FI70481B - Foerfarande foer bestaemning av cellvolymen - Google Patents
Foerfarande foer bestaemning av cellvolymen Download PDFInfo
- Publication number
- FI70481B FI70481B FI803380A FI803380A FI70481B FI 70481 B FI70481 B FI 70481B FI 803380 A FI803380 A FI 803380A FI 803380 A FI803380 A FI 803380A FI 70481 B FI70481 B FI 70481B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- cell
- cells
- light
- zone
- volume
- Prior art date
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 19
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 6
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 150000002540 isothiocyanates Chemical class 0.000 claims 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 95
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 14
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 5
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 3
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000001268 conjugating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N fluorescein-5-isothiocyanate Chemical compound O1C(=O)C2=CC(N=C=S)=CC=C2C21C1=CC=C(O)C=C1OC1=CC(O)=CC=C21 MHMNJMPURVTYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012538 light obscuration Methods 0.000 description 1
- 230000004298 light response Effects 0.000 description 1
- 239000006194 liquid suspension Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- UAJUXJSXCLUTNU-UHFFFAOYSA-N pranlukast Chemical compound C=1C=C(OCCCCC=2C=CC=CC=2)C=CC=1C(=O)NC(C=1)=CC=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C=1N=NNN=1 UAJUXJSXCLUTNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004583 pranlukast Drugs 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
- G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
1 70481
Menetelmä solutilavuuden määrittämiseksi
Keksintö koskee menetelmää solutilavuuden määrittämiseksi biologisessa solunäytteessä.
5 Monilla biologian ja lääketieteen aloilla on tär keätä tietää solun tilavuus. Esimerkiksi punasolujen keskimääräinen solutilavuus (MCV) on eräs taudinmäärityksessä käytettävä vakioparametri.
Eräs tavanomainen ja melko yksinkertainen solujen 10 keskimääräisen tilavuuden määritysmenetelmä on suspensiossa (esim. veressä) olevien solujen sakkauttaminen (laskeuttaminen) ja suspension kokonaistilavuuden sekä tiiviin solusakan tilavuuden mittaaminen. Solutiheys lasketaan erillisellä menetelmällä, ja keskimääräinen solu-15 tilavuus saadaan jakamalla solusakan tilavuus kokonaistilavuuden ja solutiheyden tulolla. Tämä menetelmä on kohtuullisen tarkka mutta ei tarpeeksi tarkka suurta tarkkuutta vaativiin sovellutuksiin, joissa on tehtävä korjauksia solusakan solujen väliin jääneen nesteen vuok-2Q si. Lisäksi itse menetelmä on hankala ja aikaavievä.
Tämän keksinnön päätarkoituksena onkin saada aikaan automaattinen solutilavuuden määritysmenetelmä, jossa soluja ei tarvitse saostaa suspensiosta ja jotka lisäksi eliminoivat virheet, jotka johtuvat epätäydellisestä saos-25 tumisesta. Keksinnön tarkoituksena on edelleen, että saada aikaan menetelmä, joka on nopea, yksinkertainen ja olennaisesti kvantitatiivisesti toistettava.
Suspensiotiivistysmenetelmästä tunnetaan myös kehittyneempi versio, jossa käytetään läpivirtaussoluanaly-30 saattoria eli virtaussytometria. Tällaisia ratkaisuja on esitetty mm US-patenteissa 3 275 834 (Stevens) ja 2 565 508 (Coulter). Niiden tarkoituksena on lisätä solu-tilavuusmittausten nopeutta ja tarkkuutta.
Virtaussytometrilaitteissa suspensiossa olevat solut 35 kulkevat havaintovyöhykkeen läpi, joka synnyttää viestejä 2 70481 solujen eri ominaisuuksien mukaan. Solutiheys on yleensä niin pieni, että havaintovyöhykkeessä on vain yksi solu kerrallaan. Em. Stevensin patentissa havaintovyöhyk-keen määrää valonsäde, kun taas Coulterin patentissa 5 havaintovyöhyke on sähköimpedanssin havaitseva aukko.
Kun havaintovyöhyke on valonsäde, tavanomaiset sytometri-ratkaisut käyttävät tyypillisesti valon hajaantumista tai sammumista solun koon mittana. Nämä optiset viestit riippuvat kuitenkin myös solun koosta ja valontaitekertoimesta 10 solutilavuuden lisäksi, joten niissä esiintyy virhemahdollisuus. Sähköimpedanssin tunnistavaa aukkoa solutilavuuden mittaamiseen käyttävissä laitteissa ilmaisee aukon impedanssin muutos solun tilavuuden, ja tässä menetelmässä syntyy virhettä solun muodon ja sähköresistanssin vuok-15 si. Nykyisin käytössä oleville solutilavuuden virtaussyto-metrimittausmenetelmille on siis ominaista se, että mittaustuloksia huonontavat solujen muut ominaisuudet kuin tilavuus, ja että nämä ominaisuudet havaitaan samanaikaisesti tilavuuden kanssa ja että ne ovat hankalia eristää, 2Q arvioida ja siten myös korjata. Esimerkkinä voidaan mainita, että käytettäessä jompaakumpaa em. patenttien mukaisista ratkaisuista on todennäköistä, että kahdelle solulle, joilla on sama tilavuus mutta eri muoto, saadaan erisuuret tilavuudet.
25 Tämän keksinnön tarkoituksena on käyttää virtaus- sytometrimenetelmää solutilavuuden automaattiseen määrittämiseen, mutta sillä tavalla, että varsinaisen solutilavuuden mittauksen riippuvuus solun muista ominaisuuksista (esim. muoto, taitekerroin, impedanssi) vähenee.
3Q Keksintö koskee menetelmää solutilavuuden määrittä miseksi biologisessa solunäytteessä. Menetelmälle on tunnusomaista, että (a) näytetteessä olevat solut suspendoidaan väliaineeseen, joka sisältää väriainetta, joka määrätyn valostimulaation 35 vaikutuksesta aiheuttaa fluoresenssireaktion ja joka ei 3 70481 tunkeudu eikä oleellisesti tartu soluihin, (b) saatu suspensio johdetaan optisen mittausvyöhykkeen läpi muodostamalla suspensiosta vyöhykkeen läpi kulkevan näytevirran, joka läpimitaltaan on soluja suurempi, 5 mutta rajoitettu niin, että vain yksi solu kerrallaan kulkee vyöhykkeen läpi, johon määrätty valostimulaatio kohdistetaan, (c) vyöhykkeen läpi kulkevien solujen aiheuttaman fluore-senssiemission pieneneminen detektoidaan, ja 10 (d) solutilavuus määritetään detektoidun fluoresenssi- emission pienenemiseen voimakkuuden perusteella.
Tämän keksinnön periaatteellinen perusta on fluo-resoinnin käyttö poissuljettavan tilavuuden merkitsemiseksi. Tämän keksinnön mukaan solut ovat isotoonisessa 15 väliaineessa, jonka sisältämä fluoresoiva väri ei tunkeudu soluihin eikä tartu niiden pintoihin. Solususpensio tuodaan virtaussytometrin läpi, jossa se muotoutuu putkimaiseksi näytevirraksi, joka kulkee fokusoidun valonsäteen läpi. Näytevirran läpimitta on suurempi kuin solu-20 jen, ja näytevirrassa olevat solut kulkevat yksitellen valonsäteen läpi. Näytevirtaa valaisevan valonsäteen aallonpituus on valittu siten, että näytevirrassa oleva fluoresoiva väri virittää tehokkaasti. Näytevirrasta tuleva fluoresenssivalo kootaan sopivilla linsseillä ja suo-25 timilla ja tuodaan ilmaisimeen, joka voi olla esim. mo-nistusvalokenno. Tämän keksinnön mukaisesti, samoin kuin tavanomaisissakin virtaussytometriratkaisuissa, näytevirran ja fokusoidun valonsäteen leikkauskohta määrittää havaintovyöhykkeen. Tämän keksinnön mukaisesti kuitenkin 30 solun poissaollessa havaintoalueelta aiheuttaa näytevirrassa oleva väri tasaisen fluoresenssivalon tason, joka puolestaan aiheuttaa sen, että ilmaisimen lähtöviesti pysyy vakiona. Kun havaintoalueelle tulee solu, havain-toalueella olevan fluoresenssivärin tilavuudesta katoaa 35 solun tilavuutta vastaava osa, jolloin havaintoalueen lä- , 70481 4 hettämän fluoresenssivalon voimakkuus pienenee vastaavasti. Tämä taas ilmenee ilmaisimen lähtöviestin pienenemisenä. Kun solu siis kulkee havaintovyöhykkeen läpi, se aiheuttaa pulssin, jonka amplitudi on verrannollinen 5 solun tilavuuteen.
Kuvio 1 esittää kaupallisesti saatavan virtaussyto-fluorometrilaitteen erästä versiota, ja kuvio 2 on esimerkki tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti aikaansaadusta ihmisen punasolujen tilavuus-10 jakautumasta.
Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti laite, jota voidaan käyttää tämän keksinnön periaatteiden toteuttamiseen. Itse asiassa kuvio 1 esittää tiettyä laitteistoa, jota yhtiö Ortho Instruments (410 University Avenua, 15 Westwood, Massachusetts Q209Q, USA) markkinoi nimellä CYTOFLUOROGRAPII^. Kuvion 1 laitteisto käyttää virtaus-systometrian periaatteita, ja se pystyy havaitsemaan solun fluoresenssivaloreagoinnin erilaisille valaistustyy-peille.
20 Laitteistossa on virtauskanava 106, jossa nestesus- pensiossa olevat solut kulkevat havaintoalueen läpi jonossa nopeaa vauhtia (esim. 2500 solua sekunnissa). Havainto-alueen rajaa soluvirran ja valonsäteen leikkauskohta; tyypillisessä tapauksessa käytetään kaasulaserista saa-25 tavaa tahdistettua valoa. Kun solu kulkee havaintoalueen läpi, se vaikuttaa tulevaan valoon useilla eri tavoilla. Osan valosta se tietenkin imee itseensä, osa valosta heijastuu suhteellisen pienissä kulmissa tulevaan valonsäteeseen nähden, ja osa valosta taas heijastuu tulevan valon-3Q säteen suunnasta melkoisesti poikkeaviin suuntiin, esim. suorassa kulmassa siihen nähden. Solusta itsestään ja sen mahdollisesti aikaisemmasta värjäyksestä riippuen saattaa esiintyä myös fluoresenssivalon emissiota.
Tavanomaisessa käytössä soluvirtaan nähden eri suun-35 tiin asetetut valosensorit havaitsevat tietyn reaktiosar- 5 70481 jän kullekin tietylle solutyypille. Kuviossa 1 on argoni-onilaser 101 sekä heliumneonlaser 102, joiden lähettämä koherentti valo tuodaan peilien 103 ja 104 sekä linssin 105 avulla virtauskanavan 106 havaintoalueeseen. Kuten 5 tekniikan tasosta tiedetään, solunäytevirta kulkee lami-naarivirtauksena nestevirtausputkessa, mikä takaa sen, että vain yksi solu kerrallaan tulee valaistuksi havain-toalueessa. Kun linssistä tuleva valo valaisee kutakin solua tällä tavoin, voidaan tutkia solun ja valon vuorovaiku-10 tusta.
Sammutusanturi 108 havaitsee solun estämän valon määrän, ja valoanturit 109 ja 110 havaitsevat eteenpäin tapahtuvan valon heijastumisen kartiossa, jonka puolikul-ma on 20°. Anturien 108, 109 ja 110 kehittämät sähkövies-15 tit tuodaan vahvistimiin 120 ja 121, jotka muokkaavat viestit amplitudiltaan yms sopiviksi jatkotarkastelua ja/tai esittämistä varten.
Solun lähettämä fluoresenssivalo havaitaan suorassa kulmassa sekä soluvirran suuntaan että tulevan valon 2Q akseliin nähden. Pyöröpeili 25 ja kokoojalinssi 107 keräävät tämän valon suunnilleen kartioksi, jonka puolikulma on 2Q°, ja tuovat sen aukkoon 111, värinerottelupeiliin 112 sekä toiseen peiliin 113. Ensimmäinen värisuodin 114 (joka päästää lävitseen esim. suhteellisen pitkän aallon-25 pituuden omaavaa valoa, esim. punaista) tuo valitun valon erottelupeilistä 112 valoanturiin 117 (joka voi olla esim. monistusvalokenno. Toinen suodin 115 päästää selektiivisesti lävitseen eriväristä valoa (esimerkiksi suhteellisen lyhytaaltoista valoa, esim. vihreää) toisesta peilis-30 tä 113 toiseen valoanturiin 116. Anturien 116 ja 117 säh-köviestit, jotka esiintyvät ko solujen lähettämää valoa vastaavina pulsseina, tuodaan vahvistimiin 118 ja 119 käsittelyä varten.
Anturivalitsin 122 muodostaa vahvistimien 118-121 35 viesteistä tuloshistogrammeja. Eräs hyödyllinen tulostus- 6 70481 muoto on esim. näyttää punafluoresenssin (anturista 117) amplitudi vihreän fluoresenssin anturista 116 amplitudin funktiona. Tällainen histogrammi onkin esitetty näytössä 123, jonka jokainen piste vastaa yhtä solua. Histogram-5 min pisterykelmät esittävät samantyyppisten solujen ryhmiä. Alalla kohtuullisenkin taidon omaaville on ilmeistä, että tällä tavoin voidaan muodostaa histogrammeja, joissa pienen hajaantumiskulman valo esitetään vihreä fluoresenssin funktiona, aksiaalivalon sammumisen funktio-1Q na, tsm.
Tyypillisessä tapauksessa virtauskenno 106 on tehty litteistä kvartsilasiosista, ja siinä on erityismuotoil-tu suihkusuutin ja suppilo, joilla taataan vakaa laminaa-rinen näytevirtaus samankeskisen suojavirtauksen sisällä.
15 Tavanomaisessa ratkaisussa monistinvalokennojen 116 ja 117 muodostamat viestit ovat siis positiivisia pulsseja, jotka johtuvat virtauskanavassa 106 olevan, fluoresoivalla värillä värjätyn solun valaisusta. Tämän keksinnön mukaisesti monistusvalokenno (esim. 116) saa suotimes-2Q ta 115 jatkuvan fluoresenssivaloviestin, ja solun kulkeminen virtauskanavan 106 havaintoalueen läpi aiheuttaa negatiivisten pulssien tuomisen vahvistimeen 118 solun eliminoidessa tai olennaisesti vähentäessä havaintoalueelta tulevaa fluoresenssivaloa. Vahvistin 118 on parempi teh-25 dä negatiivissuuntaiseksi kuin positiivissuuntaiseksi.
Tämä on alalla tavanomaisen kyvykkyyden omaavien helposti hallittavissa.
Tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää erilaisia väriaineita tai fluoresoivia makromole-30 kyylejä. Eräässä edullisessa suoritusmuodossa väriaine tehdään konjugoimalla fluoreseiini-isotiosyanaattia deks-traaniin (FITC-dekstraaniin), jonka molekyylipaino on noin 20 000. Suuret dekstraanimolekyylit estävät värin tunkeutumisen soluun, eikä FITC-dekstraani tartu solujen 35 pintaan. Solususpension sopiva konsentraatio on 0,01-1 7 70481 paino-% FITC-dekstraania. Tällaiselle väriaineelle sopiva valolähde on 488 nm argonlaser, jollainen on mu-kana em. CYTOFLUOROGRAPH -laitteistossa. Solususpension valaiseminen sinisellä argonlaserilla 101 synnyttää vih-5 reän fluoresenssivalon, joka läpäisee värierottelupeilin 112, heijastuu pelistä 113 ja kulkee vihersuotimen 115 läpi ja muunnetaan sähköviesteiksi monistusvalokennossa 116.
Tämän keksinnön periaate perustuu tilavuuden pois-10 sulkemiseen, ja sen mukaisesti fluoresenssinäytevirran on oltava suurempi kuin siinä suspensiossa olevan solun. Muutoin suuremman solun kulkeminen optisen havaintoalueen läpi aiheuttaisi vain solutilavuuden osan poissulkemisen. Kun havaintoalue on sopivasti suurempi kuin sen läpi kul-15 keva solu, tämän havaintoalueesta poissulkeina tilavuus voidaan ilmaista näytevirtaa leikkaavan lasersäteen, näy-tevirran läpimitan ja solutilavuuden funktiona siten, että poissuljettu tilavuusosa on solutilavuus jaettuna lasersäteen korkeuden ja näytevirran poikkipinta-alan tulolla. 20 Jos valonvoimakkuus on tasainen lasersäteen poikkipinnalla, poissuljettu tilavuusosa on suoraan verrannollinen fluoresenssitilavuuspoissulkupulssiin. On kuitenkin todennäköisempää, että lasersäteen valonvoimakkuus ei ole tasainen vaan noudattaa poikkipinnalla esim. Gaussin jakau-25 maa keskustan ollessa voimakkaampi ja voimakkuuden laskiessa reunoille päin. Tällöin on suositeltavampaa ja tarkempaa mitata poissulkupulssien amplitudin lisäksi myös näiden pulssien kertyvä integraali (siis pulssin amplitudia ajan funktiona kuvaavan käyrän alle jäävä ala). 30 Poissulkupulssien integraali esittää tilavuuden poissulku-viestin keskiarvoa epätasaisen valovoimakkuusjakauman omaavaa laseria käytettäessä. Useissa sovellutuksissa on suositeltavaa käyttää solutilavuuden mittana tilavuuden poissulkupulssin integraalia.
35 Tämän toteuttaminen pelkän amplitudiseurannan ase mesta on alaa hallitsevien helposti tehtävissä vaihtamalla 8 70481 esim. vahvistin 118 sellaiseksi, että se integroi monis-tusvalokennosta 116 kanavaa 2 pitkin tulevat pulssit.
Tyypillisessä tapauksessa fluoresenssitilavuuden poissulkupulssien käyttäminen solutilavuuden mittana 5 antaa melko alhaisen signaalikohinasuhteen. Kuviossa 2 on esitetty esimerkkinä ihmisen punasoluja vastaavien fluo-resenssitilavuuden poissulkupulssien jakauma, kun vereen on lisätty edellä esitetyllä tavalla FITC-dekstraania. Kuviossa 2, jossa abskissana on integroitu pulssiampli-1Q tudi ja oordinaattana tapahtumien lukumäärä, eli vastaavan integroidun pulssiamplitudin omaavien solujen lukumäärä, esiintyy pulssiamplitudiakselin alapäässä jyrkkä leikkauskohta, jonka aiheuttaa kuvion 1 mukaisen laitteiston elektroniikka. Voidaan mainita, että ihmisen pu-15 nasolujen tilavuusjakauma on symmetrinen ja noudattaa suunnilleen Gassin jakaumaa.
Näiden havaittujen ja teoreettisten jakaumien ominaisuuksia voidaan tarkastella kvantitatiivisesti määrittelemällä variaatiokertoimeksi (COV) keskihajonnan (stan-20 dardipoikkeaman) suhde keskiarvoon. Jos viestit olisivat kohinattomia, kuvion 2 esittämän jakauman variaatiokerroin olisi 0,15-0,2 (viestien kohinalla on taipumusta suurentaa variaatiokerrointa). Kuvion 2 tiedoille todellinen variaatiokerroin oli 0,8. Kuvion 2 analyysi osoit-25 taa siis, että viesti on kovin kohinainen, joten fluoresenssi-integroinnin ja -analysoinnin elektroniikan ohjaamisessa sekä sen antamien tietojen tulkinnassa esiintyy joitakin vaikeuksia.
Tämän keksinnön erään piirteen mukaisesti voidaan 30 poissulkupulsseja käyttää solutilavuuden mittaamiseen huomattavasti tehokkaammin Hipaisemalla fluoresenssi-integrointi ja -analysointielektroniikka solusta saatavalla riippumattomalla viestillä. Tällaisia riippumattomia viestejä voivat olla esim. anturien 109 ja 110 vastaanottama 35 pienen kulman heijastuma tai peilin 112 ja monistusvalo- 9 70481 kennon 117 havaitsema laajan kulman heijastuma, kunhan vain peili 112 ja suodin 114 muunnetaan heijastumaa (esim. sinistä valoa) havaitseviksi. Itse asiassa kuvion 2 tiedot saatiin Hipaisemalla fluoresenssi- ja analysointi-5 elektroniikka pienen kulman hajaantumaviestillä, joka saadaan samanaikaisesti fluoresenssiviestin kanssa solun kulkiessa lasersäteen poikki. Toisin sanoen antureilla 109 ja 110 tarkkaillaan valoa, jonka solu on hajottanut ja heijastanut kulkiessaan havaintoalueen läpi, ja tätä 10 käytetään vahvistimessa 120 aiheuttamaan sen, että anturi-valitsin 122 ottaa vastaan ja käsittelee vahvistimesta 118 tulevan fluoresenssitiedon. Sama voidaan vaihtoehtoisesti hoitaa vahvistimesta 119 tulevalla laajan kulman hei-jastusyiestillä.
15 Kohinaisia fluoresenssitilavuuden poissulkupulsseja voidaan myös käyttää hyvin tarkasti mittaamaan solujoukon keskimääräistä solutilavuutta, jos tutkittavana on tarpeeksi suuri määrä soluja. Tässä ratkaisussa voidaan käyttää hyväksi tunnettuja tilastollisia yhtäpitävyyksiä määritet-20 täessä mittauksen keskiarvon tarkkuutta. Esimerkiksi keskimääräinen integroitu poissulkuviesti voidaan määrittää 1 % tarkkuudella ja 99 % luotettavuustasolla, jos viestin jakauman variaatiokerroin on 0,8 ja jos analysoitavina on 50 000 solua. Keskiarvo voidaan vastaavasti määrätä tar-25 kemminkin, jos käytettävissä on enemmän soluja.
Joissakin olosuhteissa saattaa esiintyä hajailmiöi-tä, joiden kompensointiin tarvitaan suurta tarkkuutta.
Ensinnäkin viestiin saattaa vaikuttaa tuleva tai fluoresentti valo, jonka solu hajauttaa tai imee. Vaik-30 ka tällainen heijastuminen ja absorptio jääkin yleensä minimaaliseksi, niiden vaikutusta voidaan kuitenkin pienentää. Heijastumailmiöitä voidaan vähentää mahdollisimman paljon valitsemalla virtauskanavassa 106 kulkevan näytteen ja suojanesteen taitekertoimet samaksi kuin solun 35 taitekerroin. Absorptioilmiöitä voidaan taas minimoida 70481 ίο valitsemalla viritys- ja emissioaallonpituudet oikein.
Toiseksi saattaa erittäin tarkkoihin määrityksiin vaikuttaa solun aiheuttama näytevirran häirintä. Jos näy-tevirran läpimitta on vain hiukan solun läpimittaa suu-5 rempi, negatiivista poissulkupulssia saattaa seurata positiivinen pulssi, joka on yleensä suurempi, ja negatiivinen poissulkupulssi yleensä pienempi, solun läpimitan lähestyessä havaintoalueen kokoa.
Äärimmäisessä tapauksessa, kun näytevirta on hyvin 10 pieni, varsinainen poissulkupulssi saattaa olla mitättömän pieni, kun taas sen jäljessä tuleva positiivinen pulssi voi olla suurikin. Mitattavina olevien solujen sekä niiden suhteellisten läpimittojen tuntemus mahdollistaa näytevirran koon valinnan siten, että positiiviset jälki-15 pulssit minimoituvat ja negatiivisten pulssien integroinnin tarkkuus siis säilyy. Positiiviset jälkipulssit voidaan eliminoida myös elektronisilla havainnoinneilla ja liipaisu-korjauksilla, mikä kuitenkaan ei ole yhtä suositeltavaa.
Claims (6)
1. Menetelmä solutilavuuden määrittämiseksi biologisessa solunäytteessä, t unnettu siitä, että 5 (a) näytteessä olevat solut suspendoidaan väliaineeseen, joka sisältää väriainetta, joka määrätyn valostimulaation vaikutuksesta aiheuttaa fluoresenssireaktion ja joka ei tunkeudu eikä oleellisesti tartu soluihin, (b) saatu suspensio johdetaan optisen mittausvyöhykkeen 10 läpi muodostamalla suspensiosta vyöhykkeen läpikulkevan näytevirran, joka läpimitaltaan on soluja suurempi, mutta rajoitettu niin, että vain yksi solu kerrallaan kulkee vyöhykkeen läpi, johon määrätty valostimulaatio kohdistetaan, 15 (c) vyöhykkeen läpi kulkevien solujen aiheuttaman fluore- senssiemission pieneneminen detektioidaan, ja (d) solutilavuus määritetään detektoidun fluoresenssi-emission pienenemisen voimakkuuden perusteella.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n -2Q n e t t u siitä, että detektointivaihe käsittää vyöhykkeestä tulevan fluoresenssiemission voimakkuutta kuvaavan pulssisignaalin muodostamisen, ja että määritysvaihe käsittää pulssisignalain integroimisen keskimääräistä solutilavuutta kuvaavan signaalin muodostamiseksi.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa valostimulaatiosta johtuva valon hajonta vyöhykkeessä olevista soluista detektoidaan ja että detektointi- ja määritysvaiheet perustuvat valostimulaatiosta saatavien 3Q komponenttien detektointiin.
4. Jonkin patenttivaatimusten 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että väriaine on dekstraa-niin konjugoitua fluoreseiini-isotiosyanaattia.
5. Jonkin patenttivaatimusten 1-4 mukainen mene- 12 70481 telmä, tunnettu siitä, että vyöhykettä valotetaan sinisellä värialueella olevalla fokusoidulla kohe-rentilla valolla.
6. Jonkin patenttivaatimusten 1-5 mukainen mene-5 telmä, tunnettu siitä, että näyte saatetaan laminaariseen virtaukseen virtaavan kantajan sisällä, jolloin väliaineen ja kantajan optiset taitekertoimet on valittu solujen taitekertoimen mukaan. 13 70481
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/089,654 US4284355A (en) | 1979-10-29 | 1979-10-29 | Automated method for cell volume determination |
| US8965479 | 1979-10-29 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI803380L FI803380L (fi) | 1981-04-30 |
| FI70481B true FI70481B (fi) | 1986-03-27 |
| FI70481C FI70481C (fi) | 1986-09-19 |
Family
ID=22218861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI803380A FI70481C (fi) | 1979-10-29 | 1980-10-28 | Foerfarande foer bestaemning av cellvolymen |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4284355A (fi) |
| EP (1) | EP0029662B1 (fi) |
| JP (1) | JPS5667756A (fi) |
| CA (1) | CA1144280A (fi) |
| DE (1) | DE3066759D1 (fi) |
| DK (1) | DK154457C (fi) |
| EG (1) | EG14383A (fi) |
| FI (1) | FI70481C (fi) |
| IE (1) | IE50604B1 (fi) |
| IL (1) | IL61354A (fi) |
| NO (1) | NO153548C (fi) |
| ZA (1) | ZA806625B (fi) |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4475236A (en) * | 1981-11-12 | 1984-10-02 | Ortho Diagnostic Systems Inc. | Method for counting overlapping cell populations in a distribution histogram |
| DE3238353A1 (de) * | 1982-10-15 | 1984-04-19 | Max Planck Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Verfahren zur simultanen quantitativen bestimmung der blutzellen und reagenz hierfuer |
| US4553034A (en) * | 1983-12-02 | 1985-11-12 | Westinghouse Electric Corp. | Ion exchange resin intrusion monitor |
| US4636075A (en) * | 1984-08-22 | 1987-01-13 | Particle Measuring Systems, Inc. | Particle measurement utilizing orthogonally polarized components of a laser beam |
| US4661913A (en) * | 1984-09-11 | 1987-04-28 | Becton, Dickinson And Company | Apparatus and method for the detection and classification of articles using flow cytometry techniques |
| JPH0660875B2 (ja) * | 1985-03-27 | 1994-08-10 | 東亜医用電子株式会社 | フローサイトメータ |
| SU1376042A1 (ru) * | 1985-05-12 | 1988-02-23 | Институт физики АН БССР | Лазерный флуориметрический детектор дл микроколоночной хроматографии |
| GB8523747D0 (en) * | 1985-09-26 | 1985-10-30 | Vg Instr Group | Fibre size monitor |
| US5123731A (en) * | 1988-02-01 | 1992-06-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Particle measuring device |
| US5022062A (en) * | 1989-09-13 | 1991-06-04 | American Science And Engineering, Inc. | Automatic threat detection based on illumination by penetrating radiant energy using histogram processing |
| NO894680L (no) * | 1989-11-24 | 1991-05-27 | Flowtech A S V Harald Steen | Pulsmodulasjon av eksitasjonslyskilden i vaeskestroemcytofotometere. |
| JP3049254B2 (ja) * | 1990-02-08 | 2000-06-05 | シスメックス株式会社 | 2種類の光源を備えた光学式粒子分析装置 |
| US5212393A (en) * | 1990-03-19 | 1993-05-18 | Horiba, Ltd. | Sample cell for diffraction-scattering measurement of particle size distributions |
| JP2694304B2 (ja) * | 1990-03-19 | 1997-12-24 | 株式会社 堀場製作所 | 光回折、散乱式粒度分布測定装置 |
| US5037202A (en) * | 1990-07-02 | 1991-08-06 | International Business Machines Corporation | Measurement of size and refractive index of particles using the complex forward-scattered electromagnetic field |
| CA2104156A1 (en) * | 1992-09-04 | 1994-03-05 | Robert Alan Hoffman | Method and apparatus for fluorescence pulse area/peak size parameter measurement for cell analysis using whole blood |
| US5371016A (en) * | 1993-04-26 | 1994-12-06 | Becton, Dickinson And Company | Detecting biological activities in culture vials |
| US5902732A (en) * | 1995-10-04 | 1999-05-11 | Cytoscan Sciences Llc | Drug screening process measuring changes in cell volume |
| US6573063B2 (en) * | 1995-10-04 | 2003-06-03 | Cytoscan Sciences, Llc | Methods and systems for assessing biological materials using optical and spectroscopic detection techniques |
| WO1998034094A1 (en) | 1997-01-31 | 1998-08-06 | The Horticulture & Food Research Institute Of New Zealand Ltd. | Optical apparatus |
| US6071689A (en) | 1997-12-31 | 2000-06-06 | Xy, Inc. | System for improving yield of sexed embryos in mammals |
| US6149867A (en) | 1997-12-31 | 2000-11-21 | Xy, Inc. | Sheath fluids and collection systems for sex-specific cytometer sorting of sperm |
| US5948686A (en) * | 1998-03-07 | 1999-09-07 | Robert A. Leuine | Method for performing blood cell counts |
| DE69922303T2 (de) * | 1998-08-07 | 2005-05-25 | Sysmex Corp. | Mehrfachlichtquelle und sie benutzendes optisches System |
| DE19948587A1 (de) * | 1999-10-08 | 2001-04-12 | Dade Behring Marburg Gmbh | Spektralphotometrische und nephelometrische Detektionseinheit |
| US7208265B1 (en) | 1999-11-24 | 2007-04-24 | Xy, Inc. | Method of cryopreserving selected sperm cells |
| US6359683B1 (en) * | 2000-04-27 | 2002-03-19 | Becton, Dickinson And Company | Method for determining the volume of particles suspended in liquids |
| AU2002237689B2 (en) | 2000-11-29 | 2008-01-10 | Xy, Llc. | System to separate frozen-thawed spermatozoa into X-chromosome bearing and Y-chromosome bearing populations |
| US7713687B2 (en) | 2000-11-29 | 2010-05-11 | Xy, Inc. | System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations |
| US6717657B2 (en) * | 2001-01-02 | 2004-04-06 | Becton, Dickinson And Company | Apparatus for measuring the volume of individual red blood cells |
| US6714287B2 (en) * | 2001-01-02 | 2004-03-30 | Becton, Dickinson And Company | Apparatus for determining the volume of single red blood cells |
| US6633368B2 (en) * | 2001-01-02 | 2003-10-14 | Becton, Dickinson And Company | Method for determining the volume of single red blood cells |
| US6633369B2 (en) * | 2001-01-03 | 2003-10-14 | Becton, Dickinson And Company | Method for measuring the volume of individual red blood cells |
| US20040090613A1 (en) * | 2002-07-17 | 2004-05-13 | Goix Philippe J. | Method for measuring the volume of cells or particles |
| EP2275533B9 (en) | 2002-08-01 | 2016-10-19 | Xy, Llc | Method of assessing sperm cells |
| US8486618B2 (en) | 2002-08-01 | 2013-07-16 | Xy, Llc | Heterogeneous inseminate system |
| MXPA05001654A (es) | 2002-08-15 | 2005-10-18 | Xy Inc | Citometro de flujo de alta resolucion. |
| US7169548B2 (en) | 2002-09-13 | 2007-01-30 | Xy, Inc. | Sperm cell processing and preservation systems |
| DE602004024874D1 (de) | 2003-03-28 | 2010-02-11 | Inguran Llc | Eschlechts-sortierten tierspermien |
| JP4598766B2 (ja) * | 2003-04-29 | 2010-12-15 | エス3アイ, エル エル シィ | 生物学的微粒子及び非生物学的微粒子を検出し且つ分類するためのマルチスペクトル光学方法及びシステム |
| US20060263829A1 (en) | 2003-05-15 | 2006-11-23 | Evans Kenneth M | Efficient haploid cell sorting flow cytometer systems |
| US7268881B2 (en) * | 2004-02-17 | 2007-09-11 | The Curators Of The University Of Missouri | Light scattering detector |
| EP2801363B1 (en) | 2004-03-29 | 2018-02-21 | Inguran, LLC | Process for storing sorted spermatozoa |
| AR049732A1 (es) | 2004-07-22 | 2006-08-30 | Monsanto Co | Proceso para enriquecer una poblacion de celulas de esperma |
| US7528951B2 (en) | 2006-03-23 | 2009-05-05 | Hach Company | Optical design of a measurement system having multiple sensor or multiple light source paths |
| US20100297747A1 (en) * | 2007-10-25 | 2010-11-25 | Manalis Scott R | System and method for monitoring cell growth |
| CN101925809B (zh) | 2007-12-04 | 2013-03-27 | 粒子监测系统有限公司 | 用于粒子检测的二维光学成像方法和系统 |
| WO2009152321A1 (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-17 | The Curators Of The University Of Missouri | Liquid chromatography detector and flow controller therefor |
| EP2304020B1 (en) | 2008-06-30 | 2018-11-07 | Microbix Biosystems Inc. | Method and apparatus for sorting cells |
| WO2010126838A1 (en) | 2009-04-27 | 2010-11-04 | Abbott Laboratories | Method for discriminating red blood cells from white blood cells by using forward scattering from a laser in an automated hematology analyzer |
| US8665439B2 (en) * | 2009-06-30 | 2014-03-04 | Microbix Biosystems, Inc. | Method and apparatus for limiting effects of refraction in cytometry |
| US8906308B2 (en) | 2010-01-15 | 2014-12-09 | Abbott Laboratories | Method for determining volume and hemoglobin content of individual red blood cells |
| MX338778B (es) | 2011-02-15 | 2016-05-02 | Microbix Biosystems Inc | Metodos, sistemas y aparato para realizar citometrias de flujo. |
| CN103765195B (zh) * | 2011-08-26 | 2018-06-01 | 奥林巴斯株式会社 | 利用光分析的单个粒子检测装置、单个粒子检测方法以及单个粒子检测用计算机程序 |
| PL3150988T3 (pl) | 2015-10-01 | 2021-08-30 | Nanotemper Technologies Gmbh | System oraz sposób optycznego pomiaru stabilności i agregacji cząstek |
| EP4162254A4 (en) * | 2020-06-03 | 2024-06-05 | Kinetic River Corp. | CONFIGURABLE PARTICLE ANALYZER DEVICES AND METHODS |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3275834A (en) * | 1963-04-01 | 1966-09-27 | Daniel S Stevens | Apparatus for analyzing the size and number of particles in suspension |
| FR2175395A5 (fi) * | 1972-01-28 | 1973-10-19 | Sartorius Membranfilter Gmbh | |
| US3883247A (en) * | 1973-10-30 | 1975-05-13 | Bio Physics Systems Inc | Method for fluorescence analysis of white blood cells |
| US3923397A (en) * | 1974-05-29 | 1975-12-02 | Dolive Stephen E | Hematocrit measuring method |
| US3946239A (en) * | 1975-01-24 | 1976-03-23 | The United States Of America As Represented By The United Energy Research And Development Administration | Ellipsoidal cell flow system |
| DE2656654C3 (de) * | 1976-12-14 | 1981-02-12 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaftense.V., 3400 Goettingen | Vorrichtung zur Messung des Volumens und bestimmter optischer Eigenschaften von Partikeln |
| US4097237A (en) * | 1977-03-04 | 1978-06-27 | Technicon Instruments Corporation | Determination of cells in blood |
| US4172227A (en) * | 1978-07-21 | 1979-10-23 | Becton, Dickinson And Company | Flow microfluorometer |
-
1979
- 1979-10-29 US US06/089,654 patent/US4284355A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-07-30 DK DK328680A patent/DK154457C/da not_active IP Right Cessation
- 1980-07-31 CA CA000357440A patent/CA1144280A/en not_active Expired
- 1980-08-18 JP JP11277980A patent/JPS5667756A/ja active Granted
- 1980-10-27 EG EG655/80A patent/EG14383A/xx active
- 1980-10-27 IL IL61354A patent/IL61354A/xx not_active IP Right Cessation
- 1980-10-28 EP EP80303818A patent/EP0029662B1/en not_active Expired
- 1980-10-28 IE IE2230/80A patent/IE50604B1/en not_active IP Right Cessation
- 1980-10-28 ZA ZA00806625A patent/ZA806625B/xx unknown
- 1980-10-28 FI FI803380A patent/FI70481C/fi not_active IP Right Cessation
- 1980-10-28 DE DE8080303818T patent/DE3066759D1/de not_active Expired
- 1980-10-28 NO NO803212A patent/NO153548C/no unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IL61354A (en) | 1984-09-30 |
| NO153548C (no) | 1986-04-09 |
| IE802230L (en) | 1981-04-29 |
| NO803212L (no) | 1981-04-30 |
| DK328680A (da) | 1981-04-30 |
| EG14383A (en) | 1984-09-30 |
| FI70481C (fi) | 1986-09-19 |
| IE50604B1 (en) | 1986-05-28 |
| JPH0139066B2 (fi) | 1989-08-17 |
| DK154457B (da) | 1988-11-14 |
| FI803380L (fi) | 1981-04-30 |
| US4284355A (en) | 1981-08-18 |
| CA1144280A (en) | 1983-04-05 |
| DE3066759D1 (en) | 1984-04-05 |
| IL61354A0 (en) | 1980-12-31 |
| EP0029662A1 (en) | 1981-06-03 |
| NO153548B (no) | 1985-12-30 |
| DK154457C (da) | 1989-04-10 |
| EP0029662B1 (en) | 1984-02-29 |
| ZA806625B (en) | 1982-05-26 |
| JPS5667756A (en) | 1981-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI70481B (fi) | Foerfarande foer bestaemning av cellvolymen | |
| US20250369865A1 (en) | Disposable chip-type flow cell and flow cytometer using the same | |
| US3788744A (en) | Method and apparatus for photoanalysis | |
| US3705771A (en) | Photoanalysis apparatus | |
| US4352558A (en) | Apparatus for measuring particle characteristics | |
| US4765737A (en) | Cell size measurements using light in flow cytometry and cell sorting | |
| EP0652428B1 (en) | Particle analyzer | |
| US7847923B2 (en) | Differentiation of flow cytometry pulses and applications | |
| US3785735A (en) | Photoanalysis method | |
| EP0099266B1 (en) | Limited volume method and apparatus for particle counting | |
| US3873204A (en) | Optical extinction photoanalysis apparatus for small particles | |
| JPS586445A (ja) | 粒子量と螢光特性の同時測定分析装置 | |
| HK53796A (en) | Apparatus for counting and determination of at least one leucocyte-subpopulation | |
| JPH05180751A (ja) | 粒子画像分析装置 | |
| Steen | A microscope-based flow cytophotometer | |
| Gray et al. | A new method for cell volume measurement based on volume exclusion of a fluorescent dye | |
| JPH0660875B2 (ja) | フローサイトメータ | |
| Kuzmin et al. | Optical density measurement of ultramicrovolumes of liquid | |
| US20040090613A1 (en) | Method for measuring the volume of cells or particles | |
| JPH02145941A (ja) | 細胞分析装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |
Owner name: ORTHO DIAGNOSTICS, INC. |