JP2009529675A - 標本高速供給装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
この従来からの供給法の自動化は、標本容器の自動位置決めおよび封止に関する機械的な問題のために困難である。
そのような供給法はまた、煙霧状の生体有害物質を発生させやすい。
この方法の1つの欠点は、標本流れ内に発生した脈動により、測定信号上のノイズが大きく増幅され得ることである。
さらに、標本間の洗浄に必要な時間が長く、標本を分析する作業を遅らせる。
洗浄作業は、標本がフローサイトメータ用キュベットに完全に供給されるまで開始することができず、そのため、処理能力が落ちる。
この米国特許第5,182,617号は、標本の導入および洗浄を同時に行うことができる同一の分岐部を2つ作ることで、処理能力を高くできることを明らかにしている。
先行技術は、標本供給装置とフローサイトメータとの間にある接続チャネルを完全に洗浄することに対して何ら寄与しない。
さらに、先行技術は、システムを洗浄液で素速く洗浄することに対して何ら教示するものがない。
1つの実施形態では、方法はさらに、複数の標本源のすべてから複数の標本を収集して、これらを計測器に供給するために、ステップ(a)〜ステップ(f)を繰り返すステップ(g)を含む。
計測器はフローサイトメータであるのが好ましい。
別の実施形態では、計測器は、分光蛍光計、蛍光計、吸光計、および顕微鏡で構成されるグループから選択される。
通常、フローサイトメータ、高速液体クロマトグラフィ、分光蛍光計、蛍光計、吸光計、顕微鏡、または液体標本を受け入れる他の高速処理計測器によって分析される標本を使用することができる。
第1および第2の試剤を、化学物、抗体、ビーズ、生細胞、または固定細胞で構成されるグループから個別に選択することができる。
さらに別の実施形態では、標本が計測器に注入される前に、複数の試剤を標本に添加することができる。
制御バルブは別のラインに接続することができる。
そのようなラインはさらに、空気圧力またはシステム液圧力を供給することができる。
加えて、そのようなラインは、さらに廃棄チャネルを提供することができる。
1つの実施形態では、少なくとも1つの洗浄流体供給ラインは、検査装置を含むシステム全体に洗浄流体を供給する。
位置切換バルブには、4方向2位置切換バルブを含めることができる。
2位置切換バルブは2つのモードを有することができる。
1つの実施形態では、位置切換バルブの第1のモードにおいて、第1の標本供給ラインが計測器に流体連通され、第2の標本供給ラインが標本入力チャネルに流体連通される。
別の実施形態では、位置切換バルブの第2のモードにおいて、第1の標本供給ラインが標本入力チャネルに流体連通され、第2の標本供給ラインが計測器に流体連通される。
別の実施形態では、第1の標本供給ラインは、第1の標本保持ループを有し、第2の標本供給ラインは、第2の標本保持ループを有する。
別の実施形態では、第1の制御バルブは、第1の標本供給ライン内に配置され、第2の制御バルブは、第2の標本供給ライン内に配置される。
実施形態によっては、第1および第2の制御バルブはそれぞれ、第1および第2の標本保持ループをそのうちの1つに接続できる4つの流体チャネルを有する。
ポンプ流れ制御バルブの出力ポート、少なくとも1つの洗浄流体供給ライン、廃棄物処理部、または制御された空気圧力源にこれらの増設した流体チャネルを接続することができる。
加圧手段の非限定的な例には、タンクからの調整された圧縮空気、調整されたエアコンプレッサ、および注射器ポンプがある。
貯蔵手段の非限定的な例には、任意の数量の試験チューブを有するウェルプレートまたはラックとして96、384、もしくは1536がある。
図1では、検査装置(この場合はフローサイトメータ)は、可撓性の流体接続チャネル2を介して、4方向2位置切換バルブ3と流体連通している。
接続チャネルは、検査装置とともに使用するのに適した周知のチューブ材料で構成することができる。
接続チャネル用のチューブ材料および本発明に含まれる他のすべてのチューブ材料の非限定的な例には、軟性シリコン、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、およびポリエステル、ポリオレフィン、またはポリアミドなどの他の有用なポリマー材料から作られたチューブ材料がある。
接続チャネル2は、概略的に約0.127mm(0.005インチ)から約0.1mm(0.040インチ)の内径を有するが、使用する検査装置によっては、他の内径寸法も適切である。
バルブ3は、システム5、6の2つの対称な標本取り込みおよび注入分岐部の間で、標本入力チャネル(「入力チャネル」)4と接続チャネル2とを切り換える。
切換バルブ3の第1の位置では、分岐部5は入力チャネル4と流体連通し、接続チャネル2(ひいては検査装置1)は分岐部6と流体連通する。
バルブ3を第2の位置(図示せず)に切り換えると、分岐部5は接続チャネル2(ひいては検査装置1)と流体連通し、入力チャネル4は分岐部6と流体連通する。
1つの実施形態では、入力チャネルは、プローブおよび位置決め装置を有する。
入力チャネル4は、プローブ7により適切な標本を得る。
液体標本、ガス標本、または固体標本を含む、検査装置で分析される任意のタイプの標本を本発明で使用することができる。
有益な標本の非限定的な例には、化合物および生体化合物がある。
化合物の幾つかの非限定的な例には、化学試剤、溶剤、微小球、ビーズ、および染料がある。
化合物は、周知でありかつ高速液体クロマトグラフィやフローサイトメータといった検査装置で使用される合成物からなるのが好ましい。
生体化合物の幾つかの非限定的な例には、血液、尿、抗体、生細胞、死細胞、および微生物がある。
細胞は、人間、動物、昆虫、バクテリア、酵母、またはウイルスからのものとすることができる。
生体化合物は、周知でありかつフローサイトメータといった検査装置で使用される合成物からなるのが好ましい。
位置決め装置8に命令してプローブ7を移動させることができる。
位置決め装置の非限定的な例には、デカルト座標のロボットサンプラおおび回転式サンプラがある。
位置決め装置8の別の例には、移動範囲がX軸で39.1cm(15.4インチ)、Y軸で29.9cm(11.8インチ)、Z軸で16.51cm(6.5インチ)のテカン社製MSP9250ロボットサンプラなど、XYZ座標位置決め装置がある。
この装置の位置決め精度は、すべての軸に関して0.01cm(0.004インチ)である。
位置決め装置8のZ軸は、直径が最大0.19cm(0.078インチ)までのプローブを止めねじで取り付けることができる。
別の実施形態では、ロボットサンプラは、様々な試剤を標本に供給する独立アームを有する。
別の実施形態では、ロボットサンプラは、様々な標本を検査装置に供給する、例えば、1、2、3、または4アームの独立アームを有する。
別の実施形態では、少なくとも1つの標本入力チャネルは、ロボットサンプラ位置決め装置に接続される。
別の実施形態では、ロボットサンプラは、2つのアームを有し、第2のアームは、試剤輸送ポンプを有する。
1つの実施形態では、第2のアームは、第1および第2の試剤など、様々な試剤を供給する。
別の実施形態では、試剤輸送ポンプには、注射器ポンプ、ぜん動ポンプ、または膜ポンプがある。
1つの実施形態では、プローブ7は、他のチューブ寸法も考えられるが、外径(OD)が約0.18cm(0.072インチ)で、内径(ID)が約0.16cm(0.063インチ)のステンレス鋼製チューブからなる。
例えば、プローブのODは、約0.127cm(0.050インチ)から約0.254(0.100インチ)の範囲をとることができ、プローブのIDは、約0.11cm(0.045インチ)から約.24cm(0.095インチ)の範囲をとることができる。
通常のプローブチューブ長さは、約4インチであるが、使用する標本容器9および試薬バイアル11のタイプに応じて、長くすることもできるし、短くすることもできる。
プローブ7は、Z軸の端部が容器の上面に衝突することなく、標本容器9および試薬バイアル11の底部に到達できるように十分に長いことが好ましい。
位置決め装置8のZ軸の端部にプローブ7を取り付けることができるように、この最小限のプローブ長さにさらに2.54cm(1インチ)を足すことができる。
この開口の深さは、プローブ7の外径の約半分とすることができる。
入力チャネル4は、この開口を通過し、プローブ7の先端から出ることができる。
入力チャネル4の外径は、入力チャネルがプローブ7の内径にすきまなく嵌合するような大きさにすることができる。
例えば、プローブのIDが0.15cm(0.063インチ)の場合に、入力チャネル4のODは、約0.158cm(0.0625インチ)とすることができ、入力チャネル4は、オプションとして、プローブ7に摩擦嵌合することができる。
標本容器が比較的平坦な、例えば、96−ウェルプレート、385−ウェルプレート、または1536−ウェルプレートである場合に、入力チャネル4は、プローブ7の外壁と標本容器9の内容物の間の接触を回避するために、プローブ7の先端から約1.27cm(0.5インチ)だけ突出する。
本明細書で説明する実施形態では、様々な標本容器9を採用することができる。
標本容器の非限定的な例には、さまざまな量の標本チューブと、96、384、または1536穴のウェルプレートとを有するチューブラックがある。
別の実施形態では、廃棄物容器13は、洗浄ステーションに排出されたあらゆる液体が重力を受けて廃棄物容器13に流入できるように、物理的に洗浄ステーション10の下に配置される。
廃棄物ステーション排液チャネルは、廃棄物の排出時にライン内のエアロックを防止する、十分な大きさの内径を有するべきである。
廃棄物ステーション排液チャネル14の一般的な内径は、約0.95cm(3/8インチ)以上である。
実施形態では、各分岐部5、6は、それぞれ、標本保持ループ15、16、制御バルブ17、18、チャネル19からチャネル22およびチャネル23からチャネル26、ポンプ流れ制御弁27、28、ならびにポンプ29、30からなる。
1つの実施形態では、標本保持ループ15、16は、切換バルブ3に流体連通される。
実施形態では、標本保持ループ15、16は、システムによって取り込まれ、注入される標本の最大体積よりも大きい内部容積を有する所定の長さのチューブで構成されている。
これは、標本保持ループ15、16が、そこに注入することができる任意の標本を収容するだけの十分な容積を有するのを保証する。
通常、保持ループ15、16は、標本の最大体積より1.5倍大きい内部容積を有していて、標本が制御バルブ17、18に吸い込まれるのを防止する。
1つの実施形態では、制御バルブ17、18はともに、標本保持ループ15、16を4つの流体チャネルの1つに接続できる、4つのチャネルを備えた選択バルブである。
多くの流体チャネルを必要としない実施形態に対しては、選択バルブは、2つばかりのチャネルを有することができる。
他の実施形態では、4チャネルを超えるチャネルを備えた選択バルブを使用して、システムの洗浄能力を増強することができる。
図1では、制御バルブ17、18は、標本保持ループ15、16を4つの接続可能なチャネルの1つに選択的に接続する。
保持ループ15は、チャネル19、20、21、22に接続され、保持ループ16は、チャネル23、24、25、26に接続される。
ポンプチャネル19、23はそれぞれ、ポンプ流れ制御バルブ27、28の出力ポートに接続されている。
ポンプ流れ制御バルブ27、28は、共通ポート、通常は開いたポート、および通常は閉じたポートを備えた標準的な3方向バルブである。
ポンプ流れ制御バルブ27、28の共通ポートはポンプ29、30に接続され、これらポンプは、液体を吸い込み、供給することができる。
実施形態では、ポンプ29、30は、それぞれ独立した注射器ポンプである。
ただし、他のタイプのポンプを使用することもできる。
非限定的な例には、ぜん動ポンプおよび膜ポンプがある。
実施形態では、ポンプ流れ制御バルブ27、28の入力ポートは、システム液容器31に接続されている。
検査装置の性能を発揮させるまたは助長するのに役立つ任意のシステム液を使用することができる。
非限定的な例には、水、生理食塩水、またはリン酸緩衝食塩水がある。
洗浄チャネル20、24は、T字形接合部33で互いに流体連通され、かつ洗浄ポンプ32に流体連通されている。
洗浄ポンプ32は、共通ポート、通常は開いたポート、および通常は閉じたポートを有する3方向洗浄液選択バルブ34に流体連通されている。
バルブ34の通常は開いたポートは、チャネル35を介してシステム液容器31に接続され、バルブ34の通常は閉じたポートは、チャネル36を介して洗浄液容器37に接続されている。
この実施形態の洗浄ポンプ32は、洗浄液を制御バルブ17、18に素速く送り出すことができる膜ポンプである。
システムを通る液体を送り出すのに使用できる適切なポンプの他の非限定的な例には、ぜん動ポンプ、注射器ポンプ、および加圧容器がある。
廃棄チャネル21、25は、T字形接合部38で互いに流体連通され、かつ廃棄物容器13に流体連通されている。
加圧チャネル22、26は、T字形接合部40で互いに流体連通され、かつ加圧システム液容器39に流体連通されている。
加圧システム液容器39は、注意深く調整した空気圧力源41によって加圧される。
本発明に有用な調整済み空気圧力源には、安定化圧縮空気タンクや安定化空気コンプレッサがある。
あるいは、圧力源は、そのような圧力源が利用できるならば、検査装置によってもたらされてもよい。
一方、非常に正確な測定を行わなければならず、ポンプ29、30を用いて標本を注入することで、信号対ノイズ比が大きくなる場合は、加圧チャネル22、26の方が好ましい。
付着性の合成物とは、後に続く標本を汚染する可能性がある、システムのラインに残る合成物である。
フローサイトメータなどの検査装置を使用する場合、多くの場合、粘着性の合成物、例えば、スフィンゴシン−1−リン酸塩(S1P)、エンドセリン−1(ET−1)、およびローダミンなどの合成物が必要とされる。
したがって、標本検査の合間に洗浄溶液でシステムラインを清浄して、前の標本から存在したであろう持ち越しをなくすことが必須である。
生理食塩水溶液などの一般的なシステム液は、洗浄液と比較して、システムのライン内に付着性の合成物を残しやすい。
これは、あとで分析される何百もの標本を汚染させる。
標本が接続ライン2およびライン15、16を進むときに、チューブの中心にある標本は表面にあるものより速く進むので、標本がより長くなる。
これは、標本全体が検査装置に完全に注入されない状況を引き起こすことが多い。
フローサイトメータが検査装置として使用される場合、フローサイトメータは、大気圧に向けて開放された廃棄ラインにつながった入力ライン2を加圧することができる。
これは、検査装置1から接続ライン2を通る洗浄液の急速な流れを引き起こすことが多い。
この特徴は、標本がチューブを通過するのを長期にわたって待機するという問題を解決するので、標本の高速検査を可能にする。
したがって、加圧システム液39を利用して体積の大きい標本を高い精度で注入することができる。
これは、注射器サイズが大きくなるほど特に重要である。
注射器サイズが大きくなると、注射器ポンプが変動のない状態を維持できる最小流量も増える。
流量が増えると、検査装置(特に、フローサイトメータ)は、標本測定における精度を損なう。
本明細書で説明した本発明により、当業者が、1mL、2mL、またはさらにそれを超えるような大量の標本を取り込み、次いで、手動のチューブ注入に見られるのと同様の精度を可能にしながら、その一方で完全自動化という利点を付加して、非常にゆっくりと標本を注入することが可能になる。
高分解能注射器ポンプは、大量の液体をきわめて少ない流量で供給することができる。
加圧システム液容器39の代替品として、高分解能注射器ポンプを挿入することができる。
試剤を担持する自動サンプラアームが、標本の液面よりも高いところから、ウェルにその試剤を投入するならば、そのような特徴により、標本容器からの持ち越しが試剤に戻るのを防止できる。
実施形態では、自動サンプラは複数のアームを有し、例えば、自動サンプラは、2つ、3つ、または4つのアームを有する。
別の実施形態では、自動サンプラは2つのアームを有する。
細胞を試剤として利用し、単一の同じ自動サンプラアームを使用して、細胞を標本まで運んで混合、注入し、次いで、自動サンプラアームが細胞に戻る場合に、標本の一部が未洗浄のまま持ち越されて細胞に戻る可能性がある。
計測器に注入する前に複数の試剤を標本に添加できる1つの例には、検査装置に注入する前に、作用合成物をプレートのウェル上に置き、細胞をウェルに添加するものがある。
本明細書で説明したように、作用物質と細胞に代えて、試剤と標本の他の組み合わせを使用することができる。
他の例には、アロステリック調節因子または他のアンタゴニスト化合物をプレートのウェルに置き、試剤バイアルから細胞を添加し、次いで最後に、別の作用化合物をウェルに添加するものがある。
次いで、混合物をフローサイトメータに注入することができる。
各標本は様々なタイプとすることができ、様々な試剤を添加することができる。
1つの実施形態では、第1および第2の試剤、ならびに任意選択で追加した試剤の供給は、別の自動サンプラアームで行われる。
別の実施形態では、PFA(ペルフルオロアルキル)材料を使用して、ガス浸透性にまつわる諸問題を最小限にする。
システム液容器31に接続されたチャネルは、通常、約0.16cm(1/16インチ)や約.24cm(0.094インチ)などの内径がより大きいチューブからなる。
別の実施形態では、チューブの必要長さを短くするために、切換バルブ3と制御バルブ17、18が物理的に近接している場合に、保持ループ15、16は、内径がより大きいチューブで作られる。
制御ユニット42は、付属する装置すべてを個別に制御できるコンピュータとして実装される。
あた、制御ユニット42は、可変調整器によって空気供給圧力41を設定することができる。
手動の圧力調整器によって空気供給圧力を調整することもできる。
実施形態では、空気供給圧力41は、検査装置1から発生する逆圧より若干高い値に設定されている。
例えば、空気供給圧力は、逆圧よりも約0.035kg/cm2(0.5psi)から約0.14kg/cm2(2.0psi)だけ高く設定さすることができる。
動作の制御は、制御ユニット42からのコマンドによって行われるのが好ましい。
プローブ7を洗浄ステーション10に移動させるよう位置決め装置8に命令する。
容器31からポンプ29にシステム液を送るために、ポンプ流れ制御バルブ27を切り換える。
その後、制御ユニット42からのコマンドによって、ポンプ29にシステム液を充填する。
次いで、ポンプ29内のシステム液をポンプチャネル19に送るために、ポンプ流れ制御バルブ27を切り換える。
入力チャネル4と保持ループ15との間で液体を通す位置にバルブ3を切り換える。
空気を効果的に排除しながら、ポンプチャネル19および保持ループ15にシステム液を充填して、システム液を両方に完全に排出するようポンプ29に命令する。
次いで、保持ループ15と、洗浄ポンプ32につながる洗浄チャネル20との間で液体を通すために、バルブ17を切り換える。
洗浄液チャネル36を介して、洗浄ポンプ32と洗浄液容器37を流体連通するように、洗浄液選択バルブ34を切り換える。
次いで、洗浄ポンプ32を作動させて洗浄液チャネル36に洗浄液を充填する。
標本残留物を除去することができ、チャネルの面を汚染しない任意の洗浄液を選択することができる。
洗浄液の幾つかの非限定的な例には、エタノール、ジメチルスルホキシド(DMSO)などの溶剤、または洗剤がある。
次いで、洗浄液選択バルブ34を切り換えて、チャネル35を介して洗浄ポンプ32とシステム液容器31とを流体連通する。
システム液は、洗浄ポンプ32、洗浄チャネル20、制御バルブ17、保持ループ15、切換バルブ3、入力チャネル4、およびプローブ7をシステム液で満たす。
加圧されたシステム液容器39が制御バルブ17に接続されている場合、次いで、バルブ17を切り換えて、容器39から加圧チャネル22を介して保持ループ15に加圧システム液を送る。
加圧チャネル22にシステム液を充填するための遅延時間をとった後、制御バルブ17を切り換えて、保持ループ15内の液体を廃棄チャネル21に送る。
次いで、システムの第1の分岐部に対する上記した一連の事象をシステムの第2の分岐部の等価の部分に対して繰り返す。
その結果、システムは、洗浄ステーション10内のプローブ7と、(廃棄チャネル21、25を除く)システムのすべてのチャネルとがシステム液で充填された状態になる。
別の実施形態では、ラインにシステム液を充填するプロセスを、増設した分岐部でさらに実施することができる。
図2Aおよび図2Bは、標本容器9からの1つまたは複数の標本を評価する一連のステップを示している。
図2Aの開始点であるステップ43では、分岐部5で(図3でさらに説明する)洗浄サイクル68を実行する。
洗浄サイクル68は、分岐部5が確実に洗浄され、システム液を充填されるようにする。
実施形態によっては、標本を分析する前に、標本容器9に試剤を添加するのが有益なことがある。
非限定的な試剤の例には、作用物質、アンタゴニスト、調節剤、染料、ステイン、細胞、およびビーズがある。
ステップ44で、標本に試剤を添加することを使用者が選択した場合、ステップ45で、試剤添加サイクル94を分岐5で実行する。
ステップ46で、(図5でさらに説明する)次の標本の混合および取り込みサイクル110を実行して、第1の標本を保持ループ15に取り込む。
ステップ47で、切換バルブ3を切り換えて、保持ループ15と接続チャネル2を流体連通する。
次いで、独立した2つのプロセスを同時進行で実行する。
第1のプロセスはステップ48で構成され、第2のプロセスは、ステップ49からステップ53で構成される。
第2のプロセスは最初に、ステップ49で、処理されるべき標本がさらに残っているかどうかを判断する。
すべての標本が処理されている場合、第2のプロセスはステップ54に進んで終了する。
そうでない場合、ステップ50で、(図3でさらに説明する)洗浄サイクル81を実行して、分岐部6を洗浄する。
ステップ51で、標本に試剤を添加することを使用者が選択した場合、ステップ52で、(図4でさらに説明する)試剤添加サイクル102を分岐部6で実行する。
ステップ53で、(図5でさらに説明する)次の標本の混合および取り込みサイクル119を分岐部6で実行して、次の標本を保持ループ16に取り込む。
ステップ54で両方のプロセスが完了すると、図2Bに示すステップ55でチェックを行い、すべてのサンプルが処理されたかどうかを判断する。
これ以上サンプルが残っていない場合、次いで、ステップ65で実行を続ける。
次いで、独立した2つのプロセスを並列進行で実行する。
第1のプロセスはステップ57で構成され、第2のプロセスは、ステップ58からステップ62で構成される。
第2のプロセスは最初に、ステップ58で、処理されるべき標本がさらに残っているかどうかを判断する。
すべての標本が処理されている場合、第2のプロセスはステップ63に進んで終了する。
そうでない場合、ステップ59で、洗浄サイクル68を実行して、分岐部5を洗浄する。
ステップ60で、標本に試剤を添加することを使用者が選択した場合、ステップ61で、試剤添加サイクル94を分岐部5で実行する。
ステップ62で、(図5でさらに説明する)次の標本の混合および取り込みサイクル110を分岐部5で実行して、次の標本を保持ループ15に取り込む。
ステップ63で両方のプロセスが完了すると、ステップ64でチェックを行い、すべてのサンプルが処理されたかどうかを判断する。
これ以上標本が残っていない場合、ステップ65で実行を続け、そうでないならば、上記したステップ47で実行を続ける。
ステップ66で、洗浄サイクル81を実行して分岐部6を洗浄する。
標本処理はステップ67で完了し、システムは、標本容器9の交換と同時に別の標本セットの処理を開始するための待機状態にある。
図3は、本明細書で説明したシステムの両方の分岐部を洗浄する一連のステップを示している。
最初の洗浄サイクル68は、ステップ69でプローブ7を洗浄ステーション10に移動させることから始まる。
ステップ70で、制御バルブ17を切り換えて、洗浄チャネル20を保持ループ15に接続する。
実施形態によっては、検査装置1に導入される標本が疎水性で、チャネル壁に付着しやすいことがある。
多くの場合、洗浄液でチャネルを洗浄して、1つの標本から次の標本に二次汚染する機会を減らすことが必要である。
標本残留物を除去し、チャネルに汚染のない面をもたらすことができる任意の洗浄液を選択することができる。
洗浄液の幾つかの非限定的な例には、エタノール、ジメチルスルホキシド(DMSO)などの溶剤、または洗剤がある。
次いで、ステップ72で、洗浄ポンプ32を作動させて、洗浄流体を制御バルブに送り込む。
洗浄液を、バルブ17、保持ループ15、切換バルブ3、入力チャネル4、およびプローブ7を経由して清浄ステーション10に最後まで送り込むことができるように、ステップ73で、使用者が指定したX1秒の遅延時間を導入する。
必要とされる実際の時間は、使用されるシステムとチャネルの長さとに応じて変わるであろう。
当業者は、本明細書による開示を指針として、システム全体に洗浄液を送り出すのに、どのくらいの時間が必要であるかを判断することができる。
この動作により、システム液がシステム液容器31から洗浄ポンプ32を通って流れるようになる。
システム液を、バルブ17、保持ループ15、切換バルブ3、入力チャネル4、およびプローブ7を経由して清浄ステーション10に最後まで送り込み、それにより、残った洗浄液をすべて押し流すことができるように、ステップ75で、使用者が指定したY1秒の遅延時間を導入する。
必要とされる実際の時間は、使用されるシステムとチャネルの長さとに応じて変わるであろう。
当業者は、本明細書による開示を指針として、洗浄液を押し流すのに、どのくらいの時間が必要であるかを判断することができる。
ステップ78で、ポンプ流れ制御バルブ27を切り換えて、ポンプチャネル19とポンプ29を接続する。
次いでステップ79で、ポンプ29からすべての流体を排出させる。ステップ80は、洗浄サイクル68の完了を示す。
洗浄サイクル81は、ステップ82からステップ93に示されている。
最初の洗浄サイクル81は、ステップ82で、プローブ7を洗浄ステーション10に移動させることで始まる。
ステップ83で、制御バルブ18を切り換えて、洗浄チャネル24を保持ループ16に接続する。
洗浄サイクル68に関連して前に述べたように、実施形態によっては、検査装置1に導入される標本が疎水性で、チャネル壁に付着しやすいものもある。
洗浄サイクル68に対して有用である洗浄液と同様なものを洗浄サイクル81に対して使用することができる。
次いでステップ85で、洗浄ポンプ32を作動させて、洗浄流体を制御バルブに送り込む。
洗浄液を、バルブ18、保持ループ16、切換バルブ3、入力チャネル4、およびプローブ7を経由して清浄ステーション10に最後まで送り込むことができるように、ステップ86で、使用者が指定したX2秒の遅延時間を導入する。
ステップ86で使用するX2秒の量は、分岐部5での洗浄サイクル68に対してステップ73で使用した時間量と同じこともあるし、異なることもある。
当業者は、本明細書による開示を指針として、洗浄液をシステムに送り込むのに、どのくらいの時間が必要であるかを判断することができる。
この動作により、システム液がシステム液容器31から洗浄ポンプ32を通って流れるようになる。
システム液を、バルブ18、保持ループ16、切換バルブ3、入力チャネル4、およびプローブ7を経由して清浄ステーション10に最後まで送り込み、残った洗浄液をすべて除去できるように、ステップ88で、使用者が指定したY2秒の遅延時間を導入する。
必要とされる実際の時間は、使用されるシステムとチャネルの長さとに応じて変わるであろう。
ステップ88で使用するY2秒の量は、分岐部5での洗浄サイクル68に対してステップ75で使用した時間量と同じこともあるし、異なることもある。
当業者は、本明細書による開示を指針として、洗浄液を押し流すのに、どのくらいの時間が必要であるかを判断することができる。
ステップ91で、ポンプ流れ制御バルブ28を切り換えて、ポンプチャネル23とポンプ30を接続する。
ステップ92で、ポンプ30からすべての流体を排出させる。
ステップ93は、洗浄サイクル81の完了を示す。
図4では、システムの両方の分岐部で試剤を添加する一連のステップを説明する。
試剤添加サイクル94は、ステップ95で、制御バルブ17を切り換えて、保持ループ15とポンプチャネル19を接続することで始まる。
次いでステップ96で、ポンプ流れ制御バルブ27を切り換えて、ポンプチャネル19とポンプ29を接続する。
次いで、ステップ97で、使用者が選択した試剤バイアルまでプローブ7を移動させる。
ステップ98で、ポンプ29に吸い込みコマンドを送出して、所定量の試剤をプローブ7および入力チャネル4内に吸い込む。
プローブ7および入力チャネル4に吸い込まれる試剤の量は、システムの使用者によって選択され、関連した試験を完了するのに必要な任意の量とすることができる。
次いでステップ100で、ポンプ29に供給コマンドを送出して、入力チャネル4から標本に試剤を供給する。
試剤添加サイクル94は、ステップ101で完了するとして示されている。
試剤添加サイクル102は、ステップ103からステップ109に示されている。
試剤添加サイクル102は、ステップ103で、制御バルブ18を切り換えて、保持ループ16とポンプチャネル23を接続することで始まる。
次いで、ステップ104で、ポンプ流れ制御バルブ28を切り換えて、ポンプチャネル23とポンプ30を接続する。
次いで、ステップ105で、使用者が選択した試剤バイアル11までプローブ7を移動させる。
ステップ106で、ポンプ30に吸い込みコマンドを送出して、所定量の試剤をプローブ7および入力チャネル4内に吸い込む。
プローブ7および入力チャネル4に吸い込まれる試剤の量は、システムの使用者によって選択され、関連した試験を完了するのに必要な任意の量とすることができる。
次いで、ステップ108で、ポンプ30に供給コマンドを送出して、入力チャネル4から標本に試剤を供給する。
試剤添加サイクル102は、ステップ109で完了するとして示される。
図5では、システムの両方の分岐部で次の標本を混合し、取り込む一連のステップを説明する。
標本容器9の底で安定することができる生細胞またはビーズなどの幾つかのタイプの標本にとっては、保持ループ70内に標本を吸い込む前に、標本を数度にわたって混合するのが望ましいであろう。
次の標本の混合および取り込みサイクル110は、ステップ111で、制御バルブ17を切り換えて、保持ループ15とポンプチャネル19を接続することで始まる。
ステップ112で、ポンプ流れ制御バルブ27を切り換えて、ポンプチャネル19とポンプ29を接続する。
次いでステップ113で、取り込まれる次の標本の標本容器9にプローブ7を移動させる。
ステップ114で、吸い込みコマンドをポンプ29に送出して、使用者が定めた混合量の標本をプローブ7および入力チャネル4に吸い込む。
次いでステップ115で、ポンプ29に供給コマンドを送出して、標本容器9に標本を戻す。
ステップ116で、使用者が定めた混合サイクル数を完了していない場合、次いで、ステップ114から実行を繰り返す。
そうでない場合、ステップ117で、ポンプ29を使用して、使用者が定めた量の標本と入力チャネル死容量分とを保持ループ15に吸い込む。
次の標本の混合および取り込みサイクル110は、ステップ118で完了するとして示されている。
次の標本の混合および取り込みサイクル119は、ステップ120からステップ127に示されている。
次の標本の混合および取り込みサイクル119は、ステップ120で、制御バルブ18を切り換えて、保持ループ16とポンプチャネル23を接続することで始まる。
ステップ121で、ポンプ流れ制御バルブ28を切り換えて、ポンプチャネル23とポンプ30を接続する。
次いでステップ122で、取り込まれる次の標本の標本容器9にプローブ7を移動させる。
ステップ123で、吸い込みコマンドをポンプ30に送出して、使用者が定めた混合量の標本をプローブ7および入力チャネル4に吸い込む。
次いで、ステップ124で、ポンプ30に供給コマンドを送出して、標本容器9に標本を戻す。
ステップ125で、使用者が定めた混合サイクル数を完了していない場合、次いで、ステップ123から実行を繰り返す。
そうでない場合、ステップ126で、ポンプ30を用いて、使用者が定めた量の標本と入力チャネル死容量分とを保持ループ16に吸い込む。
次の標本の混合および取り込みサイクル119は、ステップ127で完了するとして示されている。
図6Aでは、システムの両方の分岐部で標本を注入し、接続ライン2を洗浄する一連のステップを説明する。
標本注入および接続ライン洗浄サイクルはステップ128で始まる。
標本を検査装置1に注入してから、接続チャネル2を通過する標本を検査装置が取り込むのに、非常に時間がかかる場合がある。
これは、特に、検査装置がフローサイトメータの場合に当てはまり、その場合に、流量は約1μL/秒程度に遅くなることがある。
標本注入にかかる時間を短くするために、ステップ129で、接続チャネル2の内部容積に相当する、使用者が定めた増速量だけ保持ループ15から検査装置1に高速で排出する。
例えば、検査装置に標本を注入する流量は、約10μL/秒程度か、またはそれ以上とすることができる。
別の実施形態では、検査装置に標本を注入する流量は、約50μL/秒程度か、またはそれ以上とすることができる。
さらに別の実施形態では、検査装置に標本を注入する流量は、約100μL/秒程度か、またはそれ以上とすることができる。
これは、標本の先頭部を短時間で効果的に検査装置1につなぐ。
ステップ130で、使用者が、標本を加圧して搬送することを選択しない場合、ステップ131で、ポンプ29を用いて、使用者が定めた量の標本を標準速度で供給して、標本を検査装置1に注入する。
そうでない場合、ステップ132およびステップ133を実行する。
ステップ132で、制御バルブ17を切り換えて、保持ループと加圧チャネル22を接続する。
ステップ133で、使用者は、検査装置に標本を注入するのに十分な遅延時間を指定することができる。
ステップ134で、制御バルブ17を切り換えて、保持ループ15と廃棄チャネル21を接続する。
ステップ135で、使用者は、検査装置1からの逆圧により、接続チャネル2から廃棄物容器13への逆流が可能になるように、清浄用遅延時間を指定することができる。
ステップ136で示すように、標本注入および接続ライン洗浄サイクルを完了する。
標本注入および接続ライン洗浄サイクル137がステップ138からステップ145に示されている。
ステップ138で、接続チャネル2の内部容積に相当する、使用者が定めた増速量だけ保持ループ16から検査装置1に高速で排出する。
例えば、標本を検査装置に注入する流量は、約10μL/秒程度か、それ以上とすることができる。
別の実施形態では、標本を検査装置に注入する流量は、約50μL/秒程度か、それ以上とすることができる。
さらに別の実施形態では、標本を検査装置に注入する流量は、約100μL/秒程度か、それ以上とすることができる。
これは、標本の先頭部を短時間で効果的に検査装置1につなぐ。
ステップ139で、使用者が、標本を加圧して搬送することを選択しない場合、ステップ140で、ポンプ30を用いて、使用者が定めた量の標本を標準速度で供給して、標本を検査装置1に注入する。
そうでない場合、ステップ141およびステップ142を実行する。
ステップ141で、制御バルブ18を切り換えて、保持ループ16と加圧チャネル26を接続する。
ステップ142で、使用者は、検査装置に標本を注入するのに十分な遅延時間を指定することができる。
ステップ143で、制御バルブ18を切り換えて、保持ループ16と廃棄チャネル25を接続する。
ステップ144で、使用者は、検査装置1からの逆圧により、接続チャネル2から廃棄物容器13への逆流が可能になるように、清浄用遅延時間を指定することができる。
ステップ145に示すように、標本注入および接続ライン洗浄サイクルを完了する。
本明細書で開示した装置は、フローサイトメータに標本を供給するために使用するのが好ましい。
フローサイトメータは、毎秒何千もの粒子を分析することができる公知の分析ツールであり、特定の特性を有する粒子を能動的に区別して分離することができる。
例えば、高速標本供給装置は、米国特許第6,713,019号、第5,824,269号、第5,367,474号、第5,135,502号、および4,702,598号に開示されているフローサイトメータで使用することができ、これら特許はすべて、参照することによりそれらの全体を本明細書に組み込むものとする。
これらの特許は、これらの特許のいずれかが、本明細書で明確になされた見解と一致しない見解を述べた部分や、本明細書で明確になされた表現、特徴付け、または定義と一致しない表現、特徴付け、もしくは定義を(明確に、または暗示することで)示した部分に関しては、参照することにより組み込むとされるものではない。
したがって、本発明の真の趣旨および範囲に入るかかる修正形態のすべてを添付の特許請求の範囲内に確保することが望ましい。
よって、以下の特許請求の範囲に定義し、分化した本発明は、特許証によって保証されるべきものである。
Claims (30)
- (a)複数の標本源の1番目から第1の液体標本をロボットを使って収集するステップと、
(b)第1のラインを介して前記第1の液体標本を標本分析用計測器に供給するステップと、
(c)複数の標本源の2番目から第2の液体標本をロボットを使って収集するステップと、
(d)第2のラインを介して前記第2の液体標本を分析用計測器に供給するステップと、
(e)前記第1のラインにより標本を前記計測器に供給しながら、前記第2のラインを清浄するステップと、
(f)前記第2のラインにより標本を前記計測器に供給しながら、前記第1のラインを清浄するステップとを含む、ことを特徴とする多重標本分析方法。 - (g)前記複数の標本源のすべてから複数の標本を収集して、これらを前記計測器に供給するために、ステップ(a)乃至ステップ(f)を繰り返すステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記計測器は、フローサイトメータである、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1および第2の液体標本は、化合物、抗体、ビーズ、生細胞、および固定細胞で構成されるグループから個別に選択される、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1の液体標本が前記計測器に供給される前に、この標本に第1の試剤を供給するステップと、
前記第2の液体標本が前記計測器に供給される前に、この標本に第2の試剤を供給するステップとをさらに有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記第1および第2の試剤の供給は、独立した自動サンプラアームを用いて行われる、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記第1および第2の試剤は、化合物、抗体、ビーズ、生細胞、または固定細胞で構成されるグループから個別に選択される、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記標本が前記計測器に注入される前に、複数の試剤が前記標本に添加される、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 制御バルブが、前記第1および第2のラインのそれぞれで、洗浄流体の供給と液体標本の供給とを交互に切り換える、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記制御バルブはさらに、空気圧力またはシステム液圧力の供給をもたらす、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記制御バルブはさらに、廃棄チャネルをもたらす、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 分析用計測器に標本を供給する装置であって、
第1の標本供給ラインが第1の標本取り込みおよび注入分岐部を有し、第2の標本供給ラインが第2の標本取り込みおよび注入分岐部を有する第1および第2の標本供給ラインと、
前記第1および第2の標本供給ラインを前記計測器に交互に接続する流体流れ管理機構と、
前記流れ管理機構、前記第1の標本供給ライン、および前記第2の標本供給ラインに洗浄流体を供給する少なくとも1つの洗浄流体供給ラインと、
少なくとも1つの標本入力チャネルと、
標本および洗浄流体が前記第1および第2の標本供給ラインを交互に流れるように、洗浄流体を前記第1および第2の標本供給ラインに交互に供給するための少なくとも1つの制御バルブとを有する、ことを特徴とする装置。 - 前記流体流れ管理機構は、位置切換バルブを有する、ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記位置切換バルブには、4方向2位置切換バルブが含まれる、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記位置切換バルブは、第1のモードと第2のモードとの間で切り換える、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記位置切換バルブの前記第1のモードは、前記第1の標本供給ラインを前記計測器に流体連通し、前記第2の標本供給ラインを前記標本入力チャネルに流体連通する、ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記位置切換バルブの前記第2のモードは、前記第1の標本供給ラインを前記標本入力チャネルに流体連通し、前記第2の標本供給ラインを前記計測器に流体連通する、ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記第1および第2の標本供給ラインの前記標本取り込みおよび注入分岐部は、対称性の標本取り込みおよび注入分岐部で構成される、ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記第1の標本供給ラインは、第1の標本保持ループを有し、前記第2の標本供給ラインは、第2の標本保持ループを有する、ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記第1の標本供給ライン内に配置された第1の制御バルブと、前記第2の標本供給ライン内に配置された第2の制御バルブとを有する、ことを特徴とする請求項19に記載の装置。
- 前記第1および第2の制御バルブはそれぞれ、前記第1および第2の標本保持ループをそれらのうちの1つに接続できる4つの流体チャネルを有する、ことを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記4つの流体チャネルの1つは、ポンプ流れ制御バルブの出力ポートに接続される、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記4つの流体チャネルの1つは、前記少なくとも1つの洗浄流体供給ラインに接続される、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記4つの流体チャネルの1つは、廃棄物処理部に接続される、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記4つの流体チャネルの1つは、調整された空気圧力源に接続される、ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの標本入力チャネルは、ロボットサンプラ位置決め装置に接続される、ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
- 前記位置決め装置は、1つまたは2つのアームを有する、ことを特徴とする請求項26に記載の装置。
- 前記位置決め装置は2つのアームを有し、第2のアームは、試剤輸送ポンプを有する、ことを特徴とする請求項27に記載の装置。
- 前記試剤輸送ポンプには、注射器ポンプ、ぜん動ポンプ、または膜ポンプが含まれる、ことを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記計測器には、フローサイトメータが含まれる、ことを特徴とする請求項12に記載の装置。
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