に動いて未使用のチップ４８の１つと係合するときにチップ４８の中空の内部に導入されるような大きさである細長形のテーパ形状部材を含む。チップ結合部材３４０は、滑動部材３１０およびハウジング３２２がチップ４８に向かって垂直に下方向に動くときに、チップ４８内に導入され、位置決めされる。チップ結合部材３４０は中空のチップ４８の内面と摩擦係合し、カートリッジハウジング４２から離れて垂直に上方に動くときに、そのチップウェル４６からそれを除去する。

チップ結合部材３４０からチップ４８を分離し、使用済みのチップ４８をチップウェル４６内に排出するために、排出器３６０のフォーク状の部分３６４の下面３６２は、チップウェル４６内に位置決めされた使用済みチップ４８と係合する。排出器３６０は、排出器３６０（図２５）の一部分と接触させられるプランジャまたはピストンロッド３６７を起動する電磁スイッチ３６６によって、除去されるチップ４８と係合させられる。ロッド３６７は任意の知られた駆動源によって駆動され得る。ロッド３６７が排出器３６０に接した後、排出器３６０は回転されて保持されたチップ４８と係合する。排出器３６０が静止し、かつ下面３６２がチップ４８と係合している間に、滑動部材３１０およびハウジング３２２は、排出器３６０のフォーク状部分３６４から離れた方向に、垂直に上方に移動される。フォーク状部分３６４はチップ結合部材３４０が個々のチップウェル４６から離れて上昇されるときにチップ４８が動くのを阻止する。その結果、チップ４８はチップ結合部材３４０から分離され、個々のチップウェル４６内に残される。

ヘッドアセンブリ３００はその容器７０に対するカバー８０の位置および個々のチップウェル４６に対するチップ４８の位置を検出する位置検出システム５５０（図２０）も含む。この位置検出システム５５０は開口部８４から取り外した後のカバー８０の位置または使用後のチップ４８の位置を判断するのに特に有用である。検出システム５５０は、カバー８０またはチップ４８の垂直投入の完了、あるいはカバー８０またはチップ４８を持ち上げるか、または戻す結果としてカートリッジハウジング４２方向のＹ軸に沿ったその動きに対して滑動部材３１０が抵抗力を受けているときを判断し得るセンサ５５１を含む。センサ５５１が滑動部材３１０が抵抗力を受けており、カバー８０が容器７０に戻されたと判断すると、センサ５５１はスイッチにＹ軸駆動モータをオフにさせる。

第１の実施形態では、センサ５５１が親ネジ２６４を受け取る滑動部材３１０の部分３１４近傍に位置決めされ得る。その結果、センサ５５１は、部分３１４が滑動部材３１０の前方部分の動きの停止および親ネジ２６４の回転の継続に応じて撓むときに、部分３１４によって係合される。別の場合には、センサ５５１は、ばね荷重式部材が撓まされてセンサ５５１と接するか、あるいはばね荷重式部材光線を横切るか、またはセンサ５５１の視野内に撓むときにＹ軸モータの動作を停止するスイッチを起動する。ばね荷重式部材が滑動部材３１０の停止に応じてセンサ５５１と接するとき、アセンブリ１０は滑動部材３１０が垂直動作を完了したことおよびカバー８０またはチップ４８を拾い上げたか、または元に戻したことのいずれかであることを認識する。滑動部材３１０が移動する垂直距離のこの長さはまた、アセンブリ１０のプロセッサおよび制御システムに、ヘッドアセンブリ３００の水平運動が生じるときの高さに関する情報を提供し、これによりアセンブリの動作はより効果的なものになる。

図２６に示したように、アセンブリ１０はウェル３０からの被試験水中の微量なレベルのエンドトキシンの存在を判断する発色性または蛍光発生スキームを提供するシステム６００も含み得る。システム６００はＸ軸およびＹ軸に沿って動く検出アセンブリ６１０を含む。検出アセンブリ６１０はＸ軸に沿って延びる第１の溝付きレール６２０およびＹ軸に沿って延びる第２の溝付きレール６２５を含む。検出器ヘッド６３０がブラケット６２２および６２７によってレール６２０、６２５に各々固定されている。ブラケット６２２および６２７は取付プレート６２８によって相互に固定されている。検出アセンブリ６１０はヘッドアセンブリ３００を駆動するのに用いられるＸ軸駆動システム２１５およびＹ軸駆動システム２４０の動作を介して、Ｘ軸およびＹ軸に沿って移動する。検出器ヘッド６３０は、ヘッドアセンブリ３００が両軸に沿って動くときまたはアセンブリ１０の制御プロセッサが位置決めシステム２００を起動してヘッドアセンブリ３００の位置とは関係なく検出アセンブリを動かすときにＸ軸およびＹ軸に沿って動くように、位置決めシステム２００に協働的に固定されている。

図２６に示したように、検出器ヘッド６３０はウェルプレート５０が受け取られるＵ字形部材６３２を含んでいる。図示のように、Ｕ字形部材６３２の下部アーム６３４は、検出器ヘッドがカートリッジハウジング４２に沿って動くときにウェルプレート５０の真下に位置決めされる。Ｕ字形部材６３２の上部アーム６３６は、検出器ヘッドが動くときにウェルプレート５０の上で延びる。下部アーム６３４はＬＥＤ６４２および該ＬＥＤ６４２の上に位置決めされたレンズ６４４を保持する複数の通路６４０を有する。レンズ６４４は通路６４０の上端部の開口部６４６を覆う。フィードバック検出器６４７はＬＥＤ６４２に対してある角度で下部アーム６３４内で延在する通路６４８内に位置決めされている。フィードバック検出器６４７はアセンブリ１０の作動システムに情報を提供する。上部アーム６３６は、例えばＢｉｏ−Ｔｅｋ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社による、当該産業において使用されものなどの、吸光度アッセイ用の半導体検出器（フォトダイオード）および蛍光アッセイ用の従来の光電子増倍管検出器６５４などの従来のフィルタ６５２を保持する長穴を含む。上部アーム６３６はその外面内に当該分野では知られているような光透過を受け取る開口部も含んでいる。代替実施形態では、上部アーム６３６はフィルタ６５２を含まない。また、検出器ヘッド６３０は第１の部分をウェルプレート５０の下で伸ばすことができ、かつ別の部分をウェルプレート５０の上で伸ばすことのできる任意の形状を有し得る。別の実施形態では、ヘッドアセンブリ３００は、ウェルプレート５０の上で動き、かつヘッドアセンブリ３００がカートリッジハウジングの上で動くときに適切に読り取を行う光ファイバ蛍光リーダーを保持する（図１７を参照）。上記実施形態の各々では、ＬＥＤからの光は各ウェル５２の透明および／または半透明の下面を透過され得る。また、光はＬＥＤまで運ばれ、データは光ファイバを用いて検出器から送信される。マイクロプレートウェルにわたって読み取る図示したＵ字形アセンブリは、エンドトキシン検出および酵素結合抗体免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）などのより一般的なアッセイを含む、吸光度検出を用いたアッセイに好ましい実施形態である。この検出器ヘッド６３０によって、材料をピペットで移し、運ぶほか、マイクロプレートウェル５２を通る光を着脱可能な光学アセンブリ６３８と結合するためにヘッドアセンブリ３００を使用することが可能となる。ヘッドアセンブリ３００上の束になった単一の光ファイバ（図２０）の使用は、蛍光アッセイと共に好適な実施形態で使用される。

図２７〜２９に示したように、アセンブリ１０は流体ウェルプレート５０を温める加熱システム４００および容器７０の周囲を冷温に保つ冷却システム４２０も含み得る。加熱システム４００は、取り外し可能かつ交換可能なカートリッジハウジング４２がハウジング１１内に位置決めされるときに、ウェルプレート５０の下に位置決めされる加熱要素４１０を含み得る。図示した実施形態では、加熱要素４１０は抵抗加熱要素を含む。別の知られている加熱要素が使用されてもよい。熱がＸ軸およびＹ軸に沿って放射されないように、ヒートシンク４１５が加熱要素の外部垂直壁を裏打ちし得る。冷却システム４２０は容器７０を保持する列６０下のカートリッジハウジング４２の下面の上の複数の冷却フィン４２２と協働する冷気源または冷蔵源を含み得る。冷却システム４２０は電子式冷却デバイスを使用する。一実施形態では、この冷却デバイスはペルチェ熱電冷却器を含む。カートリッジハウジング４２内の冷却ブロックから熱を除去するために、送風機４２５を用いて空気がハウジング１１内およびヒートシンク４２２にわたって引き込まれる。内部ハウジングの上部に位置決めされた付加的なファン４２９が、上部室（電子機器収容部）から位置決めシステム２００を保持する室に気中汚染物質が入るのを抑える高性能（ＨＥＰＡ式）フィルタを介して、下部室（ロボット用ハウジング）に空気を移送する。ファン４２９はハウジング１１内に正圧も発生する。

アセンブリ１０はヘッドアセンブリ３００と流体連通するシリンジポンプ７００をさらに含む（図４）。ヘッドアセンブリ３００は、シリンジポンプ７００のピストンの吸込工程に応じてチップ４８内に吸引力を発生し、かつウェル３０および容器７０から流体をチップ４８内に引き込む吸引口を含む。シリンジポンプ７００がリセットされると、保持されたチップ４８内の吸引力が解放されるので、流体はウェルプレート５０の一方のその個々のウェル５２内に引き込まれる。

動作中、アセンブリ１０は先に記載したようなループ２から水試料を受け取って試験する。上記のような様式で、ループ２からの水は流路１６に入り、流体供給システム２０を通過し、上記のような様式でウェル３０に入る。位置決めシステム２００は、チップ結合部材３４０がチップウェル４６内のチップ４８の上に位置決めされるまで、Ｘ軸および／またはＹ軸に沿ってヘッドアセンブリを移動させる。次に、チップ４８と係合し、センサ５５１が起動されるまで、滑動部材３１０がＺ軸に沿って動かされる。この動作が生じると、滑動部材３１０の行程は、チップ４８がチップウェル４６から取り外されるように逆転される。次に、装置１０のプロセッサおよび制御システムは、位置決めシステム２００に、保持されたチップ４８をウェル３０の内側溝３３の上に位置決めさせる。一旦チップ４８が溝３３の上に位置決めされると、滑動部材３１０はチップ４８が内側溝３３内の流体と係合するまで垂直に下方に駆動される。次に、シリンジポンプ７００は試験される流体が内側溝３３からチップ４８内に引き上げられるように起動される。

次に、流体保持チップ４８は、ウェルプレート５０のウェル５２の上に位置決めされるまで位置決めシステム２００によって移動される。次に、流体保持チップ４８はＺ軸駆動システム２６０によってウェル５２に向かって駆動される。所定の高さに達すると、試験用のある量の保持された流体が、上記のようなシリンジポンプ７００の動作によって第１のウェル内に放出される。本発明の方法には、複数の別個のウェル５２において各試験を再現する工程を含み得る。その結果、チップ４８内の流体が放出される前に、流体保持チップ４８が第２のウェル５２まで移動され、運ばれた流体をウェル５２に放出する工程が反復される。運ばれた流体が２つのウェル５２内に放出された後、使用済みのチップ４８は位置決めシステム２００によって空のチップウェル４７の上に置かれる。空のチップウェル４７は上記のようにチップウェル４７の少なくとも１列を含む空間によって、未使用のチップ４８から離間されていることが好ましい。一旦使用済みのチップ４８がチップウェル４７内に位置決めされると、検出システム５５０はチップ４８が上記のようにそのウェル４７に完全に挿入されたときを判断し、チップ排出器３６０が上記の様式でチップ結合部材３４０から使用済みチップ４８を分離する。次に、ヘッドアセンブリ３００は位置決めシステム２００によって、カートリッジフレーム４２から容器７０に向かって移動される。

容器７０に達すると、持ち上げフォーク３２４はＺ軸に沿って対照水を保持するバイアル７９のカバー８０近傍の位置に垂直に移動される（図２１）。次に、持ち上げフォーク３２４は、フォーク部材３２６がカバー８０の下側８２と容器７０のヘッド７２との間に位置決めされるように、水平方向に移動される（図２２）。一旦カバー８０がカバー受取り空間３２７内に受け取られ、かつ位置決めされると、カバー８０は、容器７０から離れて垂直方向に持ち上げフォーク３２４を上昇させることによって、その容器７０から取り外される（図２３）。次に、位置決めシステム２００は開口部８４の鍵穴８５の上にカバー８０を置き、栓８３が鍵穴８５内に位置決めされるように開口部８４までカバー８０を引き下げる。導入されたカバー８０は位置決めシステム２００の動きに応じて水平に滑動して保持穴８６に入る。持ち上げフォーク３２４は保持されたカバー８０から離れ、ヘッドアセンブリ３００はチップウェル４６まで戻る。

チップウェル４６まで戻ると、チップ結合部材３４０は上記様式で別のチップ４８を取得して、このチップ４８を対照水の開いたバイアル７９の上の適所に移動させる。次に、位置決めシステム２００はＺ軸方向に沿って滑動部材３１０を動かし、保持されたチップ４８を開いた容器７９に入れる。次に、シリンジポンプ７００が動作して、対照水をバイアル７９からチップ４８に引き入れる。対照水を保持しているチップ４８は、内側溝３３からの水に関して上記したようにウェルプレート５０の上の適所に移動し、少なくとも２つのウェル５２に対照水を放出する。好適な実施形態では、対照水は少なくとも４つのウェル５２に放出される。次に、位置決めシステム１０は使用済みのチップ４８を空のチップウェル４７の１つの上に置き、使用済みのチップ４８は先に記載したように空のチップウェル４７内に排出される。

対照水を保持している使用済みのチップ４８がチップウェル４７内に位置決めされた後、位置決めシステム２００は穴８６内に位置するカバー８０近傍に持ち上げフォーク３２４を位置決めする。滑動部材３１０はＺ軸に沿って移動し、持ち上げフォーク３２４をカバー８０の高さまで上げる。位置決めシステム２００は、持ち上げフォーク２３４をカバー８０と係合させ、かつカバーを鍵穴８５内に移動させ、次にカバーは開口部８４から取り外されて、その容器７０まで戻される。持ち上げフォーク３２４がカバー８０をそのバイアル７９まで戻した後、ヘッドアセンブリ３００は別の容器７０からカバー８０を取り外す準備をするために容器７０に戻る。カバー８０を取り外す工程、開口部８４内にカバー８０を確実に置く工程、チップウェル４７からチップ４８を取得する工程、開いた容器７０から流体を取得する工程、取得した流体を適したウェル５２内に導入する工程、使用済みのチップ４８を排出する工程、および取り外したカバー８０を開いた容器７０に戻す工程は、上記の様式でバイアル７０内の他の流体の各々について行われる。しかし３つのウェル５２が試験に使用されている場合に限り、バイアル７６からのエンドトキシンは対照水が入ったウェルの１つに位置決めされるだけである。試験が複製され、かつ少なくとも６つのウェル５２が使用されている実施形態では、対照水が入ったウェル５２の２つ、またはその半分に導入される。

本方法の実施形態では、カバー８０を取り外し位置決めするシステム３２０は、基質バイアル７７および緩衝液バイアルが同時に開いているように、未使用のチップ４８を取得する前に基質バイアル７７および緩衝液バイアル７８の１つからカバー８０を取り外す。この実施形態では、同じチップ４８を用いて、基質および緩衝液を取得し、試験される水の入ったウェル５２の各々および対照水の入ったウェル５２の各々にその基質および緩衝液が送られ得る。他の流体を送るのに使用したチップからの異なるチップ４８は、試験される水が入ったウェル５２および対照水が入ったウェル５２に容器７５からの酵素を受け入れかつそれを送る。バイアル７０からの流体および水などの試験される流体は任意の順でウェル５２に導入され得る。上記のウェル５２に流体を送る順序は、本発明の方法を限定するものではない。

バイアル７５〜７９からの流体および試験される水が一旦それぞれの適したウェル５２内に位置決めされると、ヘッドアセンブリ３００上に位置決めされた検出アセンブリ６１０および／または蛍光リーダーを含んだ検出システム６００は、流体の入ったウェル５２の上を通される。検出システム６００は流体の入ったウェル５２の光学的濃度を発色法または濁度法で測定するか、あるいは流体の入ったウェル５２の蛍光濃度を蛍光法で測定する。次に、検出システム６００は流体の入ったウェルを走査した結果を比較し、試験した水の中にエンドトキシンが存在するかどうかを識別する。

すべての特許、特許出願、および本開示に引用した参照物は明示的に本願明細書に援用される。
上記考察は本発明を限定するものではない。本開示は本発明の好適な実施形態を記載し、説明しているが、本発明はこのような特定の実施形態に限定されるものではないことを理解すべきである。当業者であれば多数の変形例および改変例が想起されよう。

本発明の態様によるオンラインエンドトキシン検出装置を含んだ流体管路システムを示す略図である。 図１に示したエンドトキシン検出装置を示す斜視図である。 図２に示した装置の一部を形成する流体抽出システムを示す図である。 図２に示した流体抽出システムの代替実施形態を示す図である。 図４に示した流体抽出システムを示す分解図である。 図２に示した取り外し可能なアセンブリを示す図である。 図２に示した装置の一部を形成する検出システムを示す部分図である。 図７の検出システムのセンサ配置を示す図である。 図６のアセンブリの一部を示す部分切欠図である。 図６に示したカートリッジを示す分解図である。 流体容器を確実に保持するカートリッジの一部を示す図である。 カートリッジのキャップ保持部およびバイアル保持部を示す部分切欠図である。 図１１に示したカートリッジの容器保持領域を示す断面図である。 カバーを含んだカートリッジを示す図である。 カートリッジの下面部分を示す図である。 カートリッジの下面部分を示す図である。 図２に示したカートリッジアセンブリ、位置決めシステム、および検出システムを示す図である。 位置決めシステムを示す部分等角図である。 位置決めシステムの一部を示す等角図である。 位置決めシステムの一部を示す等角図である。 位置決めシステムの一部を示す等角図である。 本発明の一態様による、流体容器からキャップを取り外す工程を示す図である。 本発明の一態様による、流体容器からキャップを取り外す工程を示す図である。 本発明の一態様による、流体容器からキャップを取り外す工程を示す図である。 流体保持部材を取得かつ排出するシステムを示す等角図である。 流体保持部材を取得かつ排出するシステムを示す等角図である。 図２の検出システムを示す等角図である。 図２に示したカートリッジアセンブリの加熱部分および冷却部分を示す等角図である。 図２に示したカートリッジアセンブリの加熱部分および冷却部分を示す等角図である。 図２に示したカートリッジアセンブリの加熱部分および冷却部分を示す等角図である。

Claims (87)

1. ライン内の流体のオンライン試験を実行してエンドトキシンの存在を調べる流体システムライン内で位置決めを行う装置であって、
   前記流体システムラインから流体試料を取得する流体抽出システムと、
   前記流体試料および薬剤が導入される流体受取り部材を含んだアセンブリと、
   前記流体受取り部材内のエンドトキシンの存在を判断する検出システムと、
   を備えた装置。
2. 前記薬剤は発色基質および／または試薬を含む請求項１に記載の装置。
3. 前記流体抽出システムは前記流体抽出システムへの流体の流れを制御するように動作する電磁弁を含んだ請求項１に記載の装置。
4. 前記流体抽出システムは、前記電磁弁が開いたときに前記流体システムラインからの流体試料を受け取る、前記電磁弁の下流側に流体保管容器をさらに含んだ請求項３に記載の装置。
5. 前記流体試料を前記流体保管容器から流体流れウェルに送る流体導管をさらに含んだ請求項４に記載の装置。
6. 前記流体導管の末端は前記流体流れウェルから離間され、かつ前記流体流れウェルは前記アセンブリの一部を形成する請求項５に記載の装置。
7. 前記流れウェルは内側溝、および該内側溝を囲繞しかつ前記内側溝からの流体の溢流を受け取る外側溝を含む請求項５に記載の装置。
8. 前記外側溝内の溢流した流体を前記流れウェルから離して運ぶために前記流れウェルを通って延びる流体管路をさらに含んだ請求項７に記載の装置。
9. 前記流れウェルは飛沫除けをさらに含んだ請求項７に記載の装置。
10. 前記アセンブリは前記装置のハウジング内に取り外し可能に固定された請求項１に記載の装置。
11. 前記アセンブリは前記装置のハウジング内に取り外し可能に固定されたカートリッジアセンブリを含んだ請求項１に記載の装置。
12. 前記カートリッジアセンブリは複数の取り外し可能なプレートをさらに含んだ請求項１１に記載の装置。
13. 前記カートリッジアセンブリは、ピペットチップを受け取る複数のウェルを有するチップウェルハウジングを含んだ請求項１１に記載の装置。
14. 前記カートリッジアセンブリは、前記流体試料の少なくとも一部を受け取る少なくとも１つのウェルを含んだ請求項１１に記載の装置。
15. 前記カートリッジアセンブリは複数の容器保持位置をさらに含んだ請求項１１に記載の装置。
16. 前記容器保持位置の各々は、容器が挿入される第１の開口部、および前記第１の開口部から前記容器を滑動的に受け取る、前記第１の開口部に対して開いている第２の開口部を含み、前記第１の開口部は前記第２の開口部よりも大きい請求項１５に記載の装置。
17. 前記第２の開口部は挿入された容器を係合させる固定部材を含んだ請求項１５に記載の装置。
18. 前記カートリッジアセンブリは、各々個々の容器のカバーを受け取る複数のカバー受取り開口部をさらに含んだ請求項１５に記載の装置。
19. 複数の機能を実行する動力付きアームおよびヘッドアセンブリを含んだモータ駆動位置決めシステムをさらに備えた請求項１に記載の装置。
20. 前記ヘッドアセンブリは、前記アセンブリのウェル内に位置決めされた流体保持部材を係合かつ保持する部材をさらに含んだ請求項１９に記載の装置。
21. 前記ヘッドアセンブリは、前記ヘッドアセンブリから使用済みの流体保持部材を除去する排出器をさらに含んだ請求項２０に記載の装置。
22. 前記位置決めシステムは、前記ヘッドアセンブリの動きを少なくとも１平面に制限する複数の行程センサを含む請求項１９に記載の装置。
23. 前記流体受取り部材内の流体試料中のエンドトキシンの存在を判定する検出器ヘッドをさらに含んだ請求項１に記載の装置。
24. 前記検出器ヘッドは光源および検出器を含んだ請求項２３に記載の装置。
25. 前記光源はＬＥＤである請求項２４に記載の装置。
26. 前記アセンブリに熱を提供する加熱システムおよび前記アセンブリ内の容器周囲の温度を冷温に維持する冷却システムをさらに含んだ請求項１に記載の装置。
27. 流体システムライン内の流体のオンライン試験を実行してエンドトキシンの存在を判断する装置であって、
    ハウジングと、
    前記流体抽出システム内の圧力の変化に応じて前記流体システムラインからの流体が前記流体抽出システムに入るように、前記流体システムライン内で位置決めする流体抽出システムと、
    前記流体抽出システムの下流側に位置決めした、該抽出システムから前記流体を受け取る流体流れウェルと、
    少なくとも１つの流体支持部材を保持する複数のウェル、前記流体抽出システムから受け取られた流体の試料の一部を保持する複数のウェルと、少なくとも１つの流体容器保持位置とを含んだ、取外し可能なアセンブリと、
    前記取外し可能なアセンブリに対して前記少なくとも１つの流体支持部材を取り出し、かつ移動させるヘッドアセンブリを含んだ位置決めシステムと、
    前記流体流れウェルからの流体およびエンドトキシン識別剤を個々の流体支持部材に引き入れる、前記ヘッドアセンブリに協働的に流体連通して接続された負圧源と、
    前記流体試料内にエンドトキシンが存在するか否かを判断する検出器システムとを備えた装置。
28. 前記エンドトキシン識別剤は発色基質および／または試薬を含んだ請求項２７に記載の装置。
29. 前記流体抽出システムは、前記圧力変化を発生させ、かつ前記流体抽出システムへの前記流体試料の流れを制御するように動作する電磁弁を含んだ請求項２７に記載の装置。
30. 前記流体抽出システムは、前記電磁弁が開いたときに前記流体システムからの流体を受け取る、前記電磁弁の下流側に流体保持部材をさらに含んだ請求項２９に記載の装置。
31. 前記流体保持部材から前記流体流れウェルに流体を送る流体導管をさらに含んだ請求項３０に記載の装置。
32. 前記流体導管の末端は前記流れウェルから離間され、かつ前記流れウェルは前記可動アセンブリの一部を形成する請求項３１に記載の装置。
33. 前記流れウェルは内側溝および該内側溝を囲繞する外側溝を含み、前記外側溝は前記内側溝からの流体の溢流を受け取る請求項３１に記載の装置。
34. 前記外側溝内の溢流した流体を前記流れウェルから離して運ぶために前記流れウェルを通って延びる流体管路をさらに含んだ請求項３３に記載の装置。
35. 前記流れウェルは飛沫除けをさらに含んだ請求項３３に記載の装置。
36. 前記可動アセンブリは前記ハウジング内に取り外し可能に固定されたカートリッジアセンブリを含んだ請求項２７に記載の装置。
37. 前記カートリッジアセンブリは複数の取り外し可能なプレートを含んだ請求項３６に記載の装置。
38. 前記カートリッジアセンブリは、前記流体保持部材を受け取る複数のウェルを有するチップウェルハウジングを含んだ請求項３６に記載の装置。
39. 前記流体保持部材は、ピペットチップを含んだ請求項３８に記載の装置。
40. 前記可動アセンブリは複数の容器保持位置をさらに含んだ請求項３６に記載の装置。
41. 前記容器保持位置の各々は、容器が挿入される第１の開口部、および前記第１の開口部から前記容器を滑動的に受け取る、前記第１の開口部に対して開いている第２の開口部を含み、前記第１の開口部は前記第２の開口部よりも大きい請求項４０に記載の装置。
42. 前記第２の開口部は挿入された容器を係合させる固定部材を含んだ請求項４１に記載の装置。
43. 前記アセンブリは、各々個々の容器のカバーを受け取る複数のカバー受取り開口部をさらに含んだ請求項４１に記載の装置。
44. 前記ヘッドアセンブリは前記流体保持部材を係合かつ確実に固定する細長形の部材を含んだ請求項３８に記載の装置。
45. 前記ヘッドアセンブリは、前記ヘッドアセンブリから使用済みの流体保持部材を除去する排出器をさらに含んだ請求項４４に記載の装置。
46. 前記位置決めシステムは、前記ヘッドアセンブリの動きを少なくとも１平面に制限する複数の行程センサを含む請求項２７に記載の装置。
47. 前記検出システムは、前記試料保持ウェルの少なくとも１つの流体試料中のエンドトキシンの存在を判定する検出器ヘッドを含んだ請求項２７に記載の装置。
48. 前記検出器ヘッドは光源および検出器を含んだ請求項４７に記載の装置。
49. 前記光源はＬＥＤである請求項４８に記載の装置。
50. 前記可動アセンブリに熱を提供する加熱システムおよび前記可動アセンブリ内に位置決めされた容器周囲の温度を冷温に維持する冷却システムをさらに含んだ請求項２７に記載の装置。
51. 該流体管路内の流体をオンライン試験を実行して少なくとも１つのエンドトキシンの存在を調べるために流体管路と流体連通して位置決めする装置であって、
    ハウジングと、
    前記流体管路の第１の部分の下流であり、かつ前記流体管路の第２の部分の上流の場所にて前記流体管路と流体連通して位置決めされる流体抽出システムであり、前記流体管路から前記流体抽出システムへの前記流体の流れを制御する弁を備えた流体抽出システムと、
    前記流体抽出システムを出る流体を受け取る、前記ハウジング内に位置決めされた流体流れウェルと、
    前記ハウジング内に位置決めされた取外し可能なアセンブリであり、使用済みおよび未使用の流体支持部材を受け取る複数のウェルと、複数の流体試料受取りウェルと、個々の流体容器の部分を確実に受け取る凹部を含んだ複数の容器保持位置とを備えたアセンブリと、
    前記アセンブリから前記流体支持部材を取得し、かつ前記流体流れウェルから流体を取得するヘッドアセンブリを含んだ可動位置決めシステムと、
    個々の流体試料受取りウェル内の試料中にエンドトキシンが存在するか否かを判断する検出システムとを備えた装置。
52. 前記弁は前記流体管路から前記流体抽出システムへの流体の流れを制御するように動作する電磁弁を含んだ請求項５１に記載の装置。
53. 前記流体抽出システムは、前記電磁弁が開いたときに前記流体管路からの流体を受け取る、前記電磁弁の下流側に流体保持容器をさらに含んだ請求項５２に記載の装置。
54. 前記流体を前記流体保持容器から前記流体流れウェルに送る流体導管をさらに含んだ請求項５３に記載の装置。
55. 前記流体導管の末端は前記流体流れウェルから離間され、かつ前記流体流れウェルは前記アセンブリの一部を形成する請求項５４に記載の装置。
56. 前記流体流れウェルは内側溝、および該内側溝を囲繞しかつ前記内側溝からの流体の溢流を受け取る外側溝を含む請求項５１に記載の装置。
57. 前記外側溝内の溢流した流体を前記流れウェルから離して運ぶために前記流体流れウェルを通って延びる流体管路をさらに含んだ請求項５６に記載の装置。
58. 前記流体流れウェルは飛沫除けをさらに含んだ請求項５６に記載の装置。
59. 前記可動アセンブリは前記ハウジング内に固定され得る交換可能なカートリッジを含んだ請求項５１に記載の装置。
60. 前記カートリッジは少なくとも１つの取り外し可能なプレートを含んだ請求項５９に記載の装置。
61. 前記流体保持部材はピペットチップを含んだ請求項５１に記載の装置。
62. 前記容器保持位置の各々は、容器が挿入される第１の開口部、および前記第１の開口部から前記容器を滑動的に受け取る、前記第１の開口部に対して開いている第２の開口部を含み、前記第１の開口部は前記第２の開口部よりも大きい請求項５１に記載の装置。
63. 前記第２の開口部は挿入された容器を係合させる固定部材を含んだ請求項６２に記載の装置。
64. 前記アセンブリは、各々個々の容器のカバーを受け取る複数のカバー受取り開口部をさらに含んだ請求項５１に記載の装置。
65. 前記位置決めシステムは、複数の機能を実行する前記ヘッドアセンブリを保持する動力付きアームを含んだ請求項５１に記載の装置。
66. 前記ヘッドアセンブリは、前記流体保持部材を係合かつ保持する部材をさらに含んだ請求項６５に記載の装置。
67. 前記ヘッドアセンブリは、前記ヘッドアセンブリから流体保持部材を除去する排出器をさらに含んだ請求項６６に記載の装置。
68. 前記位置決めシステムは、前記ヘッドアセンブリの動きを少なくとも１平面に制限する複数の行程センサを含んだ請求項５１に記載の装置。
69. 前記検出器システムは前記流体試料受取りウェルの少なくとも１つの流体試料中のエンドトキシンの存在を判定する検出器ヘッドを含んだ請求項５１に記載の装置。
70. 前記検出器ヘッドは光源および検出器を含んだ請求項６９に記載の装置。
71. 前記光源はＬＥＤである請求項７０に記載の装置。
72. 前記可動アセンブリに熱を提供する加熱システムおよび前記可動アセンブリ内の容器周囲の温度を冷温に維持する冷却システムをさらに含んだ請求項５１に記載の装置。
73. 流体管路内に位置決めされるオンラインエンドトキシン検出システムであって、
    前記流体管路から流体を取得する手段と、
    前記取得した流体の試料を流体試料受取りウェルに運ぶ手段と、
    前記ウェル内において薬剤と前記流体試料とを組み合わせる手段と、
    前記ウェル内に配置された前記試料中のエンドトキシンの存在を検出する手段とを備えたシステム。
74. 前記薬剤は発色基質および／または試薬を含む請求項７３に記載のシステム。
75. 流体システムの流体管路によって運ばれた流体中のエンドトキシンのオンライン検出を実行する方法であって、
    前記流体システムの流体管路内でエンドトキシン試験装置を位置決めする工程であり、前記試験装置は前記流体管路と流体連通している工程と、
    前記流体管路から前記試験装置内に流体を導く工程と、
    前記導いた流体を抽出し、この抽出試料を受取りウェル内に運ぶ工程と、
    エンドトキシン識別剤を取得する工程と、
    前記流体試料の入った前記受取りウェル内に前記薬剤を導入する工程と、
    前記試料中のエンドトキシンの存在を検出する工程とを含む方法。
76. 機器近傍にヘッドアセンブリを位置決めし、前記機器に機器結合部材を導入し、かつ前記機器結合部材上で前記機器を確実に受け取る工程をさらに含む請求項７５に記載の方法。
77. 前記抽出工程は流体流れウェル内に前記機器を位置決めする工程を含む請求項７６に記載の方法。
78. 前記抽出工程は前記流体流れウェル内からの流体を前記機器に引き入れる工程をさらに含む請求項７７に記載の方法。
79. 前記流体試料を送る工程は、前記流体試料を保持する前記機器を流体受取りウェル近傍に位置決めし、かつ該流体試料の少なくとも一部を前記流体受取りウェル内に置く工程を含む請求項７５に記載の方法。
80. 前記方法は、前記流体試料の残りを保持する前記機器を第２の流体受取りウェル近傍に位置決めし、かつ該残りの流体試料の少なくとも一部を前記第２の流体受取りウェル内に置く工程をさらに含む請求項７９に記載の方法。
81. 機器保持ウェル内に使用済みの機器を置きかつ排出する工程をさらに含む請求項７９に記載の方法。
82. 前記取得工程は、前記識別剤が入った容器からカバーを取り外し、前記容器に機器を導入し、前記容器から前記識別剤を引き出す工程を含む請求項７５に記載の方法。
83. 前記検出工程は、ヘッドアセンブリ上に位置決めされた検出アセンブリおよび／または蛍光リーダーを前記流体受取りウェルに沿って通過させ、対照物が入った流体受取りウェルに沿って前記ヘッドアセンブリを通過させ、かつ前記ヘッドアセンブリの各通過の読取値を比較して、前記流体管路からの流体試料中にエンドトキシンが存在しているか否かを判定する工程を含む請求項７５に記載の方法。
84. 前記検出工程は蛍光を測定する工程を含む請求項７５に記載の方法。
85. 前記発色基質は蛍光基質を含んだ請求項２に記載の装置。
86. 前記発色基質は蛍光基質を含んだ請求項２８に記載の装置。
87. 前記発色基質は蛍光基質を含んだ請求項７４に記載のシステム。

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