JP2003526081A - 血球計数を行うための使い捨て装置 - Google Patents
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Abstract
Description
料を保持する容器に関する。
を実質的に希釈する必要がある。例えば、典型的な化学分析では、実質的に希釈
した試料を、評価用の寸法が既知で光路が一定である透明なキュベットに入れる
必要がある。キュベットは、研磨したまたはそうでなければ密着性に耐えるガラ
スまたは硬アクリルから作ることができる。また、キュベット中の光路の精度を
保証するために必要な密着抵抗性のために、キュベットは望ましくないほど高価
となる。血液分析では、実質的に希釈した試料は典型的に光学的フローサイトメ
ーター内部のフローセルの中を通過するか、またはインピーダンスタイプのフロ
ーサイトメーターではインピーダンス開口部の中を通過する。ほとんどのフロー
サイトメーターには、試料を希釈するため、フローセル中の試料の流速を制御す
るための機械的サブシステム、そして希釈した試料を評価するための多数のセン
サーが必要である。血液学測定に関連した特殊な問題は、計数しなければならな
い粒子の動的範囲が広いことである。赤血球(RBC)は、最も数が多く、約4
.5×106個/μlであり、次に多いのが血小板で約0.25×106個/μl
、そして白血球(WBC)で0.05×106個/μlである。完全な分析では
、全ての細胞または粒子を計数しなければならないため、細胞/粒子の範囲は少
なくとも2希釈レベルを必要とする。多数回希釈の実施能によって、機械の複雑
さは望ましくないほど増加する。当業者は、配管からの漏出および液体制御の誤
較正による不正確さを含む、フローサイトメーターに関連した短所を認識するで
あろう。上記分析のいずれにおいても、オペレーター(または装置そのもの)は
、装置から生体液体試料を取り除いて、次の分析の汚染を防止するために装置を
十分に洗浄しなければならない。双方の分析において必要とされる実質的な希釈
もまた、誤差の可能性、分析の複雑さ、および分析あたりの費用を増加させる。
の問題を最小限にする。一つの化学分析法では、生体液体試料を柔軟な密封袋に
入れて、これを分析の間維持する。このアプローチでは、配管、流量制御および
容器洗浄の必要性がないが、大きい希釈容積を必要とし、標準的な光透過測定に
制限される。上記の方法では、光路の寸法を分析装置によって制御して、測定時
に分析装置が柔軟な袋を所望の厚さのキュベットに形成する。その他の類似の「
湿潤化学」システムは特別に製造された厚みを有する硬い分析用キュベットを用
いる。生体液体試料に化学分析を行うためのその他の方法は、1つまたは多数の
試験被膜基体を用いている。試験被膜基体はまた、希釈、流量制御等に関連した
問題を回避するが、なおも正確な試料の測定を必要とし、これも、光の反射を用
いる分析に限定される。試験被膜基体法はさらに、関連する使い捨て容器が常に
同じ位置に存在する分析領域を有する必要があるため、さらに制限される;所望
の情報が既定の分析領域に存在しない場合、試験被膜体は有用な情報を生じない
。使い捨て試料分析チャンバーを用いる血液分析法には、ヘマキュー(登録商標
)およびQBC(登録商標)が含まれる。ヘマキュー(登録商標)システムは小
さいキュベットを用いてヘモグロビンを測定する方法である。ヘマキュー(登録
商標)法は意図する目的にとって特に有用であるが、全血の微粒子構成成分を測
定することができない。QBC(登録商標)システムはアメリカ、ニュージャー
ジー州フランクリンレークスにあるベクトン・ディッキンソン社の登録商標であ
り、円柱型のチューブに血液試料を入れて、チューブおよび試料を所定の時間遠
心することを含む。遠心プロセスによって、それらの密度に応じて液体試料成分
は分離する。チューブ内に配置された浮きによって、それぞれの層内の構成成分
の評価が容易になる。特殊な血液検査は、バイオメトリック・イメージングによ
って得られる装置内での走査可能な光の窓を用いた使い捨ての試験計において行
ってもよい。この装置では、実質的に未希釈の全血試料を寸法が既知で一定であ
る毛細管に入れて、これにレーザースキャンを行ってこれによって幾つかのサブ
タイプのWBCを同定する。バイオメトリック・イメージング法はまた、それが
全血の他の構成成分を測定することができないという点からも制限される。
ンのような蛋白質を測定する。これらの試験はしばしば、ラテックスのような感
作された粒子と試料とを混合することによって行われ、これが関係蛋白質の存在
下で凝集する。より定量的な免疫学的分析を行うもう一つの方法は、ELISA
のような酵素に結合した色の変化を用いることである。これらの方法は全て、専
用の装置上で行われる。
相に分けられる:試料の容量および/または化学特性の定量、ならびに試料内の
微粒子の分析。これらの分析は明確に異なる原理を必要とし、通常別々に行われ
る。双方のタイプの分析を行うことができる大きく複雑な装置があるが、それら
は極めて高価であり、適度のメンテナンスと操作者の熟練を必要とする。
免疫学的、および血清学的分析を行うことができない。そのために、化学分析を
行うための専用装置および血液分析を行うための専用装置を購入する必要があっ
た。同様に、様々なタイプの装置を操作する技術者を訓練し、装置に実験室空間
とメンテナンスを提供する必要があった。また、分析を組み合わせることが有利
である場合でも、それらを分析するために同じ装置において血液分析と化学分析
とを組み合わせることは不可能であった。例えば、貧血を測定する分析では、試
料に、血液学的分析(例えば、ヘモグロビン、ヘマトクリット、および網状赤血
球数)と化学または免疫化学分析(例えば、鉄もしくはフェリチン、および/ま
たはビタミンB12または葉酸塩の定量)との双方を行うことが好ましい。その
結果、臨床技術者は様々な試料を分離して、しばしば別の研究室に存在する異な
る機器に運ばなければならず、それによってプロセスの非効率性が増加すると共
に、試料の喪失または誤同定の可能性が増加する。同様に、分析結果が同時に得
られない可能性があり、それによって分析結果の解釈の複雑さが増加する。
限定しない、多数の分析のために用いることができる生体液体試料を保持する容
器であり、共通のオペレーターインターフェースを示す一つの機器において同じ
試料について多数の分析を行うことができる容器、実質的に未希釈の生体液体試
料について実施可能な容器、容器内に試料を導入する方法が一連のそれぞれの分
析について類似である容器、そして使い捨てのように効率よく用いることができ
る容器である。
可能にする、特に定量的画像分析を用いて個々に存在する、または集団で存在す
る構成成分の分析を可能にする、生体液体試料を保持する容器を提供することで
ある。
報を必要とする分析、および試料の微粒子含有量に関連した情報を必要とする分
析について実施可能である、分析のために生体液試料を保持する容器を提供する
ことである。
び尿分析を含むがこれらに限定しない多数の分析原理において実施可能である、
分析のために生体液体を保持する容器を提供することである。
の厚さを空間座標に相関させることができる、多様な寸法の分析チャンバーを含
むことができる容器を提供することである。
、多数の分析において用いられる感知された情報を解釈するために、単一の機器
のみを必要とし、それによって訓練および研究室の品質管理要件が減少する、生
体液体試料を保持する容器を提供することである。
のために生体液体試料を保持する容器を提供することである。
析のために生体液体試料を保持する容器を提供することである。
可能である生体液体試料を保持する容器を提供することである。
り扱うことができる、生体液体試料を保持する容器を提供することである。
ラ、またはその他のデジタル造影装置/解像装置による造影に適した分析領域を
含む、生体液体試料を保持する容器を提供することである。
持し、必要であれば、分析領域に上記試料を放出することができる、生体液体試
料を保持する容器を提供することである。
情報を提供する印を有する、生体液体試料を保持する容器を提供することである
。
を保持する容器が提供される。チャンバーには、第一の壁、透明な第二の壁、お
よびチャンバー内に空間的に位置する特徴を含む多数の特徴が含まれる。透明な
第二の壁は、第二の壁を通じて、チャンバー内に静かに存在する液体試料が造影
できるようにする。特徴は例えば、化学成分を分析する領域、微粒子を分析する
高さおよび大きさの異なるチャンバー、ならびに分析の較正または品質管理を可
能にする領域を含んでもよい。特徴はまた、すぐに作業を行えるように分析装置
をセットアップ、調節、および/または較正するために有用な情報を含んでもよ
い;例えば、フィルターの配置、レンズの調節等。ラベルは直接または間接的に
、特徴およびチャンバー内の特徴の空間的位置に関する情報を含む。試料は、ラ
ベルによって伝えられる情報を利用する分析装置によって分析する。
出願番号 (代理人文書番号UFB−017)の主題である。簡単に説明す
ると、参照されるように、「生体液の実質的に未希釈試料を分析する装置(Ap
paratus for Analyzing Substantially
Undiluted Samples of Biologic Fluids
)」には、読みとりモジュール、輸送モジュール、およびプログラム可能な分析
装置が含まれる。読みとり装置には、容器内の場を造影するために操作すること
ができる光学装置、および容器に取り付けたラベルを通じて情報にアクセスする
装置が含まれる。輸送モジュールには、読みとりモジュールに対して容器を移動
させる、またはその逆を行う装置が含まれる。プログラム可能な分析装置は、多
様な分析アルゴリズムに従って、読みとりモジュールと輸送モジュールの操作を
協調して行うために説明書によってプログラムされる。分析アルゴリズムを用い
るものは、容器のラベルを読みとることによって決定される。
学的分析を含むがこれらに限定しない多様な分析について実施可能である点であ
る。さらに、本装置は同じ分析装置において同じ試料について多数の分析を行う
ことができる。幾つかの伝統的な分析法は、キュベットに光を通過させ、キュベ
ットを横切る、またはキュベットから放出される光を解釈して分析データを提供
する。試料成分を分析するために被膜基体を用いる方法のようなその他の方法は
被膜層からの反射光を利用する。これらのタイプの方法を用いて利用することが
できるデータは比較的均一であり、如何なる空間的情報も含まない。このように
、それらは試料の容積特性を分析するために有用であるが、このことはそれらの
特性が溶液または懸濁液中に均一に分布することを意味しており、試料内の個々
の微粒子材料に関して有用なデータを引き出すことができない。空間的情報がな
いために、所定の試料に関して可能な試験数は制限される。例えば、上記キュベ
ットを用いて試料の吸光度を調べると、試験パラメータは特定の成分に関する情
報を提供するが、細胞成分を特徴付けするために必要な情報は提供しないであろ
う。対照的に本発明の容器は、試料内に静かに存在する試料から、読みとりモジ
ュールが空間的情報と定量的測光情報の双方を抽出することができるようにする
特徴を含む。双方のタイプの情報を分析することができることによって、機器と
使い捨ての組合せにより大量の異なる成分を分析し、その結果はるかに多くの試
験を実施することができるようになる。
つかの理由から重要である。第一に、同じ数の分析を行うために必要な機器の数
が有意に減少する。その装置を調達および維持する費用も同様に減少することに
なる。同様に、機器を操作するために必要な人員の訓練も減少する。もう一つの
理由は、原理の異なる分析を行うことができる装置によって提供される用途の広
さである。多くの診療所および研究所は現在、個々の分析原理に関して利用でき
る試験装置を設置するだけの事務所の空間および費用を持ち合わせていない。し
かし、用途の広い本発明を用いると、本発明が必要とする空間が比較的小さいこ
とと費用が安価であることから、より大きい院内分析能を得ることが可能であろ
う。
配置するための使い捨て容器を提供する点である。本発明の容器は、分析装置と
は独立しており、安価で、容易にローディングでき、自動分析装置によって容易
に取り扱うことができる。これらの特徴により、本容器は望ましい使い捨て容器
となる。使い捨てであるため、本発明により、それぞれの使用後の試料チャンバ
ーを洗浄する必要はなくなり、したがって、前回の試料が混入する機会がなくな
る。また、本発明の容器の使い捨て特徴により、全ての液体との接触を最小限に
することによって、試験オペレーターが生体液体試料を安全に取り扱うことが容
易となる。
はなくて比較的少量の生体液体を使用することである。当業者は、比較的大量の
希釈試料を必要とするほとんどのフローサイトメーターに関連した配管と液体制
御とがなくなるという長所と共に、希釈段階、希釈ハードウェア、および希釈剤
の必要がなくなるという長所を認識するであろう。
持して、その試料を必要であれば分析領域に選択的に放出することができること
である。その結果として、時間に依存するそれらの分析は、本発明を用いて実施
することができる。
うに、その最善の態様の詳細な説明に照らして明らかとなるであろう。
つのチャンバー12、ラベル14、リザーバー16、チャンネル18、および弁
20が含まれる。容器10は、後で述べる分析装置(示していない)による試料
の分析を可能にするように、生体試料を保持する。図1〜3に示す容器10の態
様には、互いにパチンと閉じる第一の小片22および第二の小片24が含まれる
。チャンバー10は、第一の小片22に配置された第一の壁26および第一の小
片22と第二の小片24との間に固定された透明な第二の壁28を含む。幾つか
の態様において、第一の壁26もまた、それによってチャンバー12を通って容
器10に光を通過させるように透明であってもよい。チャンバー12は、如何な
る所定の点においても平面間の厚み(「t」)を有する。図6は、体積と平面間
の厚みとの関係をよりよく説明するためにチャンバー内の場の概略図を示す。本
明細書において用いるように、「平面間の厚み」という用語は、第一の壁26の
チャンバーの内側表面30と第二の壁28のチャンバーの内側表面32との間の
最短距離に対応する一連の視域を指す。リザーバー16は、典型的に生体液体試
料50μlを有し、好ましくはリザーバー16を密封するためのキャップ34お
よび試料を均一な懸濁液に維持するよう作用するボールのような混合エレメント
36を含む。チャンネル18はリザーバー16とチャンバー12の間に伸びる。
弁20は、リザーバー16とチャンバー12の間で、リザーバー16からチャン
バー12に液体が選択的に流れるように作用する。本明細書において用いるよう
に、「弁」という用語は、選択的に流れを防止する可動部分を含む構造のみなら
ず、選択的に流れさせる構造を含む。図1および3〜5に示す弁20は、リザー
バー16に隣接する一対の間隙38を含み、分析装置の一部であるロッド40に
よって操作する。間隙38によって、ロッド40はリザーバー16を小片22か
ら短い距離離すことができ、それによって生体液体がチャンネル18を通過して
チャンバー12に入ることができる開口部が提供される。最適な弁20のタイプ
は応用に応じて変化するであろう。チャンバー12が一つ以上存在するそれらの
態様において(図5を参照のこと)、それぞれのチャンバー12はチャンネル1
8を通じてリザーバー16につながっている。リザーバー16と弁20は、後で
述べるように時間が問題である場合に、分析にとってかなり有用となる。しかし
、場合によっては、リザーバー16および/または弁20を有しない容器10を
提供することが都合がよいかも知れない。
可能にするために操作することができる複数の特徴を含み、そのいくつかはチャ
ンバー12に存在する。チャンバー12内に存在する形状は空間的に位置して、
それぞれが例えばx、y、z座標に記述することができるアドレスを有する。x
、y、zタイプの座標アドレスシステムの長所は、チャンバーの容器に対して分
析装置を向ける特定可能な起点をx、y、z格子にマッピングすることができる
ことである。「生体液体の分析を行うために実施可能である」という句は、分析
装置が有用な分析情報を提供できるようにする情報を、特徴が直接または間接的
に提供するという事実を記述するために用いられる。例えば、ほとんどの分析は
、試料の容積または平面間の厚みのいずれかが既知である必要がある。これ以降
、本明細書において用いられる「容積」という用語は、所定の画像場の容積は平
面間の厚みを用いて確認することができるために、またはその逆であるために、
この要件を指す。例えば、蛍光光源を用いて試料を画像化する場合、蛍光シグナ
ルは容積あたりの着色剤の関数であるために、有用な情報を直接提供するのは場
の容積である。一方で、吸光技術を画像化に用いる場合、吸収は場の平面間の厚
みの関数であるため(すなわち、光が試料の中を通過する距離)、場の容積は必
要な有用な情報を間接的に提供する。平面間の厚みは、感知された容積および分
析装置の既知の場領域から容易に決定することができる。それらの分析を可能に
するために、特徴は試料内の1つまたはそれ以上の選択場の容積を決定する手段
を含む。
する手段に関する最初の態様において、チャンバー12の第一の壁26および第
二の壁28、またはその一部は、互いに固定された関係にあり、それぞれの壁2
6、28の勾配値とチャンバー12の平面間の厚みは既知であり、ラベル14(
ラベル14については下記に詳細に記載する)によって分析装置に示される。壁
26、28(または壁26、28の一部)について可能性がある形状には、既知
の量離れた平行な壁(すなわち勾配=0)、および既知の量離れているが、互い
に一定角度である(すなわち勾配≠0)壁26、28が含まれる。
;1)生体液体試料の既知量と混合するための既知量の検知可能着色剤;2)特
定の分析を細線に行うチャンバー12領域;3)分析装置にとって最適な領域に
位置する空間的情報、が含まれる。本明細書において用いられるように、着色剤
という用語は、分析装置によって定量することができる蛍光放出、または特定の
波長での光の吸収によって、感知可能なシグナルを生じる何らかの試薬として定
義する。着色剤はラベル14を通じて分析装置に示される着色剤濃度比に対して
既知のシグナルの大きさを有する。着色剤濃度は、既知量の着色剤に加えられる
生体液試料が既知量であるために固定される。または着色剤濃度に対するシグナ
ルの大きさは、分析装置によって基準にされ、着色剤の反応を較正するために用
いられる、安定な特徴を有する材料のパッド44(以降、「較正パッドとして呼
ぶ−図1参照)のような第二の既知の材料と比較することによって決定可能であ
る。着色剤のシグナルが分析装置によって特定の場において感知されれば、その
場の容積は感知されたシグナルの大きさと、試料内の着色剤の既知濃度を用いて
計算することができる。分析が最善に行われるチャンバー12の領域は、試料内
の特定の成分の識別を可能にする特定の平面間の厚みのような物理特性を有する
チャンバー領域を指す。例えば、約25ミクロンというチャンバーの平面間の厚
みは、全血試料内での連銭および小腔形成にとって都合がよいことが知られてい
る。小腔にはRBCが存在しないことから、各小腔は、着色剤シグナルを正確に
感知するために都合のよい領域となる。分析装置にとって最善の領域に存在する
空間的情報は、上記の連銭/小腔形成全血試料に関して、連銭を起こしやすい領
域である特徴の座標アドレスを指す。分析装置は特徴、したがって、それらの特
徴について得ることができ、特定の分析において用いるべきである情報を同定す
る手段を含む。
するための手段に関する第3の態様には:1)生体液体内に均一に分散させた一
定量の着色剤;2)1つもしくは双方の壁26、28内の既知の高さの段差46
、既知の高さもしくは容積の腔48もしくは隆起、または既知の容積の視標52
を含むがこれらに限定しないチャンバー12内の幾何学構造;3)特定の分析を
最善に行うチャンバー12領域;および4)分析装置にとって最適な領域に位置
する空間情報、が含まれる。この態様では、試料内の検知可能着色剤の量も、ま
たは試料の総容積も知る必要はない。むしろ、場の容積の定量は比較に基づいて
行う。幾何学特徴を含まない場を感知して、既知の幾何学特徴を含む場と比較す
る。視標52、腔48、または隆起50(または分析装置に知られている場の既
知の高さの段差および横断面積から決定することができる容積)は、試料の既知
容積の代わりとなる。検知可能着色剤からのシグナルは試料の容積の関数である
ため、2つの場の間で検知されたシグナルの差は、幾何学特徴によって置換され
た試料の容積に帰することができる。したがって、シグナル対試料の容積比を計
算することができ、場の容積を確認するために全ての場に適用することができる
。試料の場の容積を決定する手段に関する第二の態様と同様に、分析を最善に行
うチャンバー12領域は、試料内の特定の成分の識別を可能にする物理特徴を有
するチャンバー領域を指す。分析装置にとって最適な領域に存在する空間情報は
また、チャンバー12内のそれぞれの特徴が座標アドレスを有する、チャンバー
12座標システムを指す。分析装置は、その特徴を同定する手段を含み、それら
の特徴と共に利用することができる情報を特定の分析において用いるべきである
。
で反射虚像が分析装置によって検出される可能性がある鏡面を有するチャンバー
12が含まれる。鏡面は生体液体に接する2つの壁表面30、32、または壁の
厚みが既知である場合には外側表面である。分析装置は鏡面30、32の一つの
上に形成された反射虚像を検出し、その後第二の表面32、30上に形成された
反射虚像上に再度焦点を合わせる。2つの像の間を分析装置の光学装置が移動し
なければならない距離は、特定の場におけるチャンバー12の平面間の厚みであ
る。ラベル14は、チャンバー12内の選択場の座標アドレスを分析装置に伝達
する。
および第三の態様において、第一または第二の壁26、28の1つまたは双方は
、壁26、28上で作用する試料によって示される毛細管力により、決定可能な
量を屈折させる柔軟な材料から形成してもよく、それによって第一の壁26と第
二の壁28との間に所望の収束関係を形成してもよい。
の異なる化学試薬54を含み、それぞれが特定の座標アドレスに存在し、同様に
、特定の分析が最善に行われ、座標アドレスが最適な領域の位置を示すチャンバ
ー12の領域を含んでもよい。第一の態様において、それぞれの化学試薬54の
既知量を特定の座標アドレスで、通常チャンバー壁26、28の一つに結合した
コーティングの形で配置する。生体液体試料を容器チャンバー12に導入すると
、生体試料はそれぞれの試薬54と混合する。液体試料はそれらの領域に隣接し
てもよいが、チャンバーの形状により、隣接する領域間で認識可能な試薬の混合
は一定期間認められない。特に、拡散速度は垂直方向と側方方向で等しいが、チ
ャンバー12の平面間の厚みは、考えられる側方の膨張と比較して十分に小さく
、化学試薬54は側方よりはるかに速い速度で垂直方向に拡散して平衡に達する
。実際に、垂直方向の拡散は側方拡散よりはるかに速く平衡に達するため、側方
拡散は短期間では無視できるほどであると見なしてもよい。異なる化学試薬54
のアドレス間に側方空間が存在するのは、側方試薬拡散が無視できるほどである
そのような短期間に、特定のアドレスで起こる可能性がある何らかの反応の有用
な分析を行うことができるようにするためである。様々な化学試薬54の座標ア
ドレスは、分析装置がそれぞれの試薬54にアクセスして、意味のある分析を行
うことを可能にする。化学および血液学分析が望ましい場合、上記のチャンバー
の形状を単一のチャンバー12の特定の領域に提供して、他の形状をチャンバー
12内のどこかに提供する。試薬54の側方拡散が無視できるほどであることか
ら、他のタイプの分析に向けられる隣接チャンバー12領域による妨害が防止さ
れる。または、異なる試薬領域は、1つまたは双方のチャンバー12表面内に形
成された介在仕切55によって、チャンバーの小分画において部分的または完全
に単離してもよい(図8Fを参照のこと)。
である。ラベル14の実際の例は、機械に読みとり可能なもの、および以下を含
むがこれらに限定しない情報を伝達できるものである:1)行うべき分析のタイ
プ;2)特徴のタイプに関する情報、および試料チャンバー内に位置するそれら
の特徴の座標アドレス;3)試薬の情報;4)ロット情報;5)較正データ等。
一つの形において、ラベル14は磁気片またはバーコード片等であってもよく、
これは分析を行う際に分析装置にとって有用な全ての情報を直接含む。このタイ
プのラベル14は、伝達すべき情報が限られている場合は特に有用である。伝達
すべき情報量がかなりの量である場合には、ラベル14が、適当な情報を含むデ
ータファイル(分析装置内に保存、またはモデム、ネットワークリンク等を通じ
て分析装置に遠隔的にアクセスできる)に分析装置を向けさせることがより望ま
しいかも知れない。この場合、ラベル14は情報に対して必要な経路を提供する
ことによって情報を間接的に含むと言うことができる。この場合も、ラベル14
はバーコードまたは磁気片となり得て、この場合特定のデータファイルに関連し
ていると分析装置によって解釈される特定のコードを通信する。同じ結果は容器
に、分析装置によって解釈可能な物理的特徴56(例えば、切り欠き、タブ等、
図5を参照のこと)を組み入れることによって得ることができる。または、分析
装置に情報を伝達するよう機能するその他のラベル14を用いることができる。
ためにヒトに読みとり可能なラベル58を含む。ヒト読みとり可能なラベルには
、患者の名前、試料の採取日、事務所の住所、適当な警告(例えば、「バイオハ
ザード−取り扱い注意」)、登録商標等のような情報を含めてもよい。容器10
の側部60は分析装置内に含まれる輸送手段(示していない)と相互作用するた
めに適している。輸送手段は分析装置内に含まれる造影装置(示していない)と
比較して容器10を移動させる際に機能する。
範囲の分析を単一の試料に行うことが可能となる。下記の実施例は、本発明の容
器10の完全な認識が得られるように提供する。
分析を行うために、容器10はリザーバー16内に配置された検知可能な着色剤
約0.8μgを含む。EDTAは試料内に用いてもよい抗凝固剤の例であり、ア
クリジンオレンジ、塩基性オレンジ−21等のような蛍光強調超生体染色は、リ
ザーバー16に加えてもよい検知可能着色剤の例である。WBCを評価する目的
の場合、チャンバー12内に、20ミクロンの次数で平面間の厚みを有する多数
の選択場を有する領域を有することが好ましい。約20ミクロンのチャンバー1
2の平面間の厚みは、幾つかの理由から選択される。第一に、0.02μlの評
価容積(1ミリメートル(mm)および厚さ20ミクロンの断面積を有するチャ
ンバー12の特定の場によって形成される)は典型的に、評価可能な目的にとっ
て好ましい量である白血球50〜200個を有する。第二に、平面間の20ミク
ロンという厚みは、最適なチャンバー12に連銭および小腔形成を提供する。選
択した場の座標アドレスはラベル14によって分析装置に伝達される。従ってこ
の例において、生体液体試料の分析を可能にするために機能的な複数の特徴には
:1)リザーバー16内に配置された検知可能試薬;2)特定の平面間の厚みを
有する複数の選択場を有するチャンバー12領域(複数);および3)チャンバ
ー12内のそれらの場の座標アドレス、が含まれる。
を締める。試薬と全血試料が適切に混合されるまで容器を軽く振とうさせる。リ
ザーバー16に配置された混合ボール36は混合を容易にする。容器10を分析
装置に挿入して、その後弁20を作動させて、試料をチャンネル18によってチ
ャンバー12に放出する。試料がチャンバー12内に分配された後、試料は静止
して存在する。チャンバー12内の試料の唯一の運動は、おそらく試料の構成成
分のブラウン運動であり、この運動は本発明を損なうものではない。タイミング
が重要ではないWBC数のような単純な試験の場合では、試料をチャンバー12
に直接配置し、それによってリザーバー16と弁20が必要でなくなることに注
目すること。
射照明蛍光のいずれかによって試料を調べると、不透明であるように思われる。
不透明な外観は赤血球(RBC)によって引き起こされ、これは連銭形成の前に
重なり合う塊を形成する。約30秒間実質的に無動状態にした後、チャンバー1
2内で、RBCは自然に凝集して連銭を形成し、連銭の間に小腔が残る。他の全
血試料成分(例えば、WBCおよび血小板)を認めて、評価することができるの
はこれらの小腔内である。WBCの数が望ましい場合、全血試料0.02μlを
含む厚さ20ミクロンのチャンバー12の平方ミリメートルの場を評価すること
ができる。試料0.02μlはWBCの妥当な数が維持されるよう選択される(
正常な全血試料は、WBC約7,000個/μl試料を含み;正常な全血0.0
2μl試料はWBC約140個を含む。これらの場の多くは、実際に細胞約10
00個である、十分な統計学的精度を有する数を得るように十分な数が計数され
るまで評価されるであろう。さらなるWBC情報を求める場合、WBC(リンパ
球、顆粒球、単球等)は、例えばそのまま、または分析ソフトウェアを用いて、
CCDカメラのような解像器を用いて試料内で分析することができる。分別白血
球数は収集したデータから決定することができる。
にするために機能的である複数の特徴を含む。好ましい態様において、特徴は2
0ミクロンの次数で平面間の厚みを有する複数の選択場を含むのみならず、わず
かにより大きい容積および小さい容積の場も含む。より大きい/より小さい場の
容積は、上記のメカニズムの幾つか;例えば、収束するチャンバー壁26、28
、または1つもしくは双方の壁26、28内の段差46等、によって作製するこ
とができる。例えば、試料内のWBC集団が異常に多い場合、平面間の厚みが2
0ミクロンであるチャンバー12領域は、計数のような評価技術にとってWBC
の最適な数より多い。より小さい容積の場へ変更すれば、WBC数は減少し、し
たがってすぐに分析を行うことができるであろう。一方、試料内のWBC集団が
異常に少ない場合、平面間の厚みが20ミクロンであるチャンバー12領域は、
評価目的にとってWBCの最適な数未満となる可能性がある。場をより大きい容
積に変更すると、WBCの数は増加し、同様にすぐに分析を行うことができる。
交互の特徴の空間的位置(すなわち、上記例におけるより大きい、またはより小
さい平面間の厚みの領域)は、ラベル14を通じて分析装置に伝達される。
することを必要とする。第一の態様において、ヘモグロビン評価はチャンネル1
8によってリザーバー16に接続される第一のチャンバー62において実施され
る。少なくとも2つの化学試薬64、66は最初、第一のチャンバー62の中に
保存される。試薬64、66は、多数の試薬を使用していることを示すために、
独立した沈積物として第一のチャンバー62において示される。試薬はしばしば
、単一の沈殿物として保存される単一の試薬混合物の中に組み合わせることがで
きる。化学試薬64の一つは、試料内のRBCを破壊し、それによってRBC内
に保存されたヘモグロビンを放出する溶解試薬である。もう一つの試薬66は、
ヘモグロビン評価の信頼性を増加させるヘモグロビン安定化剤である。ほとんど
の場合、ヘモグロビン評価は、所定の期間、または特定の間隔で試料に溶解物質
を導入した後に実施する。本発明を用いて、弁20を作動させて、試料が第一の
チャンバー62および第二のチャンバー68に入った際に溶解時間が始まる。完
全な血球計算に関連した残りの分析は、第二のチャンバー68において実施する
。この態様において、生体液体試料の分析を可能にするために実施可能である特
徴は:1)リザーバー16に液体がつながっている容器10内の第一および第二
のチャンバー62、68;2)第一のチャンバー62に配置された化学試薬64
、66;3)第一のチャンバー62の空間的位置と、第一のチャンバー62内の
化学試薬64、66の空間的位置;および4)溶解時間を開始させるリザーバー
16とチャンバー64、66の間の弁20、である。先の「血液分析」実施例に
記載の特徴のようなさらなる特徴が第二のチャンバー68に存在してもよい。
ンバー12において行われる。ヘモグロビン評価において用いられる生体液体試
料の一部は、液体試料の残りの部分と隣接しているが、その部分は、液体試料の
残りの部分と溶解剤が混合する可能性を最小限にするために、好ましくはチャン
バー12の一方の側を向いている。ヘモグロビン評価を一方の側に向けることに
加えて、生体液体試料内の化学試薬64、66の垂直方向の拡散(および最終的
に平衡)が側方拡散よりはるかに速い速度で起こるように、十分に小さいチャン
バー12の平面間の厚みを選択することが好ましい。拡散速度の差は、側方拡散
が短期間のあいだに無視できると見なしてもよいためである。ヘモグロビン評価
部位と液体試料の残りとの間の側方空間は、側方拡散が無視できるほどのそのよ
うな短期間に、望ましい分析の残りを溶解剤による妨害なく行うことができるよ
うになっている。この態様において、上記の同じ2つの化学試薬64、66は、
チャンバー12のヘモグロビン評価領域内に最初は沈殿しており、弁20を作動
させると、評価時間が始まる。生体液試料の分析を可能にするために実施可能な
特徴は:1)上記チャンバー12領域に配置された化学試薬64、66;2)チ
ャンバー内の試薬64、66の空間的位置;3)生体液体試料の残りからヘモグ
ロビン評価領域を分離させるために機能的に実施可能なチャンバーの形状;4)
反応時間を開始させるリザーバー16とチャンバー12との間の弁;および5)
「血液分析」実施例において先に記述したような特徴、である。
とする。チャンバー内の特定の座標に空間的に位置する化学試薬70を用いて、
所定の時間後、情報を比色的に関連させる。微粒子分析には、試料内の粒子の検
出、評価および/または計数が含まれる。第一の態様において、化学分析を第一
のチャンバー72において実施し、微粒子分析は離れた第二のチャンバー74に
おいて実施する。第一のチャンバー72と第二のチャンバー74はいずれもリザ
ーバー16と液体がつながっている。上記と類似の方法で、第一のチャンバー7
2と第二のチャンバー74の平面間の厚みとその他の物理的特徴は、それぞれ化
学および微粒子分析が容易となるように選択する。第一の態様において、したが
って、生体液体試料の分析を可能にするように実施可能な特徴は:1)第一のチ
ャンバー72に配置された化学試薬70;2)化学分析を促進するように選択さ
れたチャンバー12の物理特徴;3)チャンバー72内の化学試薬70の空間的
位置、およびチャンバー12の物理的特徴の空間的位置、ならびに4)反応時間
を開始させる、リザーバー16とチャンバー12との間の弁、である。上記(図
10参照)のヘモグロビン評価と類似の方法で、化学分析を行うチャンバー12
領域は好ましくは、チャンバー12の片側を向き、平面間の厚みは化学試薬によ
る妨害がたとえあったとしても無視できるようになっている。生体液体試料の分
析を可能にするように実施可能である第二の態様における特徴は:1)チャンバ
ー12内に配置された化学試薬70;2)チャンバー12内に配置された化学試
薬70の空間的配置;3)生体液体試料の残りから化学評価領域を分離するため
に機能的に実施可能であるチャンバー12の形状;および4)反応時間を開始さ
せる、リザーバー16とチャンバー12との間の弁、である。
に様々な改変を加えてもよく、それらも本発明の精神および範囲内に含まれるこ
とを理解するであろう。
Claims (36)
- 【請求項1】 分析のために生体液体試料を保持する容器であって、 チャンバー内に静かに存在する液体試料を第二の壁を通じて造影してもよい、
第一の壁(26)および透明な第二の壁(28)を有するチャンバー(12); 特徴の一部が上記チャンバー内に空間的に位置する、生体液体の分析を可能に
するために操作可能な複数の特徴;および 上記特徴に関する情報を含む、容器に取り付けられたラベル(14) からなる上記容器。 - 【請求項2】 液体試料を保持するためのリザーバー(16);および 上記リザーバー(16)からの液体試料を上記チャンバー(12)に選択的に
移行させる弁(20)をさらに含む、請求項1記載の容器。 - 【請求項3】 混合エレメントが上記リザーバー内に配置された場合に液体
試料の混合を促進する、上記リザーバー(16)に配置された液体試料混合エレ
メント(36)をさらに含む、請求項2記載の容器。 - 【請求項4】 ラベル(14)に含まれる情報により検知可能試薬が特定さ
れる、リザーバー(16)に配置された検知可能試薬をさらに含む、請求項2記
載の容器。 - 【請求項5】 上記ラベル(14)が機械読みとり可能である、請求項1記
載の容器。 - 【請求項6】 上記ラベル(14)が光学的に読みとることができる、請求
項5記載の容器。 - 【請求項7】 上記ラベル(14)が磁気的に読みとることができる、請求
項5記載の容器。 - 【請求項8】 上記ラベル(14)に含まれる上記情報が上記チャンバー(
12)内に位置するそれぞれの特徴の空間的位置をさらに含み、上記空間的位置
によって分析装置は上記特徴の位置を特定することができる、請求項5記載の容
器。 - 【請求項9】 上記空間的位置が座標アドレスとして記述可能である、請求
項8記載の容器。 - 【請求項10】 上記情報が上記ラベル(14)に直接含まれる、請求項8
記載の容器。 - 【請求項11】 上記情報が上記ラベル(14)から離れて保存され、上記
ラベルが上記の離れて保存された情報にアクセスする手段を含む、請求項8記載
の容器。 - 【請求項12】 上記ラベル(14)に含まれる上記情報により、生体液体
試料について実施される少なくとも1つの試験がさらに特定される、請求項8記
載の容器。 - 【請求項13】 上記ラベル(14)に直接または間接的に含まれる上記情
報が、上記装置に上記試験を行わせるように分析装置を調節する一連の説明書を
含む、請求項12記載の容器。 - 【請求項14】 上記説明書が上記分析装置を較正するために必要な段階を
含む、請求項13記載の容器。 - 【請求項15】 上記チャンバーに入る液体試料が試薬と混合して反応する
、上記チャンバー(12)内に配置された試薬少なくとも1つをさらに含む、請
求項12記載の容器。 - 【請求項16】 上記空間的位置が上記ラベル(14)に含まれる上記情報
に含まれる、上記試薬の空間的位置をさらに含む、請求項15記載の容器。 - 【請求項17】 上記試薬の上記空間的位置が上記チャンバー(12)の第
一の領域内に存在し、上記第一の領域が、液体試料内の上記試薬の垂直方向の拡
散が上記液体試料中の上記試薬の側方拡散より実質的に速く起こるように、十分
に小さい平面間の厚みを有し、それによって側方拡散を一定期間無視できるよう
にする、請求項16記載の容器。 - 【請求項18】 第二の領域が、第一の領域内で上記の試薬を利用する試験
以外の試験に適した物理的特徴を含み、それによって上記チャンバー(12)内
で異なる多数の上記試験を行うことができる、上記第一の領域と隣接して、液体
がつながっている、上記チャンバー(12)内に第二の領域をさらに含む、請求
項17記載の容器。 - 【請求項19】 上記試薬のそれぞれが上記チャンバー(12)内の独自の
空間的位置に存在し、上記空間的位置が、上記ラベル(14)に直接または間接
的に含まれる上記情報に含まれる、上記チャンバー(12)に配置された複数の
試薬をさらに含む、請求項15記載の容器。 - 【請求項20】 上記試薬のそれぞれの上記空間的位置が上記チャンバー(
12)の領域内に存在し、上記領域が、液体試料内の上記試薬の垂直方向の拡散
が上記液体試料中の上記試薬の側方拡散より実質的に速く起こるように、十分に
小さい平面間の厚みを有し、それによって側方拡散を一定期間無視できるように
して、上記チャンバー(12)内の隣接する試薬による妨害を回避する、請求項
19記載の容器。 - 【請求項21】 仕切が隣接する試薬間の干渉を最小限にし、上記仕切が隣
接する試薬間に存在する、上記第一の壁(26)または上記第二の壁(28)の
一つから広がって、上記チャンバー(12)の中に入る複数の仕切(55)をさ
らに含む、請求項19記載の容器。 - 【請求項22】 上記チャンバー(12)の上記第一の壁(26)が透明で
ある、請求項1記載の容器。 - 【請求項23】 上記チャンバー(12)が上記第一の壁(26)と上記第
二の壁(28)との間に広がる平面間の厚みを有し、上記第一の壁と上記第二の
壁が互いに空間的に固定されている、請求項1記載の容器。 - 【請求項24】 上記チャンバー(12)の上記平面間の厚みが、上記ラベ
ル(14)に直接または間接的に含まれる上記情報に含まれる、請求項23記載
の容器。 - 【請求項25】 上記第一の壁(26)の少なくとも一部と上記第二の壁(
28)が平行である、請求項24記載の容器。 - 【請求項26】 上記第一の壁(26)が第一の勾配値および上記第二の壁
(28)が第二の勾配値を有し、上記第一の勾配値および上記第二の勾配値が上
記ラベル(14)に直接または間接的に含まれる上記情報に含まれる、請求項2
4記載の容器。 - 【請求項27】 上記第一の壁(26)または上記第二の壁(28)の一つ
が既知容積を有する幾何学特徴を含み、幾何学特徴の上記容積および上記幾何学
特徴の空間的位置が、上記ラベル(14)に直接または間接的に含まれる上記情
報に含まれる、請求項1記載の容器。 - 【請求項28】 上記チャンバー(12)の一つに導入された液体試料の十
分量が他の上記チャンバー(12)に分布することができるように互いに液体が
つながっている複数のチャンバー(12)を有する、請求項1記載の容器。 - 【請求項29】 上記チャンバー(12)のそれぞれに空間的に位置する上
記特徴がそのチャンバー(12)に独自の1つまたはそれ以上の試験の実施を可
能にするように操作可能である、請求項28記載の容器。 - 【請求項30】 上記容器が上記チャンバー(12)内の上記試料を保持す
る、請求項1記載の容器。 - 【請求項31】 上記チャンバー(12)が複数の領域を含み、上記領域の
それぞれが独自の物理的特徴を有し、独自の物理的特徴によって生体液体試料に
異なる複数の試験を行うことができる、請求項5記載の容器。 - 【請求項32】 それぞれの上記領域が上記チャンバー(12)内に空間的
位置を有し、上記空間的位置が上記情報に含まれる、請求項31記載の容器。 - 【請求項33】 上記チャンバー(12)が複数の領域を含み、上記領域が
独自の物理的特徴を有し、独自の物理的特徴によって生体液体試料に異なる複数
の試験を繰り返し行うことができる、請求項5記載の容器。 - 【請求項34】 上記領域のそれぞれが上記チャンバー(12)内に空間的
位置を有し、上記空間的位置が上記情報内に含まれる、請求項33記載の容器。 - 【請求項35】 分析装置内に分析のために生体液体試料を保持する容器で
あって、 チャンバー内に静かに存在する液体試料を第二の壁を通じて造影してもよい、
第一の壁(26)および透明な第二の壁(28)を有するチャンバー(12);
および 情報が分析装置に試験を実施するように指示し、上記容器の特徴が分析を行う
際に有用である、上記ラベルが分析を行う際に分析装置によって用いられる情報
を直接または間接的に含む、上記容器に取り付けられた機械読みとり可能なラベ
ル(14) からなる上記容器。 - 【請求項36】 分析のために生体液体試料を保持する容器であって、 チャンバー内に静かに存在する液体試料を第二の壁を通じて造影してもよい、
第一の壁(26)および透明な第二の壁(28)を有するチャンバー(12); 液体試料リザーバー(16); 上記チャンバーと上記リザーバーを接続するチャンネル(18); 上記リザーバー内に配置された液体試料を上記チャンバーに移行させるために
選択的に操作可能である弁;および 上記ラベルが分析を行う際に有用である情報を直接または間接的に含む、容器
に取り付けられた機械読みとり可能なラベル(14) からなる上記容器。
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