JP2014520252A - 有核赤血球分析システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1D
Description
本出願は、米国特許法第119条(e)項に基づき、2011年5月4日出願の「有核赤血球の分析方法(Method For Analyzing Nucleated Red Blood Cells)」と題する米国特許仮出願第61/482,545号の利益を主張する。この特許の全開示は、参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書では、血液試料を分析するシステムおよび方法が提供され、さらに具体的には、nRBC分析を行い、血液試料中のnRBCを同定、分類、および計数を行うシステムおよび方法が提供される。一般的には、開示システムおよび方法は、選別する蛍光染色および蛍光トリガー戦略を使って、核含有イベント対非核含有イベントの選別をする。従って、不溶解赤血球(RBC)、例えば、溶解抵抗性赤血球(rstRBC)、およびRBC断片からの干渉は、引き続き行われる分析の前に、実質的に除去される。言い換えれば、本明細書記載のシステムおよび方法は、少なくとも1つの蛍光染料および蛍光トリガーシステムを利用して、核含有イベントを選別し、それにより、正確に、信頼性高く、WBCおよびnRBCを同定し、定量する。その後、光散乱情報および蛍光情報の組み合わせを使って、WBCからnRBCをさらに分離する。開示システムおよび方法は、それにより、nRBC、WBC、およびWBC亜集団の正確な計数および識別を確実にする。システムおよび方法は、また、古くなった試料を含む脆いリンパ球(または他の脆いWBC)を含む試料のアッセイに適した比較的穏やかなWBC試薬の開発を可能とする。
WBCおよびnRBCは、それらの核中に比較的高い濃度のDNAを含む。しかし、成熟RBCは、DNAを含まない。従って、蛍光染料は、2つのクラスの血液細胞、すなわち、核酸を含む血液細胞と核酸を含まない血液細胞を識別するように選択される。染料の目的は、生細胞中に容易に侵入し、高親和性でDNAと結合し、染料が適切な光源により励起されること、適切なストークスシフトを有する強力な蛍光を発光することである。可視バンド中の染料のピーク吸収は、染料を正確に励起し、最適な結果を得るために、実質的に光源の波長に一致する(光源の波長の50nm以内、より好ましくは、光源の波長の25nm以内で)。
血液細胞は、光源による蛍光染料の励起時に異なる大きさの蛍光シグナルを発光する。蛍光シグナルの大きさの差異は、細胞内の核酸、すなわち、DNAの量から生じる。DNAの量が多くなればなるほど、高い蛍光シグナルの可能性が大きくなる。また、細胞膜の浸透、染料の寸法、染料およびDNAの間の結合動力学、染料およびDNAの間の親和性、ならびに他の因子の効力は、蛍光シグナルに影響する。成熟RBCは、最小の蛍光シグナルを発光する。理由は、成熟RBC内にはDNAがないからである。nRBCは、非常に強力な蛍光シグナルを放出する。理由は、nRBCの核内にDNAがあるからのみでなく、nRBCの膜が溶解工程の間に破壊されているために染色がより容易であるからである。非溶解RBCまたはRBC断片は、蛍光を発光しないが、非常に弱い自己蛍光を発光できる。図1Dを参照して示すように、より強い蛍光シグナルを発する細胞は、核を有する細胞、すなわち、全WBCおよびnRBC(存在する場合は)である。
本明細書で使われる表現の「蛍光情報」は、血液分析器の蛍光チャネルから集められたデータを意味する。本明細書で使われる表現の「蛍光チャネル」は、試料から発光された蛍光の量の測定のために適切な波長バンド用に設定された検出装置、例えば、光電子増倍管を意味する。
別の実施形態では、蛍光染料で染色された血液試料の有核赤血球(nRBC)分析を行う血液分析器が提供され、蛍光染料は、細胞膜透過性であり、核酸結合性である。分析器は、血液試料内の粒子を励起するように配置された励起源を含む。分析器は、また、(1)励起血液試料から軸方向光損失を測定するように配置された軸方向光損失検出器、(2)励起血液試料から中間角散乱を測定するように配置された中間角散乱検出器、(3)励起血液試料から90°側方散乱を測定するように配置された側方散乱検出器、および(4)励起血液試料から発光された蛍光を測定するように配置された蛍光検出器を含む複数の検出器を含む。分析器は、また、(a)複数の検出器から(1)軸方向光損失、(2)中間角散乱、(3)90°側方散乱、および(4)蛍光の測定値を受け、(b)蛍光閾値を超える蛍光を発光する粒子に対し、全ての測定値に基づき血液試料のnRBC識別分析を行うように構成されたプロセッサを含む。側方散乱検出器は、励起血液試料からの90°偏光側方散乱を測定するように配置された偏光側方散乱検出器であってもよい。血液分析器は、励起血液試料からの90°偏光解消側方散乱を測定するように配置された偏光解消側方散乱検出器をさらに含んでもよい。プロセッサは、受け取った測定値を予備選別し、蛍光閾値に適合しないいずれの粒子も検討対象から除くようにさらに構成されてもよい。軸方向光損失検出器は、0°散乱での軸方向光損失を測定できる。中間角散乱検出器は、約3°〜約15°で光角度散乱(light angle scatter)を測定できる。複数の検出器は、1つまたは複数の光電子増倍管を含むことができる。励起源は、蛍光染料に対応する波長で光を放出するように構成されたレーザーであってもよい。蛍光染料は、励起源に対応するように選択できる。
本発明の前出の説明は、例示および説明のために提示されている。完全に網羅するものではなく、または本発明を開示された正確な形態に限定するものではない。他の修正および種々の変更が上記の教示に照らして、可能であろう。実施形態は、本発明の原理および実際の適用を最良に説明するために、また、それにより他の当業者が種々の実施形態で、および特定の用途に適合するように種々の修正形態で、本発明を最良に利用できるようにするために、選択され、説明された。特許請求の範囲は、等価構造、成分、方法、および手段を含む他の代替の本発明の実施形態を含むように解釈されるべきである。
他の実施形態が可能である。本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく、記載された実施形態に対し修正を行うことができる。従って、発明の詳細な説明は、制限を意味するものではない。さらに、発明の概要および要約セクションは、発明者に意図された1つまたは複数の本発明の、全てではない、代表的実施形態を説明するものであり、本発明および特許請求の範囲を何ら制限する意図はない。
Claims (24)
- 蛍光染料で染色されている血液試料の有核赤血球(nRBC)分析を行うための血液分析器であって、
蛍光染料が細胞膜透過性および、核酸に結合し、
血液試料内の粒子を励起するように配置された励起源;(1)励起血液試料からの軸方向光損失を測定するように配置された軸方向光損失検出器、(2)励起血液試料からの中間角散乱を測定するように配置された中間角散乱検出器、(3)励起血液試料からの90°側方散乱を測定するように配置された側方散乱検出器、および(4)励起血液試料からの蛍光発光を測定するように配置された蛍光検出器、を含む複数の検出器;ならびに、
(a)複数の検出器からの(1)軸方向光損失、(2)中間角散乱、(3)90°側方散乱、および(4)蛍光、の複数の測定値を受け取り、および
(b)蛍光閾値を超える蛍光を発光する粒子に対し、4つ全ての測定値に基づき血液試料のnRBC識別分析を行うように構成されたプロセッサ;
を含む血液分析器。 - 側方散乱検出器が、励起血液試料からの90°偏光側方散乱を測定するように配置された偏光側方散乱検出器である請求項1に記載の血液分析器。
- 励起血液試料からの90°偏光解消側方散乱を測定するように配置された偏光解消側方散乱検出器をさらに含む請求項2に記載の血液分析器。
- プロセッサが、蛍光閾値に適合しないいずれの粒子も検討対象から除くために受け取った測定値を予備選別して、さらに構成される請求項1に記載の血液分析器。
- 軸方向光損失検出器が、0°散乱での軸方向光損失を測定する請求項1に記載の血液分析器。
- 中間角散乱検出器が、約3°〜約15°で光角度散乱を測定する請求項1に記載の血液分析器。
- 複数の検出器が、1つまたは複数の光電子増倍管を含む請求項1に記載の血液分析器。
- 励起源が、レーザーである請求項1に記載の血液分析器。
- レーザーが、蛍光染料に対応する波長の光を発光するように構成されている請求項8に記載の血液分析器。
- 蛍光染料が、励起源に対応するように選択される請求項1に記載の血液分析器。
- 血液試料を試薬で希釈するためのインキュベーションサブシステムをさらに含む請求項1に記載の血液分析器。
- 試薬が、蛍光染料および溶解薬剤を含む請求項11に記載の血液分析器。
- 試薬が、(a)少なくとも1つの界面活性剤、(b)少なくとも1つの緩衝液または少なくとも1つの塩、(c)少なくとも1つの抗菌剤、および(d)蛍光染料を含む請求項11に記載の血液分析器。
- インキュベーションサブシステムが、血液試料を試薬と共に、約25秒未満の時間、インキュベートするように構成される請求項11に記載の血液分析器。
- インキュベーションサブシステムが、血液試料を試薬と共に、約17秒未満の時間、インキュベートするように構成される請求項11に記載の血液分析器。
- インキュベーションサブシステムが、血液試料を試薬と共に、約9秒未満の時間、インキュベートするように構成される請求項11に記載の血液分析器。
- インキュベーションサブシステムが、血液試料を試薬と共に、約30℃〜約50℃の温度範囲でインキュベートするように構成される請求項11に記載の血液分析器。
- インキュベーションサブシステムが、血液試料を試薬と共に、約40℃の温度でインキュベートするように構成される請求項11に記載の血液分析器。
- 自動化血液分析器を使って有核赤血球nRBC分析を行う方法であって、
(a)全血試料を、赤血球(RBC)溶解薬剤および細胞膜透過性、核酸結合蛍光染料を含む試薬で希釈すること;
(b)ステップ(a)の希釈血液試料を、約25秒未満のインキュベーション時間、約30℃〜約50℃の温度範囲で、インキュベートすること;
(c)ステップ(b)でインキュベートした試料を血液分析器中のフローセルに送り出すこと;
(d)インキュベートした試料がフローセルを通過する間に、ステップ(c)でインキュベートした試料を、励起源で励起すること;
(e)励起試料からの複数の光散乱シグナルおよび一個の蛍光発光シグナルを収集すること;および
(f)蛍光発光シグナルに基づいて蛍光閾値に適合しない希釈血液試料内のいずれの粒子も検討対象から除く間に、ステップ(e)で収集した全シグナルに基づいてnRBC分析を行うこと、
を含む分析方法。 - 試薬が、(a)少なくとも1つの界面活性剤、(b)少なくとも1つの緩衝液または少なくとも1つの塩、(c)少なくとも1つの抗菌剤、および(d)少なくとも1つの蛍光染料、を含む請求項19に記載の方法。
- 励起源が、約350nm〜約700nmの波長を有する請求項19に記載の方法。
- 蛍光発光が、帯域フィルターまたはロングパスフィルターを使って、約360nm約750nmの波長で収集される請求項19に記載の方法。
- 複数の光散乱シグナルが、(1)軸方向光損失、(2)中間角散乱、および(3)90°側方散乱、を含む請求項19に記載の方法。
- 複数の光散乱シグナルが、(1)軸方向光損失、(2)中間角散乱、(3)90°偏光側方散乱、および(4)90°偏光解消側方散乱、を含む請求項19に記載の方法。
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