JP2004506876A - フローサイトメトリーに基づく血液学装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般的には生物粒子の分析に関し、より詳細には、従来にないフローサイトメトリー光散乱技術と、試薬の無駄を最小化する試薬送液およびサンプル処理についての独自の方法とを結合することによって自動血球分析を実行する方法および装置に関する。さらに特に、本発明はフローサイトメトリー血液サンプル分析装置を対象とし、この装置は、小さな臨床研究室、医院、獣医院などにおける使用に適合するのに十分に小さく、信頼性が高く、かつ安価な装置において、少なくとも全血球計数、白血球5分画、および網赤血球計数を共に行わせるという、選ばれた特徴の集合を用いる。この装置はまた、標準的なフローサイトメトリー技術によって分析可能な、血液以外のいずれの生体サンプル(たとえば、尿)の分析にも使用され得る。本発明はまた、フローサイトメトリーに基づく血液サンプル分析装置の使用方法にも関する。
【0002】
哺乳類の抹消血は、通常、血球類型の三大分類である、赤血球(「RBCs」)と、白血球(「WBCs」)と、血小板(「PLT」)とを含む。これらの血球は血漿と呼ばれる溶液において浮遊し、血漿は多くの異なるたんぱく質、酵素およびイオンを含む。血漿の成分の機能は、血液凝固、浸透圧維持、免疫監視、その他多数の機能を包含する。
【0003】
哺乳類は、通常、1lにつき、2〜10×1012個の赤血球を有する。赤血球は、血液循環のシステムにおいて、酸素および二酸化炭素の運搬を担う。人間を含む多くの哺乳類において、標準的な成熟赤血球は、両凹断面形状であり、核を欠いている。赤血球は種によっては4〜9μmの間の直径を有し、一般には2μm未満の厚さを有する。この赤血球にはヘモグロビンとして知られるたんぱく質が存在し、これは酸素および二酸化炭素運搬の2つの役割を果たし、かつ非常に高い濃度で存在する。ヘモグロビンは、分子中の鉄の存在に起因して、血液の全体的な赤色の原因となっている。において、用語「赤血球(erythrocytes)」、「赤血球(red blood cells)」、「赤血球(red cells)」および「RBCs」は、上記のような血液循環中に存在するヘモグロビンを含む血球を称するために交互に使用される。
【0004】
この標準的なRBCsの他に、より未熟な形態の赤血球が、末梢血サンプルにおいてしばしば発見され得る。わずかに未熟な形態のRBCsは網赤血球と呼ばれ、非常に未熟な形態は有核赤血球(NRBCs)として広く分類される。ほとんど全ての非哺乳類動物は、血液中に専らNRBCsのみを有する。
【0005】
網赤血球は、骨髄における正常な細胞発育段階の大半を完了し、かつその核を排出した、赤血球前駆物質である。真に成熟したRBCになる前のこの網赤血球を除いた残りの部分はトランスファーRNAである。網赤血球の検出は、新たな赤血球を生み出す患者の能力の臨床評価において重要である。網赤血球計数はまた、貧血の種々の類型を識別するために利用され得る。貧血において、赤血球の生成は、赤血球の除去にもはや追いつくことができない程度まで減少され、結果として全体的な赤血球数および赤血球容積率が低下する。これらの患者において大量に増加した網赤血球の存在は、骨髄が機能しており、かつ赤血球不足を補おうとしているという証明を提供する。もしこれらの患者において網赤血球が少量しか存在しないなら、または全く検出できないなら、骨髄は、赤血球不足に対して、十分に対応していない。
【0006】
白血球(WBCs)は、赤血球と比べて非常に低い濃度で末梢血に存在する。この白血球の標準濃度は、1lあたり5〜15×109個の範囲であり、赤血球よりおよそ3オーダ少ない。これらの血球は、一般的にはRBCsよりも大きく、白血球の類型や種によっては6〜13μmの直径である。RBCsとは異なり、体内には種々の機能を実行する様々な白血球の類型が存在する。本願において、用語「白血球(white blood cells)」、「白血球(white cells)」および「WBCs」は、上記のような血液循環中に存在するヘモグロビンを含まない有核血球を称するために交互に使用される。
【0007】
白血球数の測定は、様々な生理学的な不調の検出および監視に重要である。白血球数の異常な上昇は白血病の兆候であり、白血病は、骨髄性またはリンパ性血球の抑制されない急増をいう。好中球増加、または好中球数の甚大な増加は、いずれの原因によっても、体内における炎症または組織破壊の兆候である。
【0008】
白血球は、顆粒または無顆粒のいずれかとして広く分類され得る。顆粒血球または顆粒球は、好中球、好酸球、および好塩基球にさらに再分類される。無顆粒白血球は、単核白血球と時々呼ばれ、リンパ球と単球とに下位に分類される。これらの白血球の二大下位分類(顆粒球および単核白血球)の測定は、白血球2分画(または2分画)と呼ばれるものを構成する。これらの下位分類(好中球、好酸球、好塩基球、リンパ球および単球)の成分の測定は、白血球5分画(または5分画)を形成する。
【0009】
好中球は、白血球の五大分類のうち最も優勢であり、通常白血球の全数の半分強を構成する。好中球は、細胞質内に顆粒を含むので、そのように命名されており、これらは中性染色液によって染色され得る。これらの血球の寿命は比較的短く、およそ1日以下である。好中球は、身体の免疫反応機構の一環として、侵入するバクテリア、および組織または血液循環におけるその他の外的物質を攻撃しかつ破壊する。
【0010】
好酸球は、顆粒球のうち好中球の次に優勢であるけれども、一般的に白血球の全数のうち5%未満を占める。好酸球も、細胞質内に顆粒を含み、エオシン染色液によって染色され得る。好中球のように、この好酸球は末梢血において長期間存在しない。好酸球は、アレルギーまたは寄生生物による感染症に通常関連する身体の免疫反応機構において、役割を果たす。
【0011】
好塩基球は、顆粒球のうち最も稀であり、白血球の五大分類の全てのうち最も稀である。これは顆粒球であるので、細胞質内に顆粒を含み、この場合塩基性(高pH)染色液を使用することで染色され得る。これらの血球もまた、身体の免疫反応機構における役割を果たすことで知られているけれども、この詳細は確かではない。
【0012】
リンパ球は、単核白血球の類型のうち最も優勢であり、一般的には白血球の全数の20〜30%の間を構成する。リンパ球は細胞質に顆粒を持たず、これらの核は細胞容積の大きい割合を占める。リンパ球の細胞質の薄い領域はRNAを含むように染色され得る。リンパ球は、末梢血において循環し、身体の免疫反応機構の一環としてこの循環から離れ、結局はこの末梢血に戻る。多くのリンパ球は、比較的長命の血球である。
【0013】
単球は、それ自体、循環する血液中の病原菌と戦う能力をほとんど有していないという未熟な形態のマクロファージである。しかしながら、血管を囲む組織に感染症が存在するとき、これらの血球はこの循環する血液から離れ、この囲んでいる組織に入る。このとき、単球はマクロファージを形成するために、劇的な変化を受け、直径が5倍に増加し、細胞質において大量のミトコンドリアおよびリソソームを生成する。このマクロファージはその後、食細胞活動およびT細胞のようなその他の免疫細胞の活性化によって、侵入する外的物質を攻撃する。マクロファージ数の増加は、炎症が体内で発生しているという表れである。
【0014】
血小板は、全ての哺乳類の種で発見され、ホメオスタシスに関連を持っている。標準的な動物は一般的に1lあたり1〜5×1011個の間の血小板を有する。これらの細胞粒子は通常、RBCsよりもかなり小さく、1〜3μmmの間の直径を有する。血小板は、巨核球の表面から出芽するように形成され、非常に大きい細胞が骨髄において発見され、これらの細胞自身が血液循環に入るためにこの骨髄を離れる。むしろ、これらの芽は摘み取られ、血小板としてこの循環に入る。RBCsのように、血小板は核を欠き、したがって再生することができない。機能上、血小板は、血管の小さい穴を塞ぐ、または修復するために、凝集作用をする。より大きい穴の場合、血小板の凝集は血栓形成における初期段階として作用する。結果として、血小板の数および機能は臨床上非常に重要である。異常に低い血小板数は、凝集障害の原因となり得る。
【0015】
赤血球の数および大きさ、白血球の数、ならびに血小板の数は、総合して全血球数(CBC)と呼ばれる。成分割合と表現される、五大分類への白血球の分類は、5分画と呼ばれる。成分割合における二大分類、成熟赤血球および網赤血球への赤血球の分類は、網赤血球計数と呼ばれる。
【0016】
5分画および網赤血球計数を含むCBCの測定は、多くの病気の診断、探知および治療のために実行される一般的な診断手法である。これらの検査は、世界中の人間および動物臨床研究室で実行される血液分析の大部分を構成する。これらの3つの検査は全て、顕微鏡、遠心分離機、カウントチャンバ、スライド、および適切な試薬を使用することによって実行され得る。しかしながら、これらの検査の手動による実行に必要な技術は稀であり、その訓練に何年も費やす。さらに、これらの各検査の手動による実行に要求される時間は非常に長い。結果として、計測器を介する重要な自動化が、第1Coulterインピーダンス血球カウンタが現れた1950年代前半から、この分野において推進されてきた。
【0017】
インピーダンスカウンタは、食塩水で満たされ、かつ小さな開口部を介して接続された2つのチャンバからなる。この開口部を横断する定電圧のもとで、この開口部を個別に通過する血球が、大量の食塩水を移動させ、したがってこの開口部のインピーダンスを上昇させる。血球の大きさは、この開口部を血球が通過することによって生成される電圧パルスに関係し得る。結果として、血球がこの開口部を通過するとき、その存在と大きさとが、結果として生じる電圧パルスから測定され得る。
【0018】
インピーダンス技術が発達するにつれて、自動血球カウンタが、RBCs、WBCsおよび血小板を、これらの血球分類の異なる大きさを踏まえて、同時に同一の計器で計数することが可能となるように開発された。この自動化は、病院の研究室にとって労働の多大な節約になることを証明した。しかしながら、これらの装置は、白血球の種々の類型の全てを識別することができず、したがって5分画の計数を提供することができなかった。さらに、これらの計器はまた、網赤血球と標準の赤血球とを識別することができず、したがって網赤血球数を提供することができなかった。
【0019】
フローサイトメトリーは、各種のサンプル、特に生細胞を含むサンプルの細胞内容物を測定する強力な分析方法である。臨床応用において、フローサイトメータは、リンパ球計数および分類、白血病およびリンパ腫の免疫学的特性、ならびに移植組織の交差試験に有用である。ほとんどのフローサイトメトリー技術において、流体溶液中の血球は、通常レーザ光源によって生成される光線を個別に貫流する。光がそれぞれの血球に衝突するので、この光は散乱され、この結果生じる散乱光は、血球の類型を決定するために分析される。この血球にはまた、任意に、蛍光分子に関連した標識を付すことができ、この分子は光が衝突するときに蛍光を発し、これによって血球上の標識の存在を示す。この方法において、血球の表面成分についての情報を得ることができる。このような蛍光の分子の例として、FITC(フルオレセインイソチオシアネート)、TRITC(テトラメチルローダミンイソチオシアネート)、テキサスレッド(スルホローダミン101)、およびPE(フィコエリトリン)が含まれる。また、核酸などの血球の細胞内成分を染色することができ、その後蛍光発光によって検出される。このような化合物の例としては、エチジウムブロマイド、ヨウ化プロピジウム、YOYO−1、YOYO−3、TOTO−1、TOTO−3、BO−PRO−1、YO−PRO−1、およびTO−PRO−1を含む。
【0020】
フローサイトメトリーを利用する血球測定は、しばしば2つの別々の測定を用い、一方はRBCsおよび血小板を測定し、他方はそれほど多くはないWBCsを測定する。別々に測定する理由は、赤血球が他の血球類型よりも数多く存在するからであり、したがって赤血球が存在する中での他の血球の検出は、赤血球が除去されるか、大量のサンプルが測定されるかのいずれかを要求する。代替的に、これらの血球は、特定細胞の表面抗原の免疫化学的染色、および/または血球類型分画の染色に基づいて識別され得る。したがって、米国特許第5047321号(Loken等)において、血球分析の単一ステップ方法は、少なくとも2つの蛍光色素およびこれらの血球を識別するために付された標識を用いる。しかしながら、同一サンプルについて2つの別々の希釈が実行されなければ、この方法は、より数多く存在しない血液成分に関する十分な統計情報を供給するために、大量のサンプルを未だ要求する。
【0021】
光散乱測定は、血球の大きさを測定し、かついろんな類型の血球を識別するために、フローサイトメトリーにおいて広く使用される。入射光は、血球にインタロゲートする(interrogate)この入射光の進行線から小さい角度(約0.5°〜20°)で、血球によって散乱されること、およびこの散乱光の強度は、血球容積に比例していること、が知られている。小さい角度で散乱するこの光は、前方散乱光と呼ばれる。前方散乱光(前方光散乱、または0.5°〜20°の散乱角度の小角散乱とも呼ばれる。)は、血球の大きさを測定するのに有用である。血球の大きさを測定する能力は、用いられる波長、および光が集められる角度の正確な範囲によって影響を受ける。たとえば、照射波長での強い吸収作用を有する、これらの血球中物質は、この物質を含む血球が期待よりも小さい前方散乱信号を生成して、血球の大きさの過小評価に至らせるので、寸法測定を妨害し得る。また、血球と周囲媒体との間の屈折率の差異もまた、小角散乱測定に影響し得る。
【0022】
異なる血球の類型は、これらが生成する直角光散乱(または直角側方散乱)の量に基づいて識別される。顆粒球などの高い粒度を有する血球は、リンパ球などの低粒度の血球よりもかなり高い度合いで入射光を散乱する。結果として、前方散乱および直角側方散乱の測定は、赤血球、リンパ球、単球および顆粒球などの血球の異なる類型を識別するために広く使用される。また、好酸球は、直角側方散乱の偏光測定に基づいて、好中球およびその他のリンパ球、ならびにその他の顆粒球から識別され得る。本来、入射偏光した光は、直角に散乱され、偏光したままである。しかしながら、好酸球は、直角に散乱した入射偏光した光に、他の血球よりも大きい度合で偏光を解消させる。この高い偏光解消度は、血液サンプル中の好酸球群の詳細な識別を可能とする。2000年2月18日に出願された同時係属中の米国特許出願第09/507515号は、血液サンプル中の好酸球を検出するために高角度側方散乱光検出器を用いる、高開口数の改良されたフローサイトメータを開示する。高角度側方散乱光検出器(約130°の角度)の使用は、血球群中の好酸球の高い識別能を可能とする。しかしながら、従来の装置と対照的に、同時係属中の米国特許出願第09/507515号に記載されたこの装置は、偏光されない入射光を要求しない。米国特許出願第09/507515号の全内容は参照によって組込まれる。
【0023】
米国特許第5492833号(Rodriguez et al.)は、血球にゴースト試薬を施し、続いて光散乱を測定することによって、赤血球と網赤血球とを識別する方法を開示する。米国特許第5559037号(Kim et al.)は、有核赤血球(NRBCs)を計数する方法を開示し、この方法は、まず赤血球を置き、その後有核赤血球を核染色液にさらし、かつ蛍光発光および光散乱を測定することによる。米国特許第5733784号(Studholme et al.)は、光散乱測定が行われる前に15分から4時間までの間培養された網赤血球染色試薬を用いるという、血液サンプル中の網赤血球濃度測定方法を教示する。米国特許第5879900号(Kim et al.)は、多次元光散乱および蛍光発光測定を用いる、損傷を受けた白血球、有核赤血球および白血球小集団の同時定量分析方法を開示する。米国特許第5891734号(Gill et al.)は、血液の一部を吸引し、かつこれと蛍光試薬とを混合し、その後自動的にこの染色したサンプルをフローサイトメータに通過させ、かつ多角光散乱および蛍光発光を測定する血液サンプル中の血球識別装置を開示する。
【0024】
サンプル中の血球の数および類型、または血球表面上の標識の濃度に関する有意義な情報を得るため、サンプルは、標準化された血球の群に関連した光散乱、蛍光発光またはインピーダンスの量に標準化されなければならない。また、フローサイトメトリー計器はそれ自身、適切な性能を確保するために校正されなければならない。この計器の校正は、標準的な粒子がこの計器を通過し、かつ結果として生じる散乱、蛍光発光またはインピーダンスを測定することによって、一般的に達成される。フローサイトメータは、標準的な合成物質(たとえば、ポリスチレンビーズ)か、血球またはその他の生物学的物質(たとえば、花粉または染色された核)のいずれかをもって校正され得る。これらの標準化物質は、大きさを極めて均一にされ、かつ蛍光プローブの検出に使用される光電子増倍管の校正に役立つように正確な量の蛍光分子を含むようにされる。しかしながら、この校正手続は、冗長かつ複雑であり、また、正確に実行するために甚大な訓練を要求する。さらに、これらの校正手続は一般的に、分析の初期に一度実行される。計器の変更、すなわちドリフト、またはサンプルの変更は、計器の性能を変更させる。したがって、熟練の手動校正要求を除去する、フローサイトメトリーの自動機械校正を実行する手段の必要性が存在し、この手段は、時間、およびサンプルの相違に伴う、計器の変化を明らかにするために、校正を必要に応じて調整することができ、ゆえに計器の最良の性能が測定サンプルのそれぞれについて達成され得る。
【0025】
米国特許第5627037号(Ward et al.)は、フローサイトメトリーを使用することによって全血サンプルにおける網赤血球および/または白血球の1つ以上の群の絶対数を測定する単一ステップ方法を開示する。この方法は、血液サンプルおよび希釈剤の混合と、その後のフローサイトメトリーによるこのサンプルの分析とを含み、前記希釈剤は、単位容積あたり、固定剤、1つ以上の蛍光血球標識、および既知数の蛍光微粒子を含有する。これらの微粒子に起因する蛍光発光は、これらの血球標識に起因する蛍光発光と識別可能でなければならない。このフローサイトメータは、全ての血球および前記微粒子がトリガーレベルを越えるような蛍光トリガー設定によって運転される。この結果は、これらの微粒子が前記血球標識と識別可能な条件のもとで再分析される。微粒子数および血球数(血球標識数によって測定されるもの)は、その後計数される。血球数および微粒子数は、全血サンプル中の血球の絶対数を算定するために、単位容積あたりの微粒子数およびサンプルの全容積を知って、使用され得る割合を供給する。しかしながら、米国特許第5627037号に記載された方法は、サンプル毎の血球の絶対数を供給するための2つの分析ステップに基づき、フローサイトメータがサンプルに含まれる微粒子を使用して同時に標準化され得ることを教示も示唆もしていない。
【0026】
米国特許第5380663号(Schwartz et al.)は、フローサイトメータの校正方法を開示し、この方法は蛍光マイクロビーズの複合集団と、マイクロビーズの複合集団のそれぞれに適合したソフトウェアプログラムとを用いる。各マイクロビーズ集団は、少なくとも2つの異なる蛍光マイクロビーズの群を含み、各群は異なる蛍光強度を有する。前記ソフトウェアプログラムは、前記集団内の各マイクロビーズ群の蛍光強度情報を含む。このソフトウェアプログラムは、蛍光劣化に関して蛍光マイクロビーズを監視し、蛍光強度が許容レベル未満に下がるときに操作者に警告する。この方法は、フローサイトメータ間の差異に起因する測定上の変動性を低減または除去するために、サンプルを自動的に標準化する手段を提供しない。
【0027】
米国特許第5451525号(Shenkin等)は、サンプル中の血球の全数を検出する方法を開示し、この方法はサンプル容積の既知を要求しない。この方法は、血液試料がフローサイトメータにおいて検査される前に、血液試料に加えられる既知数の分離した粒子を用いる。この加えられた粒子と血球とを計数し、かつ計数された粒子数を加えられた粒子数と比較することによって、血液サンプル全体の血球数が、測定サンプルの容積を測定する必要なく測定され得る。この測定サンプルの容積が未知であるので、この開示された方法は、適切なサンプルの希釈がなされたかどうかを測定することができない。さらに、この方法は、フローサイトメータの差異に起因する測定上の変動性が低減または除去されることを確保するために、前記計器を校正する自動手段を開示していない。
【0028】
血球の光散乱特性を利用するフローサイトメトリー技術は、CBC測定と一緒に白血球分画分析を実行するために、1970年代前半に始めたTechniconによって応用された。自動化された網赤血球分析は、1980年代にBecton−DickinsonおよびCoulter蛍光フローサイトメトリー装置において開発された。しかしながら、これらの初期の装置は、CBCまたは白血球分画を実行していなかった。結局、Technicon(Bayer)、Coulter(Beckman−Coulter)およびAbbottのような製造者は、Technicon(Bayer)H*3、Bayer Advia120、Coulter STKS、Coulter Genesis、ならびにAbbott CellDyn3500およびCellDyn4000などの高性能血液学装置において、網赤血球数と自動化されたCBCまたは白血球分画装置とを合体させた。これらの計測装置は、患者の評価にとって臨床学的に重要な完全血液学的分析のための全ての数値、すなわちCBC、白血球5分画および網赤血球数を測定する能力があった。しかしながら、これらの計器は一般的に、複雑かつ高価な光学装置を用いる。さらに、高性能血液学装置は高処理能力機械であるよう設計され、したがって複数の種々の試料サンプルがしばしば同時に処理され、処理および分析の種々の組合せを要求する。赤血球および白血球の分析は、異なる試薬装置を要求し、かつ完全に異なる液圧路を要求する方法でたいてい最適化される。結果として、赤血球および白血球の分析を両方同時に実行するために、完全に分離かつ識別した液圧路が、サンプルの類型それぞれに関して作成される。この複数の同時サンプル液圧路の組合せは、多数のバルブ、真空ライン、反応チャンバ、注射器などの使用に起因して、望ましくない高い複雑性を生み出す。
【0029】
加えて、相当量の訓練がこれらの計器の正確な使用方法を学ぶために要求され、かつこれらの計測装置は少なくとも1年に数回の修理を要求する。結果として、これらの高性能計器の購入、使用および維持に関連する高いコストが、小さい診療所および医院にこれらの計器を財政的に利用困難にしている。医師は商業研究室を利用することでこれらの計器を利用することができ、これらの研究室は診療所または医院から血液サンプルを受取り、このサンプルを高性能血液学装置による分析のためにこの研究室まで返送する。その後、この結果は医師に送付される。この工程は、とても時間を費やし、少なからず、医師は少なくとも翌日までにこの結果を得ることはないであろう。
【0030】
したがって、もし医師が完全な血液学的評価(CBC、白血球5分画および網赤血球数)を望むならば、医院内の研究室は手動の方法のある組合せを使用しなければならない。限定された白血球分画と全血球数とを実行するインピーダンスカウンタのような計測器は、これらの医院内研究室で利用可能であるけれども、白血球5分画および網赤血球計数を行う装置は無い。したがって、これらの数値を得るために、手動の方法が用いられる。しかしながら、これらの手動の方法は、遅く、多大な労働力を要し、かつ操作者がミスしがちである。
【0031】
診療所および医院に利用可能な低性能インピーダンスカウンタは、Abbott 1200、ABX Micros、およびSysmex K−21のような装置を含む。高性能血液学装置がフローサイトメトリー技術とその他の進歩とを合体することで改良された一方で、これらの低性能装置に使用されるこの技術はわずかに変化した。これらの低性能装置は、適切な半導体マイクロエレクトロニクスの組込みによって、よりコンパクトかつ効果的にされた。しかしながら、結局これらの装置は1970年代後半および1980年代前半に臨床研究室によって使用された前記Coulterの計器と機能的に差はない。特に、これらの計器は、白血球5分画をいまだ実行することも、網赤血球計数を実現することもできない。
【0032】
小さい診療所および医院において使用される低性能インピーダンスカウンタは一般的に、より大きい研究室を意図した大量の試薬パックを使用する。これらの計器で実施されるサンプル数は、これらの計器に対応した研究室と比較して少ないので、大量の試薬が起動および停止サイクルの実行、ならびにサンプル間の装置洗浄において無駄となる。したがって、どれだけの患者のサンプルを使用者が試薬パックから入手するかを予測することが不可能である。結果として、この使用者は手元に過剰な量の試薬を維持しなければならず、相当の度合いの試薬の無駄を不可避的に招く。また、これらの計器の液圧技術は、一般に高性能実験装置よりは複雑でないけれども、チュービング、多数のバルブ、真空ポンプ、および血球計数に使用される小さい寸法の装置に関連した信頼性を同じく問題とする傾向がある。したがって、診療所および医院における適用に関して、低性能インピーダンス計器は、完全な血液学的分析に必要な結果を実現するのにひどく不十分であり、試薬を非常に無駄に使用し、かつ高性能生物学的流動体分析装置に関連した同一の信頼性の問題を継承する。
【0033】
小さな研究室および医院の臨床血液サンプル分析の要求に対処するために、いくらかの試みがなされたけれども、これらの努力は限定的な成功にしか遭遇しなかった。たとえば、Becton−Dickinsonによって開発されたQBC(登録商標)技術は、フローサイトメトリーもその他の高価な技術も要求しない。要求される唯一の可動部は、特大かつ精密に孔あけされた毛細管において、層に対して血液の細胞成分を強制するための遠心分離機である。この毛細管の内部には、寸法および濃度の特徴に関して精密に製造されたプラスチックの「フロート」が白血球および血小板の層内部の濃度均衡を確立し、これによってこれらの層を10の層に拡大する。このことは、血小板数、白血球数、および白血球2分画(顆粒および無顆粒)の完全に正確な試算、ならびに赤血球容積率の非常に正確な測定を可能とする。このQBC装置は、いずれの液体試薬も利用せず、したがって非常に信頼できる。この方法はまた、単位投与量方法でもあり、単一の毛細管およびフロートがそれぞれの分析に使用される。結果として、無駄な試薬は存在しない。
【0034】
QBC(登録商標)技術は、診療所内の使用者のために信頼性および試薬の無駄の問題を対処する一方で、CBCに関して要求される数値の供給がかなり不十分であり、完全な分画を実現せず、網赤血球を数量化しない。また、QBC装置によって出された数値の精度および正確度は、赤血球容積率を除いては、低性能インピーダンス装置よりも悪い。したがって、高割合の患者の治療に影響する判断にあたって臨床医および医師に信頼される数値を出す能力を有する、高価でない生物学的流動体分析装置の重大な必要性は残ったままである。
【0035】
診療所内の設置条件において低性能インピーダンス計器の能力を超える血液学的数値の要求に対処するために、いくつかの主要な要因が対処されなければならない。高性能血液学装置に関連する寸法、コスト、複雑性が低減されなければならず、同時に多数の完全な血液分析を実現する能力が維持されなければならない。高性能血液学装置のコストおよび複雑性に寄与する主要な副装置は、光学設計および流体処理装置、ならびに試薬装置である。
【0036】
レーザ光学装置の寸法を縮小するために、ガスレーザより優れたレーザダイオードの組込みが全体のパッケージ寸法を相当縮小する。さらに、レーザダイオードはレーザ装置のコストを軽減する。しかしながら、レーザダイオードは、ガスレーザの光学特性を有しない。このレーザダイオードは非点収差であり、「モードホッピング」と呼ばれる、温度に依存したノイズ領域を有する。このモードホッピングノイズは、血小板のような小さい粒子の検出を非常に困難にさせる。穏やかな熱領域に、レーザダイオードの温度を制御することは、このモードホッピングの問題を緩和し得る。これは、熱電冷却器などの種々の温度フィードバック装置によって達成されることができ、この熱電冷却器は非常に狭い温度範囲でダイオードレーザの温度を保つ。しかしながら、いずれの類型の温度制御も、特にレーザダイオード自体が熱源であるので、コストがかかる。したがって、ダイオードレーザの作動活動は、熱均衡が達成されるまでモードホッピング効果を生じさせ、この熱均衡には5〜10分かかる。
【0037】
前記レーザ光源以外に、フローサイトメトリー型計器のためのビーム整形および集光光学素子に関連して、かなりのコストおよび複雑性が存在する。
【0038】
ビーム整形光学素子は一般的に、円形のガウスレーザビームを取り込み、出力分布が所定の領域より強くかつ均一に分布される楕円を創出することを目的としている。多くの血液学装置は、ガウス曲線の末端を開口によって遮断することで平行の通路を使用する。これはトップハット効果を生み出し、この効果は、所定の領域を越える均一性を与え、かつ流体の制御およびレーザポインティングの安定性の要求を軽減するけれども、血球における出力密度を犠牲にする。さらに、飛行時間測定に有用な、寸法上、下位の細胞(4μm未満)の非常に細いビームを生じさせるために、従来の方法は、最初のレーザビームをまず拡張し、その後小さな点サイズに集中される。この拡張ステップおよび集中ステップの両方は、レンズ、ビームスプリッタおよびミラーなど、様々な光学素子を使用して達成される。これらの場合において、相当のコストが多くの光学素子を備えることで課せられる。これらの素子それぞれを製造する高いコストに加え、それぞれの光学素子が各自空間にしっかりと保持され、かつ丁寧に揃えられる必要があるという点で、さらなるコストが課される。
【0039】
フローサイトメトリー装置における集光光学素子は、ビーム整形光学素子よりも一層複雑である。これは、ほとんど全ての応用例において、2つ以上の光測定がなされるからである。これを達成するために、2つ以上の検出源が必要とされる。それぞれの検出器は、所定の領域からこの検出器に対して光を案内するいくつかの光学素子を必要とする。前記ビーム整形の場合のように、相当のコストが多数の光学素子の必要性によって課され、これらの素子のそれぞれは空間に保持され、かつ丁寧に揃えられる必要がある。
【0040】
本装置は、フローサイトメトリーに基づく高レベルの信頼性を有する血液学装置であり、少なくとも全血球数(CBC)、白血球5分画、および網赤血球を測定するために、非常に少量の方法試薬を利用する。
【0041】
本発明の装置は、完全な血液学分析を実現可能である一方で、先行技術の欠点を有しない装置をともに生み出すという選ばれた特徴の集合を用いる。この装置は、血球または粒子と相互に作用した後、レーザ光源から放射された光の収集に関するレンズレス光学検出装置を含むフローサイトメータである。レーザ光源は、同時係属中の米国特許出願第09/********号において開示されているような、細い線を生じさせるよう形成された標準的なダイオードレーザ光源である。このレーザ光線の形状は、散乱光の検出に良く適している。さらに、この装置の信頼性は、可動部を全く含まず、レンズを全く要求しない光検出器アレイの使用によってさらに高められる。この光検出器アレイは、前記散乱光が検出可能であり、かつこの収集されたデータが完全な血液学分析を提供するようにされ、この場合、高開口数の技術とともに使用される。最後に、この装置は、血液サンプル分析のために反応チャンバ、混合チャンバ、および廃棄物チャンバとして作用する消耗試薬管の独自の装置を使用する。この消耗管はラテックス粒子またはその類似物(固定血球)を組入れ、これはサンプルの処理の間になされる希釈が正確に実行されたことを保証するための内部標準として作用する。これらの消耗管の使用は、より少ない無駄、ならびに大きく改良された結果の正確性および妥当性を生じさせる。
【0042】
したがって、本発明の1つの目的は、フローサイトメータに関するレンズレス集光装置を提供することである。
【0043】
本発明の別の目的は、フローサイトメトリー用多目的血液サンプル反応槽を提供することであって、この反応槽は、閉じられた管と、この閉じられた管中の既知数の粒子であって、前記粒子のそれぞれが、複数の既知の光散乱チャネルの1つに該当するようないくつかの直径のうち1つを有する粒子と、少なくとも1つの試薬とを含む。
【0044】
本発明の別の目的は、血液サンプルまたは血液由来のサンプルを分析する方法を提供することであって、この方法は、前記血液サンプルまたは血液由来のサンプル、および閉じられた反応槽において既知数の粒子であって、複数の既知の光散乱チャネルの1つに入るようないくつかの直径のうち1つを有する粒子を含むこの閉じられた反応槽中の試薬を混合するステップと、前方光散乱および側方光散乱を測定して、かつこれらの測定を前記粒子に関して得られた値と比較することによって、前記粒子を使用して前記サンプルを標準化するステップと、前記サンプルから血球を計数しかつ分粒するステップと、前方光散乱および側方光散乱をこのサンプル中の各血球から測定するステップと、光散乱信号に基づいて血球を分類するために前記散乱光を分析するステップとを含む。
【0045】
本発明の別の目的は、サンプル中の生物細胞を分類かつ計数するためのフローサイトメトリー装置を提供することであり、この装置は、消耗管であって水溶性の検査液における、複数の既知の光散乱チャネルの1つに該当するようないくつかの直径のうち1つを有する既知数の粒子と、少なくとも1つの試薬とを含む消耗管と、溶血剤管であって、前記サンプル中の白血球を実質的に無傷のままにする一方で、前記サンプル中の赤血球を溶解する能力を有する少なくとも1つの溶血試薬を含む溶血剤管と、シース管であって、サンプル希釈試薬とフローサイトメトリー用シース試薬と前記フローサイトメトリー装置の液圧路用洗浄試薬とを含むシース管と、フローセルと、液圧装置であって、前記サンプル、前記消耗管、前記溶血剤管および前記シース管の内容物を混合し、かつ結果として生じる1つ以上の混合物を前記フローセルに通過移動させる能力を有する液圧装置と、ダイオードレーザであって、前記フローセル中の血球を照射する光を生じさせるダイオードレーザと、レンズレス光モジュールであって、2つ以上の前方散乱角度範囲で散乱した光を収集する能力を有する第1の部分、および高開口数で散乱した光を収集する能力を有する第2の部分を有するレンズレス光モジュールと、信号処理装置であって、前記レンズレス光モジュールの第1の部分および第2の部分から生成された1つ以上の信号を分析し、かつそこからのデータを生成する能力を有する信号処理装置と、前記データを分析するためのデータ処理装置とを含む。
【0046】
本発明の上記およびその他の目的、特徴ならびに利点は、添付図面と併せて読まれる以下の記載から明らかになるであろう。
【0047】
図1は、本装置の液圧技術の概略図であり、装置バルブ(1,2,3,4,5)、注射器(6,7)、大量試薬瓶(8,9)およびその他の本装置の主要構成部分を示す。
【0048】
図2は、光検出装置において使用されるフローセルアセンブリの図面である。これは、レーザが血球と相互に作用する石英流路(22)を層流が通過することを可能とする、3つの管口(20,21,23)を含む。
【0049】
図3Aおよび図3Bは、レーザビーム整形光学素子の概略図である。図3Aは平面図であり、図3Bは側面図である。剥き出しのレーザダイオード30は、2つの別々の軸に発散する光を放射する。コリメータレンズ31は両方の軸における発散を除去し、レンズ32を照射する。レンズ32は、レーザビームからのほぼ全ての光が前記流路22の幅を通過し得るように、1つの軸に前記ビームを集中するために作用する。Wはこの幅を表す。第3レンズ33は、Wにおいて鋭い集中を形成するように、32とWとの間に導入される。レンズ33の焦点は、レーザ光と、所定の粒子または血球との所望の交点である。レンズ32の焦点は、散乱数値を測定する光検出器の所望の配置面であり、これはレーザが軸上で最小の点に集光した位置である。
【0050】
図4は、血球検出装置の説明図であり、22を通って流れる血球または粒子を示し、この22は、いずれの集光または結像レンズもなしに、少なくとも2つ、好ましくは4つのフォトダイオード検出器の周囲空間に保持される。これらの検出器は、直角散乱42、低角度前方散乱45、軸方向光損失または消光44、および高角度前方散乱43を収集する。レーザ光は、41を介して22に照射され、この41は図3のビーム整形光学素子を含む。
【0051】
図5は、レーザの前方における3つの独立した光測定に対応するフォトダイオードマスクの図面である。低角度前方散乱は51によって、軸方向光損失は52によって、および高角度前方散乱は53によって遮蔽される。好ましい実施形態において、これらの3つの領域は、所望の形態のみが半導体物質の作用部分である、半導体物質からなる単一の製造物50に存在する。その他の方法は、3つの別々のフォトダイオードの上に設置され得る金属製マスクである50を含む。
【0052】
図6は、システムサイクルにおいて前記消耗管内で起こっていることを概略的に示す図である。消耗管60は少量の方法試薬で始まり、これに対して6を経由する正確に計量された全血、またはその他の未知の物質が、8から7を経由する装置シース流体とともに液圧針11を通して加えられる。これは60を作り、この60は、その後図4の光学素子を通って分析される。62を作るために、より多くの全血、またはその他の未知の物質が、この消耗管に加えられる。白血球を分析するために、細胞溶解物質およびシース流体が、63を作るために加えられ、この63はその後図4の光学素子を通って分析される。最後に、この液圧ラインは、64を作るために前記消耗管に逆流させることによって洗浄され、このときこの64は廃棄管となる。
【0053】
図7は、図6において示された管を移動させる管配置アセンブリの図である。4つの試験管が同時に保持され得る。スロットAは、全血の患者サンプルまたはその他の種類の適切な試料のために用いられる。スロットBは、図6に描かれた前記消耗管のために用いられる。スロットCは、溶血剤を含む管用であり、この管は、消耗管の大量の実施(一式あたり20よりも多い消耗管、理想的には50の消耗管)のために、スロットCにおいて本装置上に止まる。スロットDは、搭載洗浄剤管用であり、これはまた、正確に装置起動時の流体の状態にするために、起動管として作用することをも目的としている。
【0054】
図8は、混合および貫通アセンブリの図面である。図6に描写された希釈を達成するために、図7の管スロットは、前記針11および12が停止された試験管の中にモータ81によって同時挿入される貫通位置の間に、移動される。流体が注射器6または7によって針11を通って管に注入されるとき、針12は、大気圧で存在する空気フィルタ13に対して圧力変化を発散する。一旦この新しい溶液が前記消耗管において作られると、図7の搬送体は、80の下にこの消耗管を移動させ、これによって82を含むいくつかのモータの使用を通じて、この消耗管は混合され、溶液の内部を均質にする。
【0055】
図9は、図1の好ましい実施形態の図面である。種々のブロックは、適切な液圧路を備えたバルブを保持し、かつ前記注射器および前記モータ駆動機構を結合する。
【0056】
図10は、本装置の実施形態から得られた赤血球(C)、血小板(P)、およびラテックス(B)のヒストグラムデータを表示している。図10Aは、x軸(0〜1023、または8ビット)上のデジタル化された高角度前方散乱チャネル43に対する、個別のチャネルそれぞれに関して収集されたイベント数(または発生数)のヒストグラムデータを表示している。図10Bは、消光または軸方向光損失チャネル44の表示であることを除いては、同一のデータランを示す。図10Cは、直角散乱チャネル42の表示であることを除いては、同一のデータランを示す。図10Dは、飛行時間またはパルス幅測定を示すことを除いては同一のデータランを示す。パルス幅測定は、光検出器を利用するその他のいずれのチャネルからもなされ得るけれども、消光44または低角度前方散乱45のいずれかを使用することが好ましい。
【0057】
図11は、散布図形式であることを除いては、図10と同一の赤血球、血小板およびラテックスのデータを表示している。散布図は、x軸上に示された1つの測定から、y軸上に示された他の測定に対して、血球または粒子から同時に収集されたデータ表現を容易にするものである。ラテックス粒子は、図11A中のAおよび図11B中のBにおいて識別可能である。
【0058】
図12Aは、3つの群を明確に示す前記消光チャネルに関する白血球のヒストグラムデータを表示しており、Aはリンパ球、Bは単球、Cは顆粒球である。図12Bは、ラテックス粒子を組み込んだデータランであることを除いては、同一の患者サンプルを示す。先と同様に、Aはリンパ球、Bは単球、Cは顆粒球である。このラテックス粒子はDで示され、白血球と容易に識別可能である。図12Cおよび図12Eは、ラテックス粒子を加えることなく、低角度前方散乱(12C)および直角散乱(12E)の数値に関して、同一の患者サンプルを示す。図12Dおよび図12Fは、ラテックス粒子を加えて、低角度前方散乱(12D)および直角散乱(12F)の数値に関して、同一の患者サンプルを示す。
【0059】
図13Aおよび図13Bは、散乱図形式であることを除いては、図12B、図12Dおよび図12Fと同一の白血球およびラテックスのデータを表示している。
【0060】
図14は、本装置の実施形態から得られた直角散乱(図14A)および消光(図14B)に関する赤血球および網赤血球のヒストグラムデータを表示している。
【0061】
図15は、図14Aおよび図14Bにおいて示されたような同一のサンプルから得られた赤血球および網赤血球の散乱図データを表示している。ここにおいて、相互に対して表示する場合、前記消光(y軸)および前記直角散乱(x軸)が、成熟赤血球の主要な群に関して、網赤血球の分離を示している。1.72%の網赤血球の値は、1.60%の手動の基準方法と見事に一致している。
【0062】
図16は、直角散乱(図16A)および飛行時間またはパルス幅(図16B)に関して、本装置の実施形態から得られた白血球分画のヒストグラムデータを表示している。
【0063】
図17は、図16Aおよび図16Bにおいて示されたような同一のサンプルから得られた白血球分画の散布図データを表示している。ここで、相互に対して表示すると、前記消光(y軸)および前記直角散乱(x軸)は、白血球分画のうちいくつかの部分の分離を示している。Aで示された領域はリンパ球を示し、Bで示された領域は単球を示し、Cで示された領域は好中球(顆粒球の下位集合)を示し、Dで示された領域は好酸球(顆粒球の別の下位集合)を示す。Dの中に存在する好酸球は全体の20.63%を占め、これは21.70%の好酸球の基準方法と見事に一致する。
【0064】
図18は、血液の存在なしに、61に代表される網赤血球色素溶液の分光光度計走査を表示している。
【0065】
図19Aは、溶解した全血溶液の分光光度計の走査を表示し、ヘモグロビンの基準方法(シアンヘモグロビン)に関して540nmにおいて読取られる。図19Bは、溶解した全血溶液の分光光度計の走査を表示し、ヘモグロビンに関して540nmにおいて読取られる場合、オキシヘモグロビンを示し、580nmにおいてはデオキシヘモグロビンを表す。
【0066】
図20は、希釈された全血溶液の分光光度計の走査を表示している。
図21は、溶解した全血および網赤血球色素溶液の分光光度計の走査を表示している。
【0067】
図22は、希釈された全血および網赤血球色素溶液の分光光度計の走査を表示している。
【0068】
図23は、単一モードで動作するダイオードレーザ(図23A)および高周波数で動作する同一のレーザ(図23B)のスペクトラムアナライザの出力を表示している。図23Aにおけるピークは、多くの異なる周波数において高レベルのノイズを示す。これに関する基準線が優れている一方で、高周波数ノイズピークは消光測定およびレンズレス散乱光集光装置を実行しようとするときに重大な問題を生じさせる。この正味の効果は、誤ったイベント数の計数、およびパルス高または領域の不正確な数量化である。図23Bにおいて高周波数変調されたレーザの帯域は、基準線のレベルは低くないけれども、高いスパイクがない。これは正確な消光の数量化の可能性、およびその他のチャネルに関するレンズレス集光装置の実行に役立つ。
【0069】
図24は、定力駆動されたレーザダイオードまたは単一モード、および高周波数変調によって駆動された同一の装置に関する温度に対する、ノイズのプロットを表示している。これは、定力で駆動される単一モードレーザが、ある温度範囲において、高周波数変調されたレーザのノイズレベルまたはそれ未満のレベルを達成し得ることを示す。したがって、高周波数変調または温度制御されたレーザは、正確な消光の数量化およびその他のチャネルに関するレンズレス集光装置の実行を可能にする能力がある。温度を制御するコストがレーザを振動(変調)するコストよりもかなり高いので、好ましい実施形態は高周波数変調である。
【0070】
図25は、システムエレクトロニクスのブロック図である。
図26は、信号処理エレクトロニクスのブロック図である。
【0071】
本発明は、少なくとも全血球数(CBC)、白血球5分画および網赤血球数を測定する能力を有するフローサイトメトリーに基づく血液学装置を開示する。本装置は、高レベルの信頼性を有し、かつ非常に少量の方法試薬を利用する。本装置は、構成が非常に安価であり、さらに重大なレベルの操作者の訓練を必要とせずに使用可能である。本装置は、特に、迅速にかつ安価に大量の血液サンプルを分析することができ、それぞれのサンプルに関して完全な血液分析を提供することができる計器を必要とする環境における使用に良く適している。このような環境は、たとえば診療所、医院および獣医院を含む。
【0072】
本発明のフローサイトメトリーに基づく血液学装置は、光学的標準化のために、かつ前記計器が正確に希釈を実行しているかどうかを検査するために使用される基準粒子を含む消耗管を用いて、独自のレンズレス光検出装置を組合せる。本装置はまた、本装置の動作の成功に重要である特定のビーム形状を備えたダイオードレーザを用いる。フローサイトメトリーに基づく装置における生物粒子分析のためのダイオードレーザの使用は、定期的にノイズ現象を示すこれらの装置の傾向に起因して、従来は概ね敬遠されてきた。本願発明者は、このような問題が以下により詳細に検討される高周波数変調技術の使用によって克服され得ることを発見した。これらの要素の組合せは、フローサイトメトリーに基づく既存の血液学装置よりもコストがかなり低く、かつ信頼性がかなり高い装置を創出し、この装置は、蛍光発光または光吸収測定の必要なしに、少なくとも全血球数(CBC)、白血球5分画および網赤血球数を測定し得る。しかしながら、本発明の装置は、ここにおいて記載したような1つ以上の所望の数値を測定するために蛍光発光または光吸収測定を組込むことを除外しない。
【0073】
(消耗管)
本発明のフローサイトメトリーに基づく血液学装置の部品として考慮される第1の品目は、消耗管である。それぞれの消耗管は、計器に配置された他の全ての管に適するように、独自のコード化されたラベルを備える。好ましくは、このコード化されたラベルは、バーコードラベルである。この消耗管は、計数量化検査および光学標準化に使用される1つ以上の識別可能な類型の粒子を含む。試薬のそれぞれのロットが、定数の基準粒子とともに消耗管に等分される。このような基準粒子は、本技術分野において知られており、たとえば花粉粒子、固定血球、またはラテックス粒子になり得る。
【0074】
本装置に適切な粒子を選択する手掛かりは、その粒子が光学的測定軸のうち少なくとも1つにおいてサンプルの対象血球を識別可能でなければならないということである。ラテックス粒子は細胞成分と異なる屈折率を有し、多くの寸法のラテックス粒子は商業的に利用可能である。4.1μmの粒子の場合、これらの粒子は、消光(EXT)、低角度前方光散乱(FSL)および直角散乱(RAS)のチャネルにおいて赤血球および血小板と識別される一方、高角度前方光散乱(FSH)および飛行時間(TOF)のチャネルにおいて赤血球と重複する。機能的には、軸において基準粒子がこの上なく分離していることは問わない。前記5つのチャネルのうち少なくとも1つが分離を示す限りは、粒子の群全体は、いずれのサンプルの細胞成分からも完全に分離してゲーティングかつ分析され得る。
【0075】
種々の異なる種から固定された赤血球は、しばしば基準粒子として用いられる。これらの血球は、赤血球分析中に全てのチャネルで完全に隠され、したがって赤血球の検出および計数における使用に適切ではない可能性がある。しかしながら、これらの血球は、白血球の検出および計数にさらに使用可能であり、固定工程が組織の溶解を免除するので、白血球分析中に全てのチャネルで容易に識別されるであろう。鳥類の種から固定された赤血球は有核という追加的な特徴を提供するが、この特徴は直角散乱光によって排他的に哺乳類の赤血球とこれらを識別することに役立つ。
【0076】
内部基準粒子は既知の濃度で使用され、かつ細胞代用物として作用するものである。この代用物は、少なくとも1つの測定技術における計器がサンプルの細胞構成物質からこれを独自に識別し得るような特性を有しなければならない。この細胞代用物は、品質管理目的のために内部サンプルの内部標準として作用する。これは、計器の測定が正確に実行されていること、および全ての希釈が正確になされたことを保証する。この代用物の好ましい実施形態は、ポリスチレン粒子である。しかしながら、花粉、ガラス、固定血球または大きいコロイドのようなその他の粒子が、上記の条件が満たされる限り使用され得るであろう。粒子寸法範囲は、好ましくは約1μm〜約10μmであり、計器の少なくとも1つの測定軸において血小板、白血球および赤血球とこれらの粒子とを独自に分離するという光学特性を有する。
【0077】
ポリスチレン粒子は、SeradynおよびDukeなどのいくつかの製造者を通して商業的に利用可能である。好ましい寸法は4.0μmであり、これは計器におけるデータ収集のいくつかの軸に沿って血液の細胞成分から容易に識別される。この粒子に関する寸法の選択は、粒子濃度を容易に測定することを可能にする。前記消耗管中の試薬システムは、固体割合の測定値(粒子濃度×粒子体積)に敏感であり、したがって、選択される体積が小さいほど、粒子の濃度は高くなり、実施され得る範囲はより広くなる。好ましい実施形態は、1μlあたり10,000個の消耗管中の粒子濃度を有することである。このレベルで、計数される基準粒子のイベント数は、計数される白血球数と同一の範囲内になるであろう。
【0078】
これらの粒子濃度およびこれらの粒子の光学特性は、基準方法によって測定される。それぞれの粒子類型に関する1μlあたりの数、それぞれの粒子類型に関する光学的測定のための平均信号、およびそれぞれの粒子類型に関する光学的測定変動係数などの、これらの粒子の特性が得られる。当業者は、要望どおりに、それぞれの粒子類型に関連するその他の数値が本発明の装置において有利に測定され、かつ使用され得ること、および本発明が先に挙げた特定の数値に決して限定されることを意図するものではないことを十分理解するであろう。
【0079】
この情報から、コード化されたバーコードラベルが、少なくとも以下の数値のうち、いずれか1つ、またはいずれの組合せをも基準にして生成される。
1.検査類型
2.ロット番号
3.使用期限日
4.シリアル番号
5.粒子1の濃度(粒子数×103/μlと表現される)
6.粒子2の濃度(粒子数×103/μlと表現される)
7.粒子1のEXT平均値
8.粒子2のEXT平均値
9.粒子1のFSL平均値
10.粒子2のFSL平均値
11.粒子1のFSH平均値
12.粒子2のFSH平均値
13.粒子1のRAS平均値
14.粒子2のRAS平均値
15.粒子1のTOF平均値
16.粒子2のTOF平均値
17.粒子1のEXTCV値
18.粒子2のEXTCV値
19.粒子1のFSLCV値
20.粒子2のFSLCV値
21.粒子1のFSHCV値
22.粒子2のFSHCV値
23.粒子1のRASCV値
24.粒子2のRASCV値
25.粒子1のTOFCV値
26.粒子2のTOFCV値
27.488nmでの流体の光学密度
28.540nmでの流体の光学密度
29.580nmでの流体の光学密度
30.635nmでの流体の光学密度
【0080】
本装置において使用されるそれぞれの粒子類型に関して、基準値の表が生成され、計器に連結されるPCに記憶される。この基準値の表は、以下のうち1つ以上の数値を含み得る。
1.粒子数
2.EXT平均値
3.FSL平均値
4.FSH平均値
5.RAS平均値
6.TOF平均値
7.EXTCV値
8.FSLCV値
9.FSHCV値
10.RASCV値
11.TOFCV値
【0081】
一例として、仮定の4.1μmのラテックス粒子が粒子7と示される。これらの基準粒子に関連する以下の基準値は、前記PCに記憶され得る。
1.粒子=7
2.EXT平均値=520
3.FSL平均値=430
4.FSH平均値=824
5.RAS平均値=941
6.TOF平均値=252
7.EXTCV値=3.1
8.FSLCV値=2.9
9.FSHCV値=4.2
10.RASCV値=7.9
11.TOFCV値=2.1
【0082】
また、本装置において使用されるそれぞれの色素に関して、本装置に連結される前記PCの表にも記憶される、関連した特徴を有する光吸収スペクトルが存在する。1ロットあたり、この色素流体は、これらのスペクトル特性の1つ以上の波長、すなわちこの色素の吸収が最大または最小の点である波長、またはこの色素と独自に一致する波長での吸収に関して検査される。一例として、色素を含む試薬が、以下の波長での吸収に関して検査される。
1.488nmでの流体の光学密度
2.540nmでの流体の光学密度
3.580nmでの流体の光学密度
4.635nmでの流体の光学密度
【0083】
635nmでの測定は青色色素を検出するのに有用であり、この色素はこの波長での光を吸収する。ヘモグロビンは強力に緑色光を吸収し、したがって540nmでの測定はヘモグロビン濃度を測定するために使用される。580nmでの測定は、臨床化学検査の生成物を検出するのに有用であり、これらの生成物は黄色光を吸収する。最後に、488nmでの測定は、ヘモグロビンも、いずれの広く使用される網赤血球色素も、この波長で吸収し、したがってこの測定の干渉を最小限にするので、真実の校正波長として有用である。
【0084】
一例として、仮定の新メチレンブルーが、色素3と示され、前記基準表において以下の吸収値を有する。
1.488nmでの流体の光学密度=0.85
2.540nmでの流体の光学密度=0.62
3.580nmでの流体の光学密度=0.73
4.635nmでの流体の光学密度=0.20
【0085】
2001年3月(4c01)に製造された、2年で期限が切れる(2)CBC検査用の第4ロットの管が基準粒子の2つの異なる組を含むと仮定する。この基準粒子の第1の組は表項目7に掲載され、これは1μlあたり1,200の粒子濃度での4.1μm粒子に当たる(0712)。基準粒子の第2の組は表項目25に掲載され、これは新メチレンブルー溶液における1μlあたり32,500個の粒子濃度での固定血球粒子に当たり(25325)、この溶液は表項目Dである(d)。上記の溶液を含む前記消耗管は0〜50,000まで順番に並べられる。したがって、以下のバーコードが作成される。
4c012071225325d00000〜4c012071225325d50000
【0086】
この基準バーコード例はデモ用である。桁数が情報の損失なく著しく減少され得ることは、当業者に明らかであろう。
【0087】
前記消耗管にこれらのバーコードを付すことは、希釈が正確になされたこと、および全ての光学測定が正確であったことを示すための、個別サンプルにおける品質管理測定の実行に必要な情報を、本装置に供給するであろう。
【0088】
品質管理測定におけるバーコードデータの使用の一例として、赤血球希釈がなされるとき、前記消耗管の試薬容積は半分に希釈されると仮定する。したがって上記の例において、赤血球の計数部分の間に固定された血球数は16,250個(32,500個/2)でなければならない。もしこの固定血球数が16,250個周辺の許容帯域内でなければ、この計数結果は報告されないであろう。同様に、本装置は前記消耗管内に存在する4.1μmラテックス粒子を予定しているので、600個の計数(1,200個/2)が正確な希釈を確証するであろう。しかしながら、もし不正確な希釈が検出されれば、本装置は、固定血球粒子に関して得られた値を前記ラテックス粒子に関して得られた値と比較し得る。もし、期待値からの相対偏差が、それぞれの粒子測定に関して同一であれば、その後に希釈エラーが疑われる。
【0089】
本装置はまた、前記表に期待光学値を掲載させることができ、これらは希釈と無関係である。粒子の前記平均値と前記変動係数(CV値)とのデータ比較は、これらが前記基準表と比較するように、希釈エラーが生じたかどうかの決定を可能にし、かつ光学的配列、レーザ出力安定度および流れ特性に関する洞察力を与える。前記希釈例と同様に、もし、回収された光散乱データが予め定められた許容範囲内で期待データと適合しないならば、いくつか、または全ての血球分類の分析が報告されないであろう。この方法で、正確なエラーメッセージが、正確な修正策を支援するであろう操作者に表示され得る。さらに、本装置は時間にわたるその性能を記録することができ、かつ本装置に傾向を記録するための時間にわたる装置の性能のデータベースを維持することができる。この入手データおよび最近の傾向に基づいて、修理、再校正またはトラブルシューティング技術に関する推奨が、自動的に生成される。
【0090】
(レーザおよびレンズレス光検出装置)
いずれのフローサイトメトリーに基づく血液学装置からも合理的に正確なデータを得るために、個別の血球または粒子がフローセルの検出領域を個別に通過しなければならない。標準的なインピーダンス血球カウンタを使用してこれを達成するために、前記フローセルの開口の検出領域が大容量(すなわち幅60μm、長さ100μm)なので、全血は通常、およそ1対10,000の程度で希釈される。しかしながら、フローサイトメトリーに基づく血液学装置は、典型的な計器の検出領域が通常、幅(中心流)10μm、長さ(レーザビーム高)20μmあたりなので、より高い全血濃度で動作し得る。したがって、およそ1対500〜1対1,000の程度の全血希釈が使用され得る。
【0091】
上記の消耗管に関して、理想的な全血希釈は、赤血球の分析に関して1対100であり、この分析は前記消耗管の容積の20%未満を利用する。これは、白血球希釈および本装置からの最終の洗浄処理を実行するために、前記管の容積の80%以上を残す。これを達成するために、前記検出領域は、現在利用可能な方法からさらに圧縮されなければならない。これは2つの方法で達成され得る。第1は、中心流をおよそ幅7μmで維持するために、質量流量を非常に低く、しかし一定量(1秒あたり0.05μl)に制御する方法である。第2は、レーザビーム高を3μmあたりに制限する方法である。
【0092】
これは、係属中の米国特許出願第09/*******号に記載されているように、ダイオードレーザライン放射装置の使用によって達成された。この装置は、光伝達方向に対して両者垂直である第1および第2の相互に垂直な軸上に方向付けられた光出力を生じる半導体レーザを含む。この装置はまた、前記レーザ光伝搬方向に間隔を置いた第1および第2の焦点部分で前記第1および第2の軸上の前記レーザ出力を集中するような方法で配列される光学装置を含む。前記焦点のそれぞれに交差する面において、その光は、一方の軸の幅および他方の軸の長さを備えた線の中に形成される。
【0093】
伝統的なフローサイトメータおよびフローサイトメトリーに基づく血液学装置は種々の角度で血球から散乱した光を集める。これらの従来の装置は、前記中心流を投影し、サンプルの細胞成分からの全ての散乱光を集め、その後、集光角度を測定する開口にこの光を通過させる集光レンズを利用する。この濾過された光は、その後光検出器に集中され、この検出器は所望の角度で散乱した光錘全体を集光する。もし、2つ以上の前方集光角度が要求されるならば、ビームスプリッタおよび鏡が別個の光錘を分離するために使用される。直角散乱の集光に関して、従来のレンズは、バックライトのレベルを低く維持する目的で、流れを投影するために使用される。
【0094】
前記レンズレス設計方法において、検出器は、いずれの付随レンズまたはその他の光学素子もなしに、前記レーザビームを通過する血球によって生じる適切な信号を収集するために空間に固定される。これらの信号は、消光(EXT)(0°〜0.5°)、低角度前方散乱(FSL)(1°〜3°)、高角度前方散乱(FSH)(4°〜9°)、および直角散乱(RAS)(50°〜130°)を含む。前記レーザビームの通路から低角度で3つの異なる測定値を集めるために、前記ビーム整形光学素子は、ダイオードレーザ光の2つの焦点を形成する。同時係属中の米国特許出願第09/*******号を参照されたい。この出願全体が参照によって本明細書に組込まれる。第1の焦点は、前記レーザ光が血球または粒子の前記中心流と交差する面である。この焦点は血球の飛行面に垂直であり、光は、広いビームの細い中心(焦点面)を直角にこれらの血球が通過することに起因して散乱する。
【0095】
最低の高さ(すなわち前記フローセルを通る粒子の流れ方向の最小寸法)のビームを備えた結果、大量の血球が高濃度で、同時発生からの干渉なしに分析され得る。これは、液体の容積、および大量の液体を処理する必要性を最小限にする。さらに、この配列は前記第1焦点の血球において高い光出力分布を形成し、ゆえに直角散乱(RAS)は従来の装置で用いられるものよりも相当安価な検出器を使用して測定されることができる。特に、フォトダイオードは光電子増倍管の使用と交換し得る。この水平の出力分布は、感知可能なドリフトなしに流れがその軸上で遊動することを可能にし、さらに前記フローセル通路と平行に前記光出力分布を維持することによって前記フローセルの端から散乱する光を最小限にする。
【0096】
前記第2焦点は前記検出器が配置される面に存在する。ここで、前記フローセルからの広いビーム部分は最小に減少され(すなわち集中され)、前記第1焦点を通過した光が拡張し、一定の高さを備えた長い光線を形成する。この長い光線の中で、フォトダイオード検出器は、光レベルが最も大きい点に配置される。これは、消光(EXT)検出器であり、血球がレーザビームと交差することで失われる全ての軸方向の光(若干の吸収光および散乱光)を測定する。この測定は、多くの情報を保持するけれども、この情報は高い信号対雑音(S/N)比が存在するときに抽出され得るのみである。フローサイトメトリーに基づく血液学装置において従来用いられた前記ガスレーザは強い信号を形成するけれども、これらのレーザに関連した高レベルのノイズが、EXT測定の有用性を最小化した。これは、プラズマ管が長いほど前記ノイズレベルは低くなり、したがって前記S/N比が大きくなるので、より長いプラズマ管を利用することによって、相殺することができる。ダイオードレーザは、ガスレーザより本質的に低いノイズレベルを有するけれども、定期的な高レベルのノイズを示す。これらのノイズの断続的なバーストは、「モードホッピング」と呼ばれる。わずかな温度または電流変化は、レーザダイオードに、一方の単一モード状態から他方の単一モード状態への急な変化を生じさせる。モードホッピングが生じているとき、消光測定の前記S/N比は非常に低く、小さい粒子を測定するために、またはより大きい粒子のわずかな相違を識別するために有用でない。
【0097】
モードホッピングを排除するために、慎重な温度制御および正確な電流制御が実行され得る。もしこれがなされるなら、それぞれのレーザダイオードが、モードホッピングが生じない平穏な温度または電流の領域を発見するために、個別に特徴付けられなければならない。根気のいる努力が、個別のレーザダイオードそれぞれを理想の温度および電流設定に特徴付けるために課せられなければならない。また、レーザが経年変化するにつれ、前記平穏な温度または電流領域は変化し、かつ前記温度および電流制御を再設定する。さらに、たとえ特定の温度が決定されても、ダイオードレーザは、まず作動されると、自身の熱を生成する。前記ダイオードレーザの温度の温度均衡は、確立するために最大30分かかり得る。この均衡時間はレーザの耐用年数を減少させる。最後に、温度制御の実行は、装置が使用され得る動作温度を大幅に制限し、重大なコストおよび寸法を比較的安価かつ小さいレーザダイオードに加える。
【0098】
フォトダイオードレーザを使用して正確な消光測定を達成するために、高周波数変調が用いられ得る。高周波数変調はマルチモード状態で存在するレーザを備えることによって、モードホップを除去する。温度または電流が変化すると、ダイオードの一次モードが変化するけれども、ダイオードレーザが開始のために多くのモードで作動するので、これらの変化はノイズスパイクを全く生じさせない。さらに、この変調周波数は、血球イベントに関する所定の周波数よりも相当大きくなるように選択可能であり、その結果この変調は本装置で読取れない。
【0099】
高周波数変調は、モードホッピングの対処における温度および電流制御の使用に関連する問題を解決する。高周波数変調装置は、数秒以内に安定し、したがって起動中のダイオードレーザによって生成された温度を制御する必要性はない。したがって、前記レーザ耐用年数は延長される。さらに、温度冷却装置とは異なり、高周波数変調装置は広い動作温度範囲にわたって安定する。高周波数変調によって、穏やかな温度または電流領域を発見する必要性はなく、レーザが経年変化につれて装置を再設定する必要性もない。したがって、ダイオードレーザに関する穏やかな温度または電流領域の発見および維持で被る人件費は回避される。
【0100】
高周波数変調が、以下の方法でダイオードレーザに課せられる。連続波(CW)モードで作動するダイオードレーザは、フィードバックに使用される内蔵フォトダイオードを備え、ゆえにこの出力は温度と共に変化しない。この回路は、光出力が一定に維持されるように、レーザのダイオードに対する電流入力を変化させる。1つの実施形態において、このレーザドライバのCW設定値は、レーザの定格出力の2分の1を生じさせるように設定される。次に、正弦波の出力で電流を生じさせるように水晶発振子を使用する変調回路が、CW電流と「合計」される。結果として、このレーザ出力は、正弦波形状を帯び、この正弦波は、正弦波のピークにおいてはレーザの最高定格出力レベルに近い最高の出力を、および正弦波の最低においてはほぼゼロの出力を備える。
【0101】
前記レーザビームが前記検出面における焦点に集光するので、低角度光散乱(FSL)は、従来の装置で要求されるようなレンズの必要性なしに、集光するビームの軸から狭い直線距離で拾われ得る。FSLは、粒子寸法を測定するために使用される。FSLは、物理的に可能な限り前記EXT光検出器に近付けてFSL検出器を配置することによって測定される。これは別々のフォトダイオードによって、または2つの独立した測定(EXTおよびFSL)に関して適切な寸法にされたフォトダイオードアレイによってなされることができる。
【0102】
屈折率および粒子の内部複雑性に関する情報は、より高角度の前方光散乱(FSH)を使用することによって得られる。この散乱測定は、レーザの軸から測定して、一般に約4°〜9°の辺りでなされる。この測定は、その領域の散乱光を集めるために別々にフォトダイオードを配置するか、または特定の構造に対応する動的要素を備えたフォトダイオードアレイを使用するかのいずれかによって、レンズの使用なしに行われることができる。1つの実施形態において、フォトダイオードアレイは、EXT、FSL、およびFSHを、全て同一のアレイにおいて測定する能力を有するように構成される。
【0103】
本発明の装置において、前記光検出器は単一のチップにおける光アレイの形式が好ましく、前記検出器は適切な角度で散乱光を集めるために間隔をあけて配向される。この構成は、いずれの集光または結像レンズの要求なしに、3つ以上の独立した測定がなされることを可能とする。前記光検出器アレイはEXT、FSLおよびFSHの収集に関して記載されたけれども、このような配列は収集の角度を40°までの高さにまで拡張されることができた。この値より上では、四角形の流路が、測定を妨害するであろう。
【0104】
特定の角度について全てのダイオードの配列を確実にするために、かつ所定の純粋な角度のみを収集するために、光フィルタとして作用するマスクが、別々のダイオードまたは前記フォトダイオードアレイを覆って配置され得る。このマスクは、好ましくは、使用されるいずれの正方形または長方形のフォトダイオードのコーナーを覆うことによって光散乱の真の角度を維持するために、湾曲した形状を有する開口部を備える。前記フォトダイオード上に取付けられた、正確に作られた適切な系所のマスクは、複数のダイオードの組の光学的配列に関する要求を、EXT検出器ダイオードの配列のみに削減し、したがって構造および校正を単純化する。このマスクされたフォトダイオードの組は、好ましくは前記消光センサが最高レベルの入射光を有するように、すなわちレーザ光ビームの前記第2焦点に配置される。
【0105】
直角散乱(RAS)フォトダイオードの位置は、高い開口数を維持するために極めて重要であり、これはレンズの使用なしでのみ達成され得うる。したがって、フォトダイオードは前記フローセルの近くでレーザの面と平行に取付けられる。前記フローセルの一側面に向かって血球または粒子によって直角に散乱したすべての光は、前記RASフォトダイオードを交差する。これは、50°〜130°の直角受光角度、または0.9のの開口数(NA)を示す。
【0106】
この高開口数のRASフォトダイオードは前記フローセルの側面全体を占め、したがって、その他の測定は前記フローセルのこの側面では行われ得ない。しかしながら、前記RAS検出器の反対の面はまだ利用可能であり、その他の測定を達成するために使用され得る。前記フローセルのこの側面は、たとえば、蛍光を放射して検出する能力を有する検出器を用いることによって、標準的な蛍光フローサイトメータデータを生成するために使用され得る。この側面はまた、前記フローセルの中央に流れを投影する集光レンズ(低開口数)、蛍光情報のいくらかの軸を分離するためのビームスプリッタおよび干渉フィルタ、検出器に集光するための結像レンズ、ならびに低レベルの蛍光放射を検出するための光電管のうち1つ以上を含む。
【0107】
レンズレス光検出装置の使用は、関連する光学素子、たとえばレンズ、絞り、鏡などの必要性を除去する。この結果として生じる光検出装置は、計器内でビームを導くために、このような光学素子に依存する従来の光検出装置よりも、著しく小さく、軽く、安価で、かつ信頼性が高い。
【0108】
レンズレス集光装置を使用する欠点は、迷光が検出器に容易に入り込むことである。レンズは、従来は中心流を投影する光を導くために使用され、ゆえに中心流から発散する光のみ検出器に達する。レンズはまた、完全円錐角から集められた光を、小さい光検出器が配置された点に集中するために使用される。相対的に小さな光検出器の使用は、暗電流ノイズを最小にし、このノイズはフォトダイオードの領域に比例している。しかしながら、レンズレス装置は、この装置の全ての検出器における背景光の光レベルを一定に維持するので、暗電流ノイズの基準線は達成不可能である。このフォトダイオードにおける一定の背景光は、信号処理エレクトロニクスにおいて一定の光電流を生成する。この電子的に一定の光電流は、直流、すなわちDCに類似し、したがってこのレンズレス装置はそれぞれのフォトダイオードにおいてDC光レベルを生成する。したがって、このようなレンズレス装置によってDC光レベルの寄与を排除することはより難しく、光検出器の暗電流ノイズを最小にすることは不可能である。しかしながら、DC光が血球または粒子によって生成された信号を妨害しないようにすることが不可欠である。これはサーボフィードバック回路の使用によって電子的に達成され、その結果所望の信号部分(交流、すなわちAC成分)が、DC光レベルに影響し得る温度変化、レーザ出力変化、またはその他の環境上のもしくは電子的な変化と無関係に、正確かつ再現可能に測定され得る。
【0109】
信号が存在しないときに前記出力を基準線の値で保つために、光チャネル(EXT,FSL,FSH,RAS)に関連するプリアンプ回路のそれぞれについて局部的なサーボループが存在する。フォトダイオード暗電流、入力バイアス電流、またはオフセット電圧は、プリアンプ回路の出力にオフセットまたはドリフトを生じさせ得る。このプリアンプ回路において使用される2つのフィードバック方法が存在する。第1の方法は、第2段の出力に接続されたゲートを有するPチャネルFETからなる。前記EXTセンサのより大きい暗電流に起因して、電流変換器に対するFETフィードバック電圧は、第1段のオペアンプの加算接続部において高いインピーダンスを維持するために使用される。このフィードバックレジスタは、第2段の出力において電圧に比例した電流を生じさせる。フィードバックの第2の方法は、前記第1および第2段のオペアンプによってオフセットレベルを低減するために、ある割合の前記信号を第1段のオペアンプに戻すように、積分器として構成されるオペアンプを使用する。前記局部的なサーボループは、低周波数信号を減少させる。式(1)は、前記サーボループが(−3dB)減衰を行わせるコーナ周波数を測定するために使用され得る。
【0110】
式(1) f−3dB=Rdiode *G2/(2πRtRfCf)
ここで、
Rdiode=第1段の演算増幅器を横断するフィードバックレジスタ
G2=第2段の利得
Rt=電圧変換レジスタに対する電流
Rf=サーボ入力レジスタ
Cf=サーボ積分コンデンサ
である。
【0111】
(HGBモジュール)
ヘモグロビン濃度は、540nmでの光吸収によって通常測定される非常に一般的な血液学的数値である。この測定を達成するために、赤血球は、通常、溶液250部に対して全血1部を含む溶液に溶解される。この溶液はまた、低レベルのシアン化塩(すなわちKCN)を通常含む。このシアン化物は、全てのヘモグロビン(オキシおよびデオキシ)をシアンヘモグロビンに変化させ、これは540nmで最大に吸収する。この吸収測定は従来1.0cm平方のキュベット(NCCLS)において行われたけれども、標準からのその他の変形が、基準方法と高い相関性をもって働く。
【0112】
従来の血液学的計器において、ヘモグロビン濃度は一般的に別の透明な溶液において測定され、透明な流体を常に基準にされる。赤血球の溶解は、ヘモグロビンが白血球と同じ流路で測定されることを可能にする。代替的に、いくらかの装置においては、ヘモグロビン含有量が別々の通路で測定される。
【0113】
本発明の計器において、ヘモグロビン(HGB)含有量は従来にない方法で測定される。本発明の方法は2つの別々の測定を伴い、これらは正確なHGB値を与えるために組合せるだけでなく、本装置が行った希釈の正確性をも証明する。第1HGB測定は1部の全血が網赤血球染色液の100倍に希釈された後に生じる。これは「赤血球溶液」と呼ばれる。この網赤血球染色液は、これと関連する特定の吸収スペクトルを有する。前記赤血球溶液は、マニホールドブロックに吸引される。このブロックは、円筒穴を照らすように構成された少なくとも3つの光放射源を含み、この穴において赤血球溶液が保持される。光検出器は、干渉フィルタを備えるとともに、光源および円筒穴に一直線に配置される。この構成は測定に関して少なくとも3つの異なる吸収波長を可能にする。網赤血球染色液における色素の存在のため、3つの異なる吸収波長が使用される。
【0114】
赤血球溶液の最初の吸収測定は、その他の従来の技術ほど正確なHGB濃度測定を提供しない。しかしながら、この測定値は、全血希釈の正確性の測定に関するデータポイントとして使用される。計器は最初の溶解されなかったヘモグロビン測定を行った後もそのサイクルを継続するので、全RBCおよび平均血球の容積測定が、この計器のサイトメータ部分でなされる。これは以下の計算を可能にする。
・赤血球容積率(HCT)=RBC*MCV/10
・平均赤血球ヘモグロビン濃度(MCHC)=100*(HGB/HCT)
・平均赤血球へモグロビン量(MCH)=HGB/RBC
【0115】
計器のサイクルが継続するとき、より多くの全血が、細胞溶解試薬とともに当初の溶液に加えられる。この細胞溶解試薬は、赤血球膜を破壊(溶解)し、HGBを溶液中に開放する。これは15〜50部の溶液に対して1部の全血を適切に生じさせ、これは「白血球希釈」と呼ばれる。この白血球溶液は、以前測定された赤血球溶液からの全ての色素を含む。この色素溶液の当初の濃度は、視覚的に透明な流体と、1:1〜1:4の割合で希釈された。
【0116】
白血球溶液は、複数の吸収測定がなされる前記マニホールドブロックに吸引され、HGB値が算定される。この第2HGB値から、前記HCT、HCHCおよびMCHが再度算定される。このHGB値に加えて、色素濃度が測定されることができ、前記赤血球溶液から得られた値と比較される。もし、所定の許容範囲内で、前記2つの独立したHGB(HCT,MCHC,MCH)測定が適合し、かつこれら2つの溶液間の色素割合が適合すれば、計器は、測定によって、正確に全ての希釈が実行されたことを証明したこととなる。
【0117】
白血球HGB算定は、RBCの溶解に起因して、HGB濃度の正確な測定をもたらす。赤血球HGB算定は、無傷の赤血球膜が光を散乱するので白血球HGB算定ほど正確ではない。しかしながら、それぞれの測定における網赤血球染色色素に起因する吸収度の差異の比較は、希釈の正確性の検査を可能にする。換言すれば、溶解されていないRBCを含むサンプル(赤血球溶液)は、前記消耗管中の色素の濃度に基づいた特定の光吸収レベルを有する。サイクルの後半において、溶解した赤血球を含むサンプル(白血球溶液)は、前記色素に起因する光吸収に関して測定される。RBCおよびWBC分析に関する液圧通路が共通なので、希釈の正確性が基準溶液を別々にする必要性なしに測定され得る。HGB測定の割合の許容範囲は、前記消耗管のバーコードラベル上に印刷されるか、またはPCに記憶された割合の表中の値を参照する前記消耗管バーコードラベル上のコードのいずれかから知られる。希釈正確性の第2の検査として、前記2つのHGB測定はまた、特定の許容範囲内で適合しなければならない。さもなければ、希釈エラーが疑われなければならない。希釈エラーが検出されない唯一の場合は、同一の希釈エラーが両方のサンプルにおいて起こるという極めて実現し難い状況である。
【0118】
上記の方法の好ましい実施形態において、前記消耗管上のバーコードは、希釈されていないサンプルに関する色素吸収の期待値での基準情報(CAL)を含む。計器は使用時に、それぞれのロット番号に関して、この情報を証明する。前記第1の希釈の後、赤血球溶液は、第1組の期待範囲内に入る色素吸収値およびHGB濃度値を有しなければならない。これらの範囲は、CALと第1の希釈係数(D1)との積でなければならない。前記第2の希釈の後、白血球溶液は、第2組の期待範囲内に入る色素吸収値およびHGB濃度を有しなければならない。これらの範囲は、CAL、D1および第2の希釈係数(D2)の積でなければならない。測定の両組が前記許容範囲内である限り、これらの測定結果は関連するエラーメッセージなしに報告される。
【0119】
(試薬)
血液サンプルの細胞組成を測定するとき、本発明の計器は、第1に少なくとも2つの方法試薬と、第3の装置試薬とを用いる。これらの3つの試薬は第1に血小板および赤血球を計数しかつ分類するために一緒に使用され、それからさらなる試薬操作の後、白血球を計数しかつ分類する。この計数および分類は2つの別々の段階で行われ、これら2つの段階それぞれにおいて血液と試薬との混合物がフローサイトメータを通過し、サンプル中の血球が識別されかつ計数される。
【0120】
RBCまたは網赤血球方法試薬と示される1つの方法試薬が、「消耗管」と称される標準的な蓋付き試験管の中に配置される。この消耗管は以下のものを含む。
・1lあたり0.1〜0.5gの濃度範囲の新メチレンブルー。この成分は、網赤血球中の残余のRNAを青色に染色するのに役立つ。好ましい濃度は、1lあたり0.3g。
・1lあたり0.1〜0.6gの濃度範囲のPlurafac−A−39−Pric。この成分は、球状の血球を形成するために、血球膜と内部のヘモグロビンとに相互に作用することによって、赤血球の標準両凹形状を変更するように作用する。好ましい濃度は1lあたり0.3g。
・既知の濃度を有する内部基準粒子。これは名目上1μlあたり104個の粒子であるけれども、1μlあたり103〜105個の範囲内で使用され得る。
・緩衝液および防腐剤。これらの緩衝剤および防腐剤は、重炭酸ナトリウム(1lあたり好ましくは8.0g、1lあたり6.0〜10.0gの範囲で可能)、塩化ナトリウム(好ましくは1lあたり3.1g)、Tricine(好ましくは1lあたり1.8g、1lあたり1.0〜5.0gの範囲)、EDTA2ナトリウム(好ましくは1lあたり1.0g、1lあたり0.5〜3.0gの範囲)、エチルパラベン(1lあたり0.3g)、メチルパラベン(1lあたり0.2g)からなる。この溶液のpHは、275〜294mOsmの浸透圧、および11.0〜13.0の導電率で、7.2〜8.9のやや塩基性の範囲内でなければならない。
【0121】
内部基準粒子は既知の濃度で使用され、かつ細胞代用物として作用するものである。この代用物は、少なくとも1つの測定技術における計器がサンプルの細胞構成物質からこれを独自に識別し得るような特性を有しなければならない。この細胞代用物は、品質管理目的のために内部サンプルの内部標準として作用する。これは計器の測定が正確に実行されていること、および全ての希釈が正確になされたことを保証する。この代用物の好ましい実施形態は、ポリスチレン粒子である。しかしながら、固定血球、花粉、ガラス、または大きいコロイドなどのその他の粒子が、上記の条件が満たされる限り使用され得るであろう。粒子寸法範囲は、好ましくは約1μm〜約10μmであり、計器の少なくとも1つの測定軸において血小板、白血球および赤血球とこれらの粒子とを独自に分離するという光学特性を有する。
【0122】
ポリスチレン粒子は、SeradynおよびDukeなどのいくつかの製造者を通して商業的に利用可能である。好ましい寸法は4.0μmであり、これは計器のデータ収集のいくつかの軸に沿って血液の血球成分と容易に識別される。計器において、これらの粒子の寸法を選択することは、粒子濃度が容易に測定されることを可能にする。前記消耗管中の試薬システムは、固体割合の測定値(粒子濃度×粒子体積)に敏感であり、したがって、選択された体積が小さいほど、粒子濃度はより高くなり、実施され得る粒子濃度の範囲は広くなる。好ましい実施形態は、前記消耗管中に1μlあたり10,000個の粒子濃度を有するものである。このレベルで、計数されるポリスチレンのイベント数は、計数される白血球数と同一範囲内であろう。
【0123】
第2の方法試薬は「溶血剤」と表される。この溶血剤は、白血球を無傷のままにすると同時に、赤血球を破壊するよう作用する。この方法で、白血球は大多数の赤血球からの干渉なしに分析される。この試薬は、好ましくはこの試薬が50以下の別々の消耗試験管について使用可能な構成で、標準的な蓋付き試験管の中に納められ得る。
【0124】
この溶血剤は、好ましくは以下を含む。
・1lあたり6.0〜20.0gの濃度で使用され得るサポニン。好ましい濃度は、1lあたり18gである。
・重炭酸ナトリウム(好ましくは1lあたり12.0g、1lあたり10.0〜16.0gの範囲内で有効。)、EDTA2ナトリウム(好ましくは1lあたり1.0g、1l0.5〜3.0gで有効。)、Pro−clin300(好ましくは1lあたり0.5mlの濃度。)、およびgermaboxII(好ましくは1lあたり1.0ml。)からなる、緩衝液および防腐剤。この試薬のpHは、235〜285mOsmの浸透圧、および14〜16の導電率で、4.2〜5.2の範囲内でなければならない。
【0125】
前記装置試薬は、第1に全血希釈剤、シース溶液、および洗浄試薬として作用する。この装置試薬はまた、「シース溶液」と呼ばれる。このシース溶液は、全血希釈用試薬、フローサイトメトリー分析用シース試薬、計器の液圧通路用洗浄試薬、赤血球を除去するための溶血試薬用細胞溶解補助などの、いくつかの機能を実行する。このシースは、好ましくは50の別個の消耗試薬を実施するのに十分保持するであろう容器の中に納められる。
【0126】
このシースは以下のものを含む。
・リン酸緩衝食塩水(好ましくは25mOsmの浸透圧を有し、5〜50mOsmの範囲で使用可能。)。
・両方の内部組織成分の洗浄に役立ち、かつ内部接液面に気泡が付着するのを防止するための界面活性剤。好ましい界面活性剤は、Plurafac−A−39であり、これは1lあたり0.1〜0.3gの範囲内で使用可能であり、好ましくは1lあたり約0.1gの濃度。Plurafacの他に、その他の非イオン界面活性剤などが使用され得る。
・防腐剤。
【0127】
記載された前記方法試薬によって全血希釈を自動的に生じさせるために、流体装置および様々な機構が使用される。使用者は、計器に、バーコードラベルを付した消耗管と、正確に凝集されない全血サンプルとを提供する。計器は、このバーコードから必要な情報を読取り、その後少量の全血を、多量のシース溶液とともにこの消耗管に自動的に等分する。これは、理想的には、100部の溶液(RBCまたは網赤血球試薬およびシース)に1部の血液で全体的な希釈を生じさせる一方、この希釈は1:50〜1:5,000の範囲で可能である。
【0128】
既知量のこの溶液は、その後前記消耗管から計器に吸引され、光学的フローセルへの入口近くの位置まで移動される。この溶液はその後、流体力学的強制によって、1秒あたり0.25μl未満の遅い質量流量で光検出装置を通過し、ここで個別の赤血球、血小板および微粒子に関する光散乱ならびに光吸収と、前記溶液中の色素による光吸収とが測定される。
【0129】
赤血球または血小板分析が完了した後、計器は、好ましくは20部の溶液に1部の血液の希釈を形成するために、第2の大量の全血を、等分した溶血剤および適量のシース溶液とともに前記消耗管に等分する。この希釈は1:10〜1:100の範囲で可能である。この目的は、赤血球を溶解し得る一方で、少なくとも1分間全血サンプルの白血球を無傷で維持し得る溶液を供給することである。
【0130】
既知量のこの第2溶液は、その後前記消耗管から計器に吸引され、光学的フローセルへの入口近くの位置まで移動される。この溶液はその後、流体力学的強制を使用して、1秒あたり約1μl以下の中程度の質量流量で、光検出装置を通過し、ここで個別の白血球、微粒子および色素に関する光散乱ならびに光吸収が測定される。
【0131】
以下の記載は、本発明の装置を添付図面に関連して説明する。いくらかの変更が、添付される請求項の範囲または精神から逸脱することなく、以下に記載される本発明においてなされ得ることが当業者によって理解されるであろう。
【0132】
準備状態において、使用者は本装置のドアを開け、2つの空の管スロット(図7のスロットAおよび図7のスロットB)を露出させる。これらの空のスロットに、使用者は消耗管(60)と、非凝固剤(EDTA、シトレートおよびヘパリン)を含む全血サンプルとを配置する。使用者はその後ドアを閉める。本装置は、これらの2つの追加した管の存在および同一性を証明し、前記消耗管がミキサ(80)の下に配置されるように、ガラス瓶を保持する搬送体(70)を移動させる。モータ82は、前記消耗管(60)の上端と接するように、前記ミキサを配置する。一方向にこのミキサを回転させ、その後その方向を逆転して前記管を混ぜる。この回転工程中、ロット校正情報を含む前記バーコードラベルが読取られる。粒子を均質化させるために前記消耗管を十分に混ぜた後、前記搬送体70は前記ミキサの下に前記全血サンプルを配置し、サンプルの均質性を確保するために前記全血管を類似の方法で混ぜる。
【0133】
前記搬送体はその後、液圧針11および空気圧針12の下に前記全血管を配置する。モータ81を動作させることによって、これらの針はその後この全血管の隔膜を貫通し、これら両方の針が血液の表面に接触するまでこの管を進入し続ける。これは、液圧針11の開口部が完全に浸かっている一方で、空気排出針12の開口部が浸かっていないことを確実にする。
【0134】
バルブ3を開き、かつ注射器6を動作させることで、針11の先端に吸込まれた血液を吸う。理想的には、5mlの全血がこの部分に関して吸引されるであろう。バルブ3はその後閉じられる。これらの針は、その後全血患者サンプルから引込められる。これらの針が前記隔膜から離脱するとき、これらの針はこの隔膜によってほぼ完全にきれいに拭き取られる。前記搬送体70は、このときこれらの針の下に前記消耗管60を配置する。上述と同様に、モータ81を動作させることによって、これらの針11および12は消耗管60の前記隔膜を貫通し、これら両方の針が試薬の表面と接触するまでこの管を進入する。
【0135】
バルブ5および3がその後開かれ、その上前記装置希釈剤で満たされた注射器7が供給を開始する。この注射器は、61で示される前記消耗管の中に、前記針11の先端からの血液および大量のシース流体を押込む。供給と同時に、モータ81は、前記針12の開口部が溶液と接触することを回避するために、前記針11および12を上方移動させる。この時この溶液は、適正に均質的であるけれども、均質性を確実にするために、バルブ3および5が閉じられ、かつこれらの針が61から離脱され、この61はその後80の下の混合位置まで移動され、上記のように回転によって混合される。この工程中、バルブ3および5は開かれ、注射器7は前記針の先端において空隙を作る。
【0136】
消耗管61は、次に針11および針12の下に配置される。モータ81を動作させることによって、これらの針11および12は前記消耗管の隔膜を貫通し、これら両方の針が前記溶液の表面に接触するまでこの管を進入する。注射器7はその後、前記針の先端に既知量の溶液を吸引する。これらの針11および12はその後、この溶液から離脱される一方で、消耗管61からモータ81によって除去されない。これは、針11において、希釈された全血のスラグを作る。注射器7は、HGBモジュール10を通してこのスラグを吸い、このモジュールにおいて4つの別々の光波長での吸収値が求められる。このようなスペクトルデータは図22において表される。前記スラグの容積はまた、前記検出器チャネルの吸収値を求めることにより、ここで数値を求められることができ、この吸収値は前記スラグの各側面における空隙が通過するにつれて変化する。
【0137】
注射器7は、バルブ3を通過した前記スラグを吸い続け、これをバルブ5の近くまで配置する。バルブ3はバルブ2が開くと同時に閉じ、この時点において注射器7はその方向を逆にして、前記スラグを、バルブ2を通して、フローセルアセンブリ20の先端まで押す。
【0138】
バルブ2はその後閉じ、バルブ4が開き、これは満たされた注射器6および7が装置希釈剤リザーバ8を構成することを可能にする。バルブ5はその後閉じ、バルブ1が開き、注射器6および7は非常にゆっくりと供給を行う。注射器7の前記シース溶液は、21を通って供給され、希釈された全血の前記スラグは、20を通って注射器6によって押される。これは25において、希釈された全血の中心流を閉じ込めるシースを形成し、この25はフローセル22の漏斗に対しこの流れを運搬し、この22においてこれらの血球は、光学アセンブリ41から放射する光源によってインタロゲートされる(interrogated)。この流体の流れは、フローセル22を通って、フローセルキャップ24によってフローセル22に取付けられた23の管の中に完全に通過する。これは、装置廃棄物9に通じる通路を通す。
【0139】
前記流体の流れがフローセル22を通過する一方で、光学アセンブリ41は希釈された全血の血球を個別に照射する。これらの血球はレーザ30の光学焦点34を通過し、このレーザはこれらの血球において入射出力を最大化する。この狭い焦点はレンズ33によって生成される。焦点34を通過する血球によってもたらされる光は、フォトダイオード42、43、44および45に入射する光の量を変化させる。これらの変化は、図26の前記信号処理エレクトロニクスによって捕らえられ、図25の前記システムエレクトロニクスを介して記憶される。この方法で収集されたデータの例は、図10A〜図10Dに示される。
【0140】
図10Aは、低角度前方散乱(FSL)信号に関して検出器45から収集されたデータを示す。図10Bは、消光または軸方向光損失(EXT)信号に関して検出器44から収集されたデータを示す。図10Cは、直角散乱(RAS)信号、すなわち検出器42に関して収集されたデータを示す。図10Dは、低角度前方散乱(FSL)信号、すなわち検出器45から収集されたパルス幅データを示し、飛行時間または血球がレーザビームの前にいる時間を測定する。図10A、10B、10Cおよび10Dに関して、Aによって示されるピークは、血小板イベントを示し、Bによって示されるピークはラテックス粒子イベントを示し、Cによって示されるピークは赤血球イベントを示す。同一のデータが、図11Aおよび図11Bにおいて散布図の形式で示される。図11Aに関し、ボックスA中の点はラテックス粒子イベントを示し、図11Bにおいては、円Bがラテックスイベントを示す。散布図データは、4つ以下の検出器および飛行時間のいずれの組によっても表されることができる。
【0141】
この希釈の生成に使用される試薬は、新メチレンブルーなどのRNA染色色素を使用するべきであり、前記データは、網赤血球を評価するために、図10A〜10Dにおいて、赤血球部分Cでのみ見ることによってさらに分析され得る。このような分析のヒストグラムは、図14Aおよび14Bにおいて示され、散布図が図15において示される。図15は、算定された1.72%の群を示し、これらは網赤血球である。これは1.60%の網赤血球数の手動基準方法と比べても遜色ない。
【0142】
赤血球、網赤血球、血小板およびラテックスを首尾よく計数しかつ分類した後、前記針11および12は前記消耗管61から離脱される。搬送体70は、これらの針11および12の下に配置するように、前記全血サンプルを移動させる。モータ81を動作させると、これらの針は前記全血管の隔膜を貫通し、これら両方の針11および12が血液の表面に接触するまで、この管に進入し続ける。これは、液圧針11の開口部が完全に沈められる一方で、空気排出針12の開口部が沈められないことを保証する。バルブ3を開け、注射器6を動作させることで、血液が針11の先端に吸い込まれる。理想的には、100μlがこの部分に関して吸引されるであろう。バルブ3は、その後閉じられる。針11および12は、その後全血患者サンプルから引込められる。これらの針11および12が前記隔膜を通って離脱するとき、これらの針はこの角膜によってほぼ完全にきれいに拭き取られる。前記搬送体70はこのとき前記消耗管61をこれらの針11および12の下に配置する。モータ81を動作させることによって、針11および12は消耗管61の前記隔膜を貫通し、これら両方の針11および12が前記溶液表面に接触するまでこの管に進入する。
【0143】
バルブ5およびバルブ3は開かれ、同時に装置希釈剤で満たされた注射器7が供給を開始する。この注射器は前記針11の先端を通って100μlの血液を押す。大量のシース流体が全血を、62で示される前記消耗管中に送る。供給と同時に、モータ81が、針12の開口部が溶液と接触することを回避するために、これらの針を上方移動させる。針11および12はこのとき消耗管62から引抜かれ、搬送体70は、溶血試薬の管を含む図7のスロットCの位置を、針11および12の下に移動させる。モータ81を動作させることで、これらの針11および12はこの溶血剤管の隔膜を貫通し、これら両方の針11および12がこの溶血剤の表面に接触するまで、この管に進入し続ける。バルブ3を開け、注射器6を動作させることで、溶血剤を針11の先端に吸い込む。理想的には、100μlの溶血剤がこの部分に関して吸引され、その後これに空隙が続く。この溶液から針11を除去すると、その後動作する注射器6は、この空隙を作る。バルブ3は、その後閉じられる。針11および12はその後この溶血剤管から引込められる。これらの針が前記隔膜を通って離脱するとき、これらの針はこの隔膜によってほぼ完全にきれいに拭き取られる。搬送体70は、前記消耗管62を針11および12の下に配置する。バルブ5および3はその後開かれ、同時に装置希釈剤で満たされた注射器7は、供給を開始する。これは100μlの溶血剤を前記針11の先端を通って押す。大量のシース流体がこの溶血剤を、63で示される前記消耗管の中に送る。供給と同時に、モータ81は、針12の開口部が溶液と接触することを回避するために、これらの針を上方移動させる。
【0144】
消耗管63中の溶液は、適正に均質化されるけれども、均質性を確実にするために、バルブ3および5が閉じられ、前記2つの針は63から離脱され、この63はその後80の下の混合位置まで移動され、上記のように回転によって混合される。これらの工程中、バルブ3および5は開き、注射器7は前記針の先端に空隙を作る。
【0145】
消耗管63は針11および12の下に配置される。モータ81を動作させることによって、針11および12は、この消耗管63の隔膜を貫通し、これら両方の針11および12が前記溶液と接触するまでこの管を進入する。注射器7は、その後既知量の溶液を前記針11の先端に吸引する。針11および12はその後この溶液から離脱される一方、消耗管からはモータ81によって完全に離脱されない。これは針11において溶解した全血のスラグを作る。注射器7は、HGBモジュール10を通して溶解した全血の前記スラグを吸い、このモジュールにおいて4つの別々の光波長での吸収値が求められる。赤血球がこの場合において溶解され、血球からヘモグロビンが開放される。吸収データは、シアン化塩が溶解物質に使用された場合は図19Aによって、細胞溶解物質のみが使用された場合は図19Bによって、血球溶解が網赤血球染色の存在するところで生じた場合は図21によって示され得る。前記スラグの容積はまた、前記検出器チャネルの吸収値を評価することによって、ここで数値が求められ得る。これらの吸収値は、前記スラグの各側面における空隙が通過するにつれて変化する。
【0146】
注射器7は、バルブ3を通過してバルブ5の近くまで、前記スラグを吸い続ける。バルブ3は閉じられ、バルブ2が開き、この時点で注射器7がその方向を逆にし、このスラグを、バルブ2を通ってフローセルアセンブリ20の先端まで押す。
【0147】
バルブ2はその後閉じ、バルブ4が開き、これは、満たされた注射器6および7が前記装置希釈リザーバ8を構成することを可能にする。バルブ5はその後閉じ、バルブ1が開き、注射器6および7は非常にゆっくりと供給を行う。注射器7のシース溶液は21を通って供給され、溶解された全血のスラグは注射器6によって20を通って押される。これは25の中に溶解された全血の中心流を閉じ込めたシースを形成し、この25はフローセル22の漏斗に対してこの流れを運搬し、この22においてこれらの血球は、光学アセンブリ41から放射する光源によってインタロゲートされる。この流体の流れは、フローセル22を通って、フローセルキャップ24によってフローセル22に取付けられた23の管の中に完全に通過する。これは、装置廃棄物9に通じる通路を通す。
【0148】
前記流体の流れがフローセル22を通過する一方で、光学アセンブリ41は希釈された全血の血球を個別に照射する。これらの血球はレーザ30の光学焦点34を通過し、このレーザはこれらの血球において入射出力を最大化する。この狭い焦点はレンズ33によって生成される。焦点34を通過する血球によってもたらされる光は、フォトダイオード42、43、44および45に入射する光の量を変化させる。これらの変化は、図26の前記信号処理エレクトロニクスによって捕らえられ、図25の前記システムエレクトロニクスを介して記録される。この方法によって収集されたデータの例は、図12A〜12Fにおいて示される。
【0149】
図12Aは、ラテックスの存在なしに検出器44から消光または軸方向光損失(EXT)信号に関して収集されたデータを示し、図12Bは、ラテックスが存在する同一のサンプルを示す。図12Cは、ラテックスの存在なしに、検出器45から低角度前方散乱信号に関して収集されたデータを示し、図12Dは、ラテックスが存在する同一のサンプルを示す。図12Eは、ラテックスの存在なしに、直角散乱光(RAS)信号または検出器42に関して収集されたデータを示し、図12Fは、ラテックスが存在する同一のサンプルを示す。
【0150】
図12A、図12B、図12C、図12D、図12Eおよび図12Fに関し、Aについて示されるピークはリンパ球イベントを表し、Bについて示されるピークは単球イベントを表し、Cについて示されるピークは顆粒球イベントを表し、Dについて示されるピークはラテックス粒子イベントを表す。この同一のデータが図13Aおよび13Bにおいて散布図の形式で示される。図11Aに関して、円D中の点はラテックス粒子イベントを表し、図11Bにおいては、円Dはまたラテックス粒子イベントを表す。散布図データは4つ以下の検出器および飛行時間のいずれの組によっても表され得る。
【0151】
顆粒球の群中の好酸球を含むサンプルに関して、この下位群の分離は検出器42の直角散乱チャネルにおいて達成される。図16Aは、Aがリンパ球、Bが単球、Cが好中球、Dが好酸球を表したデータのヒストグラムを示す。図17は、図16と同一のデータを散布図の形式で示す。Aで包囲した群はリンパ球を、Bは単球を、Cは好中球を、Dは好酸球を表す。4つ以下の検出器および飛行時間のいずれの組も散布図データによって表し得るけれども、好酸球を識別するために直角散乱が必要である。
【0152】
白血球が計数されかつ分類された後、注射器7には、バルブ4を開けることによって、試薬リザーバ8から流体が充填される。バルブ4は閉じ、3および5が開き、これは注射器7が針11を通って消耗管63の中に流体を逆流させることによって、サンプルラインを洗浄することを可能とする。針12は、フィルタ13を通って大気中に対して、この管を空気抜きするために作用する。これは64において示される構成の消耗管をもたらす。搬送体70はこのとき定位置に移動し、この位置において使用者は前記装置ドアを開くことができ、図7のスロットAおよびBからこれらの管を除去し得る。この消耗管はこのとき廃棄管となり、廃棄される。
【0153】
上記と同一のラインに沿ったその他の動作モードは、免疫学的検定がラテックス凝集技術によって実行されることを可能にするであろう。ここで、前記消耗管は、抗体で覆われたラテックスを含み、これらの粒子は特定の検体の存在するところで一緒に凝集するであろう。このラテックス混合物は、図4に記載された光学通路を通り抜け、このデータは、2重、または3重の粒子群に関して値を求められるであろう。これらの群の濃度が高くなればなるほど、所定の検体の濃度も高くなる。
【0154】
様々な特許および刊行物がここにおいて引用され、これらの開示はそのまま参照によって組込まれる。本発明は、ここにおいて記載された特定の実施形態によって範囲限定されることを意図していない。本発明は、図解目的で詳細に記載されたけれども、開示されたような本発明の様々な変形は、ここにおいて記載されたものに加えて、先の記載から当業者に明確に理解されるであろう。このような変形は、本発明の範囲内に包含されるために意図される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本装置の液圧技術の概略図である。
【図2】
光検出装置において使用されるフローセルアセンブリの図面である。
【図3】
図3Aは、レーザビーム整形光学素子の概略的な平面図である。
図3Bは、レーザビーム整形光学素子の概略的な側面図である。
【図4】
血球検出装置の説明図である。
【図5】
レーザの前方における3つの独立した光測定に対応するフォトダイオードマスクの図面である。
【図6】
システムサイクルにおいて前記消耗管内で起こっていることを概略的に示す図である。
【図7】
図6において示された管を移動させる管配置アセンブリの図である。
【図8】
混合および貫通アセンブリの図面である。
【図9】
図1の好ましい実施形態の図面である。
【図10】
本装置の実施形態から得られた赤血球(C)、血小板(P)、およびラテックス(B)のヒストグラムデータを表示している。
図10Aは、x軸(0〜1023、または8ビット)上のデジタル化された高角度前方散乱チャネル43に対する、個別のチャネルそれぞれに関して収集されたイベント数(または発生数)のヒストグラムデータを表示している。
図10Bは、同一のデータランについて、消光または軸方向光損失チャネル44の表示である。
図10Cは、同一のデータランについて、直角散乱チャネル42の表示である。
図10Dは、同一のデータランについて、飛行時間またはパルス幅測定を示す。
【図11】
図10と同一の赤血球、血小板およびラテックスのデータを散布図形式で表示している。
【図12】
図12Aは、3つの群を明確に示す前記消光チャネルに関する白血球のヒストグラムデータを表示しており、Aはリンパ球、Bは単球、Cは顆粒球である。
図12Bは、同一の患者サンプルについて、ラテックス粒子を組み込んだデータランを示す。
図12Cおよび図12Eは、同一の患者サンプルについて、ラテックス粒子を加えることなく、低角度前方散乱(12C)および直角散乱(12E)の数値を示す。
図12Dおよび図12Fは、同一の患者サンプルについて、ラテックス粒子を加えて、低角度前方散乱(12D)および直角散乱(12F)の数値を示す。
【図13】
図13Aおよび図13Bは、図12B、図12Dおよび図12Fと同一の白血球およびラテックスのデータを散乱図形式で表示している。
【図14】
本装置の実施形態から得られた直角散乱(図14A)および消光(図14B)に関する赤血球および網赤血球のヒストグラムデータを表示している。
【図15】
図14Aおよび図14Bにおいて示されたような同一のサンプルから得られた赤血球および網赤血球の散乱図データを表示している。
【図16】
直角散乱(図16A)および飛行時間またはパルス幅(図16B)に関して、本装置の実施形態から得られた白血球分画のヒストグラムデータを表示している。
【図17】
図16Aおよび図16Bにおいて示されたような同一のサンプルから得られた白血球分画の散布図データを表示している。
【図18】
血液の存在なしに、61に代表される網赤血球色素溶液の分光光度計走査を表示している。
【図19】
図19Aは、溶解した全血溶液の分光光度計の走査を表示し、ヘモグロビンの基準方法(シアンヘモグロビン)に関して540nmにおいて読取られる。
図19Bは、溶解した全血溶液の分光光度計の走査を表示し、ヘモグロビンに関して540nmにおいて読取られる場合、オキシヘモグロビンを示し、580nmにおいてはデオキシヘモグロビンを表す。
【図20】
希釈された全血溶液の分光光度計の走査を表示している。
【図21】
溶解した全血および網赤血球色素溶液の分光光度計の走査を表示している。
【図22】
希釈された全血および網赤血球色素溶液の分光光度計の走査を表示している。
【図23】
単一モードで動作するダイオードレーザ(図23A)および高周波数で動作する同一のレーザ(図23B)のスペクトラムアナライザの出力を表示している。
【図24】
定力駆動されたレーザダイオードまたは単一モード、および高周波数変調によって駆動された同一の装置に関する温度に対する、ノイズのプロットを表示している。
【図25】
システムエレクトロニクスのブロック図である。
【図26】
信号処理エレクトロニクスのブロック図である。
Claims (92)
- フローサイトメータのためのレンズレス集光装置。
- 単一の集積回路チップ上の光検出器アレイであって、複数の角度での散乱光を収集する能力を有する光検出器アレイを含むことを特徴とする請求項1記載のレンズレス集光装置。
- 前記光検出器アレイは、軸方向の光損失を測定する能力をさらに有することを特徴とする請求項2記載のレンズレス集光装置。
- 50°〜130°の間の角度で散乱した光を収集する能力を有する高開口数の光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のレンズレス集光装置。
- 少なくとも暗電流ノイズと前記レンズレス集光装置に入射する非散乱光とが及ぼす影響を修正する能力を有するサーボ回路をさらに含むことを特徴とする請求項2記載のレンズレス集光装置。
- 前記光検出器アレイは、非円形状を有することを特徴とする請求項2記載のレンズレス集光装置。
- 前記光検出器アレイは、少なくとも3つの別個の光検出部分を有することを特徴とする請求項6記載のレンズレス集光装置。
- 前記別個の光検出部分のうち第1の部分は、軸方向の光損失を検出可能であり、
前記別個の光検出部分のうち第2の部分は、1°〜3°の間の角度で散乱される光を検出可能であり、
前記別個の光検出部分のうち第3の部分は、4°〜9°の間の角度で散乱される光を検出可能であることを特徴とする請求項7記載のレンズレス集光装置。 - 50°〜130°の間の角度で散乱される光を収集する能力を有する高開口数の光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項6記載のレンズレス集光装置。
- 50°〜130°の間の角度で散乱される光を収集する能力を有する高開口数の光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項8記載のレンズレス集光装置。
- 前記別個の光検出装置の前記第1、第2および第3の装置は、前記フローサイトメータのフローセルを通る血球の進行線に対して原則的に垂直に、さらにこのフローセル中の前記血球に入射するレーザ光の進行線に対して原則的に垂直に、一列に並べられ、
前記フローセルを通る血球の前記進行線およびレーザ光の前記進行線が互いに垂直であることを特徴とする請求項8記載のレンズレス集光装置。 - 前記別個の光検出装置の前記第1、第2および第3の装置は、前記フローサイトメータのフローセルを通る血球の進行線に対して原則的に垂直に、さらにこのフローセル中の前記血球に入射するレーザ光の進行線に対して原則的に垂直に、一列に並べられ、
前記フローセルを通る血球の前記進行線およびレーザ光の前記進行線が互いに垂直であることを特徴とする請求項10記載のレンズレス集光装置。 - フローサイトメトリーに使用する多目的血液サンプル反応槽であって、
閉じられた管と、
この閉じられた管中の既知数の粒子であって、前記粒子のそれぞれは、前記粒子が複数の既知の光散乱チャネルのうち1つに入るようないくつかの直径のうち1つを有する粒子と、
少なくとも1つの試薬とを含むことを特徴とする反応槽。 - 前記粒子それぞれの前記直径は、1〜10μmであることを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであることを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり103〜105個の間であることを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記粒子は、ラテックス粒子、固定血球、花粉、ガラスまたは大きいコロイドからなる群から選択されることを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記粒子は、ラテックス粒子からなることを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであることを特徴とする請求項19記載の反応槽。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項19記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであり、
前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項19記載の反応槽。 - 前記試薬は、赤血球および網赤血球のうち1つを測定する能力を有することを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記試薬は、網赤血球中のリボ核酸(RNA)を染色する能力を有する反応物質を含むことを特徴とする請求項23記載の反応槽。
- 網赤血球中のリボ核酸(RNA)を染色する能力を有する前記試薬は、新メチレンブルーであることを特徴とする請求項24記載の反応槽。
- 前記新メチレンブルーは、1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度で存在することを特徴とする請求項25記載の反応槽。
- 前記試薬は、赤血球の前記形状を修正する一方で、この赤血球を実質的に無傷のままにする能力を有する反応物質を含むことを特徴とする請求項23記載の反応槽。
- 赤血球の前記形状を修正する一方で、この赤血球を実質的に無傷のままにする能力を有する前記反応物質は、Plurafac−A−39−Pricであることを特徴とする請求項27記載の反応槽。
- 前記Plurafac−A−39−Pricは、1lあたり0.1〜0.6gの間の濃度で存在することを特徴とする請求項28記載の反応槽。
- 前記試薬は、新メチレンブルーおよびPlurafac−A−39−Pricを含むことを特徴とする請求項23記載の反応槽。
- 前記新メチレンブルーは、1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度で存在し、かつ前記Plurafac−A−39−Pricは、1lあたり0.1〜0.6gの間の濃度で存在することを特徴とする請求項30記載の反応槽。
- 前記試薬は、
a)1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度の新メチレンブルーと、
b)1lあたり0.1〜0.6gの間の濃度のPlurafac−A−39−Pricと、
c)1lあたり6.0〜10.0gの間の濃度の重炭酸ナトリウムと、
d)1lあたり1.0〜5.0gの間の濃度の塩化ナトリウムと、
e)1lあたり1.0〜5.0gの間の濃度のTricineと、
f)1lあたり0.5〜3.0gの間の濃度のEDTA2ナトリウムと、
g)1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度のエチルパラベンと、
h)1lあたり0.1〜0.3gの間の濃度のメチルパラベンとを含むことを特徴とする請求項23記載の反応槽。 - 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項32記載の反応槽。
- 前記粒子は、ラテックス粒子であることを特徴とする請求項32記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであることを特徴とする請求項34記載の反応槽。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項34記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであり、かつ前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項34記載の反応槽。
- 前記試薬は、白血球数、白血球5分画およびヘモグロビンレベルのうち少なくとも1つの測定を可能とする能力を有することを特徴とする請求項13記載の反応槽。
- 前記試薬は、1lあたり6.0〜20.0gの間の濃度でのサポニンを含むことを特徴とする請求項38記載の反応槽。
- a)1lあたり10.0〜16.0gの間の濃度の硫酸ナトリウムと、
b)1lあたり0.5〜3.0gの間の濃度のEDTA2ナトリウムと、
c)1lあたり0.1〜1.0gの間の濃度のPro−clin300と、
d)1lあたり0.5〜3.0mlの間の濃度のgermaboxIIとをさらに含むことを特徴とする請求項39記載の反応槽。 - 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項40記載の反応槽。
- 前記粒子は、ラテックス粒子であることを特徴とする請求項40記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであることを特徴とする請求項42記載の反応槽。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項42記載の反応槽。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであり、かつ前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項42記載の反応槽。
- 血液サンプルまたは血液由来のサンプルを分析する方法であって、
前記血液サンプルまたは血液由来のサンプル、および閉じられた反応槽において既知数の粒子であって、複数の既知の光散乱チャネルの1つに入るようないくつかの直径のうち1つを有する粒子を含むこの閉じられた反応槽中の試薬を混合するステップと、
前方光散乱および側方光散乱を測定して、これらの測定を前記粒子に関して得られた値と比較することによって、前記粒子を使用して前記サンプルを標準化するステップと、
前記サンプルから血球を計数しかつ分粒するステップと、
前記サンプル中の各血球から前方光散乱および側方光散乱を測定するステップと、
光散乱信号に基づいて血球を分類するために前記散乱光を分析するステップとを含むことを特徴とする方法。 - 前記前方光散乱の一部は、1°〜3°の間の角度で散乱した光であることを特徴とする請求項46記載の方法。
- 前記前方光散乱の一部は、4°〜9°の間の角度で散乱した光であることを特徴とする請求項46記載の方法。
- 前記側方光散乱の一部は、50°〜130°の間の角度で散乱することを特徴とする請求項46記載の方法。
- 前記前方光散乱の第1の部分は、1°〜3°の間の角度で散乱した光であり、この光散乱の第2の部分は、4°〜9°の間の角度で散乱した光であり、前記側方光散乱の一部は、50°〜130°の間の角度で散乱することを特徴とする請求項46記載の方法。
- 前記サンプルを標準化する前記ステップより前に、前記サンプル中の白血球を実質的に無傷のままにすると同時に前記サンプル中の赤血球を溶解することによって、前記血液サンプルまたは血液由来のサンプル中の前記血球を処理するステップをさらに含むことを特徴とする請求項46記載の方法。
- 前記血液サンプルまたは前記血液由来のサンプルのヘモグロビン含有量を測定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項46記載の方法。
- 前記サンプル中の蛍光化合物から放射された光を収集するステップをさらに含むことを特徴とする請求項46記載の方法。
- サンプル中の生物細胞を分類かつ計数するためのフローサイトメトリー装置であって、
(a)消耗管であって、水溶性の検査液における、複数の既知の光散乱チャネルの1つに入るようないくつかの直径のうち1つを有する、既知数の粒子と、少なくとも1つの試薬とを含む消耗管と、
(b)溶血剤管であって、前記サンプル中の白血球を実質的に無傷のままにする一方で、前記サンプル中の赤血球を溶解する能力を有する少なくとも1つの溶血試薬を含む溶血剤管と、
(c)シース管であって、サンプル希釈試薬とフローサイトメトリー用シース試薬と前記フローサイトメトリー装置の液圧路用洗浄試薬とを含むシース管と、
(d)フローセルと、
(e)液圧装置であって、前記サンプル、前記消耗管、前記溶血剤管および前記シース管の内容物を混合し、結果として生じる1つ以上の混合物を前記フローセルに通過移動させる能力を有する液圧装置と、
(f)ダイオードレーザであって、前記フローセル中の血球を照射する光を生じさせるダイオードレーザと、
(g)レンズレス光モジュールであって、2つ以上の前方散乱角度範囲で散乱した光を収集する能力を有する第1の部分、および高開口数で散乱した光を収集する能力を有する第2の部分を有するレンズレス光モジュールと、
(h)信号処理装置であって、前記レンズレス光モジュールの前記第1の部分および前記第2の部分から生成された1つ以上の信号を分析し、そこからのデータを生成する能力を有する信号処理装置と、
(i)前記データを分析するためのデータ処理装置とを含むことを特徴とするフローサイトメトリー装置。 - 前記粒子それぞれの前記直径は、1μm〜10μmの間であることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子それぞれの前記直径は、4.0±0.5μmであることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり103〜105個の間であることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子は、ラテックス粒子、固定血球、花粉、ガラスまたは大きいコロイドからなる群から選択されることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子は、ラテックス粒子であることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子の前記直径は、4.0±0.5μmであることを特徴とする請求項60記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子の前記既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項60記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記粒子の前記直径は、4.0±0.5μmであり、
かつ前記粒子の前記既知数が1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項60記載のフローサイトメトリー装置。 - 前記試薬は、赤血球および網赤血球のうち少なくとも1つの測定を可能にすることを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記少なくとも1つの試薬は、網赤血球中のリボ核酸(RNA)を染色する能力を有する反応物質を含むことを特徴とする請求項64記載のフローサイトメトリー装置。
- 網赤血球中のリボ核酸(RNA)を染色する能力を有する前記反応物質は、新メチレンブルーであることを特徴とする請求項65記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記新メチレンブルーは、1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度で存在することを特徴とする請求項66記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記試薬は、赤血球の形状を修正する一方で、前記赤血球を実質的に無傷のままにする能力を有する反応物質を含むことを特徴とする請求項64記載のフローサイトメトリー装置。
- 赤血球の形状を修正する一方で、前記赤血球を実質的に無傷のままにする能力を有する前記反応物質は、Plurafac−A−39−Pricであることを特徴とする請求項68記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記Plurafac−A−39−Pricは、1lあたり0.1〜0.6gの間の濃度で存在することを特徴とする請求項69記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記試薬は、新メチレンブルーおよびPlurafac−A−39−Pricを含むことを特徴とする請求項64記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記新メチレンブルーは、1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度で存在し、かつ前記Plurafac−A−39−Pricは、1lあたり0.1〜0.6gの間の濃度で存在することを特徴とする請求項71記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記試薬は、
a)1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度の新メチレンブルーと、
b)1lあたり0.1〜0.6gの間の濃度のPlurafac−A−39−Pricと、
c)1lあたり6.0〜10.0gの間の濃度の重炭酸ナトリウムと、
d)1lあたり1.0〜5.0gの間の濃度の塩化ナトリウムと、
e)1lあたり1.0〜5.0gの間の濃度のTricineと、
f)1lあたり0.5〜3.0gの間の濃度のEDTA2ナトリウムと、
g)1lあたり0.1〜0.5gの間の濃度のエチルパラベンと、
h)1lあたり0.1〜0.3gの間の濃度のメチルパラベンとを含むことを特徴とする請求項64記載のフローサイトメトリー装置。 - 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項73記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記試薬は、白血球数、白血球5分画およびヘモグロビンレベルのうち少なくとも1つの測定を可能とする能力を有することを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記試薬は、1lあたり6.0〜20.0gの間の濃度でのサポニンを含むことを特徴とする請求項75記載のフローサイトメトリー装置。
- a)1lあたり10.0〜16.0gの間の濃度の硫酸ナトリウムと、
b)1lあたり0.5〜3.0gの間の濃度のEDTA2ナトリウムと、
c)1lあたり0.1〜1.0gの間の濃度のPro−clin300と、
d)1lあたり0.5〜3.0mlの間の濃度のgermaboxIIとをさらに含むことを特徴とする請求項76記載のフローサイトメトリー装置。 - 前記粒子の既知数は、1μlあたり10,000±1,000個であることを特徴とする請求項77記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記レンズレス光モジュールは、単一の集積回路チップ上の光検出器アレイを含むことを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記光検出器アレイは、軸方向の光損失を測定する能力を有することを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記第2の部分は、50°〜130°の間の角度で散乱した光を収集する能力を有する高開口数の光検出器であることを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記レンズレス光モジュールは、少なくとも暗電流ノイズとこのレンズレス光モジュールに入射する非散乱光とが及ぼす影響を修正する能力を有するサーボ回路をさらに含むことを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記光検出器アレイは、非円形状を備えることを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記光検出器アレイは、少なくとも3つに別個の光検出部分を備えることを特徴とする請求項83記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記別個の光検出部分のうち第1の部分は、軸方向の光損失を検出する能力を有し、
前記別個の光検出部分のうち第2の部分は、1°〜3°の間の角度で散乱した光を検出する能力を有し、
前記別個の光検出部分のうち第3の部分は、4°〜9°の間の角度で散乱した光を検出する能力を有することを特徴とする請求項84記載のフローサイトメトリー装置。 - 50°〜130°の間の角度で散乱した光を収集する能力を有する高開口数の光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。
- 50°〜130°の間の角度で散乱した光を収集する能力を有する高開口数の光検出器をさらに含むことを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記別個の光検出装置の前記第1、第2および第3の装置は、前記フローサイトメータのフローセルを通る血球の進行線に対して原則的に垂直に、さらにこのフローセル中の前記血球に入射するレーザ光の進行線に対して原則的に垂直に、一列に並べられ、
前記フローセルを通る血球の前記進行線およびレーザ光の前記進行線が互いに垂直であることを特徴とする請求項79記載のフローサイトメトリー装置。 - 前記別個の光検出装置の前記第1、第2および第3の装置は、前記フローサイトメータのフローセルを通る血球の進行線に対して原則的に垂直に、さらにこのフローセル中の前記血球に入射するレーザ光の進行線に対して原則的に垂直に、一列に並べられ、
前記フローセルを通る血球の前記進行線およびレーザ光の前記進行線が互いに垂直であることを特徴とする請求項87記載のフローサイトメトリー装置。 - 前記ダイオードレーザは、このダイオードレーザの出力を0.1〜10μmmの間の高さ、0.1〜200.0μmmの間の幅を有する線の中に放射するための装置を含むことを特徴とする請求項54のフローサイトメトリー装置。
- 前記ダイオードレーザは、650nm未満の波長で少なくとも10mWの出力を有することを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
- 前記ダイオードレーザによる前記サンプルへのインタロゲーション(interrogation)によって前記サンプル中の蛍光化合物から放射される光を収集する能力を有する装置をさらに含むことを特徴とする請求項54記載のフローサイトメトリー装置。
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