JP2008520205A - ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法およびシステム - Google Patents

ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法およびシステム Download PDF

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Abstract

ミクロスフェアを撮影するために位置決めする様々な方法およびシステムが提供される。一システムは、開口部を含む濾材を含む。これら開口部は、濾材の幅方向に実質的に等距離に間隔を置かれる。このシステムはまた、濾材に連結された流れサブシステムを含む。流れサブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に配置されるように、ミクロスフェアに力を作用させるように構成される。ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法は、ミクロスフェアが濾材の開口部の上に配置されるように、濾材を介してミクロスフェアに力を作用させるステップを含む。各開口部は、上述のように間隔を置かれる。

Description

本発明は、一般に、ミクロスフェア（微小球）を撮影するために位置決めする方法およびシステムに関する。特定の実施態様は、ミクロスフェアが濾材の開口部の上に位置決めされるように、濾材を通してミクロスフェアに力を作用させることを含む。開口部は、濾材の幅方向にほぼ等距離に間隔を置かれる。
以下の説明および例は、本項目内にこれらを含むことによって、先行技術であるとは認められない。
分光技術は、化学や生物系の分析に広く用いられている。多くの場合、これらの技術は、対象の物質による電磁放射の吸収または放出を測定することを含む。１つのそのような用途はマイクロアレイの分野であり、この分野は、コンビナトリアル・ケミストリーや生物学的アッセイの産業を含む多くの学問分野によって利用されている技術である。テキサス州、オースチンのＬｕｍｉｎｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎという一企業が、様々に着色された蛍光ミクロスフェアの表面で生物学的アッセイが行われるシステムを開発した。そのようなシステムの一例が、本明細書に完全に記載されるがごとく援用される、チャンドラーらに対する米国特許第５，９８１，１８０号に示されている。そのような流体流れデバイスでは、ミクロスフェアがレーザ励起によって応答指令信号を送られ、個々のミクロスフェアが比較的速い速度で検出領域を通過する際に、そのミクロスフェアの蛍光検出が行われる。そのようなシステムの測定値は、さらなる分析のために、データベースに容易にエクスポート可能である。
上述のシステムでは、蛍光色素がミクロスフェアの中に吸収される、および／またはミクロスフェアの表面に結合される。色素は、選択された検出窓の波長で発光する能力に基づいて選択される。さらに、検出窓は数波長だけ間隔を置かれており、色素は、隣接する検出窓のうちで色素の蛍光信号のオーバーラップを最小にするように構成されている。２つの検出窓と、１０の異なる濃度をそれぞれ有する２つの色素とを用いることで、１００の蛍光識別が可能なミクロスフェアのセットができるであろう。
１つまたは複数の生体分子が、ミクロスフェアの表面にやはり結合される。その１つまたは複数の生体分子は、ミクロスフェアを使用して行われる特定のアッセイに基づいて選択される。たとえば、ミクロスフェアの母集団は、異なる抗原にそれぞれ結合した、ミクロスフェアの異なるサブセットを含む。このサブセットは標本と結合され、また、どの抗体がその標本中に存在するかを判定するためにアッセイが行われる。ミクロスフェアに結合した生体分子は、当技術分野で既知の任意の生体分子を含む。
上述のシステムは、ミクロスフェアが検出窓を通って流れる間にミクロスフェアの測定を行う。このシステムは、ミクロスフェアによって散乱された光の強度、およびミクロスフェアに結合した１つまたは複数の蛍光色素によって放出される光の強度の優れた測定値を与える。しかし、いくつかの場合では、ミクロスフェアについて追加の、もしくは異なる情報を得るためにミクロスフェアを撮影すること、および／またはミクロスフェアの表面で起こりつつある、もしくは起こった反応を撮影することが望まれることがある。ミクロスフェアが上述のシステムを通して流れる際にミクロスフェアを撮影することは、たとえば、市販されている、または経済的に実現可能な撮影要素の性能に限界があるため不可能であろう。たとえば、ミクロスフェアは、通常、照明と検出領域の中を比較的速い速度で動き、それがミクロスフェアの撮影に利用できる時間を制限する。このような方法では、ミクロスフェアの画像は、もし形成できたとしても、ミクロスフェアについての有用な情報を何ら与えない、かなり質の劣る画像を有するであろう。
したがって、明らかに、人は、ミクロスフェアが照明と検出領域の中を動く速度を下げ、それによって撮影に利用できる時間を増やすことによって、ミクロスフェアの画像の画像品質を改善することを試みるであろう。しかし、撮影が実行可能なように、ミクロスフェアが照明と検出領域の中を動く速度を下げることは、上述の他の測定値（散光の強度および蛍光の強度の測定値）の処理量を不都合に減少させてしまうであろう。さらに、ミクロスフェアが照明と検出領域の中を動く速度を下げることは、ミクロスフェアを適切に撮影するための障害をすべては取り除かないであろう。たとえば、システム内を流れる間、ミクロスフェアがその中に配置される溶液は、画像品質に悪影響を及ぼすであろう。
ミクロスフェアの有用な画像を形成するためには、ミクロスフェアが、ある程度固定される必要があるであろう。さらに、ミクロスフェアは、ミクロスフェアの位置が、そのミクロスフェアを撮影するのに必要な長さの時間だけ十分に安定であるように、固定される必要があるであろう。ミクロスフェアを固定するには多くのシステムおよび方法が現在利用可能であるが、これらの方法は、ミクロスフェアを撮影するために位置決めするのには概ね不適切である。たとえば、いくつかのミクロスフェア固定システムの材料が、撮影のためのミクロスフェアの十分な照明を妨げることがある。さらに、これらのミクロスフェア固定システムの構成が、ミクロスフェアの十分な照明を妨げ、ミクロスフェアからの集光を妨げることがある。さらに、撮影以外の目的のためにミクロスフェアを固定するように構成されたシステムは、各ミクロスフェアの間の間隔を考慮しないでミクロスフェアを固定する傾向にある。しかしながら、各ミクロスフェアの間の適切な間隔は、固定されたミクロスフェアの画像が満足できる画像品質で形成可能かどうかを決定する上で、重要な要因になる。
したがって、固定されたミクロスフェアを十分に照明でき、ミクロスフェアから十分に集光でき、固定された各ミクロスフェアの間を撮影に適するように十分に間隔を置くことのできる、ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法およびシステムを開発することが有利である。
様々なシステムおよび方法の実施態様の以下の説明は、添付の特許請求の範囲の主題を限定するものと決して解釈されるべきではない。
一実施態様では、ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムに関する。ミクロスフェアの位置決めは、撮影の前の準備ステップとして行われる。システムは、開口部を含む濾材を含む。開口部は、濾材の幅方向に実質的に等距離に間隔を置かれている。システムは、また、濾材に連結された流れサブシステムを含む。流れサブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされるように、ミクロスフェアに力を作用させるように構成される。
一実施態様では、流れサブシステムは、吸引式濾過によって力を作用させるように構成される。一実施態様では、開口部はミクロスフェアの直径よりも小さい直径を有する。さらに、その開口部は、濾材の細孔の直径よりも大きい直径を有する。一実施態様では、濾材の開口部の数は、位置決めされるミクロスフェアの数とほぼ等しい。代替として、濾材の開口部の数は、ミクロスフェアの数より多いか、ミクロスフェアの数より少ない。開口部は、濾材の厚さを通して延びている。代替として、開口部は、濾材の厚みの一部を通して延びるだけでもよい。
いくつかの実施態様では、システムはまた、濾材に連結された追加の濾材を含む。１つのそのような実施態様では、追加の濾材を通してミクロスフェアに力を作用させるように、流れサブシステムが構成される。一実施態様では、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間、ミクロスフェアは溶液と接触している。別の実施態様では、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間、ミクロスフェアは溶液と接触していない。
別の実施態様では、システムは撮影サブシステムを含む。撮影サブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、ミクロスフェアを撮影するように構成される。１つのそのような実施態様では、ミクロスフェアと接触している濾材の表面は、撮影サブシステムの結像面に近接している。別のそのような実施態様では、ミクロスフェアと接触している濾材の表面は、撮影サブシステムの結像面に実質的に平行である。
いくつかの実施態様では、撮影サブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、濾材を通してミクロスフェアを撮影するように構成される。別の実施態様では、撮影サブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、多重露出でミクロスフェアを撮影するように構成される。さらなる実施態様では、撮影サブシステムは電荷結合素子（ＣＣＤ）を含む。代替として、撮影サブシステムは、当技術分野で既知の任意の他の適切な撮影手段または検出器を含んでもよい。さらなる実施態様では、撮影サブシステムによって生成された画像は、ビーズまたは細胞をベースにした診断的検査に使用可能である。上述のシステムの各実施態様は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてもよい。
別の実施態様は、ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法に関する。本方法は、ミクロスフェアが濾材の開口部の上に位置決めされるように、濾材を通してミクロスフェアに力を作用させるステップを含む。開口部は、濾材の幅方向にほぼ等距離に間隔を置かれる。
一実施態様では、力を作用させるステップは、吸引式濾過を用いて行われる。開口部は、ミクロスフェアの直径より小さい直径を有している。開口部は、また、濾材の細孔の直径より大きい直径でもよい。濾材の開口部の数は、ミクロスフェアの数とほぼ等しい。開口部は、濾材の厚さを通して延びている。代替として、開口部は濾材の厚みの一部を通して延びるだけでもよい。
ミクロスフェアに力を作用させるステップは、濾材に連結された追加の濾材を通してミクロスフェアに力を作用させるステップを含む。ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間、ミクロスフェアは溶液と接触している。別の実施態様では、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間、ミクロスフェアは溶液と接触していない。
いくつかの実施態様では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、ミクロスフェアを撮影するステップを含む。１つのそのような実施態様では、ミクロスフェアと接触している濾材の表面が結像面に近接している。別のそのような実施態様では、ミクロスフェアと接触している濾材の表面は、結像面に実質的に平行である。
いくつかの実施態様では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、濾材を通してミクロスフェアを撮影するステップを含む。別の実施態様では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、多重露出でミクロスフェアを撮影するステップを含む。さらなる実施態様では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、ミクロスフェアを撮影するステップを含み、そのような撮影によって生成された画像は、ビーズまたは細胞をベースにした診断的検査に使用可能である。上述の各実施態様は、本明細書に説明された任意の他のステップを含んでいてもよい。
以下の詳細な説明を読み、添付の図面を参照すれば、本発明の他の目的および利点が明らかになろう。
本発明は、様々な変更例や代替形態が可能であり、本発明の特定の実施形態が、図中に例によって示されており、本明細書に詳細に説明される。しかしながら、図面やそれについての詳細な説明は、本発明を開示された特定の形態に限定することを意図するものではなく、反対に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神と範囲内にあるすべての変更例、均等物、代替例を含むものであることを理解されたい。
以下の説明は、一般に、照明および／または撮影の目的のために、溶液に含まれる「粒子」を固定する方法およびシステムに関する。用語「粒子」と「微粒子」とは、本明細書で同義的に用いられる。さらに、用語「粒子」と「ミクロスフェア」とは、本明細書で同義的に用いられる。粒子は、ミクロスフェア、細胞、または化合物集合体などの任意の離散した物質を含む。
一方法によると、微粒子を含む溶液が、吸引式濾過（たとえば濾過板）に適する貯槽の底部に含む固定材に配置される。その溶液が、固定材を通して濾過されると、すべての余分な、または残りの溶液が除去され、微粒子は撮影または照明のための準備が整う。
したがって、一実施形態に従って、撮影のために粒子を位置決めするように構成されたシステムは、濾材と、その濾材に連結された流れサブシステムとを含む。濾材は開口部を含む。流れサブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされるように、ミクロスフェアに力を作用させるように構成される。流れサブシステムは、吸引式濾過によって力を作用させるように構成されている。
ここで図を参照して、図１〜８は縮尺通りに描かれていないことに留意されたい。特に、図のいくつかの要素の尺度は、その要素の特徴を強調するために、かなり誇張されている。また、図１〜８は同じ比率で描かれていないことにも留意されたい。同様に構成されてよい、２つ以上の図面に示されている要素は、同じ符号を用いて示されている。
本明細書に説明される固定材は、精密濾材に、特別に構成された穿孔パターンを含んでいる。言い換えると、特別に構成された穿孔パターンは、濾材の細孔の１つまたは複数の特徴とは異なる、間隔と横方向の寸法などといった１つまたは複数の特徴を有する。穿孔パターンの１つまたは複数の特徴は、ミクロスフェアの１つまたは複数の特徴、および撮影サブシステムの１つまたは複数の特性に基づいて選択される。たとえば、穿孔の横方向の寸法（たとえば直径）は、ミクロスフェアの横方向の寸法（たとえば直径）に基づいて選択され、穿孔と穿孔との間隔は、入射角と集束角などの撮影サブシステムの１つまたは複数の特性に基づいて選択されてよい。用語「穿孔」と「開口部」とは、本明細書で同義的に用いられる。
一実施形態では、図１に示すように、濾材１０が開口部１２を含む。固定材は、濾過シート材の２つの層（すなわち濾材１０と、濾材１０に連結された追加の濾材１４）を組み合わせることで構築されている。濾材１０、１４は、当技術分野で既知の任意の適切な材料（複数も可）で形成されてよい。さらに、濾材１０、１４は、同じまたは異なる材料で形成される。さらに、濾材１０、１４は、任意の適切な寸法を有している。
濾材１０は、溶液１１と直接接触している穿孔を含み、第２の濾材１４は穿孔されていない。これらの層は共に、図１に示すように、粒子が実質的にその中で固定される窪みを形成するように働く。たとえば、流れサブシステム（図１には図示せず）は、ミクロスフェア１６が濾材１０の開口部１２の上に位置決めされるように、濾材１０と追加の濾材１４を通してミクロスフェア１６に力を作用させるように構成される。開口部１２は、好ましくは、ミクロスフェア１６の直径よりも小さい直径を有する。このようにして、ミクロスフェア１６は、開口部の中に完全には滑り落ちず、したがって、撮影中に開口部１２の中に配置されることはない。
図１に示すように、開口部１２は、濾材１０の厚さを通して延びている。代替として、開口部１２は、濾材の一部のみに延びていてもよい。そのような開口部は、たとえば、追加の濾材１４が濾材１０に連結されていない場合に選択可能である。図１に示すシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてよい。
穿孔パターンの穴から穴までの間隔は、個々の粒子が照明され撮影されるだけの十分な広さで、位置決め窪みの流路内に粒子が入れられるほどの十分な狭さであることが好ましい。このパターンは、図２に示すように、粒子を等距離に位置決めできるものであることが好ましい。この方法で、図２に示すように、開口部１２が、濾材１０の幅方向に実質的に等距離に間隔を置かれる。無作為の粒子固定窪みを備えた濾材が、現在入手可能である。しかしながら、そのような現在入手可能な濾材では、微粒子の撮影の際に理想的である、粒子の等距離の分布が容易にならない。
一実施形態では、濾材１０の開口部の数は、位置決めされるミクロスフェアの数とほぼ等しい。この方法で、母集団または標本内のほぼすべてのミクロスフェアが、撮影のために、濾材１０上に実質的に固定されるであろう。代替の実施形態では、濾材の開口部の数は、ミクロスフェアの数より多い、または少ない。１つのそのような実施形態では、したがって、母集団または標本の粒子のすべてが、濾材上に位置決めされるとは限らない。いくつかの例では、母集団または標本内の粒子の大半が、濾材上に位置決めされる。
図２に示すように、開口部とミクロスフェアは、概ね円形の断面形状を有している。しかしながら、開口部とミクロスフェアは、当技術分野で既知の任意の形状を有していてよい。したがって、開口部および／またはミクロスフェアが非円形の断面形状を有する場合、本明細書で用いられる用語「直径」は、「断面横方向寸法」という用語に置き換えてよい。図２に示すシステムの実施形態は本明細書に説明されるようにさらに構成されてよい。
各開口部の間の距離、およびしたがって、固定された各ミクロスフェアの間の距離は、固定されたミクロスフェアが照明され撮影されるように選択可能である。たとえば、図３に示すように、ミクロスフェア１６と溶液２０に真空１８が加えられた後、ミクロスフェア１６は濾材１０の開口部１２の上に配置される。ミクロスフェアは、好ましくは、撮影サブシステム２３によって、照明２２がそれぞれの固定されたミクロスフェアに向けられるように、また、照明の結果としてミクロスフェアから戻ってきた光２４が、撮影サブシステム２３によって集光され、結像されるように間隔を置かれる。撮影サブシステム２３は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてよい。
図３に示すように、したがって、ミクロスフェアは、ミクロスフェア１６が開口部の上に位置決めされている間、溶液２０に接触している。しかしながら、ミクロスフェアは、ミクロスフェア１６が開口部１２の上に位置決めされている間、溶液２０に接触していなくてもよい。たとえば、ミクロスフェアを固定した後、溶液は、本明細書にさらに説明されるように除去されてもよい。そのような溶液の除去は、たとえば、溶液がミクロスフェアの撮影を妨げる場合に行われる。しかしながら、溶液は除去されても、比較的少量の溶液がミクロスフェアの近傍に存在することがある（たとえば、少量の溶液がミクロスフェアの表面に存在することがある）ことを理解されたい。
照明は、当技術分野で既知の任意の適切な波長を有する光を含む。たとえば、ミクロスフェアの蛍光画像が所望の場合、照明の結果、ミクロスフェアに結合された１つまたは複数の材料によって蛍光が放出されるように、照明の波長が選択される。代替として、ミクロスフェアの非蛍光画像が所望の場合、たとえば、ミクロスフェア画像の画像品質を最適にするように、照明の波長が選択される。照明は、また、単色光、近単色光、多色光、広帯域光、コヒーレント光、非コヒーレント光、紫外線光、可視光、赤外線、またはこれらの組合せを含む。図３に示すように、照明は、斜照明でミクロスフェアに向けられる。代替として、照明は、任意の他の適切な照明角度（たとえば入射の正規角度）でミクロスフェアに向けられてもよい。照明は、レーザ、発光ダイオード、または当技術分野で既知の任意の他の適切な光源などの光源（図示せず）によって与えることができる。
照明２２の結果としてミクロスフェアから戻ってきた光２４は、レンズまたは鏡のような１つまたは複数の光学要素（図示せず）によって集光される。集光された光は、適切な検出器（図示せず）によって検出される。たとえば、集光された光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または任意の他の撮影手段または２次元アレイの感光性要素を有する検出器（たとえばタイム・ディレイ・インテグレーション（ＴＤＩ）カメラ）によって検出される。照明と集光および検出は、システムに含まれる撮影サブシステム２３で行われる。上述の光学要素と構成に加えて、撮影サブシステム２３は、任意の他の光学的構成を有してよい、または当技術分野で既知の任意の適切な光学要素を含んでよい。図３に示すシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてもよい。
穴または穿孔は、図４に示すように、濾材の細孔より十分に大きいことが好ましい。言い換えれば、開口部１２は、濾材１０の細孔２６の直径よりも大きい直径を有する。穿孔のサイズと層の深さは、図３に示すように、照明または撮影のために粒子表面領域の十分な露出を維持しながら、粒子を固定するように選択される。さらに、上下の濾材層の細孔のサイズは、ミクロスフェアの位置決め工程を最適化するために、異なっていてよい。
本明細書で説明される方法およびシステムで用いられる粒子は、穿孔のサイズと相関する最小サイズの制限を有している。たとえば、ある任意の濾材の粒子サイズは、固定された粒子が開口部内に完全に配置されてしまわない（完全に滑り落ちてしまわない）ように十分な大きさであることが好ましく、開口部内に完全に配置されてしまうと照明と撮影を複雑にするであろう。
撮影は、ミクロスフェアが固定された後、ただしミクロスフェアに力（たとえば真空）が作用されている間に行われる。代替として、力が除かれた後でミクロスフェアが比較的安定して位置決めされ続けている場合、ミクロスフェアから力が除かれてよく、その後に撮影が行われてよい。図４に示すシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてよい。
ミクロスフェアの固定によって、図５に示すように、結像面２８ができる。システムはまた、上述のように構成されてよい、撮影サブシステム（図５に示さず）を含む。特に、撮影サブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、ミクロスフェアを撮影するように構成される。このように、ミクロスフェアと接触している濾材１０の表面３０は、撮影サブシステムの結像面２８の近傍にある。同様に、ミクロスフェアは撮影サブシステムの結像面の近傍にあることになろう。図５に示すように、撮影サブシステムの結像面は、ミクロスフェアの中央の近傍に配置されてよい。しかしながら、結像面は、また、ミクロスフェアの上部、または濾材１０の表面３０に接しているミクロスフェアの部分の近傍に配置されてもよい。
さらに、図５に示すように、濾材１０の表面３０は、撮影サブシステムの結像面２８に実質的に平行であってよい。このようにして、ミクロスフェアは、濾材上のミクロスフェアの位置にかかわらず、結像面に対してほぼ同じ位置に配置される。同様に、本明細書に説明されたシステムおよび方法は、実質的に濾材全体にわたって撮影サブシステムの十分な焦点を与えることができる。したがって、異なるミクロスフェアの撮影の間において、焦点調整は必要ない。図５に示すシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてもよい。
固定材が透明である場合、撮影検出および／または照明は、固定材のどちらか側から行われてもよい。言い換えれば、上述のように構成されてよい撮影サブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、濾材を通してミクロスフェアを撮影するように構成されてもよい。
一実施形態においては、図６に示すように、微粒子１６を含む溶液２０は、貯槽３２の中で固定材１０に配置されている。貯槽３２は、当技術分野で既知の任意の適切な構成を有している。真空１８が複合濾材の底部（すなわち、濾材１０に連結された追加の濾材１４の底部）に加えられると、窪みの底部分（すなわち、窪みの濾材１０に近い部分）の下部の制限と、加えられた真空１８のため、溶液流体の流れ３４が生成される。真空１８は、導管３５によって貯槽に連結されている流れサブシステム３３を用いて生成される。流れサブシステム３３は、本明細書に説明されるように構成されてもよい。導管３５は、当技術分野で既知の任意の適切な導管を含む。溶液流体の流れの中に含まれている粒子は、図６に示すように、パターンに含まれる窪み領域の大半が粒子で占められるようになるまで、穿孔領域１２の上に位置決めされ、固定されていく。システムは、また、ミクロスフェアを窪みの中へ容易に移動させるように構成された振動手段などのサブシステム（図示せず）を含んでもよい。図６に示すシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてもよい。
上述のような２層の濾材の代わりに、代替の固定体構成は、図７に示すように、特定のサイズの粒子１６を引っ掛ける、または固定するのに使用可能な単一の穿孔濾過層、または濾材３６を含む。この単一層は、濾材に適度な機械的安定性を与えるために、濾材１０の材料よりも厚い濾過シート材で形成されている。濾材３６は、当技術分野で既知の任意の適切な材料（複数も可）で形成されてもよい。濾材３６とその中の開口部４４は、当技術分野で既知の任意の適切な工程を用いて形成される。濾材３６上のミクロスフェアの固定は、上述されたものと同様のやり方で行われる。たとえば、真空３８が濾材３６の片側４０に加えられ、それによって、粒子１６の配置された溶液４２を、濾材３６の開口部４４を通して「引っ張」り、粒子１６を開口部４４の上に固定する。開口部４４と濾材３６は、上述のようにさらに構成されてよい。図７に示すシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてよい。
別の代替の構成は、穿孔された堅牢な基体４６であり、その基体は、図８に示すように、穿孔パターンまたは開口部５０の大半が微粒子で埋められるように、粒子４８を固定するのに用いられる。粒子４８は、上述のように固定される。たとえば、真空５２が基体４６の面５４に加えられ、それによって開口部５０を通して溶液５６を「引っ張」り、粒子４８を基体４６の面５８上に固定してもよい。溶液６０は、固定された粒子に接触していてもよい。穿孔がミクロスフェアで「埋め」られてしまうと、溶液は排出されることができない。残りの溶液６０はすべて、上述の手段など、別の手段で除去される。堅牢な基体４６とその開口部５０は、当技術分野で既知の任意の適切な材料と工程を用いて形成させることができる。図８に示されているシステムの実施形態は、本明細書に説明されるようにさらに構成されてもよい。
粒子を含む残りの溶液はすべて、サイフォンまたは真空引きなどの別の手段で除去されるか、または残りの粒子すべてが、固定材に形成されたパターンの外側に沈殿できるように、固定材が回転される。固定されなかった粒子を含む溶液の除去は、固定材の底部に吸引を維持して、または維持しないで行われる。溶液の中の粒子の数は、固定材に形成されたパターンの穿孔の数に基づいて選択される。たとえば、一実施形態では、濾材は、溶液中のミクロスフェアの数とほぼ等しい数の開口部を有してよい。
粒子の撮影は、溶液中の粒子には実用的でないこともある。粒子は、好ましくは、撮影サブシステムまたは撮影手段から実質的に一定距離にある平面内に配置される。固定は、長い露出時間または多重露出に必要とされる。本明細書に説明されたシステムおよび方法は、ミクロスフェアの実質的に安定した固定を提供し、多重露出に必要な長い撮影時間の間ずっとミクロスフェアの位置が実質的に安定しているため、撮影サブシステムは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に多重露出でミクロスフェアを撮影することができる。したがって、本明細書に説明されるシステムおよび方法は、形成されるミクロスフェア画像のタイプがより柔軟になる。さらに、多重露出は単一露出よりも、ミクロスフェアについてより多くの情報を与える。
ミクロスフェアの画像は、ビーズおよび／または細胞ベースの診断的検査に用いられ、その検査は当技術分野で既知の任意の検査を含む。そのような診断的検査の例は、本明細書に完全に記載されるがごとく援用される、チャンドラーらに対する米国特許第５，９８１，１８０号、チャンドラーに対する米国特許第６，０４６，８０７号、チャンドラーに対する米国特許第６，１３９，８００号、チャンドラーに対する米国特許第６，３６６，３５４ Ｂ１号、チャンドラーに対する米国特許第６，４１１，９０４ Ｂ１号、チャンドラーらに対する米国特許第６，４４９，５６２ Ｂ１号、チャンドラーらに対する米国特許第６，５２４，７９３ Ｂ１号に示されている。本明細書に説明されるミクロスフェアの画像が用いられるアッセイと実験は、これら特許に説明された任意のアッセイや実験、および当技術分野で既知の任意の他のアッセイや実験を含む。
別の実施形態は、ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法に関する。本方法は、ミクロスフェアが濾材の開口部の上に配置されるように、濾材を通してミクロスフェアに力を作用させるステップを含む。開口部は、濾材の幅方向にほぼ等距離に間隔を置かれる。
一実施形態では、力を作用させるステップは、吸引式濾過を用いて行われる。開口部は、ミクロスフェアの直径よりも小さい直径を有している。開口部はまた、濾材の細孔の直径よりも大きい直径を有してもよい。濾材の開口部の数は、ミクロスフェアの数とほぼ等しい。開口部は、濾材の厚さを通して延びている。代替として、開口部は、濾材の厚みの一部を通して延びるだけでもよい。
ミクロスフェアに力を作用させるステップは、濾材に連結された追加の濾材を通してミクロスフェアに力を作用させるステップを含む。ミクロスフェアは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間、溶液と接触している。代替として、ミクロスフェアは、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間、溶液と接触していなくてよい。
いくつかの実施形態では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、ミクロスフェアを撮影するステップを含む。１つのそのような実施形態では、ミクロスフェアに接触している濾材の表面が、結像面に近接している。別のそのような実施形態では、ミクロスフェアに接触している濾材の表面が結像面に実質的に平行である。
いくつかの実施形態では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、濾材を通してミクロスフェアを撮影するステップを含む。別の実施形態では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間に、多重露出でミクロスフェアを撮影するステップを含む。さらなる実施形態では、本方法は、ミクロスフェアが開口部の上に位置決めされている間にミクロスフェアを撮影するステップを含み、そのような撮影によって生成された画像は、ビーズまたは細胞ベースの診断的検査に用いられる。上述の各実施形態は、本明細書に説明される任意の他のステップを含んでもよい。
本開示の利益を有する当業者は、本発明が、ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法およびシステムを提供すると考えられることを理解するであろう。本発明の様々な形態のさらなる変更例および代替実施形態は、この説明に照らして、当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、例示のためのみであり、当業者に本発明を実行する一般的な方法を教示する目的のためであると理解されたい。図示され、本明細書に説明された本発明の形態は、現時点で好ましい実施形態と解釈されるものであることを理解されたい。本発明のこの説明の利益を得た後、当業者にはすべて明らかとなるであろうように、要素および材料は、図示され、本明細書に説明されているものとは変更されてよく、部品および工程は逆にされてよく、本発明の特定の特徴は独立して用いられてよい。特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載された要素が変更されてもよい。
ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムの一実施形態の一部の断面図を示す概略図である。 ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムの一実施形態の一部の上面図を示す概略図である。 ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムの一実施形態の一部の断面図を示す概略図である。 ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムの一実施形態の一部の上面図を示す概略図である。 ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムの別の実施形態の一部の断面図を示す概略図である。

Claims (32)

  1. ミクロスフェアを撮影するために位置決めするように構成されたシステムであって、
    開口部を含む濾材と、
    前記濾材に連結された流れサブシステムとを備え、前記流れサブシステムが、前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされるように、前記ミクロスフェアに力を作用させるように構成されたシステム。
  2. 前記流れサブシステムが、吸引式濾過を通して前記力を作用させるようにさらに構成された請求項１に記載のシステム。
  3. 前記開口部が、前記ミクロスフェアの直径より小さい直径を有する請求項１に記載のシステム。
  4. 前記開口部が、前記濾材の細孔の直径よりも大きい直径を有する請求項１に記載のシステム。
  5. 前記濾材が、結像面に実質的に平行な面全体に前記ミクロスフェアが分散されるように、複数の前記開口部をさらに備える請求項１に記載のシステム。
  6. 前記開口部が、前記濾材の厚さを通して延びている請求項１に記載のシステム。
  7. 前記開口部が、前記濾材の厚みの一部にだけ延びている請求項１に記載のシステム。
  8. 前記濾材に連結された追加の濾材をさらに備え、前記流れサブシステムが、前記追加の濾材を通して前記ミクロスフェアに前記力を作用させるようにさらに構成された請求項１に記載のシステム。
  9. 前記固定されたミクロスフェアが溶液と接触している請求項１に記載のシステム。
  10. 前記固定されたミクロスフェアが溶液と接触していない請求項１に記載のシステム。
  11. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備え、前記ミクロスフェアと接触している前記濾材の表面が、前記撮影サブシステムの結像面に近接している請求項１に記載のシステム。
  12. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備え、前記ミクロスフェアと接触している前記濾材の表面が、前記撮影サブシステムの結像面に実質的に平行である請求項１に記載のシステム。
  13. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記濾材を通して前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
  14. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に、多重露出で前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備える請求項１に記載のシステム。
  15. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備え、前記撮影サブシステムが電荷結合素子を備える請求項１に記載のシステム。
  16. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備え、前記撮影サブシステムが撮影手段を備える請求項１に記載のシステム。
  17. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するように構成された撮影サブシステムをさらに備え、前記撮影サブシステムによって生成された画像が、ビーズまたは細胞ベースの診断的検査に用いられる請求項１に記載のシステム。
  18. 重合ミクロスフェアを撮影するために位置決めする方法であって、前記ミクロスフェアが濾材の開口部の上に位置決めされるように、前記濾材を通して前記ミクロスフェアに力を作用させるステップを含む方法。
  19. 前記作用させるステップが、吸引式濾過を用いて行われる請求項１９に記載の方法。
  20. 前記開口部が、前記ミクロスフェアの直径より小さい直径を有する請求項１９に記載の方法。
  21. 前記開口部が、前記濾材の細孔の直径よりも大きい直径を有する請求項１９に記載の方法。
  22. 前記濾材の前記開口部の数が、前記ミクロスフェアの数とほぼ等しい請求項１９に記載の方法。
  23. 前記開口部が、前記濾材の厚みの全体を通して延在する請求項１９に記載の方法。
  24. 前記開口部が、前記濾材の厚みの一部を通して延在する請求項１９に記載の方法。
  25. 前記作用させるステップが、前記濾材に連結された追加の濾材を通して前記ミクロスフェアに前記力を作用させるステップを含む請求項１９に記載の方法。
  26. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間、前記ミクロスフェアが溶液と接触している請求項１９に記載の方法。
  27. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間、前記ミクロスフェアが溶液と接触していない請求項１９に記載の方法。
  28. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するステップをさらに含み、前記ミクロスフェアに接触している前記濾材の表面が、結像面に近接している請求項１９に記載の方法。
  29. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するステップをさらに含み、前記ミクロスフェアに接触している前記濾材の表面が、結像面に実質的に平行である請求項１９に記載の方法。
  30. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記濾材を通して前記ミクロスフェアを撮影するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
  31. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に多重露出で前記ミクロスフェアを撮影するステップをさらに含む請求項１９に記載の方法。
  32. 前記ミクロスフェアが前記開口部の上に位置決めされている間に前記ミクロスフェアを撮影するステップをさらに含み、前記撮影により生成された画像が、ビーズまたは細胞ベースの診断的検査に用いられる請求項１９に記載の方法。
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