JP2006227013A - フローアナライザー及び多重分析物診断システム - Google Patents

フローアナライザー及び多重分析物診断システム Download PDF

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Abstract

【課題】フローサイトメトリ分析により流体サンプル中の多数の分析物を検出し、かつリアルタイムでデータを解析して表示する、システム及び／又は方法を提供する。
【解決手段】コンピュータ９００と併用する多重分析物診断システムである。フローアナライザー２５は、少なくとも一つの光源と及び少なくとも一つの光学検出器を有している実質的に同一平面上の光学的アセンブリを含んでおり、コンピューターと通信可能である。コンピューターにより読み出し可能でかつコンピューターの命令を記憶するメモリ媒体が備えられ、該命令が、フローアナライザーを用いたある生物学サンプルの処理と、処理ステップと実質的に同時に該生物学サンプル内の関心のある少なくとも一つの分析物の存在と量との決定と、を含んでいる。
【選択図】 図４

Description

［関連出願］
本出願は、１９９８年５月１４日に出願され、ここに参考として併せて添付された米国出願第６０／０８５，３８１号に基づく優先権を主張している。
［発明の属する技術分野］
本発明は診断システム及び／又は診断方法に一般的に関し、特に実質的に多重のフローアナライザーを用いた分析を、同時に実行するための多重分析物診断システム及び／又はその方法に関するものである。
フローサイトメトリは、フローサイトメーターを用いて粒子の光学的特性に基づき流動体混合物中の粒子を分析する光学的技術を用いている。フローサイトメトリについてのバックグラウンド情報は、例えばここに参考として添付された、シャピロの「流体フローサイトメトリの実際」第三版（アラン・Ｒ・リス社１９９５年）に見られる。
一般のフローサイトメーターは１９７０年代初期から市場で購入可能となり、現在では例えば１２万ドル以上する。それらは１３立方フィートの大きさを占め、２００ポンド以上の重量に達する巨獣のようなものになることがある。
現在のフローサイトメーターでは、図１及び２に示されるように、その表面上に反応物質を有している、試料細胞又は微小球体を含んでいる試料流体が試験管からシース流体の中央部に導入される。試料流体の流れは、その細胞の流体又はキュベットの中央部、又はその付近に注入される。ハイドロダイナミックフォーカシングとして知られたこのプロセスは、細胞が測定点の中央に繰り返して配置されることを可能にする。普通この細胞又は微小球体は、細胞流体中に浮遊状態になっている。
光が連続するレーザー１９００がレーザービームとなり、前記細胞又は微小球体が浮遊体の流れによりそのレーザービームを通り過ぎるように、焦点を合わせてある。通常のフローサイトメーターのレーザーは、通常、細胞流体上に焦点を合わせるために円形のビームを楕円形のビームに整形する必要がある。図２に示されているように、この楕円形のビームはほとんどの場合、レーザーと細胞流体の間に配置されたビーム整形プリズムエキスパンダー１９６０を用いて円形ビームから形成される。
流体の流れの中の対象物１９０５がレーザービームと衝突すると、ある信号が検出器により検出される。これらの信号は、前方散乱光強度と側方散乱光強度とを含んでいる。このフローサイトメーターでは図１及び２に示されているように、前方散乱光強度を測定するために（細胞に対し）レーザーとは反対側に、また側方散乱光強度を測定するために流体の流れとレーザービームの交点に整列したレーザーの一方側に、散乱光検出器１９３０、１９３２が配置されている。
前方散乱光検出器１９３０の前に、ビームストップと呼ばれるレーザーからの入射光をブロックする、不透明なバー１９２０があってもよい。このようにしてビームストップはビームを可能な限り少なくして、ビームに対して小さい角度で散乱される、細胞流体による相対的に少量の散乱光の前方散乱光検出器による測定が干渉されないように保証する。前方散乱光強度は個々の細胞のサイズに関する情報を提供し、一方の側方散乱光は個々の細胞の相対的なサイズと屈折特性に関する情報を提供する。
ここに参考として添付された、ハンセン他の米国特許第４，２８４，４１２号に開示されているような、よく知られたフローサイトメーターは、血球の下位分類を自動的に特定するために用いられてきた。この特定は、蛍光を発する抗体と反応する細胞表面上の抗原決定遺伝子に基づいている。標本は焦点合わせされたコヒーレント光により照明され、前方散乱光、直角の散乱光及び蛍光が検出されその細胞を特定するために用いられる。
ここに参考として添付されたヴァン・デン・エン他の米国特許第５，７４７，３４９号に記載されているように、いくつかのフローサイトメーターは、蛍光染料が染み込まされたビーズである蛍光微小球体を用いる。この微小球体の表面は、標本流体中の細胞、抗原、抗体又はその他の上のレセプタに吸着されたタグで被覆されている。それで蛍光染料を有している微小球体は、特に細胞の要素に結びついている。しばしば２つ又はそれ以上の染料が同時に使用され、各々が特定の条件を検出する役割を果たす。
染料は波長の連続したレーザー１９００からのレーザービームにより普通励起され、より長い波長の光を放射する。図１に示されているように、ダイクロイックフィルター１９４０がこの放射光を分離して、レーザーに対して配設されている光学検出器１９５０，１９５２，１９５４を通してそれを導く。これらの光学検出器１９５０，１９５２，１９５４はそれぞれのフィルターを通過する各々の波長の強度を測定する。蛍光の強度は、細胞による蛍光染料の吸収の関数である。
図２は、細胞の流れ１９１０から光倍増管及びフィルター群１９５６、１９５８、１９５９及び側方散乱光検出器１９３２へ光を導くための、ビームスプリッター１９４２、１９４４、１９４６を用いた従来例のフローサイトメーターを描いている。このフローサイトメーターは前方散乱光を前方散乱光検出器１９３０に導くために、ミラー１９７０を用いている。
しかしながら蛍光染料それ自身の特性が、このフローサイトメトリ技術をほぼ３つの異なった波長に限定することを発明者は見いだした。励起光子と放射光子の間のエネルギーの差及びそれ故の波長の差は、ストークスシフトとして知られている。一般的に励起波長からのこのストークスシフトが大きいほど、放射スペクトルはより広くかつ弱くなる。
任意の与えられた励起波長において、同時に個々に測定可能である、十分狭くかつ十分隔てられた波長のスペクトルを放射する、限られた数のみの染料がしばしば存在することを発明者は見いだした。それらの中でさらに、例えば５乃至４０％のよい量子効率を示すいくつかの染料が存在する。量子効率の他の値も、同様に許容できるものである。例えば、７５乃至８０％は許容できる。従ってフローサイトメトリ及び他の分野の研究者達は、粗く言うと３つの蛍光ラベル、いうならば緑、黄橙及び赤の光に限られていた。
蛍光ラベルの数への制限は、任意の一つの標本においてなされうる分析の量に影響する。それ故意義のある分析のためには、より多くの数の標本が必要とされ、フローサイトメーターを通過する標本のより多い移動が実行されなければならない。これは標本を分析する時間を、不可避的に増大させる。しかしながら緊急処置室のような環境では、時間はしばしば十分あるわけではなく、例えばそこでは小さな血液標本は、治療及び薬の使用量、ホルモン、心臓発作及び炎症のマーカー及び肝臓及び腎臓機能のマーカー等を含んでいる、多くの診断用のインジケーターに対して同時に精査されなければならない。さらに効率化のためには、予め定められた時間内に実行することができる検査の数を増やすために、検査時間を極小にすることが望ましい。
発明者が見いだした蛍光ラベルの数の制限を打破する一つの方法は、各々が流れに沿った異なるスポットに焦点を合わせられた２つの異なった波長のレーザーを用いることである。そのような構成は、多重ステーションフローサイトメーターと呼ばれる。粒子がある第一のレーザーを通る時に、最大３つの蛍光測定が行われる。次いでその粒子が第二のレーザーを通るときに、上流の検査点での信号が検出された後に、時間でゲートされたアンプを用いて次の最大３つの蛍光測定が行われる。図３は、この方法を描いたものである。
粒子はフローセルに沿って上方へ進んでいるので、上方の粒子の組Ａ、Ｂはある時間後の下方の粒子の組Ａ、Ｂを現しており、粒子の組そのものは同じであることが留意されるべきである。この場合、１番のレーザーは粒子Ａと衝突する。２番のレーザーの検出器は、粒子が２番のレーザーのビームを通過するまで待たなければならない。
この２本のレーザーの方法にも関わらず、この測定が確かに同じ粒子に対してなされているか否かを知ることはしばしば不可能であることを、発明者は見いだした。一組の検出器での測定そのものは時間的かつ空間的に隔たっているので、レーザー放射のタイミングの問題を別にして、ほんの僅かな流れの乱れでさえも懸濁液中の粒子を混ぜ合わせることができ、そのために連続した次の測定が前の測定と同じ粒子に対してなされない可能性が増大することに、発明者は気づいた。
さらに、粒子は標本流体の流れの中心からのそれぞれの距離に応じてフローサイトメーターを通過するので、標本流体内の粒子は異なる速度を示す。簡単に言うと、中心に近い粒子は中心から遠い粒子に較べより速く移動する。そういうことで、１番のレーザーのための検出器により検出されたある粒子がいつ２番のレーザービームを通過するか正しく保証することは、困難であるか又は不可能である。
図３を参照すると、流れの乱れは例えば２番のレーザービームが粒子Ａの代わりに粒子Ｂと衝突するように、粒子Ｂの位置を粒子Ａと変えさせる。この受け入れられない問題は、レーザーや検出器がデバイスに追加されることに伴う延長により一層ひどくなる。
この欠点にも関わらず、そのような多重照明ビームの特徴は、高価で複雑なソーターに限って現れて来て、普通より小さく高価でない装置では見られない。大きく高価である一方でそのような装置は、しばしばＣＤ４−ＣＤ８リンパ球分析に伴なって臨床測定室の設定に加えられる。
現在のデバイス及び方法の上述の短所をよりひどくすることに、データ収集とそれらの分析のための現存する方法は冗長で、遅くかつリアルタイムではないことに発明者は気づいた。単一ステップの分析プロセスによる、多くの分析物の実質的に同時の検出、又は一つ又はそれ以上の分析物の特性を別個に特定することができる実質的に同時の検出は、現在不可能であるか、又はたかだかそれが限られた範囲で提供され、それにより不十分な結果をもたらすのがせいぜいであるという程度なのである。これらの失望させる結果の原因は、以下の点を含んでいる。第一に、多数の分析物を検出し分類することを可能にするために必要とされる時間の長さは、受け入れ不能なまでに長いこと。第二に、従来技術の分析方法は分析の感度が低く、しばしば重大な分析誤差及び厄介なデータ収集、収集した大量データに対する分類及び従来技術のアルゴリズムの解析につながること。
現在のビード集合の分離法は、以下のステップを必要とする。第一に、標本流体とリポータービードの組を有している試験管をフローサイトメーター内に装填し、「捕捉」ボタンを押さなければならない。第二に、必要な数のデータ事象が収集されたときに、「停止」ボタンを押さなければならない。第三に、収集したデータを含んでいるファイルがコンピューターのハードディスクに保存されなければならない。第四に、制御及び分析ソフトウェアパッケージが開かれなければならない。第五に、そのファイルが制御及び分析ソフトウェアパッケージにロードされなければならない。第六に、ＦＬ２対ＦＬ３のｘ−ｙプロットが描かれなければならない。ここで、ＦＬ２及びＦＬ３はビードの集合のための橙及び赤の蛍光の分類パラメーターである。第七に、点の集まりで現されたプロット中のビードの集合が、見てわかりやすく配置され、迷走データ点を除外するためにポリゴンゲートが関心のある第一の組の周りに張られなければならない。第八に、そのポリゴンゲートの内部にある事象について、ファイルがフィルターされなければならない。第九に、統計値が表示され、ＦＬ１の平均値が記されなければならない。ここで、ＦＬ１は関心のある分析物についての緑蛍光の測定値である。第十に、ＦＬ２へのＦＬ１のこぼれの百分比が計算され、ＦＬ２の値を補正するためにＦＬ２の平均値から差し引かれなければならない。第十一に、補正されたＦＬ２の値がどのビードの集合がそのポリゴンゲートの内部に配置されているが手動で調べるために用いられる。第十二に、ＦＬ１へのＦＬ２のこぼれの百分比が計算され、ＦＬ１の平均値から差し引かれる。第十三に、ＦＬ１の調整された値から分析結果が決定される。残っているビードの集合の各々に対して、上記の１３のステップが手動で繰り返される。
上述のビードの集合分離法に関わる長々しい退屈な手順に加えて、ポリゴンゲートの境界を見積もることに関わる主観性が受容しがたいことに、発明者は気がついた。この方法を用いた任意の分析の値は、研究員の変化する判定に大きく依存する。ＦＬ２対ＦＬ３のプロット上のビード領域の重なりを理由として、いくつかのビードの集合を分離することはしばしば不可能である。さらに、ＦＬ２へのＦＬ１のこぼれに起因して、ある部分集合のＦＬ２の値は他のビードの集合の他の蛍光値と十分重なる程度に増加する。従って、こぼれに起因して２つの部分集合が実質的に同じ領域を占有し、それらの間を視覚的に区別することを不可能にする。これらの困難を総計した結果が、ある標本の移動中に関心のある分析物の存在とその量を決定することを不可能にする。
上記を考慮して、流れ分析により流体標本中の多数の分析物を検出し、そのデータをリアルタイムで分析して表現するための、そのようなシステム及び／又は方法を有していることが望ましいと発明者は気がついた。
フローサイトメトリック分析により流体標本中の多数の分析物を検出し、そのデータをリアルタイムで分析して表現するための、そのようなシステム及び／又は方法を有していることが望ましいと発明者は気がついた。
サイズ、重量及びコストが現存のフローサイトメーターの数分の一の流れアナライザーを用いた、そのようなシステム及び／又は方法を有していることが望ましいと発明者は同様に気がついた。これは、現在の「メインフレーム型の」フローサイトメーターは、「デスクトップ型の」個人用のフローサイトメーターと交換されなければならないことに、発明者が気がついたということである。
通常のフローサイトメーターより数倍速く、通常のフローサイトメーターにより必要とされる標本の数分の一の体積で十分なような、システムを有していることが望ましいと発明者はさらに気がついた。
ある事象を測定するためにピークデテクタを用いているフローサイトメーターでの信号処理への現在のアプローチには、欠陥があることを発明者はさらに同様に認識した。その間に検出できないまま事象がレーザー焦点を通過することができる期間である「デッドタイム」は、フローサイトメーターが希な事象を探知するために用いられている場合は、重大な問題を含んでいる。
ここに参考として添付された、コリオ他の米国特許第５，５５０，０５８号のような従来技術の方法は、大部分不成功に終わっている。しかしながら、コリオ他の方法及び／又はシステムを含め従来技術の方法及び／又はシステムは、デッドタイムをゼロに削減していない。例えば、コリオ他は希な事象がデッドタイム中に発生して消えてしまう機会を削減するために、事前に事象を予め修正する。コリオ他のシステムは、その比が最大歩留まりと最大純度の中間の値を含んでいることができるような、選択された歩留まりと純度の比で粒子をソートする。
ピーク検出を用いていない従来技術のシステム及び／又は方法は、パルスの影響下にある領域を測定するために積分器を用いている。測定がなされている間に、ここでも事象が検出されずに通過してしまう。このようにして、積分器の使用も同様にデッドタイムをゼロに削減することはできない。
上述のデッドタイムの問題を考慮して、フローアナライザーのデッドタイムをゼロに削減する、ある流体標本中の多数の分析物を検出するためのシステム及び／又は方法を有していることが望ましいと、発明者は気がついた。
以上に鑑み、フローサイトメトリ分析により流体サンプル中の多数の分析物を検出し、かつリアルタイムでデータを解析して表示する、システム及び／又は方法を提供することが、課題としてある。
又同様に、データ収集の実行と、ビードの集合の分類及び実質的に即時又は同時の分析テクニックにより、人間による判断の変動性とデータ収集及び解析での主観性を除外した、そのようなシステム及び／又は方法を提供することが、課題としてある。
大きさ、重量及びコストが通常のフローサイトメーターの数分の一であるフローアナライザーを用いた、そのようなシステム及び／又は方法を提供することが、課題としてある。これは、現在の診断システムの最大の利益を多くのユーザーに提供するために、現在の「メインフレーム型の」フローサイトメーターは、「デスクトップ型の」個人用のフローサイトメーターと交換されなければならないことに、発明者が気がついたということである。
現在のフローサイトメーターより数倍速く、なおかつ現在のフローサイトメーターが必要な数分の一のサンプルで十分な、そのようなシステムを提供することも同様に課題としてある。
デッドタイムをゼロに削減する、そのようなシステム及び／又は方法を提供することが、課題としてある。例えば、そのシステム及び／又は方法は信号サンプルが予め定められた間を置いて連続的に記憶されるような、一定の固定したレートのサンプリングを含んでいる。サーキュラーバッファの内容を分析し事象を処理するための第二のシーケンスにより、事象は見過ごされることがないので、デッドタイムはなくなる。
この点において、最も一般的なサイトメーターの大きさ、重量及びコストの約八分の一である、フローアナライザーを含んでいるシステムを提供することが、課題としてある。そのシステムはオプションとして約８倍早く、かつ例えば８分の１のサンプルの体積しか必要としない。そのシステムはオプションとして、現場での修理や部品のアップグレードのためにモジュール化されている。オプションとして、それは工業規格のシリアル又はパラレルのインターフェースで制御され、多様な環境例えばパーソナルコンピューターで作動することができ、例えばユーザーフレンドリーなグラフィックユーザーインターフェースの下で、ラップトップ又はデスクトップの一部として構成することができる。
上に記載した仕様を達成するために、大きな病院の研究室から小さな医務室の備品までの範囲の多重分析物診断システムの、今まで知られていなかったアプリケーションを提供する。この点で本システムの高速性と技術的な洗練は、例えばそこでは僅かな血液サンプルが多様な診断インジケーターのために同時に精査される、例えば緊急処置室のような環境での使用に適している。そのようなインジケーターは、例えば治療及び薬の使用量、ホルモン、心臓発作及び炎症のマーカー及び／又は肝臓及び腎臓機能のマーカー等を含んでいる。
本システムの小ささ、安い価格及び静かな動作は、例えば血液銀行の各々にそれらを実際上配置できるようにする。そのような装置が備えられた血液銀行では、血液提供者は血液型や伝染性の病気について直ちに検査を受けることができ、それによって結果的に廃棄される血液の収集を避けることができる、という利点を有している。加えて本システムで処理されるサンプル量の少なさは、例えばしばしば複雑な分析を現在の単一の分析試験より少ない量で望ましくは行いたい、新生児科及び小児科での多重分析試験の能力をもたらす。
ここに開示する具体例ではこの多重分析物診断システムは、例えば微少球体の種々の組み合わせを用いてリアルタイムの生物学的定量を実行する。各々の組み合わせが、例えば関心のあるそれぞれの分析物の分析に提供される。その代わりに一つ以上の組み合わせの微少球体が、例えば関心のある同じ分析物の分析に用いられる。それらの組み合わせはオプションとして、各々の組み合わせがそれぞれの色及びサイズの指標を有しているように、蛍光ラベル及び／又はサイズにより区別されるようになっている。このようにして、微少球体の様々な組み合わせを用いて例えば多くの分析物が同時に分析される。
例えばこれらの分析における反応物質は、上述の独特の蛍光を有している微少球体の表面に結び付け又は取り付けられている。各々の分析が少なくとも一つ、及び望ましくは千まで、又はそれ以上の微少球体を含んでいる。このようにして、例えば１００の分析を実行するために、例えば１００の区別できる微少球体、合計では例えば１００，０００の微少球体の組を含んでいる。例えば、流れの中の各々の微少球体を毎秒２万ビード又はそれ以上に達する早さで個々に分析し、その蛍光色及び／又はサイズ指標に基づいて正確に各々を特有な組又は部分集合に分類する。さらに、各々の微少球体の表面で発生した分析を計数する組の指標とするために使用される、それらとは異なった色の存在を求めて各々の微少球体をスキャンする。
例えとして、アプリケーションがアレルギー研究者のオフィスで使われたとする。例えばアレルギー研究者は、ある一人の患者を種々のアレルギー感作体について精査する。現在の方法は、その患者の血液サンプルがそのオフィスから大きな病院の研究室に送られるか、又はその患者の皮膚に標準的な「スクラッチ」テストが行われることを必要とする。簡単に言うと、大きな病院の研究室からのテスト結果を待つことが、不可避的に緊急を要する患者の治療を制限する。
「スクラッチ」テストを用いた患者の皮膚試験は、一つ又はそれ以上の環境物質に対する即時型の過敏性が疑われる患者に対して用いられる。このテストは、皮膚にアレルゲンの滴を載せ針で滴を突いて表皮の下に差し込むことにより実施される。次の２０分間にわたり刺した場所が調べられ、皮膚のはれ及び炎症反応がもしあれば、検査したアレルゲンに対する過敏性を介在する抗体（ＩｇＥ）があることを示す。このスクラッチテストは、受容できない程度の擬陽性性、擬陰性及び限られた感度が問題となっている。
これに対して、本願の提案によれば例えば一滴又は数滴の患者の血液と１５分以下の時間、１３分から１５分の間の、例え多くとも３０分程度を必要とするのみである。採取したサンプルを本願提案の装置を通して数秒で通過させると、診断システムは高度に正確な定量分析、及びもし必要であれば同時に又は実質的に同時に、例えば６４のアレルゲンへの過敏性についての定性分析を提供する。これらの分析において使用される試薬又は反応物質は、例えば現在のエンザイムがリンクされた免疫吸着分析（ＥＬＩＳＡ）フォーマットで必要とされる量の０．１％、又はそれ以下である。
特に、コンピューターと併用する多重分析診断システムは例えば、少なくとも一つの光源及び少なくとも一つの光学検出器を有している、実質的に同一平面上の光学的アセンブリを含んでいるフローアナライザーを含んでいる。このフローアナライザーはオプションとして、コンピューターと通信可能である。この診断システムはオプションとして、そのコンピューターにより読み出し可能でかつコンピューターの命令を記憶するメモリ媒体を含んでいる。この命令は例えば、引き続く連続したものでも、不連続なものでも又は独立したステップを含んでいてもよい。生物学サンプルは例えば、フローアナライザーを通って通過するか又はそれを用いて処理される。その生物学サンプル内の関心のある一つ又はそれ以上の分析物の特定と量が、その通過又は処理のステップと実質的に同時に決定される。一つ又はそれ以上の光源は、オプションとして複数の光源を含み、一つ又はそれ以上の光学検出器はオプションとして複数の光学検出器を含んでいる。この複数の光源は、同一の、同様の又は重なりあう焦点領域を含んでいる。複数の光源は例えば、連続した光を放射する複数のレーザーダイオードを含んでいる。複数のレーザーダイオードはオプションとして、複数の波長の連続した光を放射するレーザーダイオードを含んでいる。このレーザーダイオードはオプションとして、ＹＡＧレーザーのような一つ又はそれ以上のダイオードポンプレーザーを含んでいる。
フローアナライザーはオプションとして、各々の光源に対してかつ各々の光学検出器に対して、平らな大気−ガラスの界面を有しているキュベットを含んでいる。オプションとしてこのキュベットは、六角形の断面を有するキュベットを含んでいる。オプションとして、キュベットは実質的に平らなガラス−流体の界面を含んでいる。このキュベットはオプションとして、内部が長方形の断面か又は内部が正方形の断面のどちらかを有しているネック部を含んでいる。
一つ又はそれ以上の光源はオプションとして、二つの光源を含んでいる。各々の光源がオプションとして、二つのそれぞれ異なった波長の光を放射する。一つ又はそれ以上の光学的検出器は、オプションとして４つの光学検出器を含んでいる。
フローアナライザーはオプションとして、一つ又はそれ以上の光学検出器とそれぞれのマルチモードケーブルを経由して並列に光学的に接続された、マルチパスフィルター又は複数のバンドパスフィルターを含んでいる。フローアナライザーは各々のバンドパスフィルターについて、オプションとして標準的な光学検出増幅器とそれに直列に接続された標準的なアナログ−ディジタルコンバーターを含んでいる。この光学検出増幅器は標準的な光電子倍増管、標準的なアバランシェフォトダイオード又は標準的なｐ−ｉ−ｎフォトダイオードを含んでいる。フローアナライザーは例えば、各々のバンドパスフィルターについて、光学検出増幅器とアナログ−ディジタルコンバーターの間に接続された標準的なローパスナイキストフィルターと直列の標準的なインバーティングアンプを含んでいる。
フローアナライザーはオプションとして、キュベットからの放射光又は反射光を拡大するための一つ又はそれ以上の拡大レンズを含んでいる。その拡大レンズは例えば、１５倍まで又はそれ以上の倍率を有しているレンズを含んでもよい。この拡大レンズは有利なことに、上述のマルチモードケーブル又は光ファイバーを使用しなくともよいようにする。例えばフローアナライザーはオプションとして、キュベットからの光を適宜の検出器に反射するミラーを含んでいる。
診断システムはオプションとして、シリアル又はパラレルのインターフェースを経由して、コンピューターに接続可能なディジタルインターフェースボードをフローアナライザー内に含んでいる。このディジタルインターフェースボードはオプションとして、フローサイトメーターと通信する標準的なマイクロコントローラーとそのマイクロコントローラー及び各々のアナログ−ディジタルコンバーターと通信する標準的なディジタルシグナルプロセッサーとを含んでいる。ディジタルシグナルプロセッサーはオプションとして、第一の移動可能なポインター、第二の移動可能なポインター及び複数の記憶位置を有している標準的なサーキュラーメモリバッファを含んでいる。この第一のポインターはオプションとして、新しいサンプルデータを記憶することのできる最も古い記憶位置を指示する。第二のポインターはオプションとして、ディジタルシグナルプロセッサーが解析のために次の標本データをそこから読み始める記憶位置を指示している。フローアナライザーはキュベットと、マイクロプロセッサーと通信しキュベットに接続されたサンプルポンプと、マイクロコントローラーと通信しキュベットに接続されたシース流体リザーバーと、を含んでいる。フローアナライザーはオプションとして、廃棄物容器を含んでいる。マイクロコントローラーは分析の完了に際して、任意の残存サンプルをその廃棄物容器に転流するために、停止したサンプル流体の流れのサンプルポンプと通信し、かつ停止したシース流体の流れのシース流体リザーバーと通信し、任意の残存シース流体を廃棄物容器に転流する。フローアナライザーはオプションとして、各々の光学検出器から各々の光学検出増幅器へのフィルターを一つ有している光路を含んでいる。
この診断システムはオプションとして、さらに垂直及び／又は水平に移動可能なプラットフォームを含んでいる。フローアナライザーはオプションとして、垂直に移動可能なアスピレーターを含んでいる。そのプラットフォームはオプションとして、アスピレーターと協同する。プラットフォームはオプションとして、フローアナライザーのマイクロ滴定量プレートを支持する。
フローアナライザーを動作させるための命令は、（i）ある一つの部分集合の粒子を他の部分集合の粒子と区別する、一つ又はそれ以上の分類パラメーターと（ii）関心のある分析物の各々に対する特定反応物質とを有している各々の部分集合中の粒子である、滞留する一群の粒子の部分集合を生物学サンプルに露出することを含んでいる。この動作命令はオプションとして、さらに検査領域を通って露出された滞留する一群の粒子の部分集合を通過させることを含んでいる。
生物学サンプル内の関心のある一つ又はそれ以上の分析物の特定と量の決定のための命令は、オプションとして各々の関心のある分析物の特定と量の査定を含み、サンプル中に存在する場合は実質的に同時に以下のステップを実行する。データはオプションとして、蛍光放射強度のデータを含んでいる少なくとも一つの特性分類パラメーターに関して収集される。データはオプションとして、反応物質とその反応物質に特有の関心のある分析物との間に形成された複合体の存在又は非存在に関して収集される。独断に頼ることなく、粒子径の差異によりその部分集合に従う各々の粒子が分類される。各々の部分集合に関連する複合体の量が、定量される。複合体の存在又は非存在に関わるデータの収集のステップは、蛍光放射強度の分析物データの収集を含んでいる。ビードの部分集合データと分析物データは、オプションとしてスペクトルの重なりを示す。この分類ステップはオプションとして、その部分集合に従う各々のビードを十分特定するためにスペクトルの重なりの削減を含んでいる。
この診断システムはさらにオプションとして、フローアナライザーと通信可能なサーキュラーメモリバッファを含んでいる。このサーキュラーメモリバッファは、新しいデータを記憶することができる記憶位置を動作中に指示する第一の移動可能なポインター、及び解析されていないデータを有している記憶位置を動作中に指示する第二の移動可能なポインターを含んでいる。
本願ではキュベットホルダーも提案している。このキュベットホルダーはオプションとして、上板の一つの直径に沿ってその巾が上板の巾である監視用の溝を含んでいるキュベットホルダーの上板を含んでいる。このキュベットホルダーはさらに、キュベットを保持するためにキュベットホルダーの上板と協同するキュベットホルダーの底を含んでいる。オプションとしてこのキュベットホルダーは、さらに基盤枠を含んでいる。キュベットホルダーの上板は、この基盤枠に取り付けられている。キュベットホルダーは同様にオプションとして、基盤枠に取り付けられ、キュベットの上板を固定する安定ブラケットを含んでいる。
本願ではコンピュータープログラム製品を提案している。コンピュータープログラム製品は例えば、メモリ媒体を含んでいる。コンピュータープログラム製品は同様に例えば、メモリ媒体に記憶されたコンピュータープログラムを含んでいる。コンピュータープログラムは例えば、以下のような引き続く連続したものでも、不連続なものでも又は独立した命令を含んでいてもよい。生物学サンプルは、フローアナライザーを通って流れる。この生物学サンプルは、滞留する一群のビードの部分集合を含んでいる。各々のビードの部分集合は、一つ又はそれ以上の特性分類パラメーターを有している。特性分類パラメーターは例えば、一つ又はそれ以上の特性蛍光放射強度を含んでいる。移動ステップと実質的に同時に、例えば蛍光放射強度についてのビード部分集合データを含んでいる、少なくとも一つの特性分類パラメーターに関連するデータが収集される。移動ステップと実質的に同時に、例えば蛍光放射強度についての分析物のデータを含んでいる、関心のある分析物の存在又は非存在に関するデータが収集される。ビードの部分集合のデータ及び分析物のデータはオプションとして、スペクトルの重なりを示す。移動ステップと実質的に同時に、このスペクトルの重なりはオプションとしてその部分集合に従う各々のビードを十分に特定するために削減される。
コンピュータープログラムはオプションとして、移動ステップと実質的に同時に生物学サンプル内の一つ又はそれ以上の関心のある分析物の存在と量を決定する命令を含んでいる。
このコンピュータープログラムはオプションとしてさらに、ある単一分析アプリケーションモジュール及び多重分析アプリケーションモジュールを提供するための命令を含んでいる。このコンピュータープログラムはオプションとしてさらに、メインメニューと、結果の表と、システムモニタと、デンシティドットプロット及び／又はディケィドットプロットを含んでいるドットプロットディスプレイと、ヒストグラムタブと、光学増幅器制御タブと、色補償制御タブと及び／又は二重項ディスクリミネータ制御タブと、を提供する命令からなるか、又はそれらを記憶している。
本願ではさらに、フローアナライザー及びコンピューターと併用するためのコンピュータープログラム製品を提案している。このコンピュータープログラム製品は、メモリ媒体及びそのメモリ媒体に記憶されるコンピュータープログラムを含んでいる。このコンピュータープログラムは、引き続く連続したものか、不連続なものか又は独立した命令を含んでいる。ある生物学サンプルは、フローアナライザーを用いて、又はそれを通って処理される。ある生物学サンプルは、滞留するビードの部分集合を含んでいる。各々のビード部分集合は、一つ又はそれ以上の特性分類パラメーターを有している。この一つ又はそれ以上の特性分類パラメーターは、一つ又はそれ以上の特性蛍光放射強度を含んでいる。処理ステップと実質的に同時に、蛍光放射強度についてのビード部分集合データを含んでいる、少なくとも一つの特性分類パラメーターに関連するデータが収集される。処理ステップと実質的に同時に、蛍光放射強度についての分析物データを含んでいる、関心のある分析物の存在又は非存在に関連するデータが収集される。処理ステップと実質的に同時に、生物学サンプル内の少なくとも一つの関心のある分析物の特定と量が決定される。このコンピュータープログラム製品は同様に、動作中にフローアナライザー及びコンピューターとインターフェースする、アプリケーションプログラムインターフェースライブラリを含んでいる。コンピュータープログラムはさらに、動作中にコンピュータープログラムと通信する、数学ライブラリを含んでいる。
このアプリケーションプログラムインターフェースライブラリはオプションとして、一つ又はそれ以上の以下の機能：フローアナライザーのためのデバイスインターフェースを初期化するための機能、フローアナライザーとのデバイスセッションをクローズするための機能、ビード部分集合の間を区別するためのマップファイルをロードするための機能、ある分析に関連するビード部分集合を定義するための機能、選択されたビード部分集合のビード統計を獲得するための機能、フローアナライザーの設定をユーザーが提供されたバッファにコピーするための機能、及びフローアナライザーの設定を変更するための機能、を含んでいる。
コンピュータープログラム製品はオプションとして、一つ又はそれ以上の以下の機能：フローアナライザーに装填された現在のサンプルのためのビード統計の取得を初期化するための機能、ビード統計の取得を終了するための機能、最新のビード統計をユーザーが提供されたバッファにコピーするための機能、及びリターンの一つをしてデータ取得統計を表示するための機能、を含んでいる。
本願ではまた、シーケンスが連続しているか又は連続していない、若しくはシーケンスに独立なステップを有している多重分析診断方法を提案している。ある生物学サンプルがフローアナライザーを用いて、又はそれを通って移動する。この生物学サンプルは、滞留する一群のビードの部分集合を含んでいる。各々のビードの部分集合は、一つ又はそれ以上の特性分類パラメーターを含んでいる。この一つ又はそれ以上の特性分類パラメーターは、一つ又はそれ以上の特性蛍光放射強度を含んでいる。処理ステップと実質的に同時に蛍光放射強度についてのビード部分集合データを含んでいる少なくとも一つの特性分類パラメーターに関連するデータが収集される。処理ステップと実質的に同時に、蛍光放射強度についての分析物データを含んでいる関心のある分析物の存在又は非存在に関連するデータが収集される。ビードの部分集合のデータ及び分析物のデータは、スペクトルの重なりを示す。処理ステップと実質的に同時に、このスペクトルの重なりはオプションとしてその部分集合に従う各々のビードを十分に特定するために削減される。処理ステップと実質的に同時に、生物学サンプル内の少なくとも一つの関心のある分析物の存在と量が決定される。
本願では、マネジメントシステムも提案される。このマネジメントシステムは、データサイトの実質的に全てのデータページの静的な部分を記憶するファイルシステムを含んでいる。このファイルシステムはまた、このファイルシステムに通信可能に接続されたサーバーを含んでいる。このサーバーは、ファイルシステムにより記憶された一つ又はそれ以上の静的な部分を検索し、一つ又はそれ以上のデータページをサイトのユーザーに転送する。
このマネジメントシステムはオプションとして、そのファイルシステム内の記憶のためのデータサイトに基づいて、実質的に全てのデータページの静的な部分を生成するジェネレーターを含んでいる。このマネジメントシステムはさらに、少なくとも一つのデータページがサイトのユーザーに転送されるときに、静的な部分と共に表示される動的なデータを転送するための転送デバイスを含んでいる。このデータページジェネレータはオプションとして、実質的に全てのデータページの静的な部分を生成して、それに対応するインデックスを付ける。このサーバーはオプションとして、少なくとも一つのデータページと関連する、対応するインデックスに応じて静的な部分をサイトのユーザーに転送する。
本願では、シーケンスが連続しているか又は連続していない、若しくはシーケンスに独立な以下のステップを有している、データサイトをマネジメントする方法も提案される。データサイトの実質的に全ての静的な部分は、ファイルシステムを用いて記憶される。ファイルシステムにより記憶された少なくとも一つのデータページは、このファイルシステムと通信可能に接続されたサーバーを用いて検索される。データページの少なくとも一つの静的な部分は、サーバーを用いてサイトのユーザーに転送される。
このファイルシステム内の記憶のためのデータサイトに基づくデータページの実質的に全ての静的な部分は、オプションとしてデータページジェネレーターを用いて生成される。少なくとも一つのデータページがサイトのユーザーに表示されるときに静的な部分と共に表示される動的なページは、オプションとして、動的データ転送デバイスを用いて転送される。このデータページジェネレータはオプションとして、実質的に全てのデータページの静的な部分を生成し、それに対応するインデックスを提供する。サーバーはオプションとして、少なくとも一つのデータページに関連する対応するインデックスに応じて、静的な部分をサイトのユーザーに転送する。
本願では、シーケンスが連続しているか又はシーケンスに独立な、若しくはシーケンスが連続していないステップを有している、分析又は診断システムを提案している。複数の滞留する部分集合が観測領域を通って処理されるが、各々の複数の滞留する部分集合は一つ又はそれ以上の表示パラメーターを含んでいる。各々の複数のサンプルが、実質的に同時に一つ又はそれ以上の光源の二つ又はそれ以上の光ビームで、引き続いてではなく実質的に同時に照明される。一つ又はそれ以上の表示パラメーターは、この照明ステップに応じて決定される。この方法に従う各々の光ビームはオプションとして、連続した光を含んでいる。
本願は、ある分析又は診断システムを含んでいる。この具体例に従う本診断システムは、フローサイトメーターのためのデバイスインターフェースを初期化する初期化システムであって、フローサイトメーターのためのデバイスセッションを終了する終了システムと、ある関連するビード型を表すビードマップを定義するファイルを読み込むビードマップファイルシステムと、分析又は診断システムで使用されるビードをリセットするリセットシステムと、ビードと関連するビード型のビード統計を取得するために用いられるユーザービードコンポーネントシステムと、を含んでいる。
この具体例に従う本診断システムはさらに、初期化システムと応答するように接続され分析又は診断システムをモニター及び制御するマシンコントロール及びモニタリングシステムであって、現在のフローサイトメーターの設定をあるバッファ又は記憶領域に保持するパネル設定システムと、ある命令に応じて現在のフローサイトメーターの設定の少なくとも一つを変更するパネル設定変更システムと、を含んでいる。
この具体例に従う本診断システムはさらに、マシンコントロール及びモニタリングシステムに応答するように接続され、分析又は診断のためのデータを収集するサンプル取得及び報告システムであって、マシンコントロール及びモニタリングシステムからのデータの収集を、いつ始めるかを表示するテスト開始システムと、マシンコントロール及びモニタリングシステムからのデータの収集を、いつ止めるかを表示するテスト終了システムと、マシンコントロール及びモニタリングシステムからのデータの収集を、いつ止めるかを表示するテスト終了システムと、他のバッファ又は記憶領域にデータを記憶するテスト記憶システムと、予め定められたプログラム又はユーザーの問い合わせに応じてデータの分析又は診断を実行するテスト問い合わせシステムと、を含んでいる。
本願は、シーケンスが独立しているか又は連続している、若しくは連続していないステップを有している分析又は診断方法を含んでいる。フローアナライザーのための、デバイスインターフェースが初期化される。この初期化ステップは、フローサイトメーターのためのデバイスセッションの終了と、ある関連するビード型を表すビードマップを定義するファイルの読み込みと、分析又は診断システムで使用されるビードのリセットと、このビード及びそれと関連するビード型のビード統計の取得と、を含んでいる。
分析又は診断システムは、マシンコントロール及びモニタリングシステムを用いて制御されモニターされる。この制御及びモニターステップは、現在のフローサイトメーターの設定のあるバッファ又は記憶領域での保持と、ある命令に応じた現在のフローサイトメーターの設定の少なくとも一つの変更と、を含んでいる。
分析又は診断のために、データが収集される。このデータ収集ステップは、マシンコントロール及びモニタリングシステムからのデータの収集を、いつ始めるかの表示と、マシンコントロール及びモニタリングシステムからのデータの収集を、いつ止めるかの表示と、他のバッファ又は記憶領域へのデータの記憶と、予め定められたプログラム又はユーザーの問い合わせに応じたデータの分析又は診断の実行と、を含んでいる。
本発明では、ある基盤部分を含んでいる新しいフローサイトメーターを提供する。複数の光源が、この基盤部分に搭載される。複数のセレクターがこの基盤部分に搭載される。複数の光源及び複数の検出器と光学的に関係付けられたサンプル監視室が、この基盤部分に搭載される。
本発明では、あるＵ型ブロックアセンブリーを含んでいる検出装置も提供する。この検出装置は、一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターと、Ｕブロックアセンブリーに取り付けられた一つ又はそれ以上の光学検出器と、を含んでいる。この検出装置はさらに、一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターをＵブロックアセンブリーに調整可能に取り付け、かつ一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターを一つ又はそれ以上の光学検出器と十分光学的に結合されるように導く、一つ又はそれ以上のプッシュプルアセンブリーと、を含んでいる。
このＵブロックアセンブリーはオプションとして、内側部を有している単一の又は集合された本体を含んでいる。一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターが、Ｕブロックアセンブリーの内側部と部分的に面している。このＵブロックアセンブリーの本体は、第一及び第二の脚を含んでいる。一つ又はそれ以上の光学検出器は第一の脚内に取り付けられ、一つ又はそれ以上のプッシュプルアセンブリーは第二の脚内に取り付けられている。この検出装置はさらにオプションとして、Ｕブロックアセンブリーがそれに取り付けられた、光学アセンブリー基盤枠を含んでいる。一つ又はそれ以上のプッシュプルアセンブリーは、一つ又はそれ以上のビームスプリッターの一面を一つ又はそれ以上の光学検出器に向かって押し、及び／又は一つ又はそれ以上のビームスプリッターの他の面を一つ又はそれ以上の光学検出器から引き離すための、ネジタップ及びバネアセンブリーを含んでいる。
一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターはオプションとして、一つ又はそれ以上のダイクロイックミラーを含んでいる。この一つ又はそれ以上のダイクロイックミラーは、複数のダイクロイックミラーを含んでいる。各々のダイクロイックミラーが、種々の波長の光のそれぞれの帯域をそれぞれ光学検出器に導き、かつ種々の波長の光の残部をそれを通って伝達させる。この検出装置はさらにオプションとして、一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターと一つ又はそれ以上の光学検出器の間に差し挟まれた、一つ又はそれ以上のフィルターからなる。
本発明では、圧力センサ及びシース流体リザーバーを含んでいるフローアナライザーにおける、消泡器も提供する。この新規な消泡器は、上部と下部を含んでいる瓶を含んでいる。この瓶の上部は、そこからシース流体を受け入れるためにシース流体リザーバーと動作可能に接続された入り口を含んでいる。この瓶の下部は、圧力センサと動作可能に接続された出口を含んでいる。この瓶はさらに、瓶の上面をシールし瓶の内部を瓶の外部の環境に曝している実質的に防水の口であって、動作中にシース流体が実質的に気体の泡を含まないで出口を経由して取り出される口を含んでいる。
フローアナライザーはさらにオプションとして、サンプルポンプを含んでいる。圧力センサはオプションとして、消泡器内で減少した流体圧を検出した際にサンプルポンプを不活化するための命令を発信する。
本発明では、関心のある一つ又はそれ以上の分析物のための、サンプル流体を分析するための多重分析物診断システムも提供する。この多重分析物診断システムは、動作中に流体コアを含み、かつ実質的に平らなガラス−流体の界面と実質的に平らな大気−ガラスの界面を有しているネック部を含んでいる、キュベットを含んでいるフローアナライザーを含んでいる。このフローアナライザーは同様にキュベットと光学的に協同し、拡大能力を有している第一の拡大レンズを含んでいる。このフローアナライザーはさらに、入り口にアパチャーを含んでいるフィルターと光学アンプのアセンブリーを含んでいる。アセンブリー入り口のアパチャーは、ガラス−流体の界面及び／又は大気−ガラスの界面から実質的に光の歪み無く、キュベット内の流体コアからの光を伝えるために拡大能力と協同するための大きさにされている。
このフローアナライザーはオプションとして、コンピューターと通信可能である。多重診断システムはオプションとして、コンピューターにより読み出し可能でかつコンピューターにより実行される、コンピューターの命令を記憶するメモリ媒体を含んでいる。このコンピューターの命令は、フローアナライザーを用いたサンプル流体の処理、及び実質的に処理ステップと同時のサンプル流体の分析とサンプル流体内の関心のある一つ又はそれ以上の分析物の存在と量の決定を含んでいる。
この多重分析物診断システムはオプションとして、第一の拡大レンズと光学的に結合され、第一の複数の波長の光を入り口のアパチャーに反射する第一のミラーであって、少なくとも一つの第一の複数の波長はサンプル流体中に一つ又はそれ以上の関心のある分析物の存在を表すものである、第一のミラーを含んでいる。
このフローアナライザーはさらにオプションとして、キュベットを照射する一つ又はそれ以上の光源を含んでいる。この一つ又はそれ以上の光源は、レーザーダイオード及び／又はダイオードポンプレーザーを含んでいる。
キュベットはオプションとして、上部及び下部を含んでいる。多重分析物診断システムはさらに、光学アセンブリー基盤枠を含んでいる。第一の拡大レンズと、フィルター及び光学増幅アセンブリーと、一つ又はそれ以上の光源とが、光学アセンブリー基盤枠に取り付けられている。この多重分析物診断システムはさらに、光学アセンブリー基盤枠に取り付けられ、キュベットの底を保持しているキュベットホルダーを含んでいる。多重分析物診断システムは同様に、光学アセンブリー基盤枠に取り付けられ、キュベットの頂を保持している安定ブラケットを含んでいる。
多重分析物診断システムはさらにオプションとして、キュベットと光学的に協同する第二の拡大レンズを含んでいる。この多重分析物診断システムはオプションとして、第二の拡大レンズと光学的に協同する一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターを含んでいる。診断システムはオプションとして、一つ又はそれ以上の光学ビームスプリッターと光学的に協同する、それぞれの粒子の部分集合に属する一つ又はそれ以上の粒子を特定する一つ又はそれ以上の光学検出器を含んでいる。
多重分析物診断システムはさらにオプションとして、第二の拡大レンズと一つ又はそれ以上のビームスプリッターに光学的に結合された、第二のミラーを含んでいる。この第二のミラーは、第二の複数の波長の光を一つ又はそれ以上のビームスプリッターに反射する。第二の複数の波長の一つ又はそれ以上は、一つ又はそれ以上の粒子の特性を表す。
多重分析物診断システムはさらにオプションとして、一つ又はそれ以上のビームスプリッターと光学的に協同し、二重項を特定する側方散乱器を含んでいる。
このようにむしろ広く概説されてきたが、本発明の特徴が重要であればあるほど、その詳細な説明がよりよく理解され、本発明の技術への寄与がより賞賛される。以下に記述され、ここに添付された請求項の実体を構成する、本発明の追加の特徴が勿論存在する。
この観点から、本発明の一つの具体例を詳細に説明する前に、本発明はその応用が以下に記述された詳細な説明、又は図面に描かれた詳細な構成に限定されるべきでないことが、理解されるべきである。本発明は他の具体例の形態をとることができ、かつ種々の方法で実施化できる。同様に、ここで用いられた語句及び技術用語は記述の目的のためのものであり、限定的なものではないことが理解されるべきである。
このように、当業者はこの開示が基づいている概念が本発明のいくつかの目的を達成するための、他の構成、方法及びシステムを設計するための基礎として容易に用いられることに感謝するであろう。それ故、本発明の精神と範囲を逸脱しない限り、そのような均等の構成を請求項が含んでいると見なすことが重要である。
さらに上記の概要の目的は、米国特許庁、一般的に公衆、及び特に科学者・技術者及び特許や法律用語及び法律語句に習熟していない当業者が、大雑把な観察で本出願の技術的開示の性質と神髄を早急に決定できるようにすることである。この概要は、請求項で判断されるべき本出願の発明を定義するつもりはなく、いかなる方法においても発明の範囲を限定するつもりはない。
本発明のこれら及びその他の目的は、本発明を性格づける種々の新規な特徴と共にこの開示に添付されその一部を構成する、請求項で特に指摘されている。本発明及び発明により得られる利点とその使用により達成される特定の目的をよりよく理解するために、本発明の望ましい具体例が記載された添付図面と記述を参考にするべきである。
以下の詳細な説明は、コンピューター又はコンピューターのネットワークで実行される、プログラムの手順として記載されている。これらの手続的な記載及び表現は、当業者に最も実際的にその作業を伝えるために当業者により用いられる手段である。
ここではある手続は、一般的に所望の結果へ導かれるためのステップの、自立したシーケンスであると仮定される。これらのステップは、物理量の物理的な操作を必要とするステップである。これらの物理量は普通必要でないにもかかわらず、記憶され、転送され、結合され、比較され及びその他に操作されることができる電気的又は磁気的な形態をとっている。これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、項、番号、又はその他として参照することは、主に一般的な使用をその理由にして便利であることが判っている。しかしながら、これらの全て及び同様の項目は適宜の物理量に関連するものであるべきであり、これらの物理量に適用される便利なラベルであるにすぎないことに、留意するべきである。
さらに、実行される付加や比較のような操作はしばしば、人間のオペレータにより実行される習熟した操作に一般的に関連する項目である。そのような人間のオペレータの能力は、本発明の一部を構成する以下に記載された操作の殆どにおいては、操作は機械的なものであるので多くの場合不必要であるか又は望ましくない。本発明の操作を実行するための有用な機械は、汎用のディジタルコンピューター又は同様のデバイスである。
一般的に、複数分析物診断システムは、生体サンプル上で、例えば無菌アッセイ、複合遺伝アッセイおよび酵素アッセイを含むバイオアッセイを実行する。このおよび他の範囲で、Ｖａｎ Ｓ．Ｃｈａｎｄｌｅｒ等の米国特許出願連続番号第０８／５４０，８１４が本出願に参考としてその全体が組み込まれている。
例えば、本発明を利用して試験される生体サンプルは、プラズマ、血清、涙、粘液、唾液、尿、肋膜液、脊髄液、胃液、汗、精液、膣分泌物、潰瘍および／または他の表面発疹からの液、水疱、膿瘍、および／または通常の、悪性の、および／または疑わしい組織の生検試料のような組織の抽出物を含む。
例えば、これらのバイオアッセイの対象の分析物は、抗原、抗体、自己抗体、ペプチド、プロテイン、核酸の連続、および／または酵素を含む。例えば、抗生分析物は細菌の、ビールスの、真菌の、マイコプラズマの、リケッチアの、クラミジアの、および／または原生動物の抗原を含む。代わりに、例えば抗原は、性交による病気の原因となる病原体によって運ばれる抗原、肺疾患の原因となる病原体によって運ばれる抗原、および／または胃腸病の原因となる病原体によって運ばれる抗原を含む。
例えば、対象の分析物は乱用の物質または治療薬を含む。例えば、対象の分析物は心臓血管の不調のような病理学的な症候群、悪性腫瘍、アレルギー、自己免疫病、および／または血液によって運ばれるビールスに関連する抗原または抗体を含む。例えば、分析物は妊娠または特定のホルモンのための指示薬である。
酵素の分析物は、例えばプロテアーゼ、グリコシダーゼ、ヌクレオチダーゼ、オキシドレダクターゼ、ヒドロラーゼ、エステラーゼ、コンベルターゼ、リガーゼ、トランスフェラーゼ、ホスホリラーゼ、リアーゼ、リパーゼ、ペプチダーゼ、デヒドロゲナーゼ、オキシダーゼ、ホスホリパーゼ、インベルターゼ、アルドラーゼ、トランスアミナーゼ、シンテターゼおよび／またはホスホターゼを含む。
図４に示したように、本例のシステム構成要素は、フローサイトメータのようなフロー分析器２５と、協働制御および分析ソフトウェアパッケージ５０とを含む。本例のハードと共に使用するためのハードウェア構成要素は、例えば電源と、インタフェースケーブルと、および／または標準コンピュータとを含む。例えば本例を利用するための消耗品は、例えばマイクロリットルの、各１ｍＬの管と、シース流体と、微小球とを含む。例えば選択的な構成要素は、例えば、本例の制御および分析ソフトウェアに協働リンクされた標準スプレッドシートソフトウェアパッケージを含む。微小球は、交互に、微小粒子、ビード、ポリスチレンビード、微小ビード、ラテックス粒子、ラテックスビード、蛍光ビード、蛍光粒子、色付き粒子および色付きビードと呼ぶ。微小球は分子作用の媒介物として働く。フローサイトメトリで使用するための微小球はＡｕｓｔｉｎ、ＴＸのＬｕｍｉｎｅｘ社のような製造者から入手される。例示による微小球とその製造方法は、例えば、Ｍａｒｋ Ｂ．ＣｈａｎｄｌｅｒおよびＤｏｎ Ｊ．Ｃｈａｎｄｌｅｒの米国特許出願連続番号第０９／２３４，８４１、名称「多数の螢光信号による微小粒子」、またＤｏｎ Ｊ．Ｃｈａｎｄｌｅｒ，Ｖａｎ Ｓ．ＣｈａｎｄｌｅｒおよびＢｅｔｈ Ｌａｍｎｂｅｒｔの米国特許出願連続番号第０９／１７２，１７４、名称「精密蛍光染色粒子とその製造および利用方法」に見つけられ、両方の特許出願はそれらの全体が本出願に参考として組み込まれている。実例によって、ユーザが免疫グロブリンＧ、Ａ、Ｍイソタイプアッセイを実行したならば、ユーザは、Ｌｕｍｉｎｅｘ８０７０ＩｇＧ、８０６０ＩｇＡおよび８０６０ＩｇＭビードセットのようなビードセットを選択する。
好ましくは、本例により使用される微小球は微小球のクラスまたはサブセットのプールされた集団を含む。微小球の各サブセットは１つ、２つあるいはそれ以上の多くの微小球を含む。好適に、１つのサブセット当たり複数の、例えば最高１０００の微小球が使用される。微小球のそれぞれのサブセット内の各微小球は１つ、２つ、３つ、４つ、５つあるいはそれ以上の分類パラメータを含む。例えば、一方の分類パラメータは、前方への光分散パラメータを含み、また他のパラメータは測光分散パラメータを含む。
各微小球の分類パラメータは好適に１つ、２つ、３つあるいはそれ以上の標準蛍光色素または蛍光染料を含む。１つ以上の蛍光色素は、任意の標準方法によって、例えば共有結合または吸着により微小球表面に固着することによって各微小球に固着されるか、あるいはその中に埋め込まれる。代わりに、共重合プロセスによって１つまたは複数の染料を固着することが可能であり、この場合、不飽和のアルデヒドまたはアクリレートのようなモノマは、得られる反応混合物内でフレオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）のような蛍光染料の存在の下に重合することが可能になる。
１つ以上の染料が微小球内に埋め込まれる他の方法は、例えば、微小球を拡張するために有機溶剤に微小球のサブセットを加えることを含む。例えばオイル可溶性または疎水性の染料が、微小球のサブセットに加えられ、これによって各微小球に浸透する。得られた結合体を培養した後に、アルコールまたは水ベースの溶液が、例えば結合体に加えられ、有機溶剤が除去される。微小球は１つまたは複数の染料を内部に保持しつつ縮む。微小球の各蛍光色素は、追加または代わりの分類パラメータとして選択的に機能する。
微小球クラスは、マルチプレックスアッセイの各反応に関する特定の信号を供給するために免疫抗体、抗原、ペプチド、タンパク質、酸素および／または核酸プローブのようなそれぞれのリポータ物質を含む。各リポータ物質は、生物サンプルの対象の分析物に選択的にユニークに反応するように選択される。
図３９は、コンピュータ実装の実施形態によるコンピュータ処理を実行するための主中央処理ユニットの例示である。ここに説明された手順は、例えばコンピュータまたはネットワークで実行されるプログラム手順に関して示している。
図３９の外側を見ると、参照番号９００によって示したコンピュータシステムはディスクドライブ９０４と９０６を有するコンピュータ９０２を備える。ディスクドライブ９０４と９０６は、コンピュータシステムによって収容可能であるいくつかのディスクドライブを表すにすぎない。典型的に、これらはフロッピーディスクドライブ９０４、ハードディスクドライブ（外部に図示せず）およびスロット９０６によって示したＣＤ−ＲＯＭを含むであろう。ドライブの数と型式は、典型的に異なったコンピュータ構成によって変わる。ディスクドライブ９０４と９０６は実際に選択的であり、またスペースを考慮して本出願で説明する生産プロセス／装置と関連して使用するコンピュータシステムから容易に省略される。
コンピュータシステムはまた、情報が表示される選択的なディスプレイ９０８を有する。ある状態では、キーボード９１０とマウス９０２が、中央処理ユニット９０２とインタフェースするために入力装置として設けられる。次に再び、携帯性を高めるために、キーボード９１０は機能が制限されたキーボードである、あるいはその全体が省略される。さらに、マウス９１２は選択的にタッチパッド制御装置であるか、あるいはトラックボール装置であるか、あるいは同様にその全体が省略される。さらに、コンピュータシステムはまた、以下に述べるように、赤外線信号を送信および／または受信するために、選択的に少なくとも１つの赤外線送信機および／または赤外線受信機を含む。
図３９は、図３８のコンピュータシステム９００の内部ハードウェアのブロック図を例示している。バス９１４は、コンピュータシステム９００の他の要素を相互接続する主情報ハイウェイとして機能する。ＣＰＵ９１６は、プログラムを実行するために必要な計算と論理演算を実行するシステムの中央処理ユニットである。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）９１８とランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９２０はコンピュータのメインメモリを構成する。ディスクコントローラ９２２はシステムバス９１４と１つ以上のディスクドライブとのインタフェースを行う。これらのディスクドライブは、例えば９０４のようなフロッピーディスクドライブ、あるいは９０６のようなＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ（デジタルバーサタイルディスク）ドライブ、あるいは内部または外部ハードドライブ９２４である。前に示したように、これらの種々のディスクドライブとディスクコントローラは選択的な装置である。
ディスプレイインタフェース９２６はディスプレイ９０８をインタフェースし、バス９１４からの情報のディスプレイ９０８上の表示を可能にする。再び示したように、ディスプレイ９０８も選択的な付属品である。例えば、ディスプレイ９０８は置き換えるか、または省略することができる。外部装置との、例えば本出願で説明している装置の構成要素との通信は、通信ポート９２６を利用して行われる。例えば、光ファイバおよび／または電気ケーブルおよび／または導体および／または光通信（例えば赤外線および類似の光）および／または無線通信（例えば無線周波数（ＲＦ）および類似の周波数）は、外部装置と通信ポート９２８との間の転送媒体として使用することができる。周辺インタフェース９３０はキーボード９１０とマウス９１２とをインタフェースし、入力データのバス９１４への伝送を許容する。コンピュータの標準構成要素に加えて、コンピュータはまた選択的に赤外線送信機および／または赤外線受信機を含む。赤外線送信機は、赤外線信号伝送を介してデータを送信／受信する１つ以上の処理構成要素／ステーションと関連してコンピュータシステムが使用されるとき、選択的に利用される。赤外線送信機または赤外線受信機を利用する代わりに、コンピュータシステムは選択的に低電力無線送信機および／または低電力無線受信機を使用する。低電力無線送信機は、生産プロセスの構成要素による受信のために信号を伝送して、また低電力無線受信機を介して構成要素から信号を受容する。低電力無線送信機および／または受信機は工業の標準装置である。
図４０は、図３８と図３９に例示したディスクドライブと共に使用できる模範的なメモリ媒体９３２の例示である。典型的に、フロッピーディスク、あるいはＣＤ−ＲＯＭ、あるいはＤＶＤのようなメモリ媒体は、コンピュータが、ここに説明した機能を実行可能にするために、例えば、単一バイトの言語のためのマルチバイトの場所とコンピュータを制御するためのプログラム情報とを含む。代わりに、図３８と図３９に例示したＲＯＭ９１８および／またはＲＡＭ９２０はまた、生産プロセスに関連した操作を実行するように中央処理ユニット９１６に指示するために使用されるプログラム情報を記憶するために使用することができる。
単一プロセッサ、単一ハードディスクドライブおよび単一ローカルメモリを有するコンピュータシステム９００が例示されているが、システム９００は、任意の多数または組合せのプロセッサまたは記憶デバイスを選択的に適切に備える。コンピュータシステム９００は、実際に、複雑な計算器、ハンドヘルドのラップトップ／ノートブック、ミニ、メインフレームおよびスーパーコンピュータ、ならびにそれらコンピュータの処理システムネットワークの組合せを含む、本例に示す原理により動作する任意の適切な処理システムと交換するか、あるいは組み合わせることができる。
従来の処理システムアーキテクチャは、Ｗｉｌｌｉａｍ Ｓｔａｌｉｉｎｇｓ、ＭａｃＭｉｌｌａｎ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．（１９９３年第３巻）による「コンピュータ組織とアーキテクチャ」により詳細に説明され、従来の処理システムネットワーク設計は、Ｄａｒｒｅｎ Ｌ．Ｓｐｏｈｎ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．（１９９３）による「データネットワーク設計」により詳細に説明され、また従来のデータ通信は、Ｒ．Ｄ．Ｇｉｔｌｉｎ，Ｊ．Ｆ．ＨａｙｅｓおよびＳ．Ｂ．Ｗｅｉｎｓｔａｉｎ，Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ（１９９２）による「データ通信の原理」およびＪａｍｅｓ Ｈａｒｒｙ Ｇｒｅｅｎ，Ｉｒｗｉｎ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ（１９９２年第２巻）による「電気通信のアーウィン便覧」により詳細に説明されている。前述の文献の各々は本出願に参考として組み込まれている。代わりに、ハードウェア構造は、例えば計算効率を増すための複数命令複数データ（ＭＩＭＤ）の複数プロセッサフォーマットに従って配設される。コンピュータアーキテクチャのこの形態の詳細は、例えば米国特許第５，１６３，１３１号；Ｂｏｘｅｒ，Ａ．「バスが行くことができない場所」、ＩＥＥＥスペクトル、１９９５年２月、４１−４５ページ；またＢａｒｒｏｓｏ，Ｌ．Ａ．等のＲＰＭ：「複数プロセッサシステム用高速原型作成型エンジン」、ＩＥＥＥコンピュータ１９９５年２月、２６−３４ページにより詳細に開示され、そのすべては本出願に参考として組み込まれている。
代わりの好適な実施形態では、上で区別したプロセッサ、特にＣＰＵ９１６は、ＰＡＬ（プログラマブルアレイロジック）およびＰＬＡ（プログラマブルロジックアレイ）、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）、ＶＬＳＩ（超大規模集積回路）あるいは類似回路のようなプログラム可能型論理デバイスを含む他の任意の適切な処理回路と置き換えるか、あるいはそれと組み合わせることが可能である。
例示によれば、コンピュータ９００は、例えばＲｏｕｎｄ Ｒｏｃｋ、ＴＸのＤｅｌｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ社製造の、ペンティアムＭＭＸ１６６マイクロプロセッサ駆動のパーソナルコンピュータのような、また例えば３２メガバイトのＲＡＭ、２メガバイトのＶＲＡＭ、２．０ギガバイトのハードドライブ、キーボード、マウス、１０２４ｘ７６８の解像度のＳＶＧＡカラーモニタ、ＣＤ−ＲＯＭ、および／またはデジタル信号プロセッサを有するパーソナルコンピュータを含む。パーソナルコンピュータは例えばネットワークで使用可能である。コンピュータ９００は、初期化、較正セットアップ、データ収集、フィルタ処理、統計値、結果計算および報告のプリントを含む制御および分析ソフトウェアを実行する。
コンピュータは、フロー分析器と連通したネットワークコンピュータまたはネットＰＣのような軽装クライアントとして代わりに具現化され、この場合以下に説明する制御および分析ソフトウェアは、軽装クライアントによりアクセス可能なネットワークに位置することが、当然理解される。代わりに、コンピュータは、ミニコンピュータまたフロー分析器と連通したメインフレームとして具現化され、この中に制御および分析ソフトウェアが位置する。
図４−６に示したように、パーソナルコンピュータ９０は、例えば標準シリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を介してフロー分析器に協働接続され、このカードは、コンピュータのコンピュータバスとフロー分析器２５のフロー分析器データバス２０との間の通信インタフェースを提供する。
コンピュータのソフトウェア５０は、次のようにシリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を通してフロー分析器２５と連通する。フロー分析器２５は、フロー分析器の現在の状態を説明するパラメータブロックとのコミュニケーションインタフェースを更新する。例えば、関連する情報はその光電子増倍管、流体レベル等の１つ以上の状態を含む。シリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を用いて、ソフトウェアはこれらのパラメータの現在の状態をユーザに選択的に報告する。例えば、ソフトウェア５０は、例えばシース流体容器が空であるかおよび／または補充が必要であるかをユーザに警告する。例えば、ソフトウェア５０はまた、例えば使用済みの流体容器が一杯であるかおよび／または空にすることが必要であるかをユーザに選択的に警告する。さらにソフトウェア５０は、例えば圧力関連の問題が存在するかどうかをユーザに選択的に知らせる。例えば、フロー分析器２５とコンピュータ１０が適切に連通していないことが確認されるならば、「リンク不良」のようなエラーメッセージが選択的に表示される。ソフトウェア５０は、フロー分析器の設定が、許容し得る較正された設定指針または設定の範囲内にあることを保証するためにフロー分析器の設定を選択的に監視かつ比較する。シリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を介して変更を受信した直後に、ソフトウェア５０はパラメータの変更をユーザに選択的に報告する。
例えばフロー分析器２５は、それを通して通過すると共に例えばプリセットあるいはユーザ規定のしきい値の上方に検出されるサンプルの光分散事象を報告する。フロー分析器２５は、シリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を横断して、例えば標準第三者プログラムおよびスプレッドシートへのデータエクスポートを促進する標準リストモードデータフォーマットで事象を送る。好適に、このようなフォーマットは、本例をなすために異なったメーカによって製造される要素のシステム統合に役立つ。例示によれば、事象は１５のような任意の固定番号あるいは可変数のブロックで選択的に送られる。各事象は、例えば各光電子増倍管で検出された光量を含み、また適切な伝送を保証するためのチェックサムを選択的に含む。光電子増倍管からの各事象は、例えば検出光量によって表されるように、例えば長さのビット数の線形値として受信される。ビット数は、例えば１、２、３、１０、２０あるいはそれ以上である。明らかに、１０より低いビット数によって記述される事象は１０以上のビットで記述される事象よりも粗い。事象値パラメータで使用されるビット数を増加または減少することによって、事象の解像度、かくしてそのダイナミックレンジがそれぞれ増加または減少される。選択的に、コンピュータ１０のソフトウェア５０は、チェックサムエラーを出す事象を廃棄する。
図６に示したように、デジタルインタフェースボード１５は、ドイツ、ミュンヘンのシーメンス社製造のＣ１６７マイクロコントローラのような標準マイクロコントローラ６０と、Ｎｏｒｗｏｏｄ、ＭＡのＡｎａｌｏｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ社製造のＡＤＳＰ−２１８１プロセッサのような標準デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）６５とを含む。好適に、デジタルインタフェースボード１５は標準シールドによって放射ノイズから選択的に保護される。さらに、選択的なヒートシンクは、光視準レンズと光ファイバのために確実な取付けを提供しつつ温度を均等化するように、アバランシュフォトダイオードのような増幅光検出器を覆う。
例えば、デジタルインタフェースボード１５は３つ以上のチャネルからの集光を測定し、また例えば、すべての事象について放射されたすべての光を解像することが可能である。フロー分析では、例えば光分散事象は、レーザのような光の焦点領域の点を通過し、また励起光を分散すると共に粒子またはセル内の染料から放射される１つ以上の螢光色を頻繁に分散するセルまたは他の粒子の事例を含む。事象が生じるとき、粒子がビームに入るにつれ、測定光が増加する。デジタルインタフェースボード１５上の高速アナログデジタル変換器は、本例によれば、選択的に連続的または断続的に光を測定する。すべてのチャネルは、例えば１００万分の１秒毎に選択的に標本化または測定される。当然、チャネルは、ほぼ１００万分の１秒の速度で選択的に測定される。
これらの測定は、図７に概略的に示したように、インタフェースカード１５の選択的な標準円形メモリまたは標準バッファ３０に選択的に順次記憶される。第１のポインタはメモリ内の最も古い記憶位置４０を示し、これは次に測定されたチャネルサンプルが記憶される位置である。円形バッファ３０は、各チャネルからの測定のために、例えば１，０００の記憶位置を有する。図７に示した記憶位置の数は単に図面上の都合のためにのみ意図され、また決して本発明の範囲を限定するようには意図されないことを指摘する。円形バッファは、フロー分析器２５のサンプリング速度が保証するのに応じて、１，０００よりも多い記憶位置あるいは１，０００よりも少ない記憶位置を選択的に含む。次に、例えば、本例に係るフロー分析器２５が毎秒１，０００，０００のサンプルを標本化し、またバッファが１，０００の記憶位置を含むならば、円形バッファ３０は、１秒の１／１０００前からのアナログディジタル変換のために選択的に測定を保持する。
デジタルインタフェースボード１５のＤＳＰ６５は、円形バッファ３０のために第２のポインタ４５を選択的に制御する。第２のポインタは、測定光がしきい値、例えば所望の信号対雑音比を超えるまで、選択的に第１のポインタ３５の後ろに固定の後続時間距離だけ停止するようにプログラミングされる。第２のポインタは次に前方に移動し、測定を処理して、パルスを分析する。例えば雑音内の信号を抽出することによって測定品質を改良するデジタルフィルタ処理および／または波形分析を含む、パルス測定について選択的に実行されるいくつかのプロセスが、当業者には既知である。例示によれば、標準ＦＩＲフィルタ処理は信号対雑音比、したがって感度を改良するために好適に利用される。
この信号処理の終わりに、新しい事象が検出されるまで、あるいは第２のポインタが固定後続距離に到達するまで、ＤＳＰ６５はその第２のポインタ４５を前進させる。
すべてのあるいは実質的にすべての事象が測定されるまで、プロセスは選択的に継続する。デジタルフィルタ処理には相当な時間がかかる可能性があることを指摘することが重要である。円形バッファ寸法は、処理時間を十分に受け入れるため、最大データ記憶による最悪ケースのシナリオを処理するために、選択的に十分な大きさであることが好適である。高速フローサイトメータ２５は、例えば毎秒２０，０００のセルまたはビードを処理する。例えば、１秒当たり１，０００の事象が処理される好適な実施形態では、その速度によって円形バッファ３０内に平均２０のみの所定の事象の有意義な測定値が得られる。かくして、例えば、１，０００の記憶位置を有するバッファ３０は、このデータ記憶要求をはるかに上回るであろう。
インタフェースデータバスケーブル２０は、セットアップパラメータにシリアルおよびパラレル接続１５を介してコンピュータ９０からフロー分析器２５へのパイプラインを提供する。ケーブル２０はまた、フロー分析器データ出力にシリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を介してフロー分析器２５からコンピュータ９０へのパイプラインを提供する。
コンピュータ９０は、本例の制御および分析ソフトウェアによって生成される１つ以上の報告を印刷するために、選択的なプリンタ５５にも選択的に協働接続される。プリンタは、Ｗａｙｎｅｓｂｏｒｏ，ＶＡ ＷａｙｎｅｓｂｏｒｏのＧｅｎｉｃｏｎ社製造のＧｅｎｔｒｏｎｉｃｓプリンタポートのような標準プリンタポートを介してコンピュータとインタフェースする。
フロー分析器の概要
図８−１３に例示したように、フロー分析器２５は、寸法によっておよび／または蛍光発光によってセルまたは粒子を分析し、例えば同時に最高３つの、あるいはより多くの蛍光色を同時に区別することができる標準フローサイトメーターを例えば含む。選択的に、フローサイトメータはベンチトップ型モデルである。本例のフロー分析器２５は通信ポートを介してパーソナルコンピュータ９１０に連動している。一般的に、フローサイトメータ２５は好適にレーザ、光学、フルイディクスおよび進歩した信号処理を統合しおよび／または小さな、例えば１７インチｘ２０インチフットプリントを有する。このようなフローサイトメータ２５は、例えば大部分ソリッドステートの装置を含む。
より詳しくは、フローサイトメータ２５は検査領域７０、例えばサンプル供給観測室またはフローセルを含む。観測室７０は標準フローサイトメータで使用される標準石英キュベットである。選択的に、キュベット７０は１つ以上の空気からガラスへの平坦なインタフェースを含む。例えば、図１４に概略的に示したようにキュベット７０は六角形の断面を有し、かくして効率的に空気からガラスへの６つの平坦なインタフェースを有する。選択的に、キュベットの空気からガラスへのインタフェースの数は光源と検出器の数に等しい。
図１５と図１６に例示したように、フロー分析器２５は、例えば光源の頂部プレートまたはレーザ基部に接続する選択的なキュベットホルダ頂部１９０を含む。キュベットホルダ頂部１９０は、ホルダ頂部の直径または幅に沿って１つまたは複数の選択的な観測条溝を含む。フロー分析器２５は、選択的に２つのユニット２００ａ、２００ｂを備えるキュベットホルダ基部を含み、この場合キュベット７０は、キュベットホルダ基部２００ａ、２００ｂとキュベットホルダ頂部１９０との間に保持される。
図１４に示したように、キュベットはシース流体リザーバまたはバッグ７５とサンプル流体容器８０に連動している。例えば標準コンプレッサポンプ１６５は空気をリザーバ７５内に送り込み、シース流体がシース流体リザーバ７５から標準フィルタ８５と、標準シース流体圧力センサ９５に連動した標準フローアレスタ９０とを通して、キュベットに流れるように強制する。例えばフローアレスタ９０はピンチ弁あるいは電磁弁を含む。サンプル容器８０は、シース流体バッグ７５からのシース流体がキュベット７０の前またはその中でサンプル流体１７０をシースするのを保証するように、例えば標準シリンジポンプ１００を介してキュベット７０に接続している。選択的に、キュベット７０の出口端部は標準チェックバルブ１０５を介して使用済み流体バッグ１１０に連動している。選択的に、サンプル流体用のシリンジポンプ１００はまた、チェックバルブ１１５によって同一の使用済み流体バッグ１１０または異なった使用済み流体バッグに接続している。
選択的な頂部プレートまたはレーザ基部１８０では、標準光源１２０と標準光検出器１２３が、実例によって図９に構成されているように観測室７０の周辺を選択的に囲んでいる。例えば光源１２０は、標準レーザダイオードまたは標準発光ダイオードを含む。例えば、二重ダイオードレーザは選択的に水平に対向し、また選択的に水平に約５度下方に傾斜している。より小さいあるいはより大きな度数を有するピッチもまた許容し得る。さらなる例示によれば、発光ダイオードの一方または両方は、１つ、２つあるいはそれ以上の波長または光の波長帯を放射する連続波（ＣＷ）発光ダイオードを選択的に含む。光源１２０のすべては、動作中に、フローサンプル流体１７０の観測室７０内で同一の、実質的に同一の、同様の、あるいは重なり合う焦点領域を共有する。焦点領域は、例えば６０ミクロンｘ３０ミクロンの断面を含むが、他の形状と寸法もまた適用できる。
選択的な頂部プレートまたはレーザ基部１８０は、例えば、一体のプレートまたは光学アセンブリに安定性を設けるために固定接続された複数のプレートである。例えばこのような安定性は、上述の同一の、同様の、あるいは重なり合う焦点領域の維持を容易にする。好適に、剛性の頂部プレート１８０は、光源の焦点領域の任意の再較正のための周波数を低減する。
選択的に、１つ以上の光源はレーザハウジング１７５のようなハウジングに選択的に配置され、このハウジングは、図１７に示したように好適に光源検出器アセンブリの剛性を強化する。各レーザハウジングは選択的かつ好適に頂部プレート１８０に固定される。同様に、選択的に、１つ以上の光検出器は検出器ハウジング１８５に配置され、このハウジングもまた、あるいは代わりに頂部プレート１８０に図１８に示したように固定される。
上述の光源は、代わりにあるいはさらに、実例によれば、水銀とキセノンアーク灯、標準閃光ランプを含む、ならびにＨｅ−Ｎｅ、Ａｒイオン、Ａｒ／Ｋｒ、ＵＶ、ＹＡＧレーザおよび他の適切な標準光源を含むレーザダイオード、広帯域スペクトルアーク灯を含む。
同時にあるいは実質的に同時に１つ以上の波長光を放射することができるレーザもまた使用できる。例えば、この点に関して、同時に４８８ｎｍと３５７ｎｍを放射する少なくとも１つのレーザがある。この状態では、１つのレーザによって単一ビームの２つのレーザ／光源が置き換えられる。代わりに周波数可変波長レーザもまた許容し得る。周波数可変波長レーザは、例えば色素レーザ、エキシマレーザおよび半導体レーザを含む。周波数可変波長レーザの使用によって必要な光源の数が選択的に低減される。同様に、周波数可変波長レーザダイオードと他の周波数可変波長光源もまた本発明の範囲内にある。
アーク灯は、観測室に向かう光路内に従来の偏光子を選択的に必要とする。レーザは、光源とフローセルの間に標準ビーム整形プリズム拡大器またはそれらの等価物を必要とする。アーク灯およびレーザならびに偏光子とプリズム拡大器の使用に考えられる不都合は、レーザダイオードを用いる実施形態に較べ装置全体の寸法が大きくなることである。また、１つ以上の波長を放射するレーザは各波長のために異なったプリズム拡大器を必要とする。しかし、実用上の理由のため、１組のプリズム拡大器が、例えば両方の波長のために使用される。
レーザおよび／または光源に行われる参照は、別に指定しない限り、便宜上行われるもであり、また上述の許容し得る光源を排除するようには意図されないことを理解すべきである。
標準光検出器１２５は、例えば少なくとも１つの標準マルチモード光ファイバケーブル１３０を介してシリアル接続の増幅、フィルタ処理およびデジタル変換ユニットに接続している。増幅ユニットは、標準光増幅器１３５、例えば１つ以上の標準アバランシュフォトダイオードを選択的に含む。マルチモード光ファイバケーブル１３０は例えば少なくとも増幅ユニットと同数の束を含み、各束はそれぞれの標準増幅ユニットに連動する。各増幅ユニットはそれぞれのフィルタ処理ユニットに連動している。各フィルタ処理ユニットは１つ以上の帯域通過フィルタ１５５を含み、各フィルタは既知の発光波長または波長帯に対応する帯域通過周波数または周波数帯を有する。選択的に、マルチモード光ファイバケーブル内の各束は、マルチプレクサまたはセレクタを介して標準的な単一増幅、フィルタ処理およびデジタル変換ユニットに接続している。例えばこのような装置は複雑な製造の処理時間を相殺する。
光検出器１２５の数は、光源１２０によって放射される波長の総数に少なくとも部分的に選択的に依存する。すなわち、例えば、各々がそれぞれ別個の２つの光の波長を放射する２つの発光ダイオードがあるならば、放射される各光の波長のために１つずつ、４つの光検出器が選択的に実装される。
あるいは、光検出器１２５の数はそのように相関しなくてもよい。すなわち、例えば、各々がそれぞれ別個の２つの光の波長を放射する２つの発光ダイオードがあるならば、例えば、４つ以上の束を有するマルチモード光ファイバケーブルに接続された１つの光検出器が選択的に実装される。代わりに、例えば、各々がそれぞれ別個の２つの光の波長を放射する２つの発光ダイオードがあるならば、例えば、各々が２つの束を含むマルチモード光ファイバケーブルを有する２つの光検出器が選択的に実装される。
選択的に、多数の光検出器が実装されるならば、それらからのマルチモード光ファイバケーブルは１つ以上の標準マルチパスフィルタに選択的に接続される。代わりに、単一の光検出器が実装されるならば、それからのマルチモード光ファイバケーブルは１つ以上の標準マルチパスフィルタに選択的に接続される。マルチパスフィルタの使用は、所望の周波数帯の信号を隔離するために、シリアル接続のローパスフィルタを選択的に伴う。１つ以上のマルチパスフィルタの実装およびローパスフィルタの追加は、例えば、複数帯域通過フィルタの実施と比較して本例の寸法と複雑さを増す。
図６に示したように、各帯域通過フィルタ１５５は、例えば標準アバランシュフォトダイオード１３５、標準反転増幅器１４０、標準ローパスナイキストフィルタ１４５および標準アナログデジタル変換器１５０に直列に選択的に接続される。代わりに、１つ以上のアバランシュフォトダイオード１３５は、光電子増倍管および光学的に増幅されるフォトダイオードのような当業界で既知の光増幅器または光検出器に選択的に置き換えられる。ナイキストフィルタ１４５の遮断周波数は、例えば４５０ｋＨｚ である。遮断周波数は、本例に係る構成のナイキストフィルタ１４５の特性に一致して他の値を選択的に含むことが理解される。アナログデジタル変換器１５０は、次に標準デジタル信号プロセッサ６５と並列に選択的に接続される。ＤＳＰ６５は順次に、実質的に同時に、あるいは同時に並列入力を選択的にチェックする。代わりに、アナログデジタル変換器１５０は、標準セレクタまたは標準マルチプレクサに選択的に結合されるか、あるいは接続され、前記セレクタまたはマルチプレクサは、次にデジタル信号プロセッサ６５に選択的に接続される。セレクタは、単一のアナログデジタル変換器１５０からデジタル信号プロセッサ６５に信号を通過させる。このようなセレクタは、さもなければ多数のアナログデジタル変換器からの並列入力を処理するために必要とされるかもしれない場合よりも複雑さの低いデジタル信号プロセッサの実装を好適に許容する。
選択的に、本例は、並列にあるいは順次作動する２つ以上のデジタル信号プロセッサを選択的に含む。このような場合、シリアル構造のマルチプレクサとデマルチプレクサのようなセレクタは、アナログデジタル変換器のどれが、そのデータをデジタル信号プロセッサのどれに所定の時間に転送できるかを選択する。並列デジタル信号プロセッサは費用を増やすかもしれないが、分析物決定のためのデータ処理速度も増加することが可能である。
本例におけるフロー分析器の代替実施形態が、実例によって図４５に示されている。上述の実施形態の構成要素と同一の構成要素には、所定の同一の参照番号が与えられている。したがって、代替実施形態の異なった構成要素または構造のみを以下に説明する。
発明者である私は、キュベットの湾曲または丸くした内部インタフェース、例えば、石英キュベットのシース流体からガラスへのインタフェースが、小さな歪みまたは暗騒音レベルの一因であることを認識した。湾曲インタフェースはキュベット内に次善レベルの光分散を行うので、このような内部インタフェースは放射蛍光発光の測定を妨げる。
発明者である私は、実例によって図４６に示したような空気からガラスへの平坦なインタフェースとガラスから流体への平坦なインタフェースとを含む選択的な修正キュベット８００が、まさしくこの欠点に取り組むことを確認した。修正されたキュベット８００は正方形または長方形の断面を含む。好適にまた予想に反して、空気からガラスへの平坦なインタフェース、ガラスから流体への平坦なインタフェースおよび正方形の断面を有するネックアップ領域を含む修正キュベット８００は、さもなければガラスから流体への丸いインタフェースを有するキュベットによって可能である場合よりも感度を１０から１００倍改良する。
例示によれば、修正キュベット８００は、図４７と図４８に示したように１つ以上の選択的な標準拡大レンズ８０１、８０２と光学的に協働する。選択的に、レンズ８０１、８０２の倍率は約２０倍と４０倍との間にある。好適に、レンズ８０１、８０２の倍率は２５倍である。拡大レンズ８０１は修正キュベット８００からの光を拡大し、入口スリット８０８を介してフィルタと光増幅器アセンブリ８１０とに光を導く。
好適に、選択的なミラー８０５はレンズ８０１から入口スリット８０８に光を反射する。ミラー８０５は、例えば５５０ｎｍと６１０ｎｍの範囲にある波長を有する光を反射するダイクロイックミラーを選択的に含む。ミラー８０５の使用によってフロー分析器の小型化が促進される。
入口スリット８０８は、キュベット内の流体に関する光を通過するために十分な寸法にされる。選択的に、入口スリット８０８の寸法は、ガラスから流体へのインタフェースからガラスから空気へのインタフェースへの光を遮断するように制限される。例えば、キュベット内の流体コアの断面が１２ミクロンであるならば、隙間８０８は約１２ミクロンと１インチの約１０分の１または４０ミクロンの間にある。例えば、１２ミクロンの流体コアからの光が４０ミクロンの入口スリット８０８の範囲内に十分にあるならば、これによって、性能の劣化がほとんどあるいは全くなく本装置の軽い揺さぶりが許容される。
選択的に、図４８の実例によって示したようなダイクロイックミラーまたはリフレクタ８４３は、入口スリット８０８の前に配置されて、ビード識別に関連した波長を有する光を反射する。例えば、ダイクロイックリフレクタ８４３は７６０ｎｍから６３０ｎｍの範囲の光を反射して、以下に述べるような赤外線波長検出器、赤色波長検出器および／または側方分散検出器によって利用される光の波長を除去する。
選択的に、フィルタと光増幅器アセンブリ８１０は、サンプル流体内の関連のある１つ以上の分析物の存在および／または量を識別する。例示によれば、対象の分析物の存在は、５８５ｎｍの波長を有するオレンジ色の蛍光発光放射のような１つ以上の蛍光発光放射輝度によって識別される。実例によれば、フィルタと光増幅器アセンブリ８１０は帯域通過フィルタと光電子増倍管とを含む。アバランシュフォトダイオードのような他の適切な種類の光増幅器は許容し得る。帯域通過フィルタは、光電子増倍管が５８５ｎｍ光の存在を検出するように、例えば５６５から５８５ｎｍの光を通過させる。明らかに、対象の分析物の存在を識別するために他の色および／または波長が許容し得るが、ただし、それらが、操作中に励起される他の任意の蛍光発光放射から識別可能な場合である。
有利なことに、拡大レンズ８０２は、例えばビード識別のためにキュベット８００から１つ以上の光検出器に放射される光を拡大する。例えば、１つ以上の検出器は、ビードの１つ以上の特徴的な分類パラメータを検出するための３つの検出器を含む。例示によれば、分類パラメータは特徴的な蛍光発光放射輝度および／またはビード寸法を選択的に含む。例えば、マルチプレクス分析におけるビードサブセットのビードは、赤色光の異なった蛍光発光放射輝度、例えば６５８ｎｍの光および赤外線の光、例えば７１２ｎｍの光を有する染料によって他のサブセットのビードから選択的に区別される。このような場合、例えば、赤色波長検出器８２２と赤外線波長検出器が好適に実装される。図４８を参照した例示によれば、拡大レンズ８０２を通過する光は、７１２ｎｍの光が赤外線波長検出器８２０によって検出されるように、例えば７００ｎｍから７６０ｎｍの範囲の波長を有する光を通過させる標準帯域通過フィルタ８２１を通してビーム分割器から部分的に反射する。例えばビーム分割器は、７００ｎｍを超える波長を有する光を反射するダイクロイックミラー８１５を含む。例えば、ダイクロイックミラーはステンレス鋼であるが、他の適切な材料が許容し得る。赤外線波長検出器はアバランシュフォトダイオードを選択的に含む。光電子増倍管のような他の適切な検出器が許容し得る。
選択的に、ダイクロイックミラー８１５を通過する光は帯域通過フィルタ８２３に従い、このフィルタは、６５８ｎｍの光が赤色波長検出器８２２によって検出されるように、例えば６４８から６５８ｎｍの範囲の波長を有する光を通過させる。赤外線波長検出器８２２はアバランシェフォトダイオードを選択的に含む。光電子増倍管のような他の適切な検出器が許容し得る。
あるいは、ダイクロイックミラー８１５を通過する光は、標準帯域通過フィルタ８２３を通してビーム分割器から部分的に部分的に反射し、前記フィルタは６５８ｎｍの光を赤色波長検出器８２２に通過させる。例えばビーム分割器は、約６５０ｎｍの波長を有する光を反射するダイクロイックミラー８１７を含む。選択的に、ダイクロイックミラー８１７を通過する光は標準帯域通過フィルタ８２７に従い、このフィルタは、約６４５ｎｍの波長を有する光を選択的な側方分散検出器８２５に通過させる。好適に、側方分散検出器は、２つ以上のビードを単一ビードとして誤認しないようにダブレット弁別器として選択的に使用される。
発明者である私はまた、修正キュベット８００と代替実施形態で上に述べた種々の検出器との間に光路差が存在することを認識した。選択的に、光路差を補償するために、拡大レンズ８０２の焦点を合わせて、赤外線波長検出器８２０で受信された信号を最大にする。選択的に、追加の標準レンズが、上記光路差を補正するためにダイクロイックミラー８１７と赤色波長フィルタ８２３との間に、またダイクロイックミラー８１７と側方分散フィルタ８２７の間に位置決めされる。
選択的に、最初に述べた実施形態または上述の代替実施形態の光源は、図４７の実例によって示したように、レーザダイオード８３０および／またはダイオードポンプレーザ８３２を含む。例えば、レーザダイオード８３０は、６３５ｎｍの光のような赤色光を放射するレーザダイオードを含み、またダイオードポンプレーザ８３２は、５３２ｎｍの光のような緑色光を放射するダイオードポンプレーザを含む。選択的に、１つ、２つあるいはそれ以上のレンズが、ダイオードポンプレーザ８３２からキュベット上の楕円形の点内に丸いビームを形成した。例えば、得られた楕円形の点は２０ミクロンＸ６０ミクロンの断面を含み、この場合主軸は水平である。好適に、キュベット上のレーザダイオードからの光は選択的にすでに所望の楕円形状であり、整形レンズを必要としない。
発明者である私はまた、本出願で記述しているようなフロー分析器の性能がその構成要素の安定性によって促進されることを認識した。発明者である私は、選択的な光学アセンブリ基部またはプラットホーム８４２が、図４７の実例によって示したように、フロー分析器２５の構成要素の安定性を好適に強化することを確認した。例えば、修正キュベット８００の頂部は、光学アセンブリ基部フレーム８４２に接続された選択的な安定ブラケット８４０によって有効に固定される。修正キュベットの底部は、分かりやすさのため図４７に図示していないが、上述のまた選択的に光学アセンブリ基部フレーム８４２に接続されるキュベットホルダ頂部１９０によって有効に固定される。
さらに安定性強化の発明者である私の目標のために、本例のフロー分析器２５は、光学アセンブリ基部フレーム８４２に固定された選択的なＵブロックフレームあるいはアセンブリ８１２を含む。選択的に、１つ以上のダイクロイックミラー８１５、８１７は、スクリュタップおよびスプリングアセンブリ８３５、８３７のような、それぞれのプッシュプルアセンブリによってＵブロックアセンブリ８１２に調整可能に接続される。スクリュタップとスプリングアセンブリ８３５は、自動または手動でダイクロイックミラー８１５を赤外線波長検出器８２０に向けるために選択的に使用される。例えば、アセンブリ８３５のスクリュタップは選択的なホルダをダイクロイックミラー８１５上に押圧し、またアセンブリ８３５のスプリングはダイクロイックミラー８１５を引っ張る。同様に、スクリュタップとスプリングアセンブリ８３７は、自動または手動でダイクロイックミラー８１５を赤外線波長検出器８２０に向けるために選択的に使用される。ホルダは、例えばステンレス鋼材料、あるいは他の適切な材料を含む。
さらに発明者である私は、サンプル流体が例えばサンプルポンプのシールの周囲でサンプルポンプに入るのを防止することが望ましいことを認識した。発明者である私は、図４５の実例によって示したような標準試料ループ８６２が、まさしくこの問題を好適に解決することを確認した。特に、サンプルループ８６２は、サンプル流体がサンプルポンプ１００ではなく、サンプルループに入るような寸法にされる。図４５を参照した例示によれば、サンプル流体はサンプルポンプ１００によってサンプルループ８６２に引っ張られる。次に、例えば、選択的な標準３方向弁８６４はサンプル注入ニードルへの弁を閉鎖し、キュベット７０、８００へのバルブを開口し、またサンプル流体をサンプルループ８６２からキュベット内にポンプ供給する。
発明者である私はまた、シース流体流の気泡がその側面にくっつくことによってキュベット内の流動を妨げ、取り除くことが難しいことを認識した。選択的な消泡器８５０は、図４５と図４９の実例によって示したように、シース流体供給ボトル８５２とその下流側の流体フィルタ８５４との間に配置される。例えば消泡器８５０は、ＮＡＬＧＥＮＥボトル（登録商標）のような直線的なポリエチレンまたはポリプロピレンボトルを含む。ボトルは開口部あるいはキャップ８５６を含み、少なくともその頂部は、ＧＯＲＥ−ＴＥＸ材料（登録商標）のような空気を通す実質的に防水の材料を含む。消泡器８５０は、ボトルの頂部に向かう入口８５８と、ボトルの底部に向かう出口８６０とを含む。入口８５８は管を介してシース流体供給ボトル８５２に接続される。
操作中、シース流体は、例えば７ｐｓｉの一定圧力で入口８５８を通して消泡器８５０に入る。圧力は出口８６０からシース流体を押し出す。例えば、シース流体供給ボトル８５２が空であるか、あるいは実質的に空であるとき、空気は入口８５８を通して入る。空気が入口８５８を通して入るとき、空気が開口部８５６を介して漏れるので、水を下方にまた出口８６０から追い出すには圧力は不十分である。差し引きの効果は、シース流体が出口８６０からもはや追い出されないことである。圧力センサ９５が流体圧力をほとんどあるいは全く感知しない場合、サンプルポンプ１００が選択的に停止される。したがって、好適に、本例の消泡器は、サンプル流体を浪費するか、あるいは失うことなく、すなわちサンプル流体を使用することなく、費やすことによって「その場その場」のシース流体供給ボトルの取り替えを容易にする。選択的に、実質的に同時に、制御および分析ソフトウェア５０は、空のシース流体供給ボトルを充填ボトルと交換するようにユーザに知らせる。代わりにあるいは追加して、フロー分析器２５は選択的な外部から見える表示器を含み、例えば発光ダイオードは、シース流体供給ボトルの交換をユーザに示す。
他の許容し得るフロー分析器は、参考として本出願に組み込まれた、出願人の米国特許出願連続番号第０９／１０２，０３４号に開示されているようなＡｕｓｔｉｎ、ＴＸのＬｕｍｉｎｅｘ社製造の分析器を含む。市場で調達可能ないくつかのフローサイトメータ、例えばＢｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ＦＡＣ Ｓｃａｎフローサイトメータは、フローサイトメータ製造業者によって典型的に供給されるオリジナル制御コンピュータを含むことが理解される。しかし、このようなフローサイトメータは、例えばＧＰ１０ ２ポンプスイッチボックスを使用して、代わりに本例に選択的に使用される。スイッチボックスは、オリジナル制御コンピュータと本例のコンピュータとに好適に連通し、オリジナル制御コンピュータと以下に説明するコンピュータとの間の選択をユーザに許容する。このようなスイッチボックスは、本例で使用するために、あるとしても性能に対する影響を限定して既存のフローサイトメータの改造を好適に許容する。かくして、市場で調達可能なフローサイトメータは、本例に係る残りの要素と組み合わせて容易に使用され、既存のフローサイトメータの追加の使用法および／または万能性を提供する。
フローサイトメータＤＳＰ制御
フローサイトメータは、ホストコンピュータがそれと連通し、またその制御を可能にする外部インタフェースを有する。この通信は標準的なシリアルまたはパラレルのプロトコルを使用する。
フローサイトメータモニタリング
フローサイトメータは、その現在の状態を説明するパラメータのブロックとサイトメータとの外部インタフェースを更新する。関連する情報は、例えば、その光電子増倍管（ＰＭＴ）、流体レベル等のすべての状態を含む。ソフトウェアは、これらのパラメータのカレントステータスをユーザに選択的に報告する。
例えば、ソフトウェアは、シース流体容器が空であるかおよび／または補充が必要であるかをユーザに選択的に警告する。例えば、ソフトウェアはまた、使用済みの流体容器が一杯であるかおよび／または空にすることが必要であるかをユーザに選択的に警告する。ソフトウェアは、圧力関連の問題が存在するかどうかをユーザに選択的に知らせる。フローサイトメータと制御および分析ソフトウェアまたはＤＳＰインタフェースカードファームウェアが適切に連通していないと確認されるならば、「リンク不良」メッセージが選択的に現れる。ソフトウェアはフローサイトメータを選択的に監視し、用途が必要とし、またそれによって設定される較正された設定に、設定が整合することを保証する。
フローサイトメータ制御
複数のフローサイトメータパラメータが、シリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５に利用可能である。必要ならば、ホストコンピュータは、これらのパラメータの少なくとも１つ、大部分、あるいはすべてを選択的に変更する。ソフトウェアは、外部インタフェースを通して利用可能な任意の適切なフローサイトメータ設定を選択的に変更することができる。変更された設定はフローサイトメータに中継され、また以前に必要とされたように選択的に監視される。ソフトウェアは、一般的に、初期要求を入力した直後にパラメータ変更に対するソフトウェアの要求をフローサイトメータに出す。
フローサイトメータ事象獲得
フローサイトメータは、フローサイトメータを通過すると共に選択的に設定しきい値の上方に検出されるサンプル内のいくつかの、また好ましくはすべての光分散事象を報告する。ソフトウェアは分析のためにこれらの事象を収集する。
フローサイトメータは、例えばリストモードデータとして、事象をシリアルまたはパラレル接続インタフェースを通して送る。例示によれば、事象はブロック１５に選択的に送られる。ブロック当たり１５以下の事象と１５よりも多い事象が、許容し得る代替実施形態に選択的に含まれる。各事象は、各光電子増倍管（ＰＭＴ）で検出された光量と、適切な伝送を保証するための選択的なチェックサムとを含む。各ＰＭＴ事象は、例えば１０組の線形値または他の適切な組として受信される。ソフトウェアはチェックサムエラーを生成する事象を選択的に廃棄する。
各事象は、次のＰＭＴのすべてについて分散レベルを選択的に含む：前方分散、側方分散、ＦＬ１、ＦＬ２、ＦＬ３、ＦＬＡおよびＦＬＷ。例えばＦＬ１は、蛍光発光チャネル１を示し、また所定の色の光、例えば緑色を捕捉するように選択的に設計される。すなわち、光は最初に波長フィルタを通過し、次にＦＬ１ ＰＭＴによって収集される。例えばＦＬ２は、蛍光発光チャネル２を示し、また所定の色の光、例えば橙色を捕捉するように選択的に設計される。すなわち、光は最初に波長フィルタを通過し、次にＦＬ２ ＰＭＴによって収集される。例えばＦＬ３は、蛍光発光チャネル３を示し、また所定の色の光、例えば赤色を捕捉するように選択的に設計される。すなわち、光は最初に波長フィルタを通過し、次にＦＬ３ ＰＭＴによって収集される。例えばＰＭＴ値は、一次および／または対数形式で選択的に報告される。例示によれば、ＰＭＴの一次値は、例えば０と１０２３の間にあり、またＰＭＴ設定の対数値はその線形形式から４ｄｅｃａｄｅの対数スケールに転換することが可能である。この例示では、１０２４の蛍光発光チャネルがある。ソフトウェアは、例えば１秒当たり１０００の事象を処理する能力を有することが可能である。
フロー分析器の電子およびフィルタ構成要素
例えば標準電源スイッチは本例のフロー分析器をＯＮおよびＯＦＦする。選択的に、スイッチは、１１０Ｖまたは２２０Ｖ電圧が使用されているかどうかを選択的に自動検出する。さもなければ、米国外の場所で操作する場合、標準アダプタまたは外部スイッチがスイッチに選択的に接続される。
追加の装置は、シース流体を加圧するために使用される空気をフィルタ処理する交換可能な標準エアフィルタ８５を取外し可能に覆うために、選択的にシース流体／空気フィルタアクセスドアを含む。選択的な標準ファンがフロー分析器を冷却するために使用される。選択的に、ファンは、その交換を容易にするためにフロー分析器２５の壁部に隣接して配置される。また、選択的な空気取入口フィルタがフロー分析器の底部に配置される。空気取入口フィルタはまた、その定期的または不定期的な清掃を容易にするように構成される。
フロー分析器のフルイディック構成要素
危険廃棄物の廃棄処分およびそれとの接触防止はまた、本例の流体分配および収集構成要素によって促進される。好適に、これらの構成要素は、実質的に完全に一体化した閉鎖フルイディックシステムを共に構成する。選択的に、本例はフルイディック構成要素と電子コンポーネントとの間に壁部を含む。
人体のサンプル流体が危険な感染性の病原体を含む可能性があることが理解される。本発明のユーザは、サンプルとそれらの容器を取り扱うとき、生物学的安全性の適切な手順に従うべきである。廃棄流体の収集構成要素は、好適に、生物学的に有害な廃棄材料の処分に関する市町村、州、連邦の生物学的有害物質取扱い規則の遵守を容易にする。
本例のフロー分析器２５は標準実験室自動化装置と選択的に協働する。例えば、図１９に示したように、垂直のＺ軸に沿って可動の標準統合空圧式アクチュエータおよびサンプル吸引器２０５は、標準可動水平Ｘ−Ｙプレート移送プラットホーム２１５をフロー分析器２５の下に組み込むことによって、選択的に標準マイクロタイタープレート２１０のウェルから標本化する。例えば、選択的な標準光スイッチ８４５は、図５０の実例によって示したように、空圧式吸引器のアームが下降位置に完全にあるいは実質的に完全に延伸したときに、スイッチを閉じるタブを含む。選択的に、アームが完全延伸位置にあると光スイッチが確認するとき、サンプルポンプ１００は自動的に遮断される。
選択的に、空圧式アクチュエータの行程は、実質的に任意の障害物によって選択的に遮断され、これによってユーザおよび／またはシステムに対する損傷または負傷が防止される。標準通信ポートはフロー分析器をプレート移送部に連動する。このような協働する吸引器は真の「朝飯前」の能力を好適に提供する。拡張して、多数のフロー分析器、例えばすべてが単一パーソナルコンピュータに接続された８つ以上のフローサイトメータは、極めて高い処理量運転の必要性に取り組むため、並列または直列に動作するように選択的に構成される。
あるいは、可動の水平Ｘ−Ｙプレート移送プラットホーム２１５は、フロー分析器２５の代わりに選択的にマイクロタイタープレート２１０を支持する。さらに他の実施形態では、プレート移送部は、例えば各々が互いに垂直の３方向に可動の吸引器によって不要とされる。例えば、上述の垂直に可動の空圧式サンプル吸引器２０５は、水平Ｘ−Ｙ面に可動の少なくとも２つのラックピニオンギヤ組に選択的に連動する。他の実例として、上述の垂直に可動の空圧式サンプル吸引器２０５は、水平Ｘ方向に可動の空圧ピストンに、また水平Ｙ方向に可動の空圧ピストンに選択的に連動する。
例えば、サンプル吸引器キャリッジはフロー分析器の面に選択的に配置されるか、あるいはそれと連通している。キャリッジは、テストチューブからフローサイトメータのキュベットにサンプル流体を送る。動作時、キャリッジは、サンプル検索のためにマイクロタイタープレートの所定の位置に好適に自動的に落ちる。
標準サンプル流体チューブホルダは、サンプル吸引器キャリッジの下の所定の位置に各マイクロタイターチューブを捕捉する。しかし、プレート移送部を使用するとき、サンプル流体チューブホルダは、サンプル吸引器キャリッジがプレート移送部からのサンプルを自動検索するために取り外される。
サンプル吸引器キャリッジの標準カバーは、サンプル注入管の長さの調整を可能にするために選択的に緩められるＨｏｕｓｓｔｏｎ、ＴＸのＶａｌｃｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製造のＣｈｅｍｉｎｅｒｔ取付け具のような標準取付け具を選択的に包むか、あるいは覆う。
標準サンプル注入ニードルまたは注射器は、例えば、ステンレス鋼管または他の材料の中に選択的に収容される。選択的に、損傷するならば、サンプル注入ニードルの位置はその交換を容易にするように決定される。例えば、ニードルは、ユーザによるニードル上のシールの交換を容易にするために、前部に装着されたドアを介して選択的にアクセスされる。サンプル注入ニードルに接続されたサンプル注入管またはホースは、マイクロタイター管からフロー分析器２５の内部にサンプル流体を運ぶ。管の端部が擦り切れるか、あるいはすり減ったならば、好適に、ユーザは擦り切れた端部を簡単に切り取って、管の長さを再調整することが可能である。
シース流体リザーバと廃水リザーバは、シース流体１６０および／または汚水をそれぞれ選択的に貯める。リザーバは例えばポリエチレンバッグ７５、１１０を含む。代わりに、リザーバは、例えば内部または外部に位置されたボトルを含む。好適に、外部ボトルを用いたリザーバの装備は、リザーバの充填を容易にし、また種々の寸法のボトルの使用を許容する。シース流体バッグ７５は選択的に加圧され、これによって流体をシステム内に押し入れる。図１２に示したように、選択的に、各バッグは例えばその底部に半透性の膜パッチレベルセンサを含む。半透性の膜パッチは、例えば、Ｎｅｗａｒｋ，ＤｅｌａｗａｒｅのＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ＆Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ，Ｉｎｃ．社製造の標準ＧＯＲＥＴＥＸ（登録商標）材料を含む。流体レベルがパッチ以下に落ちた場合、センサは好適に空気圧を解放し、これによって相当な空気量がシステムに入るのを好適に防止する。電子圧力センサが圧力低下を検出した場合、選択的に、オペレータはバッグを選択的に交換するように促される。フロー分析器のシース流体／廃水バッグを収容する区画は、フロー分析器の面のアクセスドアを介してユーザによって選択的にアクセスされる。
標準大容量コネクタがフロー分析器２５の側面に選択的に配置され、内部に貯蔵されるより小さいシース流体／廃水バッグを使用するよりも、むしろシース流体供給容器と廃水容器に、例えば２０リットルの標準容器に直接接続する選択権を大容量ユーザに提供する。
標準圧力レギュレータは、アクセスドアの後ろに、例えばサンプル吸引器キャリッジに最も近くに選択的に配置される。圧力レギュレータはその製造業者によって選択的にプリセットされ、またその調整は技術支援スタッフの助けによって選択的に行われる。
シリンジポンプ１００は、サンプル吸引器キャリッジとフローキュベットとからサンプル流体を送る真空を選択的に生成する。シリンジポンプ１００は圧力レギュレータと同一の区画内に配置される。正圧は、サンプル流体をフロー分析器２５に装入するために使用する必要がないので、好適に、危険なエアロゾルの使用が選択的に低減または回避される。
システムの小型化を達成するために、普通の流体リザーバよりも小さなリザーバが選択的に使用される。しかし、そうすることはシース流体１６０の節約を必ず伴う。マイクロコントローラは、フローが任意の測定圧力で液圧安定性を達成し始めなければならないサンプル注入の前に、例えば実質的に正確な間隔を計算することによって、この目的を選択的に達成する。アッセイが完全であるや否や、フローは選択的に停止され、また任意の残りのサンプル流体は使用済み流体バッグに選択的にそらされる。
フロー分析器のレーザと光学コンポーネント
上述のように、フロー分析器２５は同一平面のレーザ／検出器アレイを含む。螢光性の信号は、アバランシュフォトダイオードのような光増幅器に供給され、ここで波形は光電子的に転換され、またＤＳＰによる分析のために増幅される。無線通信産業から導かれる標準アルゴリズムはＤＳＰと共に選択的に機能し、信号対雑音比、したがって感度を大幅に増加する。本例のフロー分析器は、円形バッファ内に割り込み駆動される固定速度サンプル獲得を含み、これは事象間のゼロの不感時間を提供する。すなわち、このような円形バッファ３０は、遅いプロセッサのためにまれな事象を失う恐れなしに、広範な分析物濃度範囲を有する患者サンプルの処理を可能にする。
フロー分析器の重要な小型化は、フロー分析器２５の光源１２０として標準ダイオードレーザーを用いて選択的に達成される。レーザ／検出器アレイ、例えば２つのレーザと４つの検出器は、同一平面構造に配設される。例えば、アバランシュフォトダイオードへの接近した動作距離と単一フィルタ光路とを可能にするように、選択的に、１つ以上のフィルタは検出器と、アバランシュフォトダイオードのような対応する光増幅器とを連動させる。
レーザアセンブリはユーザに選択的にアクセスできない。選択的に、すべての必要な維持はシステム工場によって実行される。
上述のように、好適に、レンズ、ミラーおよび集光用の現在のフローサイトメータに共通の検出器は、本例に係る六角形のキュベットによって選択的に置き換えられる。このような六角形のキュベットは、レーザダイオードと検出器に空気からガラスへの平坦なインタフェースを提供する。
選択的な標準ラボ装置
本例の較正のための装置は、例えば標準浴超音波発生装置、試料超音波発生装置および／または標準渦流を含む。較正用の追加材料は、選択的に、ＦｌｏｗＭｅｔｒｉｘ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ４１−５５００１のような標準較正ビードと、ＦＡＣＳ互換の読み取り管のような標準読み取り管とを含む。
システム運用
システムは既知の状態に始動され、また選択的に、エラーがその始動の間に生じるならばエラー状態を示す。ユーザはフローサイトメータを始動し、また任意の周辺装置を含むそのホストコンピュータを選択的に始動する。始動シーケンスの終わりに、ソフトウェアは、利用可能な適切な制御装置によりユーザがシステムとソフトウェアの操作を開始できるような状態にある。ソフトウェアは、フローサイトメータエラーが始動の間に生じたかどうか、および／またはフローサイトメータ通信が利用できなかったかどうかを好適かつ選択的に示す。
ソフトウェアは、ユーザまたはオペレータが新しいサンプルの診断実行を準備し、また規定するのを可能にするように、選択的に構成される。ユーザは、用途のグラフィカルインターフェースを介して新しい実行を選択的に呼び出す。例えばソフトウェアは、新しい実行と関係するフィールドを含む入力フォームをユーザに提示する。例示によれば、フォームはユーザ名のフィールド、実行に含まれるサンプル数のフィールド、および／または実行の説明に関するフィールドを含む。
フローサイトメータの標準維持および較正手順が選択的に後に続く。実例によれば、本例の較正手順は、微小球が同一または異なったブランドおよび／またはモデルの異なったフローサイトメータを通じて同様の読み取りを好適に生成するように、ＰＭＴ電圧の調整を選択的に含む。例えば、ユーザは、１つ、２つ、３つ以上の較正ビードタイプを有する標準較正溶液を含むサンプルを処理する。既知の予測ピーク測定、例えばＦＬ１、ＦＬ２および／またはＦＬ３の側方分散は、較正プロセスのための、各較正ビードタイプのための目標である。好適に、ソフトウェアは、自動的にあるいはユーザの要求によってフローサイトメータに対して調整を行い、一方、較正サンプルは、これらの標的目標が達成されるまで、あるいは較正実行の終了から実行可能な時間間隔内で走っている。すなわち、例えばソフトウェアは、すべてのビードタイプがそれらの予測領域に記録されるように、ソフトウェアに実装された自動調整を用いて選択的に較正される。このために、ソフトウェアは、較正の悪い形式の測定ピークがそれらの標的値の１つ、２つ、３つ、４つ、５つあるいはそれ以上のチャネル内にあるように、ＰＭＴを選択的に調整する。アバランシュフォトダイオードを光検出器として使用するとき、選択的に、較正ソフトウェアは、アバランシュフォトダイオードが標準操作範囲のすべてのあるいは実質的にすべての温度で実質的に一定の利得を有することを保証するように、好適に温度補償テーブルを計算または適用する。
操作方法の概略
診断システム操作の例示目的の一般的な方法は図４１の実例によって示したようなステップを含む。ステップＳ１００では、生物サンプルはユーザの終了、サンプル不足、あるいはシース流体の不足までフロー分析器を通して実行される。ステップＳ１１０では、実行ステップと実質的に同時に、生物サンプルの１つ以上の対象の分析物の存在と量が測定される。操作方法の許容し得る代替実施形態は、出願人の米国連続番号第０９／１０２，０３４号、また出願人Ｊｅｒｒｏｌｄ Ｒ．ＦｕｌｔｏｎとＭａｒｋ Ｂ．Ｃｈａｎｄｌｅｒの米国連続番号第０９／０００，２８６号に選択的に確認され、共に参考として本出願に組み込まれている。
制御および分析ソフトウェアの概略
制御および分析ソフトウェアはフローサイトメータの動作を制御し、また連続的を含み同時にあるいは実質的に同時に１つ以上の対象の分析物について１つ以上の生物サンプルのリアルタイムデジタル分析を実行する。本例によるリアルタイム分析は、実質的に同時にあるいは実質的に同期に次のステップまたはサブステップを実行することによって、生物サンプル内の少なくとも１つ、および選択的に対象の各分析物の識別子と数量とを決定することを含むが、それに限定されないように意図される。微小球または粒子分類データおよび反応体と分析物の複合体測定データが収集される。例えば、各微小球は微小球のそのサブセットに従って分類される。微小球の各サブセットに関連した反応体と分析物の複合体の量は、数量化される。
ソフトウェアは、任意の標準オペレーティングシステムプラットホーム、例えばパーソナルコンピュータ、標準ネットワーク、あるいは他のグローバルなネットワーク上に配置されたマイクロソフトＷｉｎｄｏｗｓ９５オペレーティングシステム上で動作する。代わりのオペレーティングプラットフォームは、例えばソラリス、リナックス、ジャバ、マックＯＳおよび／またはＩＢＭ ＯＳ／２を含む。制御器は、ソフトウェアと通信インタフェースとをフロー分析器２５に統合する。
本例による制御および分析ソフトウェア５０は、図２０に例示したように２つのモジュールを含む。１つのモジュールはデータ獲得３００と呼ばれ、また他のものはマルチプレックス分析３０５と呼ばれる。制御および分析ソフトウェア５０は適切な標準ライブラリと通信する。例えばこれらのライブラリは、ＬｕｍＡＰＩライブラリのようなインタフェースライブラリおよび／またはＭＨＭａｔｈライブラリのような計算ライブラリをプログラミングするアプリケーションを含み、共に以下に説明する。
制御および分析ソフトウェア５０は、例えば、シリアルまたはパラレル接続インタフェースカード１５を介してフローサイトメータ２５からデータを収集するために使用される標準インタフェースを含む。制御および分析ソフトウェア５０は、フローサイトメータ２５からの状態情報を初期化して、獲得する。それはまた、ビードサブセットデータを含むアッセイキット情報のユーザ入力を許容する。例えば、免疫グロブリンＧ、Ａ、Ｍイソタイプアッセイを意図していたならば、Ｌｕｍｉｎｅｘ社製造のＩｇ ＧＡＭアッセイキットに関する標準キット情報が選択的に入力される。
制御および分析ソフトウェア５０は、フローサイトメータ２５に生物サンプルを処理するように指示する。ソフトウェア５０は、予測用の適切な直線傾向線のグラフを表示する。
例えばＬｏｇｉｔ Ｌｏｇ変換は、予測用のこのような直線的な傾向線を計算するために使用される。このような計算は次式の通りである。ここで、ＭＩＦｏ＝負の制御、およびＭＩＦ＝制御。
Ｌｏｇｉｔ Ｌｏｇ変換を用いた予測値は、次式の通りである。
切片および／または傾斜値は、ＭＨＭａｔｈのような標準計算ライブラリの多項式傾向線ルーチンを用いて計算される。ソフトウェア５０は、各サンプルの対象の分析物の検出の成功または失敗を示す報告を作り、また選択的に、失敗の理由を推論する。例えば、報告はテーブルの形態である。例えば、報告はデータ、オペレータ、および／または実行の説明のような関連実行情報を有するヘッダを含む。例えば、報告は、Ｉｇ Ｇ、Ａ、Ｍアッセイが実行されていたならば、患者サンプルに関する大きなＧ、Ａ、Ｍの濃度レベルを選択的に含む。
例えば、ソフトウェア５０はｙ−軸上で数式３を表し、およびｘ−軸上で数式４を表すｘ−ｙグラフを作る。例えば、濃度レベルの第１の制御値から、例えば濃度レベルの第５の制御値への標準傾向線が選択的に引かれる。
制御および分析ソフトウェア５０は、診断実行を完了するのに必要なステップを通してオペレータを案内する。例えば、ソフトウェアは、新しいサンプル診断実行の規定をオペレータに可能にする。ユーザはソフトウェアインタフェースを通して新しい実行を呼び出す。システムは、サンプルが処理される順序を指図し、実行中にどのサンプルを処理するかを、ユーザがランダムに選択するのを防止する。選択的に、システムは、処理すべきサンプルの順序の決定をユーザに許容する。オペレータまたはユーザは、選択的に手動でフローサイトメータ２５をロードするか、あるいは可動のマイクロタイタープレート移送プラットホーム２１５を介して自動サンプル獲得を可能にする。
データ解析
好適に、ソフトウェアは、その方法によってユーザがフローサイトメータ事象の捕獲を開始する方法を含む。
使用時、１つ以上のビード識別蛍光染料および１つ以上の、対象の分析物を識別する染料の励起曲線に、あるスペクトルの重なり合いがあるかもしれない。例えば、対象の分析物を識別する緑色の蛍光染料と少なくとも部分的にビードサブセットを識別する橙色の蛍光染料は、それぞれの励起曲線のスペクトルの重なり合いの不都合を蒙るかもしれない。代わりに、例えば、対象の分析物を識別する橙色の蛍光染料およびビードサブセットを識別する赤色蛍光染料と赤外線蛍光染料が使用される。このような場合、例えば、橙色の蛍光染料と赤色蛍光染料はそれぞれの励起曲線のスペクトルの重なり合いの不都合を蒙るかもしれない。
これを補正するために、橙読み取りの中にある緑色蛍光発光の量、またその逆の場合の量を明らかにするための標準カラー補償機能が、ソフトウェア５０に選択的に含まれる。標準カラー補償アルゴリズムを用いて受信されるように、カラー補償が即座に事象に選択的に適用される。かくして、事象は選択的に調整され、橙色と緑色のそれらの実際のレベルをリアルタイムで示す。カラー補償プロセスの性能は、選択的に１秒当たり１０００の事象よりも少ないか、１０００と等しいか、あるいは１０００よりも多い。
有利には、システムは、単一ビードの寸法に対応しない統合されたビードと他の事象のため、事象を選択的に無視する。例えば、システムは、事象がカラー補償機能を通過した後にアッセイによって規定される狭い範囲に側方分散コレクタをゲートすることによって、選択的に事象を無視する。選択的に、ゲーティングプロセスの出力は、既知の直径、例えば５．５ミクロンの単一ビードの均一な形状に対応する事象を選択的に含む。選択的に、ゲーティングプロセスの性能は、１秒当たり１０００よりも少ない事象、１秒当たり１０００の事象、あるいは１秒当たり１０００よりも多い事象の速度に選択的に一致する。
ビード識別
ソフトウェア５０は、少なくとも部分的にカラー成分に基づきビードタイプを照合または分類する。当然、さらに、システムは、寸法および磁気コーディングのような他のまたは追加ファクタに基づき、ビードタイプを選択的に分類する。
ビード識別は、所定の事象について蛍光発光チャネルＦＬ２とＦＬ３パラメータの機能を含む。好適に、発明者である私は、ｘ−ｙグリッドで記述したシステムの各ビードについて領域を予め規定した。例えばＦＬ２値はｘ軸を形成し、例えばＦＬ３値はｙ軸を形成する。軸に沿ったユニットは、選択的に螢光性のチャネルまたは蛍光発光のユニットである。例えば、各軸は１０２４の螢光性のチャネルを含む。明らかに、各軸は、本例に係る標準染料によってより大きな発光スペクトル鮮明度を有する染料が利用可能になるので、あるいはより大きな発光スペクトル鮮明度が可能になるので、代わりに１０２４以上の螢光性のチャネルを備えることができる。例えばビード識別プロセスは、ある事象を特定のビードサブセット識別番号にマッピングし、また事象を妥当なビードでないとして選択的に捨てる。分類されたビードは、例えばＦＬ２とＦＬ３値およびビード上の対象の分析物の存在および／または量を示すＦＬ１測定からのビード識別を含む。
事象収集とビード識別プロセスは、１秒当たり１０００よりも少ないビード、１秒当たり１０００ビード、あるいは１秒当たり１０００よりも多いビードを選択的に識別することができる。
各ビードのビード統計値の計算
ソフトウェアが、事象が特定のビード分類に属すると識別すると、ビード統計値は選択的に計算される。例えば、カウント統計値は、現在のサンプル中に獲得された所定のビードサブセット分類のビード数を選択的に追跡する。明らかに、全ビードカウントの合計は、現在のサンプルに収集されたビード数に等しくなければならない。再び、性能は、選択的に１秒当たりの１０００の事象よりも選択的に少ないか、等しいか、あるいはより大きい。
ＦＬ１線形平均決定は、事象が特定のビード分類に属するとして識別された後、選択的に実行される。例えば、ＦＬ１線形平均は、所定のビードタイプのために収集されたビードカウントによって分割される所定のビードタイプのすべてのＦＬ１線形値の合計に等しい。例えば、性能は上述の通りである。
ＦＬ１線形標準偏差は選択的に計算される。例えば、その偏差は、事象が特定のビード分類に属するとして識別された後、現在のサンプルの各ビードタイプについて行われるように、所定のビードタイプの線形ＦＬ１値の標準偏差計算を含む。例えば、性能は上述の通りである。
ＦＬ１線形変異係数（線形ＣＶ）も選択的に計算される。例えば、その係数は、その線形平均の割合として表される線形ＦＬ１値の標準偏差を含む。この計算を実行する前に、ソフトウェアは、所定のビード分類のための線形標準偏差と線形平均測定値とを計算する。次に、現在のサンプルの各ビードタイプについて線形ＣＶ測定が計算される。性能は選択的に上述の通りである。
ＦＬ１線形ピークも選択的に計算される。例えば、そのピークは、事象が特定のビード分類に属していると識別された後、各ビードタイプの現在のサンプル中に大部分の発現を有する線形ＦＬ１値を含む。性能は選択的に上述の通りである。
線形ピーク測定は、１０２４の螢光性のチャネルを前提として、例えば０から１０２３の整数に等しい。明らかに、許容し得る線形ピーク測定値は、螢光性のチャネルの数に多少依存している。
例えば、上述のＦＬ１計算は、対象の分析物の統計学的に重要な濃度レベルを確認するために使用される。選択的に、このような確認はサンプルの背景ＦＬ１濃度レベルとの比較を含む。
データ獲得モジュール
データ獲得モジュール３００は機械から来る基本的なデータを獲得するが、必ずしもビードに特定されない。すなわち、データ獲得モジュール３００は、例示によれば、標準技術を用いる蛍光発光チャネル１（ＦＬ１）、蛍光発光チャネル２（ＦＬ２）および蛍光発光チャネル３（ＦＬ３）のような側方分散チャネルおよび／または異なった蛍光発光チャネルの統計値を生成する。蛍光発光チャネルは検出されたビードの蛍光発光の状態を表す。かくして、データ獲得モジュール３００は事象に関するデータを生成する。例えば、データ獲得モジュール３００によって提供されるデータは、例えば、染色されていたセルと、蛍光的にラベルされたビード、あるいはビードが存在しないという表示とを含む。
例えば、データ獲得用途モジュール３００は、例えば、単一ビード組あるいは他の粒子またはセルと共に使用するための単一分析用途モジュールまたは選択を含む。このような単一分析選択は、設定、ゲート、および／または試薬が、例えばまだ決定されていなかった場合、実験の初期の準備を容易にする。
単一の選択は、記憶されたＰＭＴ設定、ゲート、試薬、ビード設定値、検出領域、および／または実験で使用するためのスペクトル重なり合い補償設定を含む１つ以上のテンプレート、ファイル、あるいはフォルダーを含む。例示によれば、光電子増倍管設定は、アバランシュフォトダイオード設定によって、あるいは光電子増倍管とアバランシュフォトダイオード設定との組合せによって、選択的に置き換えられることが理解されるはずである。単一の分析選択は、ユーザが、フォルダにゲートされまたゲートされないすべての事象、あるいは指定されたゲートを通過するそれらの事象のみ記憶する用意を選択的に含む。ユーザは、選択的に、確立されたテンプレートを選択し、設定を確立し、またそれらをユーザの必要性に特異な新しいテンプレートとして保存し、および／またはテンプレートを作ることなく実験に進む。第３の選択について、実験が完了したとき、ユーザは使用された設定を新しいテンプレートまたはフォルダとして選択的に保存する。例えば、設定はアッセイの記述、アッセイオペレータ、サンプル毎に収集するためにゲートされた事象の数、流量、および／またはサンプルの数を含む。単一の分析選択の実施を完了すると、選択的に、ソフトウェアはフロー分析器からデータを獲得して、分析する態勢にある。
多重分析モジュールとデータ収集システムに共通な特長
たとえば、蛍光チャネル１、蛍光チャネル２、および蛍光チャネル３は、同じ波長または異なる波長の蛍光信号を含む。レーザーなどの光源が１つの波長の蛍光信号を励起するが、その蛍光信号は次に、たとえば異なるウィンドウまたはフィルタユニットで検出される異なる波長の蛍光を発する。この蛍光データは、多重分析用のソフトウェアに入力される。本例においては、たとえば、前方光分散チャネルまたは側方光分散チャネル上のゲートを利用して、データイベントを、ビードまたはセルデータ単位として分類する。たとえば、このビードは、ビードタイプに関連付けられた前方または側方光分散データの範囲を適正に識別するようユーザまたは製造元が調整したゲートフィルタを使用することによって識別される。たとえば任意の着信イベントなどにこのようなフィルターを使用すると、側方光分散チャネルが有意なイベントを読み取らない場合は、本例では、任意選択によっては、そのイベントを捨て、データを収集しない。
ビードデータは、論理バケットまたはデータベースの中に配置もしくは格納される。ビードからの信号は、側方光分散チャネルなどを通じて渡される。ビードが側方分散フィルターを通過する場合には、ビードタイプは任意選択によって決定される。FL２とFL３チャネルは、たとえば、任意選択によっては各ビードタイプに関連付けられた事前定義領域に対応する様々な信号を発生することができる。そのため、たとえばＹ軸上のFL３とＸ軸上のFL２がスペクトルテーブルの中でプロットされる場合、各ビードは、任意選択によっては、事前定義スペクトル領域を有する。この事前定義領域は、任意選択によっては、図２１などに示すように、所与のサブセットのビードが入るよう指定される楕円領域を含む。これらの領域は、たとえばFL１信号を原因としてスペクトルオーバーラップが生じて、それによってビード領域の見分けができなくなる場合がある。実例では、それぞれのビード領域は英数字識別子を有する。各識別子は、任意選択によっては、それぞれの関心ある検体に対応する。処理された信号が特定のビード領域に属すると識別されると、その英数字識別子と関心のある検体も自動的に判明し、任意選択によっては、適切な追跡変数が更新される。
そのため、これらのイベントがリアルタイムで処理される間は、任意選択によっては、スペクトルオーバーラップを補正するための色補正が実行されて、FL２とFL３用の実際の蛍光値を決定する。次に、ビード蛍光がスペクトルテーブルと突き合わされて、それらが事前定義ビードサブセット領域のひとつに入るかどうかを判別する。蛍光が一致しないと、データは統計に組み込まれない。エラーの例としては、上記領域から少し外れるビード、トラッシュ、スプリアスノイズなどがある。
上記プロセスが単信オプションまたは多重分析プションを使用して実行されることを理解しておく。データは、たとえば、リストモード解析の場合はフローサイトメトリ規格（ＦＣＳ）に、スプレッドシート解析の場合はＣＳＶファイルなどのスプレッドシート互換ファイルに記録される。
非制限的実例として、データ収集アプリケーションモジュール３０５または多重分析アプリケーションモジュール３０５は、たとえば、図２２に例として示され、下文に記述されるように、グラフィックディスプレー３２０を含む。たとえば、グラフィックディスプレー３２０は、図２３に実例として示された通り、たとえば、現在開いている実験フォルダまたはテンプレート名を示すタイトルバー３２５を含む。このディスプレーは、図２３に実例として示された通り、プルダウンメニューオプションなどの多数のオプションをもつメインメニューバー３３０を含む。
タイトルおよびメインメニューバー
メインメニューバー３３０は、任意選択によっては、「フォルダ」オプション３３５を含み、またこの、「フォルダ」オプション３３５は次の選択項目の１つ以上を含む。「新規」フォルダ選択項目３４０は、たとえばWindowsライクな環境で提供される標準テクニックを使って新規実験フォルダを作成するための手段もしくは機能を提供する。この手段はまた、図２４に実例として示されているような新規実験フォルダを選択することも含む。この手段はまた、フォルダまたはテンプレートの選択、新規実験の場所の選択、またはデータおよび実験設定値が格納されるフォルダの命名、あるいはそのすべてを含む。「開く」フォルダ選択項目は、既存のフォルダを開くための手段を提供する。「上書き保存」フォルダ選択項目は、フォルダを現行の名前で保存するための手段を提供する。「名前を付けて保存」フォルダ選択項目は、別の名前でフォルダを保存するための手段を含む。「印刷」フォルダ選択項目は、たとえば、結果テーブル、ドットプロット、またはヒストグラムなど、適切なボックスを選択またはチェックすることによって、印刷対象のコンポーネントを選択するための手段を提供する。「テンプレートの作成」フォルダ選択項目は、PMT設定、ゲート、領域などを、将来の実験で使用するテンプレートファイルとして保存するための手段を含む。このオプションで保存するのは実験データではなく、テンプレート設定であることに注意する。
図２３に実例として示された「メイン」オプション３４５は、制御および解析ソフトウェアの最初の画面またはウィンドウに戻るための手段を含む。
図２３に実例として示された「フローアナライザ」または「サイトメータ」オプション３５０は、次の選択項目のうちの１つ以上を含む。図２５に実例として示された「マシンのセットアップ」選択項目３５５は、本ソフトウェアに含まれる特徴をもつ多数のフローアナライザの中から選択するための手段を提供する。「較正」選択項目は、フローアナライザを較正するための手段を含み、また取得した情報をデータファイルに保存する。例として、この操作は、本アナライザのインストール直後に実行され、その後は月に一度といった頻度で実行すると有利である。「接続」選択項目は、本ソフトウェアとBecton Dickinson FACSCaliburモデルなどの一定のフローアナライザとの間の初期接続を確立するための手段を含む。Luminex CorporationのLUMINEX１００TMモデルなどの他のフローアナライザではこの手順が不要であることに注意する。
「サンプル」オプション３６０は、直前の実験で得たデータを表示するための手段を提供する。たとえば、「サンプル」オプションは、「データ読込み」選択項目を含む。既存のフォルダが開かれ、１つ以上のサンプルが強調表示されてから、「データ読込み」選択項目が選択される。これは、データヒストグラムまたはドットプロット、あるいはその両方を画面またはプリンタに取り出すための手段を含む。任意選択によっては、この「データ読込み」選択項目は、データをひとつずつ表示していく手段を含む。
「ヘルプ」オプション３６５は、一般手順、エラー、またはFAQに関するヘルプを取得するための手段を含む。
結果テーブル
データ収集アプリケーションモジュールまたは多重分析アプリケーションモジュール用のグラフィックディスプレーは、図２２と図２６に実例として示されたグラフィック結果テーブル３７０を含む。結果テーブル３７０は、任意選択によっては、モジュールに最初に入った時点で表示される。結果テーブル３７０は、サイトメータによる収集に伴って実験中に収集されるデータを表示するための手段を含む。
結果テーブル３７０は、次の機能を１つ以上含む。「開始」オプションまたは仮想ボタン３７５は、フローアナライザ２５を介したデータの獲得を切り換えるための手段を提供する。任意選択によっては、この「開始」ボタンは、たとえば、検査ゾーン内でのビードの下向き動作などによる操作のグラフィカルな指示を含む。つまり、たとえば、フローサイトメータ２５が「運転」に設定されていても、任意選択によっては、「開始」ボタン３７５がクリックまたは選択されるまではデータが取得されない。このような機能を使用することによって、ユーザは、生物サンプル間でフローサイトメータ２５を「運転」状態にしたままで、「開始」ボタン３７５が選択された時点でデータ収集を再開するようにできる。任意選択によっては、サンプルテーブルをプローブ上におき、フローサイトメータ２５が「運転」に設定すると、そのサンプルはフローサイトメータ２５の中を通過し続ける。こうすれば、任意選択によっては、フローサイトメータ２５はシース液の使用または無駄の生成を続けるが、データは収集されない。
結果テーブル３７０は、任意選択によっては、１つ以上のサンプル、または背景もしくは基線の名前または数を示す行または列を含む。結果テーブル３７０はまた、任意選択によっては、各ビード領域または関心ある検体用にそれぞれ標識された１つ以上の列または行を含む。こうした各列は、それぞれのビード領域のうちの１つとして処理され識別されるイベントの数を追跡する。結果テーブル３７０はまた、任意選択によっては、サンプルまたは背景テスト用に処理されたイベント総数を追跡する「イベント」列または行も含む。
「説明」ユーザ項目オプションまたは仮想ボタン３８０は、実験の説明を記録または表示するための手段を含む。
「オペレータ」ユーザ項目オプションまたは仮想ボタン３８５は、実験を行う個人またはチームを記録または表示するための手段を含む。「オペレータ」オプション３８５は、たとえば、選択したテンプレートから取られた関連情報を含む。
「全消去」ユーザ項目オプションまたは仮想ボタン３９０は、すべてのデータおよびグラフなどの画面などのディスプレーを消去し、また任意選択によっては関連ファイルを削除する手段を含む。任意選択によっては、「全消去」オプション３９０は、さらに、実行前に、「このまま継続すると、テーブル、グラフ、および収集されたデータファイルが消去されます。継続しますか？」などの警告メッセージでユーザの判断を促すための手段を含む。
「統計」ユーザ項目オプションまたは仮想ボタン３９５は、テーブル内のパラメータ毎に表示される次の統計、すなわち平均、変動係数（標準偏差／平均×１００）、ゲートイベント数（ゲートが設定されている場合など）、ピーク値、平均からの標準偏差のうち、１つ以上を提供するための手段を提供する。提供するための手段としては、プルダウンメニューなどがある。
「チャネルデータとして表示」ユーザ項目オプション４００は、チェックボックスあるいは仮想ボタンなど、ユーザが表内に表示するデータのタイプを選択できる手段を含む。このオプションは、たとえば、データの格納には影響しないが、データの表示に影響を及ぼす。たとえば、任意に選択できるデータのタイプとしては、信号がリニアまたはログモードなど、いずれのモードでフローアナライザから収集されたかどうかにかかわらず、チャネル番号で表示されるデータなどのチャネルデータを含む。また、任意に選択できるデータタイプとしては、たとえば、信号がログ増幅を使って収集された場合はログ値で、あるいは信号がリニア増幅で収集された場合はリニア値で収集されるデータなどのデータ値がある。
「収集するイベント」ユーザ項目オプションまたは仮想ボタン４１０は、分析評価情報ディスプレーまたはウィンドウなどで設定されたサンプル毎に収集されるイベント数を指示する手段を含む。たとえば、このオプションは、任意選択によっては、前方分散（FSC）、側方分散（SSC）、蛍光チャネル１（FL１）、蛍光チャネル２（FL２）、または蛍光チャネル３（FL３）などの対応パラメータを示す列または行を含む。このオプション４１０は、それに加え、あるいはその代替物として、任意選択によっては、所与のサンプルについて取り込まれたゲートイベントの総数を含む。
結果テーブル３７０は、任意選択によっては、図２７と図２８に例として示された「分析情報」グラフィックディスプレーウィンドウ４２０を開いてその中で設定値を編集するための「編集」ユーザ項目オプションまたは仮想ボタン４１５を含む。「分析情報」ウィンドウは、「一般」タブまたはフレーム４２１などを含む。たとえば、「一般」タブ４２１は、「説明に関する分析」項目、「オペレータ」項目、「イベント数」項目、「サンプル数」項目、または「流量」項目を含む。「出力」タブ４２３は、たとえば、ソフトウェアのクローズ時にスプレッドシートにデータを自動的にエクスポートするためのチェックボックス、またはすべてのゲートイベントおよび非ゲートイベントを記録するためのチェックボックスを含む。
システムモニター
「データ収集」アプリケーションモジュールまたは「多重分析」アプリケーションモジュールは、任意選択によっては、図２９に例として示されるグラフィックシステムモニター４２５を含む。たとえば、システムモニター４２５は、ディスプレーまたは画面の左側または右側に配置された垂直情報バーを含む。簡単にいうと、このシステムモニター４２５は、ディスプレーまたは画面の一番上または一番下に水平情報バーを含む場合もある。任意選択によっては、システムモニター４２５は、非連続であり、その各部分は、ユーザに便利なディスプレーまたは画面領域に置かれている。
システムモニター４２５は、次の機能を１つ以上含む。「システムステータス」ディスプレー４３０は、「準備完了」、「待機」、「圧力」、または「リンク不良」などの動作または警告の現行ステータスを表示するための手段を含む。任意選択によっては、システムモニター４２５は、イベント総数、ゲートイベント数、設定領域内のカウント数、または逸失イベントもしくはデータを収集できなかったイベントの数を表示するための「イベント」ディスプレー４３５を含む。できれば、逸失イベントの数は常にゼロと等しくなければならない。任意選択によっては、システムモニター４２５は、１秒毎に記録されるイベントを表示してビードの密度を指示するための「イベン数ト／秒」ディスプレー４４０などの、「イベント数/単位時間」ディスプレーを含む。この「イベント数／秒」ディスプレー４４０は、総密度値、ゲートイベントの密度値、または設定領域の密度値を含む。任意選択によっては、システムモニター４２５は、「イベント数／μL」ディスプレー４４５など、たとえば、結果テーブル３７０上の編集オプションを選択することにより設定した流量に基づいて、マイクロリットル当たりのイベント数を表示するための「イベント数/液体単位」ディスプレーを含む。
ヒストグラムフレーム
「データ収集」アプリケーションモジュール３００または「多重分析」アプリケーションモジュール３０５用のグラフィックディスプレーは、１つ以上の選択可能機能タブを有するユーザ選択可能なフレームを含む。このような機能タブは、図３０に実例として示されたヒストグラムタブまたはフレーム４５０などのデータグラフを１つ以上含む。データグラフは、任意選択によっては、収集されたリアルタイムデータのグラフィックディスプレー、または時間遅延ベースで収集および表示されるデータのグラフィックディスプレーを提供する。データグラフは、結果テーブル３７０の中の「チャネルデータとして表示」オプションまたはチェックボックス４００などの他のグラフィックディスプレーの要素と協同する。
実例として、リニアチャネル内の分析結果を表示する場合は、ユーザは、結果テーブル３７０の中の「チャネルデータとして表示」チェックボックス４００を選択もしくはチェックする。このような任意選択のデフォルトデータは、「チャネルデータ」チェックボックスにチェックが入っていない場合、そのデータの収集と格納を行うモードでレポートされる。任意選択によっては、ヒストグラム４５０にマウスポインターを配置し、希望する機能について右または左マウスボタンをクリックすることなどによって、仮想ポインターによりこれらの機能のうちの少なくとも１つが選択される。たとえば、デフォルトデータグラフタイプであるヒストグラムタブ４５０は、次の機能を１つ以上含む。もちろん、下記のＸ軸とＹ軸は、ユーザの都合に応じて交換可能である。
Ｘ軸機能は、ヒストグラムのＸ軸上に表示されるパラメータをユーザが選択する手段を提供する。任意選択のパラメータとしては、たとえば、前方分散、側方分散、蛍光チャネル１、蛍光チャネル１、蛍光チャネル２、蛍光チャネル３、蛍光チャネル４、蛍光振幅、または蛍光幅などがある。
「ゲート」機能は、ヒストグラムまたはその他のデータグラフの中のゲートをユーザが調整する手段を含む。ゲートが設定された後は、結果テーブル３７０内に反映されるデータは、そのゲートを通じて、あるいは設定時には上記のドットプロットを通じて処理される。
「スイッチ」機能は、収集ゲートが定義されたパラメータを表示するようヒストグラムを切り替える手段を含む。
「作成」機能は、新規ゲートを作成する手段を含む。この手段は、垂直の点線などゲート境界線上などにマウスポインターを配置し、点線を選択し、それを希望の新規位置にドラッグして新規ゲートの境界線を形成することによる新規ゲートの調整を含む。
「削除」機能は、現行ゲートを削除または除去する手段を含む。
「オートスケール」機能は、蛍光チャネル１、蛍光チャネル２、または蛍光チャネル３用などの１つ以上のヒストグラムをユーザが同一Ｙ軸スケールに設定する手段を含む。
「設定スケール」機能は、ユーザがY軸スケールを、任意選択によっては手動で設定する手段を含む。ユーザは、この手段を使って、イベントの最大数を設定および入力する。
このフレームはユーザ選択可能な光増幅器またはPMTのフレームまたはタブ４５５を含み、これは、図３１に例として示されたフローアナライザの光電子倍増管もしくは光増幅器の設定値を制御する手段を含む。任意選択によっては、この手段によって加えられた変更は、フローアナライザの制御盤上に反映される。
「PMT」タブ４５５は、チャネルオプション４６０を含む。このオプションは、前方分散、側方分散、蛍光チャネル１、蛍光チャネル２、蛍光チャネル３、または蛍光チャネル４などのパラメータを選択するための手段を含む。蛍光チャネル４は、適切に修正されたFACS CaliberモデルBecton-Dickinsonフローサイトメータなどと共に使用される。パラメータを選択すると、任意選択によっては、その詳細がフレーム内に表示される。任意選択によっては、それらのパラメータへのすべての変更内容は、それらが表示されるかどうかにかかわらず、保存される。
「PMT」タブ４５５は、任意選択によっては、リニアモードまたはログモードのいずれかをユーザが選択するための手段を含む「データモード」オプション４６５を含む。「PMT」タブ４５５は、また、任意選択によっては、PMTなどの光増幅器の電圧を調整するための検出器機能、またはリニアデータモード選択時にリニアゲインを調整するための増幅器機能、あるいはその両方をユーザが選択するための手段を有する「ステージ」オプションも含む。「PMT」タブ４５５は、任意選択によっては、選択したデータモード４６５またはステージ４７０などによって、グラフィックスケールなどを使用して、選択したチャネルの光増幅器またはPMTの電圧もしくはゲインを設定するための手段を含む。
「PMT」タブ４５５は、任意選択によっては、チャネルセレクタまたは閾値スライダ、あるいはその両方を有する「閾値」オプション４８０も含む。チャネルセレクタは、ユーザが調整対象のパラメータを閾値スライダを使って選択することを可能にするプルダウンメニューを含む。たとえば、デフォルトパラメータは側方分散である。閾値スライダは、選択されたパラメータの閾値に合わせてチャネル番号を調整するための手段を含む。つまり、ユーザは、スライダを操作することにより、イベントの検出のための最小チャネル限界を設定する。
フレームは、また、任意選択によっては、図３２に例として示したユーザ選択可能な「補正」タブ４８５も含む。「補正」タブ４８５は、閾値スライダを使って提供される蛍光チャネルの１つ以上について、ソフトウェアスペクトルオーバーラップ補正オーバーライドの割合（たとえば、０パーセントから９９パーセント）をユーザが設定するための手段を含む。この「補正」タブ４８５は、また、任意選択によっては、たとえば、ソフトウェア補正オーバーライドを選択するための選択またはチェックボックス４９０を含む。この機能はまた、ソフトウェア補正オーバーライド用に利用できる蛍光チャネルを含む。この目的のため、実例として、ソフトウェア補正オーバーライドチェックボックス４９０がチェックも選択もされていない場合、フローアナライザハードウェアによって設定された補正レベルは有効なままとなる。
各蛍光チャネルは、選択可能なオプションボタンなどを含む。チャネル用のオプションボタンが選択されると、補正レベルは、任意選択によっては、タブ上などに表示される。任意選択によっては、設定された補正レベルはすべて、タブ上に表示されていないときでもソートされる。たとえば、「補正」タブ４８５は、グラフィック補正スライド４９５の補正などによって調整可能な次の蛍光チャネル範囲のうちの１つ以上を含む。
% FL１−% FL２ （蛍光チャネル２から蛍光チャネル１の中への蛍光干渉を低減する）
% FL２−% FL１ （蛍光チャネル１から蛍光チャネル２の中への蛍光干渉を低減する）
% FL２−% FL３ （蛍光チャネル３から蛍光チャネル２の中への蛍光干渉を低減する）
% FL３−% FL２ （蛍光チャネル２から蛍光チャネル３の中への蛍光干渉を低減する）
% FL２−% FL１ （蛍光チャネル１から蛍光チャネル２の中への蛍光干渉を低減する）
% FL１−% FL３ （蛍光チャネル３から蛍光チャネル１の中への蛍光干渉を低減する）
グラフィック色補正スライド４９５を使用すると、たとえば、ユーザは、０％から９９.９%へなど、上記チャネル範囲の割合を設定することができる。フレームは、任意選択によっては、一重項（単一ビード）と二重項（互いに無目的に取り付けられた２つ以上のビード）を区別する手段を有する、図３３に例として示される「ダブレット識別」モジュール（DDM）タブ５００を含む。DDMタブ５００は、たとえば、この機能を有効にするための選択可能なチェックボックス５１０などを含む。任意選択によっては、DDMチェックボックス５１０は、関連フローアナライザが二重項を検出できる場合には、常にチェックを入れるか、またはデフォルト機能としてチェックが入れられる。DDMタブ５００は、任意選択によっては、パルス処理用の適切なパラメータをユーザが選択するための手段を有する「応用コレクタ」機能５１５を含む。実例として、ユーザは、蛍光チャネル１、蛍光チャネル２、または蛍光チャネル３などのチャネルを１つ以上選択して、より多くの特定データを入手する。DDMタブ５００は、任意選択によっては、たとえば、仮想スライダによってユーザがゲインを設定するための手段を有する増幅器機能５２５を含む。実例として、FL−Aスライダは、任意選択によっては、ユーザが「応用コレクタ」機能の中で選択するチャネル用の信号領域を設定することを可能にする。同様に、例として、FL−Wスライダ５３０は、任意選択として、ユーザが「応用コレクタ」機能５１５の中で選択するチャネル用の信号幅を設定することを可能にする。
ドットプロットフレーム
「データ収集」アプリケーションモジュール３００または「多重分析」アプリケーションモジュール３０５用のグラフィックディスプレーは、任意選択によっては、図３４に実例として示した収集データのドットプロットグラフィックディスプレーなど、リアルタイムの２パラメータのグラフィックディスプレーを表示するためのもう一つのフレームを含む。このディスプレーは、任意選択によっては、時間遅れがあり、３つ以上のパラメータを含むことが理解されている。ドットプロットグラフィックディスプレーは、たとえば、データを小さなドットの集積として表し、各ドットは、たとえば２つのパラメータに基づいてデータポイントを表す。
「ドットプロット」グラフィックディスプレー５３５は、データのディスプレーについて、１つ、２つ、またはそれ以上の選択項目を含む。たとえば、任意選択の選択項目は、色のコントラストや違い、濃淡、またはハッチングなどで表現される密度の増加または減少によって、イベントの一定の集積を表示するための手段を有する密度ドットプロット５４０を含む。「ドットプロット」グラフィックディスプレー５３５は、代替的に、あるいはそれに加えて、１個とか２個とか、または１００個以上とか、フローサイトメータによって収集された最新のイベントの数を表示するための手段を有する「減衰ドットプロット」５４５を含む。任意選択によっては、この「減衰ドットプロット」５４５は、データの収集あるいは時間遅れでの更新に伴って、連続的に、つまりリアルタイムで更新される。
「ドットプロットフレーム」５３５の追加任意選択機能は、次の中の１つ以上を含む。これらは、たとえば、「ドットプロット」フレームの中で右または左マウスボタンをクリックするなど、仮想ポインターによって選択される。たとえば、任意選択のＸ軸またはＹ軸の選択項目は、たとえば、前方分散、側方分散、蛍光チャネル１、蛍光チャネル２、蛍光チャネル３、蛍光領域、または蛍光幅というパラメータのうち１つ以上を設定するためのそれぞれのプルダウンメニューを含む。これの代替物として、あるいはそれに加えて、ユーザは、Ｘ軸またはＹ軸上でマウスを左クリックまたは右クリックするなどして選択を行うことにより、これらのパラメータを定義もしくは再定義することができる。
「領域」選択項目は、任意選択の「ドットプロットフレーム」機能である。任意選択によっては、これはデータ収集アプリケーションモジュールの中でのみ利用可能である。「領域」選択項目は、ユーザのニーズに固有なデータを表示するための領域をユーザが設定するための手段を含む。また、「領域」選択項目は、次のオプションのうちの１つ以上を含む。「表示」オプションは、選択時に、ディスプレーを、指定領域が存在するパラメータに移行するための手段を含む。「作成」オプションは、次の手順のうちのたとえば１つ以上の手順によって新規領域をユーザが作成するための手段を含む。たとえば、マウスポインターは、その新規領域を作成する「ドットプロット」の中の領域に移動される。左または右マウスボタンは、希望領域を取り囲む適正な場所で関連カーソルをドラッグしている間に、左または右マウスボタンが押される。任意選択によっては、取り囲まれた領域は、グレーから白に色を変えて、その新規領域の位置と場所を指示する。たとえば、設定された領域を修正するには、シフトキーなどのキーボードキーおよび左または右マウスボタンがドラッグされる間、任意選択によっては、押される。
「密度プロット」オプション機能５５０は、図３５の例として示されている。オプション機能５５０は「密度ドットプロット」のスケールまたはその他の機能を調整するための手段とディスプレーには重要でないと判断されたデータ値を排除するための手段を含む。たとえば、「オプション」選択項目は、「フィルタレベル」の入力選択またはチェックボックス５５５を含み、これは希望のレベル以下になるイベントを除外するための手段を含む。たとえば、「フィルターレベル」チェックボックス５５５にチェックが入っていない場合、「レベルの上に表示」オプション５６０が、たとえば、利用できず、「レベルマルチプライア」オプション５６５が影響をもたない構成もある。「レベルの上に表示」オプション５６０は、動作時には、ドットプロット５３５の中でイベントが表示されるレベルをユーザが設定するための手段を含む。このレベルより下のイベントが無視される構成もある。このレベルは、たとえば、「レベルマルチプライア」５６５の指数を含み、また、たとえば１と８の間で設定することができる。ただし、８を越えるレベルもも可能である。「レベルマルティプライア」５６５は、表示前に、領域内に入らなくてはならない必要なイベント基本数をユーザが設定するための手段を含む。
実例として、「フィルタレベル」チェックボックスにチェックが入れられ、「レベルの上に表示」オプション５６０が３に設定され、「レベルマルチプライア」５６５が２に設定されている場合は、イベントは、８個以上のイベントが登録されるまで表示されない構成もある。この実例に従って、ドットプロットディスプレーの中の最初のカラーレベルは８イベント、２番目のカラーレベルは１６イベント、３番目のカラーレベルは３２イベントというようになっている。
多重分析モジュールの任意選択の他の機能
「多重分析モジュール」３０５を、任意選択によっては、「データ収集」モジュール内で使用可能な機能に追加される。「多重分析モジュール」３０５の任意選択機能について、以下に説明する。
「多重分析モジュール」３０５は、たとえば、図３６に実例として示した１つ以上の機能タブを有する「分析情報」グラフィックディスプレーウィンドウ４２０を含む。たとえば、上記の「一般」タブと「出力」タブに加えて、またはその代わりに、任意選択の「ビード設定」タブ５７０は、次のオプションの中の１つ以上を含む。
「ビード設定」タブ５７０は、任意選択によっては、１つ以上、最大で全ての利用可能なビード集合をリストするための手段を有する「利用可能」オプション５７５を含む。「ビード集合」タブ５７０は、任意選択によっては、視覚想起を容易にするため、実験での使用に選択されたビード集合をユーザが記憶する手段を有する「選択済み」オプション５８０を含む。「ビード集合」タブ５７０の、「利用可能」オプション領域と「選択済み」オプション領域の間に配置された任意選択の仮想矢印ボタン５８５は、使用するビード集合をユーザ単独もしくはグループで追加または削除するための手段を提供する。たとえば、矢印ボタン５８５は、任意設定によっては、選択済みビード集合上で追加と選択済みビード集合上で削除用にそれぞれ単一の右矢印ボタンおよび単一の左矢印ボタンを含む。これに加え、あるいはその代わりとして、任意選択によっては、全ビード集合を「選択済み」オプション領域に加え、全ビード集合を「選択済みオプション」領域から削除するために、それぞれ、二重右矢印ボタンおよび二重左矢印ボタンが実行される。
「ビード集合」タブ５７０は、任意選択によっては、たとえばユーザ識別を容易にするため、特定の分析または機能に対応するビードの標識または改名をユーザが行うための手段を有する「キャプション」オプション５９０を含む。任意選択によっては、選択済みのオプション領域またはウィンドウの中で、ビードの元の数字または英数字名称が、たとえば「キャプション」オプション５９０を使用してユーザが提供した標識または名前に含まれる。
「ビード集合」タブ５７０は、「最小分配（％）」オプション５９５を含む。このオプションは、仮想スライダーのように、最小分散レベルをたとえば１％と、本例のシステムがたとえば統計的に有意となるために十分なイベントを収集しないビード集合を無視できる９９％の間でユーザが選択する手段を含む。たとえば、本例のシステムがサンプル毎に１６００イベントを収集するよう設定され、１６ビード集合が各サンプルに含まれている場合には、１ビード集合当たり１００イベントという平均値が予測される。ユーザは、任意選択によっては、統計的に受入れ可能な、１セット当たりの最小イベント数を決定する。つまり、たとえば１つのビード集合を除くすべてが８５〜１２０イベントを記録し、１つのビード集合が７イベントを記録する場合、その１つのビード集合に問題が存すると予測される。ただし、最小分散（％）オプション５９５をたとえば２５％に設定することにより、各セットは２５イベント（１セット当たり１００ビードの２５％）を記録しなければならない。そして、そうならない場合はデータ収集から廃棄される。したがって、希望の最小分散レベル以下のビード集合については、データが収集または表示されないことがある。
「ビード集合」タブ５７０は、任意選択によっては、「蛍光チャネル１（FL１）を正規化」オプション６００を含む。このオプションは、ユーザ選択項目領域またはチェックボックスを含み、たとえばこのチェックボックスが選択またはクリックされると、データを集合として捨てることができる擬似データポイントを除去するようシステムに指示する手段を含む。
「ビード集合」タブ５０は、任意選択によっては、「背景制御サンプル」オプション６１０を含む。発明者である私は、標準ミクロスフェアまたはビードの内部に含まれる染料が、関心ある検体の検出済み蛍光を反映するために任意に選択されたチャネル、つまり蛍光チャネル１の中にある程度にじみ出すことを発見した。このスペクトルオーバーラップ、つまりにじみ出しは、任意選択によっては、FL１− % FL２の設定を約４０%にして「補償」タブ上のヒストグラムフレームの中で補正するのが有利である。
ただし、発明者である私は、このスペクトルオーバーラップ補正のより正確な方法には、検体とレポーターが存在しない状態で各ビードタイプの平均サンプルスピルオーバーを記録することも含まれることを確かめた。この平均スピルオーバーは、任意選択によっては、それらのサンプルの真平均蛍光読取値を得るために、以後のサンプルの平均から差し引かれる。
「背景制御サンプル」オプション６１０は、たとえば、ユーザ選択項目領域またはチェックボックスを含む。「背景制御サンプル」チェックボックス６１０にチェックを入れるかこれを選択することで、このオプションが有効になる。任意選択によっては、デフォルトの方策として、このチェックボックスが選択またはチェックされていない場合、補正は、任意選択によっては、「補正」タブ４８５により調整できる。このオプションがこのように有効化されると、結果テーブル３７０の中の最初のサンプルは、たとえば「背景」を読み取り、そしてたとえば、任意選択によっては、一度設定された名前を改名できない。サンプル実行後、ユーザは、任意設定によっては、それらの結果を今後の実験用のテンプレートとして保存し、そうすることにより最初に背景サンプルを実行せずに未来のフォルダー内でこれらのスペクトルスピルオーバー値を再利用できるようになる。可能な限り最大の正確さを確保するため、任意選択によっては、背景サンプルは、各実験について実行した方が有利であり、また光増幅器またはPMTの設定を較正または変更した後に実行するのが有利である。
多重分析アプリケーションモジュール３０５は、任意選択によっては、たとえば、ドットプロットディスプレーの中に「永久ビード格子」を含んでいる。上記の通り、本例に従って使用された各ビード集合は、有利にも、蛍光チャネル２、蛍光チャネル３（FL２×FL３）ドットプロット内にユニークなスペクトル領域をもっており、これが各ビード集合のユーザ選択またはメーカー選択されたユニークな数字名称または英数字名称に有利に対応している。この領域は、たとえば事前定義される場合がある。使用するために選択されたビード集合がそれぞれの領域に入らない場合は、ユーザは、都合よく、フローアナライザの再調整の必要性に対する警告を受ける。ドットプロットディスプレー５３５は、サンプルランの結果を表示し、側方分散ゲートを通過する全イベントなど、すべてのゲートイベントを表示する手段を含む。
ドットプロットディスプレー５３５は、任意選択によっては、「ビード表示」オプション６１５を含む。このオプションは、たとえば、全イベントオプションの中から全ゲートイベントオプションを、またはプルダウンメニューからビード番号オプションをユーザが選択することによって、すべての（ゲートおよび非ゲート）ビード集合、すべてのゲートイベントのみ、あるいは特定のビード集合を表示するためのプルダウンメニューおよび手段を含む。例として、この全イベントオプションは、ゲートビードも非ゲートビードもすべてのビードを表示する手段を含み、指定されたビード集合領域の外にイベント含む。この全ゲートイベントオプションは、側方分散ゲートなどに記録されるイベントを表示する手段を含み、またビード集合領域の外にイベントを含む。ビード番号オプションは、選択したビードタイプに関連付けられた全データを表示するための手段を含む。このため、データは、任意選択によっては、側方分散ゲートおよびビードタイプ領域などによって区別される。
任意選択によっては、「ドットプロット」ディスプレー５３５は、「ドットプロット」ディスプレー５３５上の希望のビードタイプ領域の中でユーザがクリックまたは選択することによって、特定のビードデータを表示するための手段を含む。「ドットプロット」ディスプレー５３５は、任意選択によっては、たとえば、そのビードタイプのビード詳細をボックスまたは表の形式で表示するための手段を含む。たとえば、ボックスは、任意選択によっては、元のビードタイプの英数字コード、ユーザ選択ビードタイプ名、またはそのカウント数、つまりそのビードタイプ領域内で収集されたイベント数を表示する。
分析開発の概要
分析は、本例に従って、標準結合分析用の標準構成で設定される。たとえば、蛍光分子の直接結合、蛍光「二次」抗体を使った捕獲／サンドイッチ分析、蛍光配位子を使用した拮抗的阻害分析、または、DNAハイブリダイゼーション分析、酵素分析が実行される。実例として、受入れ可能な分析のセットアップは以下を含む。ターゲット分子がビード集合の中の各ビードに結合される。レポーター分子は、たとえば、緑色の蛍光レポーター群で標識される。この分析は、任意選択により、たとえば、ターゲット分子およびレポーター分子の濃度、ビード数、または分析条件に合わせて最適化される。
ターゲット結合については、たとえば蛋白質またはオリゴヌクレオチドを所与のサブセットのビードに結合するためのサンプル手順は、下記の通りである。これらの手順は、初期の分析セットアップ用の、非制限的な例示的なガイドラインとしてのみ意図されている。実例として、ガイドラインは、最大量に近い料のターゲット分子をビードに結合することを含む。その代わりに、このガイドラインは、最小検出可能量のターゲット分子をビードに結合することを含む。
操作方法の例
上記装置を考慮して、図示のみによって与えられたそのための操作方法はここに説明されている。上記のように、ビードは各々の個別サブセットで識別される。各ビードはそれに対応付けられたビード識別子(ID)を持っている。各ビード、たとえば蛍光チャネル1について言えば、FL1統計が収集される。研究者または診療所が一般的に関心を示しているのはFL1統計である。それは生物学的活動がビードにどれだけ見られるかの指標であるためである。ビードには一定量の蛍光チャネル2(FL2)および蛍光チャネル(FL3)が含まれている。しかし、それは個々のサンプル、すなわちヒトの血清に入っており、その中の反応分析作用がFL1信号または蛍光がどれだけ発見または検出されているかを定義する。
たとえば、各ビースタイプの100のイベントが収集される。ただし、そのアッセイは読込みできるものであること。この100のイベントについて言えば、FL1信号のすべてが合計され、平均またはピーク読み値または標準偏差、変動係数、および各種統計がそこから取り出される。統計が収集されると、ソフトウェアアプリケーションがデータ表、すなわち実行済みで異なるサンプルを表示している行が生成される。
ソフトウェアおよびハードウェアの実行中は、イベントが入り、オプションでたとえば前述され、図示されているように、リアルタイムでOCXグラフィックコントロール上に表示される。一般に、OCXはオブジェクトリンキングアンドエンベディング(OLE)カスタムコントロール、すなわちMicrosoftのWindowsシステムで実行しているアプリケーションが使用できるように作成される特殊目的プログラムである。OLEは何れの言語ででも書くことができ、本システムの何れのアプリケーションでも動的に使用できる「プラグアンドプレイ」プログラムの開発をサポートしているところが便利である。このプログラムはコンポーネントとして知られており、それが実行されるアプリケーションはコンテナとして知られている。本例では、たとえばOCXは表示を、たとえばチャネル個々のヒストグラムを担当している。このように、制御／分析ソフトウェア50は、例えばOLE制御である2つの制御を持っている。制御／分析ソフトウェア50は「LumGraphコンポーネント」と呼ばれるグラフィックコンポーネントまたはLumGraph.OCX 700に命令して、たとえばヒストグラムのように動作させたり、または、たとえばＸ−Ｙプロットのように動作させる。
LumAPIアプリケーションプログラムインターフェースコンポーネント705は、フローアナライザからリアルタイムでマシン情報を獲得すると、たとえば図４３および図４４に示されているように、ファイルに事象を出力する。APIすなわちアプリケーションプログラムインターフェースは、コンピュータオペレーティングシステムまたはアプリケーションプログラムを書いているプログラマがオペレーティングシステムまたは別のアプリケーションに要求できる別のアプリケーションプログラムによって規定されている特定の方法である。LumAPIコンポーネント705にはダイナミックリンクライブラリ(DLL)が含まれていて便利である。DLLは小さなプログラムの集合体であり、そのいずれかはコンピュータで実行中の最大プログラムにより必要に応じて呼び出される。
小さなプログラムは大きなプログラムがドーターボードなどの特定デバイスとの通信を可能にするが、これはしばしばDLLプログラム(一般にDLLファイルと呼ばれる)にパッケージにされている。LumAPIコンポーネント705はオプションでDLLファイルとして実行されるが、メインプログラムと共にRAMに入っている必要がないため、コンピュータのRAMスペースが節約できて便利である。
図４３に示されているように、制御／分析ソフトウェア50は、たとえばLumGraphコンポーネント700に対してリアルタイム出力がどうなるかを通知することでLumGraphコンポーネント700とLumAPIコンポーネント705をリンクさせる。LumGraphコンポーネント700は、たとえば次にこのリアルタイム入力にアクセスする。次にLumGraphコンポーネント700はこのデータを制御／分析ソフトウェア50を介して利用できるモニターに出力する。制御／分析ソフトウェア50はLumAPIコンポーネント705を初期化し、これを通話相手マシンおよび観察するビードタイプに命令を出す。これは、たとえば可能な64ビードタイプを持つ。もちろんビードタイプの他の数でも問題はない。
LumAPIコンポーネント705は、たとえばデータベース720すなわちイベントの出力、および上部チャネル、側方分散、FL1、FL2および／またはFL3を表す生データを保存する。LumGraphコンポーネント700は、たとえば同一データにグラフィカルにアクセスして制御／分析ソフトウェア50に表示するが、これは次にデータを表示する。
統計は、たとえばLumAPIコンポーネントに生成される。制御／分析ソフトウェア50はこの統計をLumAPIコンポーネント705から検索し、それを周期的または非周期的に再ポーリングして最新の統計を獲得する。このようにして、統計は制御／分析ソフトウェア50へ戻り、これで情報が、たとえばテーブルにリアルタイムで適切に表示される。ソフトウェア50は、たとえば統計分析を実行する。次にこのソフトウェアはオプションで統計の結果を1つ、2つまたはそれ以上の外部ファイルタイプ710および712に、たとえばスプレッドシート形式で記録する。
機器コンポーネントに関しては、たとえば、テストプローブまたはニードルがサンプルチューブに入り、チューブからサンプルを取り出してマシンに入れる、ということを理解されたい。たとえば、注入ポンプは実際に下に下り、そのサンプルをバルブから吸入する。バルブはオプションで注入ポンプに三方弁を持つため、サンプルは標準のサンプルループに入る。次に、バルブが切り替えられ、サンプルが別のチューブから光アセンブリに注入される。サンプルループが組み込まれているため、サンプル液が注入ポンプを汚染することがないのが有利である。たとえば、サンプルはニードルを通って光アセンブリに入り、ニードルの先端に小滴を形成する。
上述のように、小滴はビードと溶液からなっている。たとえば、チューブには10億個、またはそれ以上またはそれ以下のビードが入っている。たとえば、ビードは非常に小さいため肉眼では見えない。事実、ビードおよび溶液の混合液は透明な水のように見える。たとえば、小滴は光アセンブリのキュベット内のニードルの先端に形成される。
上述のように、システムは給水など、シース供給液体入りのシース液コンテナを持っている。コンプレッサポンプは水の上部に空気圧力をかけ、水を、たとえば約5.5 psiでシステムに強制的に送る。ピンチバルブが水供給を遮断し、サンプルが流れていない時に水を節約する。空気圧力はこの水を、たとえばピンチバルブを通過した後に光アセンブリに送る。そこで水はキュベットをその首が下になった部分まで満たすため、砂時計の形が逆さになった片方に似ている。
シース液、たとえば水はキュベットの大部分を満たし、水が首の下になった部分まで入ると、水は急速に加速する。したがって、たとえば秒速約10分の1メートルで動くのではなく、シース液は、たとえばその首下部分では量の制限により秒速約5メートルで動く。加速している水はニードルの先端に形成するサンプル水滴を伸ばす。この背後にある流体力学原理は有名である。液体がレーザーのある光アセンブリの部分に到達するまでには、サンプルは、たとえば直径が約12ミクロンという極細いより糸状に伸ばされている。もちろん、これより太いまたは細い他のサイズのより糸状でも有効に使用できる。
表示領域には、たとえば断面積が200ミクロンである200ミクロンのチェンバーまたは毛管がある。断面積の外側188ミクロン、および断面積の真中または事実上の中心、たとえば中心の12ミクロンにはサンプルが入っている。レーザーなどの光源はまた、たとえば事実上の反対側からビームを、たとえば幅30ミクロン、長さ60ミクロンの同一点に集中させて毛管に沿った正確な一点に光の位置を合わせる、または光を向ける。ビードおよびサンプル液がレーザー光を通過すると、内部に蛍光染料を持つビードは発光し、次に蛍光し始める。すなわちビードは自らが励起する波長を発する。
複数の光検出器は表示領域またはチェンバーの周囲を取り囲み、また、レーザーが光を向けた極小さな点に方向を向ける。光検出器は事実上同一点に焦点を絞り、ライトビームを通過するビードの像を映す。すなわち、たとえば蛍光チャネル1、2および3に対応する蛍光値は光検出器のおのおのまたはすべてに接続している光ファイバーケーブルに伝送される。ケーブルはオプションでマルチモードファイバーを取り付けでき、その中で光はファイバーを移動し、光フィルタを通過する。たとえば、光フィルタは、たとえば関連した特定の波長だけを通過させてエレクトロニクス、たとえば4つのフィルタ、4つのチャネルおよび4つの検出器へ送る。
関連帯域の光がフィルタを通過した後、光は標準のアバランシェフォトダイオードなどの光アンプに入る。アバランシェフォトダイオードは光または光子を電子に変換する回路である。光がアバランシェフォトダイオードに多く入れば入るほど、それだけ多くの電流がアバランシェフォトダイオードによって入る。次に電流は、たとえば約100万倍の利得を持つ送信ビードアンプによって電圧に変換される。すなわち、たとえば100万倍再増幅される。電流は次にop-amp (演算増幅器)フィルタに入力され、その帯域は信号を制限し、事実上すべての高周波数ノイズを除去して、たとえば450kHzにする。次にop-ampの出力はオプションで再度増幅され、その後に、たとえば４台のA/Dコンバータの一台に送られる。代替方法としては、それ以上のA/Dコンバータの使用も可能であるが、関連のCPUの処理能力によってのみ制限される。たとえば、5台から8台のA/Dコンバータをオプションで含めることもできる。各A/Dコンバータの後部には4台のA/Dコンバータのおのおのを読み込み、それによって、たとえば毎秒400万回の読み込み演算（すなわちおのおののA/Dコンバータが100万回の読み込み演算）を実行する2181ディジタル信号プロセッサなどのDSPである。わかりやすく説明すると、たとえば、A/Dコンバータが5台なら毎秒500万回の読み込み演算をすることになる。これはDSPのメモリ内の１つまたはそれ以上の循環バッファに記憶される。
DSPの別の演算スレッドはサンプルデータにイベントが存在するかどうかを絶えず検索する。イベントにはバックグラウンドレベルを超える信号レベルがあり、アバランシェフォトダイオードによって作成される一つまたはそれ以上のパルスとして現れ、A/DコンバータからDSPに入る数が次第に増大する。上記の数がオプションでユーザが設定するあるしきい値に達すると、イベントはトリガーされ、パルスはDSPソフトウェアによって分析される。オプションにより、便利なことに、それが同時にビームを通過する二つのビードに対して単一ビードイベントであれば、DSPは再度その波形の分析によってそれを有効イベントとして受け取る。全蛍光チャネルの値、すなわち各蛍光チャネルのピーク値は次にレコードの形式で、たとえばマイクロコンピュータに渡される。
マイクロコンピュータは、ダイレクトメモリアクセスによってDSPに有利にリンクされており、DSPメモリからこれらのパケットを取り出し、それをフォーマットし、それを制御／分析ソフトウェアに渡す。マイクロコントローラも他の多数の機能を担当する。本コントローラは注入ポンプを制御し、たとえばどれだけの量を吸出し、どれだけ速く吸出し、または廃物を排出すべきかどうかを命令する。コントローラはオプションで注入ポンプの洗浄サイクルの実行を制御し、たとえばサンプルの繰越が起こらないようにする。マイクロコントローラはオプションでピンチバルブを制御し、装置へのシース流を開始および停止させる。マイクロコントローラはオプションでアバランシェフォトダイオードの高い電圧の偏りを制御する。アバランシェフォトダイオードはオプションで演算をするために高圧を要求するため、マイクロコントローラはオプションでおのおのの特定アバランシェフォトダイオードの特性に基づいて各蛍光チャネルのために正確な電圧を設定する。
１個のアバランシェフォトダイオードはオプションにより最小限の効率で演算するためにわずか10ボルトを必要とし、または最大限の効率で演算するために200ボルトも必要とする。マイクロコントローラはオプションでこの動作電圧をも調整する。本コントローラはオプションにより吸入器アームが下になっている場合スイッチを検出し、サンプルの吸入が開始したことを感知する。マイクロコントローラはオプションにより空気圧の監視をも行い、シース液の十分な空気圧を確保し、たとえばコアサイズが12ミクロンという有効なサンプルを供給する。当然ながら、シース液の圧力が低ければ低いほど、コアサイズがそれだけ大きく、また、圧力が高ければ高いほど、コアサイズはそれだけ小さくなる。
有利なことに、シース液圧が、６〜 ７．５psi、たとえば６．５psiでサンプルの注入速度が毎秒約１マイクロリットルでは、理想的な12ミクロンのサンプルコアが得られる。マイクロコントローラは高電圧をも監視し、この電圧を読み戻り、すべてが適切に動作していることを確認し、多数の診断を行う。本システムの上部にはオプションでエアシリンダーが付き、これがオプションによりシース液をシステムに通すのと同じ空気圧ポンプを共有する。余分な圧力はエアシリンダーを上下動させるのに使用される。エアシリンダーはオプションでテストプローブに取り付けできる。その結果、空気がエアシリンダーの上部または下部に強制的に送られると、サンプルニードルは上下動する。このような構成はオペレータが瞬間診断システムのスタートボタンの「ON」を押す手間を大幅に低減させるという利点がある。
本システム全体ではいくつかの利点がある。レーザーのセットアップなど、光源のセットアップはすべてのコンポーネントが同一ベースに搭載されるため非常に安定しており、レーザーのビームをさらに細くまたは絞り込むことが可能である。すなわち、設定が非常に安定しているため、液体の流れのかなり正確なスポットがビードの読み取りのために得られる。本例のもう一つの特徴は、安定性があるため100ミリワットの電力を必要とする低電力レーザーが使用できることである。ただし、3ミリワット以下または3ミリワットから30ミリワットまでの電力を必要とするレーザーを交互に使用できる。
本例のもう一つの特徴は、他のサイトメータではpsi定格がかなり高い非常に高価なコンプレッサを必要とするのに対し、psi定格がかなり低いコンプレッサを使用できることである。毎秒20,000ビードまで操作できる高速サイトメータは30psi以上という高い圧力を要求するのが普通である。したがって、本例に使用されているコンプレッサは従来のフローサイトメータに較べてはるかに低廉で、コンパクトサイズで、耐久性が高い。
本例のもう一つの重要な特徴は、光学アセンブリは多数の異なる部品で構成されているが、オプションにより１枚の堅牢な板にボルト締めできるため、それがキュベット、表示チェンバー、レーザーおよび検出器を保持し、すべてをまとめて確実に取り付けることができる。アセンブリはステンレススチールの構成であるが、その他の堅牢な材料を使用することもできるのが有利である。さらに、レーザー／検出器アセンブリはコンパクトタイプで耐久性が高く、かつ、発送が簡単で、機能上の損傷もほとんどまったく来さない。
サンプルプログラムコンポーネント
LumAPIライブラリ705には、たとえば標準のアプリケーションプログラミングインターフェースライブラリが組み込まれており、シリアルまたはパラレル接続によりフローサイトメータと通信する。LumAPIライブラリ705はオプションにより、例として図４４に示したような標準の通信機能を内蔵している
標準のMHMathライブラリ715は、図４３に示されているように、整数傾向ラインを計算するルーチンを内蔵し、たとえば1、2、3、またはそれ以上のデータポイントの任意の数を入力および任意の順序の整数の計算に使用される。たとえば、そのアルゴリズムはここに参照として取り入れられているC/C++ Mathematical Algorithms for Scientists and Engineers, Namir C. Shammas, O1995, McGraw-Hillから引用したものである。
図４３に示されているように、制御／分析ソフトウェア50はこれらライブラリの片方または両方と通信する。これはマンユーザインターフェースプログラムを持っており、その中にユーザに対するGUIが入っている。本プログラムまたは診断システムアプリケーションはたとえば、Microsoft Visual Basicまたは他の適切なプログラミング言語を使用して開発されたものである。本プログラムはオプションで表示ディスプレーなどの表示コンポーネント、ダイアログボックスなどのユーザ入力機構、プリント用などのユーザオプション設備が利用できる。診断システムアプリケーションもLumAPIライブラリ705と通信する制御プログラムを持っており、これもシリアルまたはパラレル接続によりフローアナライザと通信する。
診断システムアプリケーションは初期化手段またはコンポーネントを持っている。初期化コンポーネントは、たとえばLumInitライブラリ725を持っており、これがフローサイトメータ用のデバイスインターフェースを初期化し、フローサイトメータのリソースを利用する。LumInitコンポーネント725は、たとえば後述の一つまたはそれ以上の標準の呼び出し可能機能を持ち、これがもう一つのLumAPI機能を呼び出す前に呼び出される。たとえば、初期化コンポーネントは非ゼロ復帰値を戻し、初期化中にエラーが発生したことを表示する。このような場合、たとえばデフォルト復帰値はゼロである。初期化コンポーネントが実行する段階には次の段階の一つまたはそれ以上が含まれる。
初期化機能
LumInitコンポーネント
たとえば上記のように図４４に示されているようなLumInitコンポーネント手段725または機能はフローサイトメータのデバイスインターフェースを初期化する。オプションにより、LumInitコンポーネント725は利用可能なLumAPI機能の一つである。有利なことは、制御／分析ソフトウェアは、たとえばそれを他のいずれかのLumAPI機能を呼び出す前に呼び出す。LumInitコンポーネント725はバックグラウンド処理用のマルチメディアタイマーの初期化を含み、たとえば、
バックグラウンドタスクを起動し、
関連したデータ構造の初期化を含むフローサイトメータ初期化機能を呼び出し、
データ構造を初期化し、DSP２進値をメモリにロードし、DSPをリセットすると共にオプションとしてDSP２進値をシリアルまたはパラレル接続インターフェースボードにロードして初期化「OK」状態まで待機し、初期化状態が「OK」にならなければエラー状態を設定し、そしてDSPにコンピュータ通信の作動状態を通知する計器リセット機能を呼び出し、
および／または、フローサイトメトリ標準値を初期化することによってDSPをポーリングする。
LumInitコンポーネント725を使用し終えると、制御／分析ソフトウェア50はたとえばLumTerminateコンポーネントまたは機能730を呼び出す。
LumTerminateコンポーネント
LumTerminateコンポーネント手段730または機能は、たとえば図４４に示されているように、フローサイトメータでデバイスセッションを終結させ、それによってLumInitコンポーネント725を呼び出すことによって生成し、使用されたすべてのフローサイトメータのリソースを解放する。オプションでは、LumTerminateコンポーネント730はLumAPI機能である。たとえば、LumTerminateの標準機能には次のようなものがある。
バックグラウンドタスクのキル、
メモリの解放、
および／または、計器終了機能の呼び出し。
LumSetビードマップファイルコンポーネント
Lumsetビードマップファイルコンポーネント手段735または機能は、図４４に表示されているように、ファイルをロードし、これによりたとえば、あるビードサブセットのビードと別のそれの区別のように、あるビードタイプと別のそれを区別するために使われる2次元ビードマップを定義する。オプションでは、LumSetビードマップファイルコンポーネント735はLumAPI機能である。例により、各ビードタイプに一つの蛍光染料だけが使用される場合、1次元ビードマップが使用される。
LumResetユーザビードコンポーネント
LumResetユーザビードコンポーネント手段740または機能は、たとえば図４４に示されているように、ユーザがアッセイにどのビードを使用させるかを定義しているときに呼び出される最初の機能である。オプションでは、LumResetユーザビードコンポーネント手段740はLumAPI機能である。LumResetユーザビードコンポーネント手段740は、たとえばLumAPIライブラリ705内のユーザビードの内部テーブルをリセットする。
選択的に、ユーザは一度LumResetユーザビード機能740を呼び出し、必要とするビードタイプのリストを構築する。オプションでは、LumResetユーザビードコンポーネント手段740は、たとえば以下に述べられるLumSetユーザビード機能745が必要とするビードタイプのLumAPIテーブルに記憶されている値を書き直すことができれば省略される。
LumSetユーザビードコンポーネント
Lumsetユーザビードコンポーネント手段745または機能は、図４４に示されているように、LumAPIライブラリ705に対し、ユーザが、任意のビードタイプに関連付けた一意の識別子によるビードのビード統計を獲得しようとしていることを通知する。オプションでは、LumSetユーザビードコンポーネント745はLumAPI機能である。
たとえば、ユーザはLumSetユーザビード機能745を繰り返し呼び出し、関連ビードタイプのリストに追加ビードを追加する。代替実施例では、ユーザはLumSetユーザビードコンポーネント745を一度呼び出し、関連ビードタイプのリストに追加ビードを追加する。前述のように、ユーザはLumSetユーザビード機能745を呼び出す前にLumResetユーザビード機能740を呼び出し、ビードの内部リストをクリアする。オプションにより、LumSetユーザビード機能745のパラメータはユーザ指定リテラルを持ち、任意のビードタイプに対応付けられる。
DSP制御／監視コンポーネント
LumReadパネル設定コンポーネント
LumReadパネル設定コンポーネント手段750または機能は、図４４に示されているように、フローアナライザ設定の現設定をユーザ指定バッファにコピーする。オプションにより、LumReadパネル設定コンポーネント750は、ある場合は、前回の呼び出し以来どの設定がLumReadパネル設定機能750に変更したかを表示する。
LumChangeパネル設定コンポーネント
LumChangeパネル設定コンポーネント手段755または機能は、図４４に示されているように、ユーザが一度に一つまたはそれ以上のフローアナライザの設定を変更できるようにする。ユーザ指定バッファの設定は目的のパネル設定を持っており、オプションで、変更を必要とする指定設定における最初のパラメータから始めて、変更を必要とする指定設定における最終パラメータまで変更を行う。
サンプル獲得および結果報告コンポーネント
LumStartテストコンポーネント
LumStartテストコンポーネント手段760または機能は、図４４に示されているように、LumAPIライブラリに命令して、たとえばバックグラウンドタスクを使用してフローアナライザにロードされた現サンプルのビード統計獲得を開始する。LumStartテスト機能760を呼び出す前に、分析されるサンプル液はフローアナライザにロードされ、フローアナライザはRUNモードにされる。代替方法としては、サンプル液のロード／フローアナライザの実行は本ソフトウェア、すなわちLumStartテストコンポーネント760または操作的にリンクした機能のいずれかにより自動的に実行する。
LumStopテストコンポーネント
LumStopテストコンポーネント手段765または機能は、図４４に示されているように、現サンプルのビード統計の獲得を終了する。
LumQueryテスト結果コンポーネント
LumQueryテスト結果コンポーネント手段770または機能は、図４４に示されているように、大抵のビード統計をユーザ指定バッファにコピーする。ビード統計はたとえばテスト結果データ構造のユーザ指定テーブルに含まれている。テーブルは十分大きく、たとえば100個以下のテストデータ構造、100個のそのようなデータ構造、または100個以上のそのようなデータ構造を記憶する。LumQueryテスト結果コンポーネント770はLumStartテストコンポーネント760が呼び出された後は随時呼び出され、要求されたビードのすべてを収集する前に事実上即時統計を獲得する。代替実施例では、LumQueryテスト結果コンポーネント770はLumStartテストコンポーネントの前にまたは同時に呼び出されるが、ただしLumQueryテスト結果コンポーネント770がトリガーコンポーネントを持つことが条件になる。すなわち、LumQueryテスト結果コンポーネント760はオプションで、LumStartテストコンポーネント760の動作によりLumQueryテスト結果コンポーネント770の活動がトリガーされるまでは休止している。
LumQueryテストトータルコンポーネント
LumQueryテストトータルコンポーネント手段775または機能は、図４４に示されているように、データ獲得統計を戻す。
発明者である私は目的分子の近最大レベルは目標とする特性にもよるが、すべてのアッセイにとっては最適ではないことを認識した。たとえば、キャプチャ／サンドイッチアッセイは各ビード当たりの高レベル目標分子に対してより、各ビード当たりの高レベルキャプチャ分子に対して敏感である。別の例のように、抑制アッセイはビード当たりの高レベル獲得分子に対してより、ビード当たりの制限レベルの獲得分子に対して敏感であることを確認した。
レポーター標識について言えば、たとえば緑色蛍光染料のアミン反応誘導体は、たとえば標識レポーター分子に最適であることを認識した。オプションにより、同一染料は一緒に多重化されたすべてのアッセイに使用される。代替方法としては、異なる染料が一緒に多重化された一つまたはそれ以上のアッセイに使用される。例により、蛍光レポーター分子は、たとえば緑色蛍光染料の代わりに用意される。たとえばMolecular Probes社のBODIPY染料は本例によれば、特にレポーター分子の準備用としては、アッセイに使用する緑色染料として許容できる。代替方法としては、フルオレセイン標識レポーターグループも、たとえばオレンジチャネルへの「ブリード」ではBODIPY標識レポーターグループに要求されるより高いスペクトル重複補償セッティングと一緒に使用できる。たとえば、BODIPYのFL2−%FL1補償が、たとえば約20に設定された場合、フルオレセインのFL2−%FL1補償は、たとえば約34に設定される。たとえば、他の緑色染料のFL2−%FL1補償は、たとえば標準アッセイ開発ビードを使って緑色蛍光(FL1)チャネルが、たとえばオレンジ蛍光(FL2)チャネルと重複するスペクトル重複率を測定して経験的に判断される。
実例として、事実上いずれの蛋白質またはペプチドもMolecular Probes社のBODIPY-FL-CASE染料を使ってラベリングができる蛋白質またはペプチドもフルオレセインイソチオシネート(FITC)などフルオロセインでラベリングを付けることができる。たとえば塩基が15から40の合成オリゴヌクレオチドは本例に準じた雑種形成アッセイに問題なく使用できる。2つ以上15以下の塩基、または40以上の塩基を持つオリゴヌクレオチドも受け入れられる。たとえば、相補的AおよびBストランドは分析される各遺伝結果に要求される。すなわち、1つのストランドは目的のビードに連結され、また、他のストランドは、たとえば緑色蛍光レポーター染料に結合される。たとえば、各オリゴヌクレオチドは末端ヌクレオチドとアミノグループの間に標準スペーサおよび／またはリンカーを持っている。たとえば、C9スペーサーおよびたとえばC6アミノ端末リンカーは合成の際使用される。たとえば、本合成により全体の長さは、たとえば約15原子になる。原子の数はこれより少なくても、多くてもよい。たたし、たとえば全体のスペーサインスタンスが12原子以下であれば、雑種形成アッセイの性能が低下する。たとえば、オリゴヌクレオチドは合成中に3’または5’エンドで結合する。わたしは5’結合が通常3’結合より低廉であることを認識した。
一般に、ビード連結反応で使用された各ビードあたりの目標分子の濃度は、たとえばマイクロフィルタープレートのコーティングを最適にする方法と同じ方法でろ過することによって最適化される。各ビード当たりのレポーター分子の最適な濃度は、たとえば一定数のビードでろ過することで決まる。オプションでは、この分子の蛍光標識の程度もさまざまである。
アッセイに使用されているビードの数が存在する目標分子の量および／またはフローアナライザの分析時間に影響を与えることを確認した。特定すると、発明者である私はビードの数が多くなるとアッセイの感度が高まることを理解した。たとえば、各アッセイ当たり1,000から10,000個のビードを使用すると、たとえば1秒以下、1秒、2秒、3秒または1分までの間に分析が可能である。ただし、ビードの数はオプションで目的に応じて増減させ、感度を向上させるか実行時間を短縮させることができる。
たとえば、本例に従ったアッセイのアッセイ条件は他の標準フォーマットで実行される反応の条件と同様である。すなわち、たとえば免疫学的アッセイは、たとえば約0.1％のBSAを含むPBSなど、非特異性結合を制限するバッファで実行される。別の例のように、核酸の雑種化は大抵の標準雑種化バッファで実行される。異種グアニンとシトシンペアを持つシーケンスの複合混合物が多重化アッセイに存在すれば、テトラメチル塩化アンモニウム(TeMAC)など融点の違いを最小限にするバッファシステムを使用するのが有利である。グアニンとシトシンペアが塩基の間に3つの水素結合材を持ち、アデニンとチミンペアが2つの水素ペアを持っているため、アデニンとチアミンペアよりグアニンとシトシンペアの濃度が高いDNAストランドは濃度の場合とは反対の高い融点を持つ。
本発明の多くの特長および利点は詳細な説明から明らかである。また、添付の特許請求の範囲により特許の真の意図および範囲内に入る本特許のそのような特長と利点のすべてを網羅することが意図されている。さらに、当業者にとっては無数の変更および変化を簡単に行うことができるため、本発明を図示および記述した構造および操作に正確に限定するのは望ましくなく、従って本発明の範囲内ですべての適切な変更を加えてもよい。
［用語解説］
API
アプリケーションプログラムインターフェースで、通常呼び出しプログラムが使用する個別ライブラリに入っている1組の機能。
ビード
微小球を参照。
チャネル
チャネルは2つの似ているが別々の意味を持つことができる。1つのチャネルは通常イベントを分散する任意の光に対応付けられた任意のPMT読取りと同意語である。かくしてある物体がレーザーを通過すると、複数のチャネルが前方分散、側方分散、FL1、FL2およびFL3を含むそれらの読み値を報告する。
別の意味ではチャネルに対応付けられたデータ形式を指す。FACScanについていえば、チャネルデータは10ビットの読み値として報告され、それによって0から1023の数、または1024の異なる「チャネル」を発生させる。本アプリケーションは「チャネルデータ」の生の形式で、または4から10の4乗マイナス1までの対数モードでデータを発生させるオプションを持つ。たとえば、ドキュメンテーションが「わずか10チャネルの差異」を持つと述べているのであれば、それは任意のチャネルのデータが異なるPMTにではなく、コンピュータに入ることを指す。
ダブレット
二つまたはそれ以上の微小球の塊。ダブレットは単一ビードよりさらに分散した光信号を発生させるため、分析が不正確になることがある。ダブレットは側方分散ゲートを使用することによって分析から拒否される。
DSP
ディジタル信号プロセッサ。これは超高速算術演算能力を持つ標準のコンピュータプロセッサチップである。
FL1
蛍光チャネル１。これは任意の色、たとえば緑色の光だけを獲得するように設計されている。この光はまずある波長フィルタを通過し、次にFL1 PMTに収集される。
FL2
蛍光チャネル２。これは任意の色、たとえばオレンジ色の光だけを獲得するように設計されている。この光はまずある波長フィルタを通過し、次にFL2 PMTに収集される。
FL3
蛍光チャネル３。これは任意の色、たとえば赤色の光だけを獲得するように設計されている。この光はまずある波長フィルタを通過し、次にFL3 PMTに収集される。
前方分散
これは任意のインスタンスで患者のサンプルを直接通過する光の量を指す。前方分散は通常レーザー光を通過する物体の大きさを測定する。
GAM
IgG、IgAおよびIgMヒト抗体のテストを指す。これらの抗体は通常これら自身が人体に存在する感染物質に付着し、その後破壊されるために存在する。
ゲーティング
ゲーティングはアプリケーションによってイベントがろ過される方法を指す。本発明の目的についていえば、ゲーティングは側方分散チャネルの狭い定義済み範囲に属するイベントを認めることだけに関与する。これにより、単一微小球の大きさの物体だけが収集される。
GUI
グラフィカルユーザインターフェースであり、オペレータとインターフェースをとるのに使用されるプログラムである。
IgG
IgG抗体はIgM抗体の後に現れ、一生の免疫を与えるために感染物質に適応する。
IgM
ヒトIgM抗体は通常感染を攻撃する最初の抗体で、感染の最初の2週間だけ存在する。
微小球
正確に直径5.5ミクロンに製造された球体で、公差は+/- 0.1ミクロン。他の大きさの球体でもよい。
MIF
蛍光平均輝度(a.k.a. MFI−Mean Fluorescence Intensity).
PMT
光電子増幅管。フローサイトメータの内部にあり、低レベルの光を増幅し、ディジタル変換手段を与える。光フィルタを付けると光の任意波長が測定可能である。
シース液
通常はろ過性の高い水からなり、流れは比較的速い。シース液を注入患者サンプルよりはるかに速く流すと、患者のサンプルは組み合わせ流の中心方向に引き寄せられる。これにより、患者のサンプルは焦点が絞られているレーザー光の中心を通る。
側方分散
これはレーザー光の方向に対して直角に屈折した光の量を指す。側方分散はレーザー光を通過する物体の相対的な大きさと形状を測定する代替方法である。
シングレット
単一微小球で、別の微小球には付着しない。ダブレットを参照。
先行技術のフローサイトメトリの図式である。 先行技術のフローサイトメトリの図式である。 フローサイトメトリの作用を示した図式である。 診察装置の例示実施形態の全体図である。 本装置の一部の例示実施形態の詳細図である。 本装置の一部の例示実施形態の詳細図である。 円形メモリー構造の例示実施形態の図式である。 フローアナライザにおける光源・光学式検出器アレイの例示実施形態の斜視図である。 光源・光学式検出器アレイの例示実施形態の斜視図である。 フローアナライザの例示実施形態の斜視図である。 フローアナライザの回路の例示実施形態の斜視図である。 流体バッグとガラス瓶の例示実施形態の斜視図である。 フローアナライザのフルイディクスシステムの例示実施形態の斜視図である。 フルイディクスシステムの例示実施形態の概略図である。 ａはキュベットホルダの例示実施形態の斜視図、ｂはａに示したキュベットホルダの分解斜視図である。 キュベットホルダ頂部の例示実施形態の斜視図である。 レーザハウジングの例示実施形態の斜視図である。 検出器ハウジングの例示実施形態の斜視図である。 フローアナライザと協働する可動プレート移送部の例示実施形態の斜視図である。 制御および分析ソフトウェアの初期スクリーンディスプレイの例示実施形態である。 特徴的な蛍光発光の所定のビード領域を有するグリッドの例示実施形態である。 スクリーンディスプレイ全体の例示実施形態である。 タイトルバーとメインメニューバーの例示実施形態である。 新しいフォルダグラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 マシンセットアップグラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 結果テーブルの例示実施形態である。 アッセイインフォメーショングラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 アッセイインフォメーショングラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 システムモニタのグラフィックディスプレイの例示実施形態である。 ヒストグラムタブグラフィックディスプレイのグラフィックディスプレイの例示実施形態である。 光増幅器タブグラフィックディスプレイの例示実施形態である。 カラー補償タブグラフィックディスプレイの例示実施形態である。 ダブレット弁別器タブグラフィックディスプレイの例示実施形態である。 点プロットグラフィックディスプレイの例示実施形態である。 密度プロットグラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 アッセイインフォメーショングラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 ビード細部グラフィックディスプレイ画面の例示実施形態である。 コンピュータと多種周辺装置の例示実施形態である。 コンピュータアーキテクチャの例示実施形態である。 メモリ媒体の例示実施形態である。 診断システムの操作方法の例示実施形態のフローチャートである。 フローアナライザの操作方法の例示実施形態のフローチャートである。 フローアナライザと協働するコンピュータ実装プロセスの実施形態の概略図である。 アプリケーションプログラミングインタフェースライブラリの模範的な構成要素の、および制御および分析ソフトウェアのブロック図である。 代替実施形態の概略図である。 修正キュベットの斜視図である。 代替実施形態の模範的な光学アセンブリ構成要素の斜視図である。 代替実施形態の模範的な光学アセンブリ構成要素の平面図である。 消泡器の斜視図である。 模範的な光学スイッチの斜視図である。

Claims (20)

  1. 基盤部と、前記基盤部に搭載された複数の光源と、前記基盤部に搭載された複数の光学検出器と、前記基盤部に搭載され、前記複数の光源及び前記複数の光学検出器と光学的に関係づけられたサンプル監視室と、を含むことを特徴とするフローサイトメーター。
  2. Ｕ型ブロックアセンブリーと、少なくとも一つの光学ビームスプリッターと、前記Ｕ型ブロックアセンブリーに取り付けられた少なくとも一つの光学検出器と、前記少なくとも一つの光学ビームスプリッターを前記Ｕ型ブロックアセンブリーに調整可能に取り付け、かつ前記少なくとも一つの光学ビームスプリッターを前記少なくとも一つの光学検出器と十分光学的に結合されるように導く、少なくとも一つのプッシュプルアセンブリーと、を含むことを特徴とするフローアナライザー。
  3. 前記Ｕ型ブロックアセンブリーは内側部を有している単一の又は集積された本体を含み、前記少なくとも一つの光学ビームスプリッターは前記Ｕ型ブロックアセンブリーの前記内側部と部分的に面していることを特徴とする請求項２に記載のフローアナライザー。
  4. 前記Ｕ型ブロックアセンブリーの前記本体は第一及び第二の脚を含み、前記少なくとも一つの光学検出器は前記第一の脚内に取り付けられ、前記少なくとも一つのプッシュプルアセンブリーは前記第二の脚内に取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載のフローアナライザー。
  5. 前記Ｕ型ブロックアセンブリーを取り付ける光学アセンブリーベースフレームをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のフローアナライザー。
  6. 前記少なくとも一つのプッシュプルアセンブリーは、前記少なくとも一つのビームスプリッターの一面を前記少なくとも一つの光学検出器に向かって押し、そして前記少なくとも一つのビームスプリッターの他の面を前記少なくとも一つの光学検出器から引き離すうち、少なくともいずれかを行うためのネジタップ及びバネアセンブリーを含んでいることを特徴とする請求項２に記載のフローアナライザー。
  7. 前記少なくとも一つの光学ビームスプリッターは少なくとも一つのダイクロイックミラーからなることを特徴とする請求項２に記載のフローアナライザー。
  8. 複数の前記ダイクロイックミラーを含み、該複数のダイクロイックミラーの各々が各種波長の光の対応する帯域をそれぞれ前記光学検出器に導き、かつ前記各種波長の光の残部を透過させ伝達することを特徴とする請求項７に記載のフローアナライザー。
  9. 前記少なくとも一つの光学ビームスプリッターと前記少なくとも一つの光学検出器との間に差し挟まれた少なくとも一つのフィルターをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載のフローアナライザー。
  10. 圧力センサ及びシース流体リザーバーを含んでいるフローアナライザーにおいて、
    上部及び下部を持ち、前記上部はシース流体を受け入れるために前記シース流体リザーバーと動作可能に接続された入口を含み、前記下部は前記圧力センサと動作可能に接続された出口を含んでいる瓶と、
    前記瓶の頭部をシールし、動作中に前記シース流体が実質的に気泡を含まないで前記出口から排出されるように前記瓶の内部を前記瓶の外部大気に晒す実質的な防水口と、を含む消泡器を備えたことを特徴とするフローアナライザー。
  11. サンプルポンプをさらに含み、かつ前記圧力センサは前記消泡器内で減少した流体圧を検出した際に前記サンプルポンプを不活化するための命令を発信することを特徴とする請求項１０に記載のフローアナライザー。
  12. 対象となる一つ以上の分析物のためのサンプル流体を分析するための多重分析物診断システムであって、
    動作中に流体コアを含み、かつ実質的に平らなガラス−流体の界面と実質的に平らな大気−ガラスの界面を有しているネック部を含んでいるキュベットと、
    前記キュベットと光学的に協同し、拡大能力を有している第一の拡大レンズと、
    少なくとも前記ガラス−流体の界面及び前記大気−ガラスの界面のうちの一つから実質的に光の歪み無く、前記キュベット内の流体コアからの光を伝えるために前記拡大能力と協同するための大きさにされているアパーチャをアセンブリー入口に有するフィルター及び光学アンプのアセンブリーと、を含むフローアナライザーを備えたことを特徴とする多重分析物診断システム。
  13. 前記フローアナライザーはコンピューターと通信可能であり、
    前記フローアナライザーを用いた前記サンプル流体の処理、実質的に前記処理のステップと同時の前記サンプル流体の分析及び前記サンプル流体内の前記対象となる少なくとも一つの分析物の存在と量の測定を前記コンピューターに実行させる命令を記憶したコンピューター読取可能な記憶媒体をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の多重分析物診断システム。
  14. 前記第一の拡大レンズと光学的に結合され、第一の複数の波長の光を前記入口のアパーチャに反射し、前記第一の複数の波長の少なくとも一つは前記サンプル流体中に少なくとも一つの対象となる前記分析物の存在を表すものである、第一のミラーをさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載の多重分析物診断システム。
  15. 前記フローアナライザーは前記キュベットを照射する少なくとも一つの光源を備えることを特徴とする請求項１２に記載の多重分析物診断システム。
  16. 前記少なくとも一つの光源はレーザーダイオード及びダイオードポンプレーザーのうちの少なくとも一つを含んでいることを特徴とする請求項１５に記載の多重分析物診断システム。
  17. 前記キュベットが上部及び下部を含み、
    前記第一の拡大レンズ、前記フィルター及び光学アンプのアセンブリー、前記少なくとも一つの光源が取り付けられる光学アセンブリーベースフレームと、
    前記光学アセンブリーベースフレームに取り付けられ、前記キュベットの底部を保持しているキュベットホルダーと、
    前記光学アセンブリーベースフレームに取り付けられ、前記キュベットの頂部を保持している安定ブラケットと、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の多重分析物診断システム。
  18. 前記キュベットと光学的に協同する第二の拡大レンズと、前記第二の拡大レンズと光学的に協同する少なくとも一つの光学ビームスプリッターと、粒子のサブセットに属する粒子を特定し、前記少なくとも一つの光学ビームスプリッターと光学的に協同する少なくとも一つの光学検出器と、をさらに備える請求項１２に記載の多重分析物診断システム。
  19. 前記第二の拡大レンズと前記少なくとも一つのビームスプリッターに光学的に結合され、第二の複数の波長の光を前記少なくとも一つのビームスプリッターに反射し、前記第二の複数の波長の少なくとも一つは少なくとも一つの前記粒子の特性を表すものである、第二のミラーをさらに備える請求項１８に記載の多重分析物診断システム。
  20. 前記少なくとも一つのビームスプリッターと光学的に協同し、二重項を特定する側方散乱光学検出器をさらに備える請求項１８に記載の多重分析物診断システム。
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