【発明の詳細な説明】 背景技術 ここに記述される実施形態は、一般には、液体を自動的に処理することに関する。 より詳細には、この実施形態は、液体をノズル内へと、そしてノズルから移動させることに関する。 液体を移動させるための液体ハンドラーあるいは一般的なメカニズムには、多くの用途がある。 １つのそのような用途は、医療用自動分析装置と呼ばれるような器具である。 これらの分析装置は、血液および尿などの試料に対して医療的な検査を行う。 これらの検査は、試料を液体に混ぜなければならない場合がある。 試料を液体と混合すれば、化学反応が起きることがある。 化学反応は、試料に関する医療情報を医療専門家に提供するのに使用できる。 試料は患者から得られたものなので、その試料に関する医療情報は、患者の健康状態に関する情報を医療専門家に提供することができる。 これらの分析装置が意図したように動作して、医療専門家に正しい医療情報を提供するには、所定量の試料だけを所定量の液体と混合することが望ましい。 混合プロセスにおいて、多すぎるかまたは少なすぎる試料が使用されると、あるいは、多すぎるかまたは少なすぎる液体が使用されると、試料と液体との間の化学反応は、適切に起こらない場合がある。 その様なことが生じたならば、その検査は、試料および患者に関して正しくない医療情報を提供するであろう。 医療専門家に正しくない医療情報が与えられることは、患者には最も不利益なことかもしれない。 したがって、誤った量の試料および／または液体が、特定の医療検査で使用されたときに、自動医療分析装置のオペレータに警報を発することのできる液体ハンドラーを提供することは好ましいことである。 発明の開示 液体を処理する方法が開示される。 １つの方法においては、第１の液体をノズルに対して移動させるために、
ノズルに流体結合されたポンプが作動される。 ノズルに流体結合された圧力が、ノズルに流体結合された圧力変換器によって、第１の液体が移動する間、ほぼ連続的に監視される。 ほぼ連続的に監視された圧力の平均値が計算される。 計算された平均値は、しきい値を決定するのに使用される。 第２の液体をノズルに対して移動させるために、ノズルに流体結合されたポンプが作動される。
ノズルに流体結合された圧力が、ノズルの流体結合された圧力変換器によって、第２の液体が移動する間、ほぼ連続的に監視される。 ほぼ連続的に監視された圧力が積分される。 しきい値が、積分された圧力と比較され、第２の液体の移動が、意図したようなものであったかあるいは意図しないようなものであったかが判定される。 図面の簡単な説明 第１図は、ここで説明される液体ハンドラーの概略図である。 第２図は、第１図に示される液体ハンドラーの一部分のブロック構成図である。 第３図は、第２図に示される液体ハンドラーの一部分の回路構成図である。 第4A図および第4B図は、流体ハンドラーの意図したような動作において得られたデータを示す。 第5A図および第5B図は、流体ハンドラーの意図しないような動作において得られたデータを示す。 第6A図および第6B図は、流体ハンドラーの動作において得られフィルタリングされたデータを示す。 好ましい実施形態の詳細な説明 以下に詳細に説明される実施形態は液体を処理するものである。 これらの実施形態は、適切な任意の液体を、
例えば、吸引し、分配し、あるいは、混合するような処理に使用することができる。 理解しやすいように、実施形態は、医療分析装置に使用する場合について説明するが、実施形態は、適切であればどのような用途にも使用されてよいことに注意されたい。 さらに、以下に説明される液体を処理するための方法については、１つの方法に記載される段階は、適切であればどのような順序で実行されてもよく、また、１つの方法に記載される段階が、他の方法に記載される段階と組み合わせられて、さらなる方法を実現してもよいことに注意されたい。 液体ハンドラー10の動作をより明確に特定するために、意図されたように、すなわち、正しく実行された液体ハンドラー10の液体処理動作と、意図しないように、すなわち、誤って実行された液体ハンドラー10の液体処理動作とを説明する。 液体ハンドラー10は、例えば、目詰まり、凝固、破片、泡、フォームのような要因による、意図しないような液体処理動作を検出することのできる十分な能力を有する。 意図しないような液体処理動作をそれらが発生したときに検出することによって、それに関連する検査を無視することができ、検査結果そのものが有効範囲を越えたものとなり、意図しないような液体処理動作であることを示すかもしれないことに頼らなくてもよい。 さらに、これは、オペレータエラーが発生する可能性を減少させることができる。 第１図は、液体ハンドラー10の実施形態を示す。 図示されたこの液体ハンドラー10は、原動機20によって動かされるポンプ18に管16を介して接続された、先端14を有するノズル12を備える。 センサー24を有する圧力変換器
22は、ノズル12とポンプ18との間の管16に流体結合される。 ノズル12は、明確にするために図示しない、適切に構成されたガントリーによって移動可能に支持されてもよく、それによって、ノズル12は、液面30を有する液体
28を保持する容器26へ近づくように移動することができ、かつ、容器26から遠ざかるように移動することができる。 ノズル12、管16、および、ポンプ18は、例えば蒸留水、緩衝液のような液体32を含み、それは、液体28を吸引または分配するのを容易にする。 したがって、圧力変換器22は、液体32と「同調」する。 液体ハンドラー10
の動作を制御し監視するために、圧力変換器22は、演算電子回路34に電気的に接続され、そして、この演算電子回路34は、コントローラ36に電気的に接続される。 コントローラ36は、ポンプ18の原動機20に電気的に接続されるので、ポンプ18および演算電子回路34は、調和して動作することができる。 液体ハンドラー10の１つの特定の構成においては、ノズル12は、硬質の吸引プローブである。 このプローブは、約0.10cm（約0.04インチ）の内径および約18cm（約７インチ）の長さを有し、約0.036cm（約0.014インチ）
の内径および約0.71cm（約0.278インチ）の長さを備えた先端を有する。 この構成においては、管16は、例えば
TEFZELチュービング（Du Pont Co.、Wilmington、DE
から市販されている）のような、小さなコンプライアンスを有するポリマーから製造され、約0.16cm（約0.063
インチ）の内径を備える。 過渡的な圧力変動のダンピングを最小限にするのが望ましければ、管16の軸方向の長さ、具体的には、ノズル12と圧力変換器22との間の長さを、最小限にするかまたはできる限り短くしなければならない。 しかしながら、限定はされないが過渡的な圧力変動を含めてノズル12に流体結合された圧力を、圧力変換器22がほぼ連続的に監視できさえすれば、圧力変換器
22は、どこに配置されてもよいことに注意されたい。 １つの構成においては、圧力変換器22は、Abbott La
boratories、Salt Lake City、UTによって製造された
TransPac IVであってもよい。 一般には、圧力変換器22
は、少なくとも約−14kPa（約−2psig）から約41kPa
（約6psig）までの範囲にある、急激な過渡的圧力変化を感知することができるべきであり、また、とくに、ノズル12を効果的に洗浄することができるように約690kPa
（約100psig）までの超過圧力の能力を有するべきである。 圧力変換器22は、最大約10kHzの素早い応答時間を有するべきである。 圧力変換器22は、管16内の圧力をほぼ連続的に監視し、それによって、管16の過渡的な圧力、すなわち、ノズル12に流体結合された圧力を監視し、それによって、意図しないような吸引および分配をほとんど即座に指示することができる。 ノズル12に流体結合された圧力は、限られた期間内で過渡的に大きく変動する場合がある。 したがって、ノズル12に流体結合された圧力をほぼ連続的に監視するのは望ましいことである。 １つの実施形態においては、管16内の圧力は、約10
00回／秒のレートで監視される。 別の実施形態においては、管16内の圧力は、約100回／秒、10回／秒、１回／
秒、あるいは、任意の適切なレートで監視され、それは、望ましい感度、利用できるコンピュータのメモリーなどの要因によって決定されてもよい。 いずれにせよ、
どのような程度であろうとも関心のある意図しないような液体の動きを特定するために、管16内の圧力がほぼ連続的に監視されることに注意されたい。 １つの構成においては、ポンプ18は、Cavro 3000（Cavro Scientific
Instruments Inc.、Sunnyvale、CA）のようなシリンジポンプである。 これらの特定の構成および以下に説明されるその他の構成は、理解を容易にするためのものであることに注意されたい。 次に、第２図および第３図を参照して、演算電子回路
34の構成を詳細に説明する。 しかしながら、これは、液体ハンドラー10の動作を制御するための考えることのできる構成のほんの１つにすぎないことに注意されたい。
例えば、演算電子回路34を構成するいくつかの部分および／またはそれの機能は、コンピュータ38に組み込まれてもよく、ハードウェアまたはソフトフェアなどの形態で提供されてもよい。 第２図に示されるように、圧力変換器22は、電子バッファー回路40に電気的に接続されているので、管16内の圧力に応答してセンサー24によって生成された電気信号は、バッファー回路40に転送される。 バッファー回路40
の１つの実施形態の詳細な構成図が、第３図に示される。 第３図のバッファー回路40は、圧力変換器22に結合されたブリッジ回路44に、約10Vの直流電圧を供給する電圧源回路42を含む。 ブリッジ回路44の電気出力は、差動増幅器回路46に電気的に接続され、また、差動増幅器回路46は、調整可能なオフセット電圧発生回路48に接続される。 差動増幅器回路46の出力は、電子バッファー回路40の出力である。 差動増幅器回路46の出力電圧は、次のように表現することができる。 V out ＝（2R 3 /（R 5 ＋R 6 ）＋２）（V 2 −V 1 ）＋V A差動増幅器回路46の出力は、アナログ−ディジタル変換器50に電気的に接続される。 アナログ−ディジタル変換器50は、コンピュータ38の一部かまたは別のコンピュータの一部として提供されてもよい。 別の構成においては、アナログ−ディジタル変換器50は、National Inst
ruments of Austin、TXから市販されているATMIO−16
−L9にほぼ類似するものでよい。 図示された実施形態においては、アナログ−ディジタル変換器50の出力は、ディジタルフィルター52に電気的に接続される。 １つの実施形態においては、ディジタルフィルター52は、ディジタルバッタワースフィルターアルゴリズムのようなディジタル低域通過フィルターにほぼ類似するものでよい。 このアルゴリズムは、コンピュータ38によって実行されてもよい。 ある特定の実施形態においては、市販されているソフトウェアパッケージMa
thCAD（MathSoft、Inc.、Cambridge、MAから入手することができる）のフィルターアルゴリズムが使用されてもよい。 別の実施形態においては、フィルタリングは、バッファー回路40に組み込まれたアナログフィルター、あるいはコンピュータ38によって実行される何か別のディジタルフィルターによって実行されてもよい。 ディジタルフィルター52の出力は、エラー検出器54に電気的に接続される。 エラー検出器54は、ソフトウェアルーチン、ハードウェア構成、電気回路など、適切なものであればどのような構成であってもよく、それは、以下に詳細に説明するような液体処理エラー検出タスクを実行する。 いくつかの実施形態においては、エラー検出器54は、コンピュータ38の一部であってもよく、あるいは、分離した信号処理装置かまたはマイクロコントローラであってもよい。 コンピュータ38またはエラー検出器
54は、ポンプ18が圧力変換器22からの信号に応答して動作することを可能にするために、コントローラ36に電気的に接続されてもよい。 液体ハンドラー10の構成が、液体ハンドラー10の動作の説明からより良く理解できるであろう。 この説明は、
理解を容易にするために提供されるものである。 第１図〜第３図を参照すると、１つの動作方法によって、液体32が、ノズル12、管16、圧力変換器22、および、ポンプ18に充填される。 場合によっては、ポンプ18
が、液体ハンドラー10内の液体32を移動させてもよく、
それによって、約５〜10μリットルの量の周囲空気が、
先端14の近辺のノズル12内に配置される。 この量の空気は、容器26からノズル12内に吸引される液体28と、ノズル12内にすでに存在している液体32とを分離するのに使用されてもよい。 また、この手順は、ノズル12内に様々な液体28を積み重ねるのに使用することもできる。 本質的には、試料のような第１の液体28が、ノズル12内に吸引され（以下で説明する）、第１の空気空間によって液体32から分離される。 試薬のような第２の液体28が、ノズル12内に吸引される場合、第２の空気空間が、第２の液体28を第１の液体28から分離する。 そして、第１および第２の液体28は、反応容器のような様々な容器26の第１および第２の液体28に、ノズル12から分配されてもよい。 この手順は、処理能力を増大させるのに使用されてもよい。 液体28を処理するために、ノズル12は、明確にするために図示しない、適切な原動機によって、処理されるべき液体28の表面30の方へ動かされる。 ノズル12は、それの先端14が、容器26内の液体28の表面30の下に十分に入り込む（オフセットされる）ように動かされる。 液体28
の表面30を自動的に検出するのを容易にするために、Ｒ
−Ｆレベル検出、容量レベル検出、および、ニューマチックレベル検出のような適切なレベル検出機構が、ノズル12に動作可能に結合されてもよい。 液体28の表面30とノズル12の先端14とのオフセット距離は、液体の特性、
使用したレベル検出機構、周囲条件などに依存して変化してもよい。 いったんノズル12の先端14が、容器26内の流体28の表面30の下に十分に入り込むと、コンピュータ36が、ポンプ18に結合された原動機20を作動させる。 ほぼそれと同時に、コントローラ36は、圧力変換器22も作動させる。
実施形態によっては、圧力変換器22が作動させられてもよく、それによって、電動機20を作動させる前の第１の時刻と原動機20の動作が終了した後の第２の時刻との間にある、どの時点においても、かつどのような期間においても、ノズル12に流体結合された圧力をほぼ連続的に監視することに注意されたい。 ポンプ18は、所望された量の液体28を、容器26からノズル12の内部に移動させる、すなわち吸引する。 液体28
が、容器26からノズル12の内部へ通過するとき、圧力変換器22のセンサー24が、管16内の圧力をつねに測定しており、ポンプ18の動作から影響を受けるノズル12および管16内の液体28および液体32の流れによって生じる過渡的な圧力変化を検出する。 コントローラ36から原動機20
に送られる、原動機20を作動させるための信号は、センサー24から受け取られると予想される信号に対応する。
これは、センサー24からの信号を解析するのを容易にする。 圧力変換器22のセンサー24によって感知された圧力に応答して、ブリッジ回路44は、電気信号を生成する。 ブリッジ回路44によって生成された電気信号は、バッファー回路40の差動増幅器回路46に送られる。 バッファー回路40は、センサー24によって感知された瞬間的な圧力を表現する増幅された電気信号を生成する。 増幅された電気信号は、コンピュータ38に送られる。 いったん増幅された電気信号がコンピュータ38に送られると、アナログ−ディジタル変換器50は、バッファー回路40から送られた増幅された電気信号の電圧に対応したディジタル信号を生成する。 このように、ディジタル信号は、センサー
24によって感知された圧力を示す。 ディジタル信号は、
ディジタルフィルター52によってフィルタリングされてもよい。 フィルタリングされた信号は、過渡的な圧力信号を監視して、意図したような吸引が発生したかどうかを判定するエラー検出器54によって処理される。 １つの実施形態においては、エラー検出器54は、吸引が開始したこと、および、エラーまたは意図しないような吸引の発生を示すために、センサー24からの信号が監視されるべきであることを示す、コントローラ36からの信号によって作動させられる。 さらに、図示された実施形態の液体ハンドラー10は、
ノズル12から容器26または反応容器のようなその他の何らかの受け器へ分配される液体28を監視するのに使用されてもよい。 上述した段階とほぼ同様に、液体28の分配は、ポンプ18の動作によって開始される。 ポンプ18とほぼ同時に、エラー検出器54が、コントローラ36によって作動させられる。 エラー検出器54は、センサー24によって感知され、センサー24によって送られ、意図したような分配が発生したかどうかを判定するための演算電子回路34によって処理された圧力を示す信号を監視する。 センサー24によって送られた過渡的な圧力信号に基づいて、意図したような吸引および／または分配が発生したかどうかを判定するために、センサー24によって感知されセンサー24から送られた圧力を指示する信号を利用するためのいくつかの方法が存在する。 以下の例において、これらの方法のいくつかが説明される。 これらの例は、理解を容易にするために提供されることに注意されたい。 例において、データは、上述した液体ハンドラーと実質的に同じである液体ハンドラー10の実施形態を用いて収集された。 約50μリットルの量の液体28が、ノズル12
内に吸引され、液体28の流れは、約83μリットル／秒のほぼ定常状態流量に達するまでは、約1563μリットル／
秒／秒のほぼ一定の率で加速された。 また、流れは、約
1563μリットル／秒／秒のほぼ一定の率で減速された。
また、約391μリットル／秒の定常流量と、約26,040μ
リットル／秒／秒の流量加速率および流量減速率とによって、約40μリットルの分配が測定された。 アナログ−
ディジタル変換器50に提供される電気信号が、吸引に先立ってほぼ０ボルトになるように、かつ、意図したような吸引／分配サイクルにおいて演算電子回路34を飽和させないように、演算電子回路34が（利得、しきい値、などを）調整される。 また、この吸引／分配サイクルは、
所望の量の液体28をノズル12内に吸引することと所望の量の液体28をノズル12から分配することとからなるものであった。 演算電子回路34の共通の利得は、約1.4V/kPa
（約9.6V/psi）である。 これらの例においてデータを収集および解析するのに使用されたMathCADソフトウェアの説明が、アペンディックスＡに示される。 以下の例は、アペンディックスＡのセクション１に規定されるパラメータを使用する。 例１ 意図したような吸引および分配のプロファイル 約50μリットルのブタ血清の吸引および約40μリットルのブタ血清の分配が、上述で列挙された流量パラメータでもって実行された。 センサー24からのアナログ圧力信号が、約1000試料／秒のレートでほぼ連続的にサンプリングされ、液体28の吸引および分配の両方の間、センサー24によって感知された瞬間圧力プロファイルを表現するフィルタリングされていない数値データとして記憶された。 この実験を５回繰り返した結果が、第4A図（５
回の吸引）および第4B図（５回の分配）に示される。 これらの図面は、圧力感知方法の再現性を実証するものである。 実際の吸引および分配の間、圧力を抽出および表示するのを容易にするために、吸引および分配の直前および直後における圧力スパイクが、データに人為的に加えられた。 吸引および分配の間、圧力を抽出するのに使用されたMathCADソフトフェアの説明が、アペンディックスＡのセクション２に示される。 これから、関係する液体処理動作が意図したようなものかまたは意図しないようなものかを判定するために、センサー24によって得られたデータから導き出された瞬間圧力プロファイルを予め定められた圧力プロファイルと比較してもよいことは明らかである。 例２ 意図しないような吸引および分配 約50μリットルの吸引の間、ノズル12から容器26を取り去り空気を部分的に吸引することによって、ブタ血清の断続的な吸引が実行された。 その結果として、吸引／
分配サイクルにおける分配サイクル部分も、やはり空気を部分的に分配することを含んだ。 ５回の意図しないような吸引および分配の瞬間圧力プロファイルが、例１の場合と同様に得られ、第5A図（５回の吸引）および第5B
図（５回の分配）に示される。 意図しないような吸引の間、様々な量の空気が吸引された。 意図しないような吸引および分配の間、圧力を抽出するのに使用されたMath
CADソフトフェアの説明が、アペンディックスＡのセクション３に示される。 例３ 圧力プロファイルのディジタルフィルタリング 例１および例２において説明したようにして得られた圧力プロファイルデータは、上述したMathCADディジタルバッタワースフィルターによってフィルタリングされた。 これは、サンプリング周波数×約0.01の遮断周波数（すなわち、約10Hz）を備えた、31個の係数を有するディジタル低域通過フィルターである。 このフィルタリングを実行するのに使用されたMathCADソフトウェアの説明が、アペンディックスＡのセクション４に示される。
このフィルタリングの結果が、第6A図（５回の意図したような吸引および５回の意図しないような吸引）、および第6B図（５回の意図したような分配および５回の意図しないような分配）に示される。 意図しないような吸引および分配は、意図したような吸引および分配のプロファイルからはっきりと区別できる。 例４ 積分によるエラー検出 例としてのエラー検出方法として、意図したようなおよび意図しないようなフィルタリングされた圧力プロファイルデータおよび意図したようなおよび意図しないようなフィルタリングされない圧力プロファイルデータが積分された。 積分は、MathCADソフトフェア（アペンディックスＡのセクション２、３、および５に説明される）を用いて数学的に実行された。 積分の結果が表１に示される。 意図したような吸引および分配の場合の積分結果は、意図しないような吸引および分配の場合の積分結果から統計学的に区別できる。 しかしながら、この方法は、液体の粘度（約１〜14センチポアズの範囲にある）に影響されやすく、そのために、わずかな量（10μ
リットル程度）の吸引および分配の場合にはあまり望ましいものではない。 例５ 平均圧力差によるエラー検出 連続する５つのデータポイントが、シリンジ減速の直前に、意図したようなおよび意図しないようなフィルタリングされた吸引圧力プロファイルのそれぞれからサンプリングされ、そのために、それらのデータポイントは、定常状態の間、センサー24によって感知された圧力を表現する。 また、連続する５つのデータポイントが、
吸引が終了した後にサンプリングされた。 定常状態での吸引における平均圧力と、吸引終了後の平均圧力との差が計算され、許容帯と比較された。 この例においては、
アペンディックスＡのセクション６に説明されるソフトウェアによって実行され、許容帯は、約0.35〜0.55であった。 表２に示されるように、意図したような吸引は、
許容帯内の平均圧力差を示し、意図しないような吸引は、許容帯外の平均圧力差を示した。 例６ 平均値からの圧力差の変動によるエラー検出 定常状態の吸引領域内に存在する、意図したようなおよび意図しないようなフィルタリングされた吸引圧力プロファイルのそれぞれからのデータポイントが、任意の時点でセンサー24によって感知された圧力と、吸引終了後に感知された圧力との瞬間的な差を計算するのに使用された。 これらの値のそれぞれが、定常状態での吸引における圧力と吸引後の圧力との平均差（例５において計算されたような）と比較された。 瞬間圧力差が、特定の許容値よりも大きく平均圧量差と異なる回数が数えられた。 アペンディックスＡのセクション７に説明されるソフトウェアの場合、許容帯は、平均差の両側に約0.1であった。 表３に示されるように、意図したような吸引の圧力プロファイルは、許容帯外へ逸脱した回数は一様にゼロであったが、意図しないような吸引の圧力プロファイルでは、そのような逸脱が多数存在した。 例４〜例６に示されるエラー検出方法は、センサー24
によって測定された圧力プロファイルから、意図しないような吸引および分配を検出するための考えられる多くの方法の中のほんの４つにすぎない。 実施形態によっては、いくつかのエラー検出方法が組み合わせられてもよい。 これらの例は、実施形態の液体ハンドラー10によって収集された圧力データを、吸引および分配におけるエラー検出方法に使用できることを実証するものである。 意図したようなおよび意図しないような吸引および分配の圧力プロファイルは、ポンプ18の加速プロファイルおよび減速プロファイルから直接に影響を受ける。 例えば、ポンプ18の均一なランプ加速およびランプ減速は、
定常状態に達することのない圧力値をもたらす。 ポンプ
18の加速分布および減速分布を変更して、これらのまたはその他のエラー検出方法によって、より簡単にあるいはより高い信頼度で区別されることが可能な、意図したようなおよび意図しないような吸引圧力プロファイルおよび分配圧力プロファイルを実現することができる。 別の実施形態においては、意図したようなあるいは意図しないような液体処理動作を示すために、例えば、ポンプ
18の動き、液面30のレベル感知情報などを、単独かまたはお互いに組み合わせて、あるいは、圧力変換器22の情報と組み合わせて、圧力変換器22以外の液体ハンドラー
10の構成要素からのフィードバックが、使用されてもよい。 例７ 温度補償を備えた積分によるエラー検出 意図したような液体の移動を、意図しないような液体の移動から区別するいくつかの方法は、ノズル12内および管16内の液体32の粘度に影響される場合がある。 とくに、変換器22によってほぼ連続的に監視された圧力の積分は、その結果が液体32の粘度によって変化する場合がある。 液体32の粘度は、液体32の温度の影響を受けることがある。 液体32が水であれば、例えば、液体の粘度は、約15〜
30℃の温度範囲において、約30％ほど変化することがある。 その結果として、積分された圧力は、表４に示されるように、約22％ほど変化することがある。 液体32の温度を考慮しなければ、この変動は、ノズル12内への意図したような液体の移動（この場合、液体の吸引）を、ノズル12内への意図しないような液体の移動（この場合、
空気のみの吸引）から区別する能力を低下させるであろう。 したがって、液体32の温度によって積分された圧力値が変動する影響を抑制する方法を使用するのは望ましいことである。 １つのそのような方法は、液体32の温度測定値を直接または間接に提供するために、液体32の温度、あるいは、液体32の温度を示す箇所の温度を測定することであってもよく、その測定された温度を、吸引が意図したようなものであったかあるいは意図しないようなものであったかを判定するのに使用する。 この方法の１つの実施形態においては、液体32の温度と、吸引された液体の量と、積分された圧力の値との関係は、以下のように決められる。 ∫Ｐ dt＝ａ・Ｖ＋ｂ・Ｔ＋ｃ・Ｖ・Ｔ＋ｄ ここで、Ｖは、吸引量（単位はμリッター）であり、
Ｔは、液体32の温度（単位は℃）であり、ａ、ｂ、ｃ、
および、ｄは、それぞれ、9.99、−0.852、−0.106、および、44.2と経験的に決められた定数である。 積分される圧力は、液体が動かされる前の変換器22からの電気信号から、吸引中のそれぞれの時点における変換器22からの電気信号を引いたものである。 この関係は、以下のような積分された圧力比の計算を可能にする。 積分された圧力比＝∫Ｐ dt/（ａ・Ｖ＋ｂ・Ｔ＋ｃ・Ｖ・Ｔ＋ｄ） これは、意図したような液体の移動に対しては1.0に近い。 約20μリットルの吸引に適用されたこの方法の１
つの実施形態における標本値である表５は、液体32の温度が変化しても、本質的に、積分された圧力比は一定であることを示し、意図したような液体の移動を、意図しないような液体の移動から区別するのを可能にする。 例８ 一定流量補償を備えた積分によるエラー検出 液体32の粘度が変動する影響を抑制するもう１つの方法は、ポンプ18またはその他の何らかのポンプからノズル12を通ってその外へ、液体32が既知の一定流量で流れる期間に、変換器22によって感知されるような流体圧力を示す信号の値を記憶することである。 この一定圧力は、液体の吸引の間に積分された圧力と同様に、液体32
の粘度の関数であり、意図したような液体の移動を、意図しないような液体の移動から区別するのに使用されてもよい。 この方法の１つの実施形態においては、約1000μリットル／秒で液体32が流れ出るときの圧力と、液体の吸引量と、積分された圧力値との間の関係は、以下のように決められた。 ∫Ｐ dt＝ａ・Ｖ＋ｂ・Ｗ＋ｃ・Ｖ・Ｗ＋ｄ ここで、Ｖは、吸引量（単位はμリッター）であり、
Ｗは、液体が動かされる前に感知された圧力信号の値から、約1000μリッター／秒で液体32が管16を通ってノズル12の外へ流れ出るときに測定された圧力信号の値を引いたものである。 パラメータａ、ｂ、ｃ、および、ｄ
は、それぞれ、2.04、−47.03、−3.25、および、−79.
80と経験的に決められた定数である。 この関係は、以下のような積分された圧力比の計算を可能にする。 積分された圧力比＝∫Ｐ dt/（ａ・Ｖ＋ｂ・Ｗ＋ｃ・Ｖ・Ｗ＋ｄ） これは、意図したような液体の移動に対しては1.0に近い。 積分される圧力は、液体が動かされる前の変換器
22からの電気信号から、例えば、約１回／秒、約10回／
秒、約100回／秒、約1000回／秒での吸引中のそれぞれの時点における変換器22からの電気信号を引いたものである。 表６は、液体32の温度が変化しても、本質的に、
積分された圧力比は一定であることを示し、意図したような液体の移動を、意図しないような液体の移動から区別するのを可能にする。 約50μリットルを吸引する場合のデータが以下に示される。 この方法は、圧力変換器22のセンサー24の感度が変動する影響を抑制するというさらなる利点を提供する。 そのような感度の変動は、液体が移動するときに測定される圧力信号と、液体がノズル12を通って一定流量で流れ出るときに測定される圧力信号との両方に影響を及ぼす（演算電子回路34の利得は、２つの測定ごとに異なっていてもよいが）。 表７に示されるように、センサー感度が40％変動しても、積分された圧力比はほんの15％しか変動せず、それは、意図したような液体の移動を、意図しないような液体の移動から区別するためのこの方法の感度を増大させる。 この例が示すように、この方法は３つの段階を備える。 例に基づいてさらに説明すると、ポンプ18が動き始めるのと同時に、ノズル12に流体結合された圧力は、ほぼ連続的に測定される。 圧力は、約１回／秒、約10回／
秒、約100回／秒、約1000回／秒のように、適切であればどのようなレートででもほぼ連続的に監視されてよい。 例えば、既知のほぼ定常状態の流体流量で液体を分配する場合のように、ノズル12に対して第１の液体が移動する間、圧力の監視はずっと継続される。 １つの実施形態においては、流体流量は、約1000μリットル／秒であってもよい。 この液体は、液体32であってもよく、第１の液体の流れは、ノズル12の外へ向かってもよく、それによって、ノズル12および管16を液体32の流れで洗浄するときの圧力が得られる。 第１の液体が移動する間、ほぼ連続的に監視されるその圧力の平均値が計算される。 平均圧力は、例えば液体の吸引のように、ノズル12に対して所定の量の第２の液体を移動させる場合に、上述において、約0.5の比を提供するべく決定されたように、しきい値を計算または決定するのに使用される。 そして、ノズル12に関して第２の液体が移動する間、
変換器22によって、ノズル12に流体結合された圧力が、
同様に、ほぼ連続的に監視される。 第２の液体のこの移動は、ノズル12内へ流れ込むようなものであってもよく、第２の液体は、ポンプ32かまたはその他のポンプによって動かされてもよい。 例えば、そのような第２の液体の移動（例えば、吸引）の間およびその直後（例えば、その約20μ秒後）に、ほぼ連続的に監視された圧力が積分され、その積分された圧力、より詳細には、積分された圧力の比が、液体のその値に対して計算または決定されたしきい値と比較され、吸引が意図したようなものであったかあるいは意図しないようなものであったかが判定される。 しきい値は、固定されたものであってもよく、あるいは、第２の液体の量、第２の液体の個々の特性などの要因に依存して変更されてもよい。 この方法は、管16内の液体32の粘度が変わることによる影響、およびノズル12に流体結合され測定される圧力が、その結果として変動することによる影響を低減するのに使用することができる。 例９ 周波数解析によるエラー検出 意図したようなおよび意図しないような圧力プロファイルデータは、吸引のある期間における周波数スペクトルを得るために、フーリエ変換技術によって解析されてもよい。 そして、最も低い周波数成分が、データエントロピー法（「Mathematics in Medicine and the L
ife Sciences by Hoppensteadt ＆ Peskin、Sprin
ger−Verlag、1992、pages 23−25」に記述されるような）を用いて解析されてもよい。 この方法の１つの実施形態においては、128ミリ秒の圧力データが解析され、
これから、最も低い15個の周波数の値が、データエントロピー技術を用いて解析された。 意図したような液体移動（液体の吸引）の場合の平均エントロピーは、0.024
であり、意図しないような液体移動（空気の吸引）の場合の平均エントロピーは、0.130であり、これは液体の場合の値の５倍以上であった。 APPENDIX A Section 1 以下の資料は、吸引／分配プローブと同調するように配置されたTransPac IV圧力変換器に関するデータである。 検査の設定は、以下の通りである。 1.TransPac IV圧力変換器は、作業流体である蒸留水によって、プローブと同調するように接続された。 すべての泡が、チュービング、シリンジ、および、変換器から取り除かれた。 変換器のための励起電圧は、10Vであった。 したがって、応答は、増幅されないものが0.00036V
/kPa（0.0025V/psi）であった。 2.シータＺブレッドボードシステムは、OMS Indexers
およびIMS Drivers（Microstepping）を使用する。 このシステムを32,000ステップ＝25cm（１インチ）で動作させた。 3.変換器からプローブおよびシリンジから変換器への配管は、（0.076cm ID（0.030″ID））から（0.16cm ID
（0.063″ID））に変更された。 4.Cavro syringeが、250μリットルシリンジとともに使用された。 5.圧力変換器の利得は小さいものであった。
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