JP2015508158A - 生物学的試料から血液学的なおよび生化学的な測定を実行するための、装置および方法 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも1つの血液分析物(血液検体)の検定(アッセイ)を追加的に含んだ、血液細胞の構成成分の分別(識別)および計数は、診断学の分野においては極めて重要なものである。実際、生物学的な分析についての大抵の要求は、C反応性タンパク質(CRP)または他のプロカルシトニン(PCT)などといった、1以上の分析物の検定に対する追加的な要求を含んだ、全血算定(complete blood count、CBC)に関するものである。
この目的は、生物学的試料を用いて生物学的パラメーターを分析するための装置によって達成でき、当該装置は:
― 前記生物学的試料を第一の調製手段(7)へと少なくとも部分的に移送することができる第一の移送手段を有し、
― 少なくとも1つの希釈剤および/または1つの試薬で、前記生物学的試料の少なくとも1つの希釈を実行できる第一の調製手段を有し、
― 少なくとも1つの対象の分析物に特異的な少なくとも1つのリガンドで表面が官能基化された粒子を有する検定試薬によって、前記第一の調製手段からの第一の試料に、少なくとも1つの希釈を実行できる第二の調製手段を有し、
― 官能基化された粒子の凝集度を測定用キュベット内で測定することによって、前記第二の調製手段からの試料において、少なくとも1つの対象の分析物を検定することができる免疫検出測定手段を有し、
その特徴は、当該装置が、また:
― 第二の移送手段をも有し、該第二の移送手段は、前記第一の移送手段から少なくとも部分的に離れており、かつ、該第二の移送手段は、前記第一の調製手段において事前に希釈された前記第一の試料を取得し、それを前記第二の調製手段へと移送することができるものであり、かつ、
― 前記測定用キュベット内に磁場を印加するための手段をも有し、該手段は、磁性相互作用によって、磁性コロイド状粒子を有する前記官能基化された粒子の凝集の促進を引き起こすことができるものである。
― 第二の調製手段は、少なくとも1つの溶解操作を実行することができてもよく;
― 第一の調製手段からの第一の試料は、事前に、溶解操作が施されてもよく;
― 溶解操作は、溶解試薬で、または、物理的方法といったような他の手段によって、実行されてもよく;
― 第二の移送手段は、部分的に、または、完全に、第一の移送手段から分離していてよい。それらは、同時に、または、第一の移送手段と並行して、機能できるものであってよい。
― 強磁性の材料を有する粒子を有するものでもよく;
― ポリマー材料で作られた外殻によって取り囲まれた、酸化鉄の高い含有量のコアを持った粒子を有していてもよく;
― 平均直径1マイクロメートル未満、好ましくは、500ナノメートル未満、より好ましくは、100〜300ナノメートルの、実質的に球体形状を持った粒子を有してなるものであってよい。
― 前記測定用キュベット内に磁場を生じさせることができる電磁石を有していてもよく、
― 測定用キュベットの温度を調節するための手段、および/または、測定用キュベットの温度を測定するための手段を有していてもよく、
― 検定試薬を格納するための最適な温度に調節された格納容器をも有していてもよく、前記温度は、好ましくは、5℃から15℃までの間とすることが可能であり、
― 官能基化された粒子を、格納されている検定試薬中で懸濁状態にするための、および/または、懸濁状態に保つための、撹拌手段を有していてもよく、該撹拌手段のためには超音波を用いることが可能であり、かつ、次の手段のうちの少なくとも1つを有することが可能であり、それは:格納容器に結合された外部ソノトロード、検定試薬に浸漬されたソノトロードである。
― サンプリングニードルを有していてもよく、かつ、前記サンプリングニードル(21)を移動させるための手段(26)を有していてもよく、これらは検定試薬を前記測定用キュベット内に移送することができるものであり、
― 第一の調製手段から試料を取得することができるサンプリングバルブを有していてもよい。
― 生物学的試料から、
― 第一の調製手段からの第二の試料から、
提供されてよい。
― 第一の移送手段によって、前記生物学的試料の少なくとも1部分を第一の調製手段へと移送するステップ(工程)を有し、
― 第一の調製手段によって、少なくとも1つの希釈剤および/または1つの試薬で、前記生物学的試料の少なくとも1つの希釈を実行するステップを有し、
― 第二の調製手段によって、前記第一の調製手段からの第一の試料において、少なくとも1つの対象の分析物に特異的な少なくとも1つのリガンドで表面が官能基化された粒子を有する検定試薬で、少なくとも1つの希釈を実行するステップを有し、
― 官能基化された粒子の凝集度を測定用キュベット内で測定することによって、免疫検出測定手段によって、前記第二の調製手段からの試料で、少なくとも1つの対象の分析物を検定するステップを有し、
その特徴は、当該方法が、また:
― 前記第一の移送手段から少なくとも部分的に離れた第二の移送手段によって、前記第一の調製手段において事前に希釈された前記第一の試料を取得し、それを前記第二の調製手段へと移送するステップをも有し、
― 磁気相互作用によって、磁性コロイド状粒子を有する前記官能基化された粒子の凝集の促進を引き起こすように、前記測定用キュベット内に磁場を印加するステップをも有する。
― 少なくとも1つの試料および検定試薬を有する測定溶液を、前記測定用キュベットに入れるステップを有していてもよく、
― 前記測定用キュベットを通して、第一の光強度を測定するステップを有していてもよく、
― 磁場の影響の下で前記官能基化された粒子の凝集を可能にするように、所与の時間、前記測定用キュベット内に該磁場を印加するステップを有していてもよく、
― 前記磁場をオフにした後、リガンドと対象の分析物との間の結合に起因する前記官能基化された粒子の残留凝集を表す、第二の光強度を測定するステップを有していてもよく、
― 前記第一の光強度と第二の光強度との比率に応じた、光学密度における変動を算出するステップを有していてもよく、
― 前記光学密度における変動から対象のタンパク質の濃度を算出するように、事前に決定されたキャリブレーション関数を適用するステップを有していてもよい。
― サポニンを有する溶解試薬と、
― 最適なpHを維持できる緩衝液と
を用いてもよい。
― 対象の分析物は、対象のタンパク質であってよく、
― 本発明による方法は、C反応性タンパク質(CRP)を検定することを可能にする、リガンドで官能基化された粒子を使用してもよい。
上記式中:
i、jおよびkは整数であり;
GR#、GB#、および、PLT#は、容積単位(L)あたりで表される赤血球、白血球および血小板数であり;
ai、bi、および、ciは、係数であり;
DO°は、補正されておらず、かつ、過剰な細胞、または、反応媒質における対応する破片に関連した測定アーチファクトを有する、測定された光学密度の値であり、;
DOは、血液学的な測定から得られたデータに基づいて補正された光学密度の値である。
本発明の他の利点および詳細事項は、決して限定的でない使用および実施形態と、以下の添付図面とについての詳細な記載を読めば、明らかになるであろう。
―血液細胞の溶解、
―安定した定められた値にpHを維持すること、
―凝集反応、
である。
血液学的なモジュール1は、血液アリコート6をサンプリングし、そのニードル20を0から10sまですすぐ(リンスする)。並行して、2つのモジュールの様々なキュベットがすすがれる。次に、血液学的なモジュール1は、赤血球(RBC)計数用に第一の希釈物を調製し、他方で、免疫検出モジュール2が、検定試薬R3をサンプリングして、その2つの測定用キュベット9(それぞれのキュベットが、タンパク質に特異的な異なる検定試薬R3を受け取る)内にそれらを分注し始める。約20秒後、RBC希釈物の一部が、免疫検出モジュール2へと移送され、他方で、後者が、検定試薬R3の分注を終える。血液学的なモジュール1は、他のその容器27において、他の混合物の調製を並行して続行する。このとき、サイクルの開始から約25sであり、血液学的なモジュールは、45sまでのそのサイクルにおいて、その役割を終える。この間、免疫検出モジュール2の測定用キュベット9内の溶液は、混合され、次に、検定測定が開始し、サイクルの開始から45sで終わる。
― 第一のシリーズのアリコートであって、これらは、血液学的なモジュール内に入っている、いくつかの所定の容積の試料希釈物のサンプリングに対応する:これらのサンプリングされた容積は、v1、v2で表される;
― 第二のシリーズのアリコートであって、これらは、いくつかの量の溶解試薬R1のサンプリングに対応する:これらのサンプリングされた容積は、v'1、v'2で表される。
― 溶解試薬R1は、試料の細胞要素を迅速に溶解することができる洗浄剤の水溶液である。該洗浄剤は、イオン性または非イオン性であり得、サポニンが好ましい;
― 緩衝剤R2は、反応媒質、例えば、グリシン緩衝剤において、8.5のpHを維持できる緩衝剤系である;
― 検定試薬R3は、粒子の懸濁物を有し、該粒子上に、検定される分析物(この場合、CRP)を特異的に認識できる単クローン性または多クローン性の抗体が共有結合的に固着している。任意選択的には、懸濁物は、いくつかの粒子集団を有し得、これらのそれぞれが、表面を固定された異なる(単クローン性または多クローン性の)抗体を持ち、それぞれの抗体は、検定される分析物の異なるエピトープを認識する。
v1=6.5μlの試料であって、該試料は、血液学的なモジュール(1/40)の白血球を測定するための容器内で前希釈されているもの、
v'1=100μlの、蒸留水中0.2%のサポニン、
v''1=118μlの、0.1Mグリシン緩衝剤、pH8.5、
v'''1=25μlの、0.4%の粒子の懸濁物。
― サンプリング移送モジュール5は、例えば、文献WO2009/024710に記載されるような、分注システムに接続されたサンプリングバルブまたはサンプリングシステムを有していてもよい。これはまた、ニードル20の代わりにキャピラリ管を有していてもよい;
― 血液学的な測定用に始めに調製された1以上の希釈物を、第二の移送手段(または移送モジュール)にて、1以上の容器27内で直接サンプリングすることができる。このサンプリングは、希釈度および使用される試薬に応じて、任意の容器内で実行できる。これは、また、免疫学的な測定専用の容器内であってもよい。その構成は、2つの原則的な基準に従って選択される。先ず、移送される混合物は、免疫学的な測定(例えば、互いに対する試薬の適合性(compatibility)、希釈度の適合性等)の必要性を満たさなければならない。次に、当該方法は、血液学的なモジュール1に対してわずかに侵入的でなければならず、特に、これは、そのサイクルの期間を大幅に延長してはならない。勿論、これはまた、血液学的なモジュール1に必要とされる希釈物を分解してはならない;
― 測定用キュベット9は、分析される溶液を混合するためのシステムを有していてもよい。これは、バブリング回路によって、または、パイプ若しくは専用チャンバー内の連続した吸引と排出の回路によって、区別なく提供され得る;
― 測定用キュベット9は、温度調節されなくてもよい。これは、1以上の温度センサーを有していてもよく、該センサーが、適切なモデルまたはアルゴリズムを適用することによって免疫検出の測定を補正するために使用される;
― (超音波)撹拌システム13は、様々な形で実施できる。これは、ボトルとソノトロードとの間のドライカップリングまたはウェットカップリングによって、ボトルの外側での撹拌によって非侵入的に実施され得る。そして、振動ニードルの形態にて液浸したソノトロードを使用すること、または、撹拌を実施するためにサンプリングニードルを使用することさえ、可能である;
― 第二の移送手段4は、サンプリングニードル21を、血液学的なモジュール1の容器27に入れることを可能にするように設計することができる。この場合、水平搬送器26の支持体は、該血液学的なモジュール1の搬送器25と同じ支持体に取り付けることができる。これはまた、別個の支持体に取り付けることもでき、任意選択的には、関連する容器に位置合わせされるならば、血液学的なモジュールのキュベット27の位置合わせの軸線上に位置合わせされ得る。水平搬送器はまた、回転アームに置き換えられ得る。この場合、血液学的なモジュール27の任意のキュベット、測定用キュベット9、すすぎ用キュベット10、および、粒子のボトル11は、このアームの回転中心を中心におよそ円形に配列されていなければならない;
― 試料が、最初に、血液学的なモジュールの容器の1つにおいて、特に、白血球計数に使用された容器において事前に希釈されている場合には、溶解試薬R1は省略できる。この場合、全血試料は、免疫検出モジュール内に移送される前に血液学的なモジュールの溶解試薬と混合できる。この場合、同様に、試料は、免疫検出モジュールにおいて、緩衝液R2および検定試薬R3だけを受け取る;
― 光源30は、小さい寸法のあらゆる光源を有してよく、レーザー、スーパールミネッセントダイオード、RC−LED(resonant cavity light-emitting diode、共振空洞発光ダイオード)、または、程よくダイヤフラム加工された白熱灯といったものが挙げられる。シングルモード光ファイバーから生じた光線のコリメーションによって、ビーム32を生成することも可能である。
― 免疫検出モジュール2を、いくつかの外部の血液学的なモジュール50に結合することが可能であり;
― 第一の実施形態に示される通り、免疫検出モジュール2を、1以上の外部の血液学的なモジュール50および血液学的なモジュール1に結合することができる。
Claims (25)
- 生物学的試料(6)を用いて生物学的パラメーターを分析するための装置であって、当該装置は:
― 前記生物学的試料(6)を第一の調製手段(7)へと少なくとも部分的に移送することができる第一の移送手段(5、20、25)を有し、
― 少なくとも1つの希釈剤および/または1つの試薬で、前記生物学的試料(6)の少なくとも1つの希釈を実行できる第一の調製手段(7)を有し、
― 少なくとも1つの対象の分析物に特異的な少なくとも1つのリガンドで表面が官能基化された粒子を有する検定試薬(R3)によって、前記第一の調製手段(7)からの第一の試料に、少なくとも1つの希釈を実行できる第二の調製手段(10、11、22、23、24)を有し、
― 官能基化された粒子の凝集度を測定用キュベット(9)内で測定することによって、前記第二の調製手段(10、11、22、23、24)からの試料において、少なくとも1つの対象の分析物を検定することができる免疫検出測定手段(30、31)を有し、
その特徴は、当該装置が、また:
― 第二の移送手段(4、21、22、26)をも有し、該第二の移送手段は、前記第一の移送手段(5、20、25)から少なくとも部分的に離れており、かつ、該第二の移送手段は、前記第一の調製手段(7)において事前に希釈された前記第一の試料を取得し、それを前記第二の調製手段(10、11、22、23、24)へと移送することができるものであり、かつ、
― 前記測定用キュベット(9)内に磁場(28)を印加するための手段をも有し、該手段は、磁性相互作用によって、磁性コロイド状粒子を有する前記官能基化された粒子の凝集の促進を引き起こすことができるものである、
前記装置。 - 当該装置が、細胞の構成成分を測定するための手段(8、50)をも有し、該手段は、前記生物学的試料(6)から、全容積に対する細胞容積の少なくとも1つの測定を提供できるものである、請求項1記載の装置。
- 当該装置が、細胞の構成成分を測定するための手段(8)をも有し、該手段は、前記第一の調製手段(7)からの第二の試料から、全容積に対する細胞容積の少なくとも1つの測定を提供できるものである、請求項1記載の装置。
- 前記官能基化された粒子が、ポリマー材料で作られた外殻によって取り囲まれた、酸化鉄の高い含有量のコアを持った粒子を有してなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 前記官能基化された粒子が、平均直径1マイクロメートル未満の、実質的に球体形状を持った粒子を有してなる、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 前記免疫検出測定手段(2)が光学的な測定手段を有し、該光学的な測定手段は、前記測定用キュベット(9)の近傍に配置された少なくとも1つの光源(30)と少なくとも1つの検出器(31)とを持っており、前記キュベットが、前記光学的な測定手段(30、31)の少なくとも高さにおいて、実質的に透明な壁部を持っている、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 前記免疫検出測定手段がまた、少なくとも1つの光源(30)からコリメート光線(32)を生じさせることができる光調節手段を有し、該コリメート光線が、前記測定用キュベット(9)を通過するものである、請求項6記載の装置。
- 当該装置が、600ナノメートルから900ナノメートルまでの間の光の波長で発光することができる少なくとも1つの光源(30)をも有する、請求項6または7に記載の装置。
- 当該装置が、前記測定用キュベット(9)内に磁場を生じさせることができる電磁石(28)をも有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 当該装置が、前記測定用キュベット(9)の温度を調節するための手段をも有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 当該装置が、前記検定試薬(R3)を格納するための最適な温度に調節された格納容器(11)をも有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 当該装置が、格納された前記検定試薬(R3)中で、前記官能基化された粒子を懸濁状態にするための、および/または、懸濁状態に保つための、超音波撹拌手段(13)をも有し、該超音波撹拌手段が次の手段:
前記格納容器に結合された外部ソノトロード、
前記検定試薬(R3)に浸漬されたソノトロード、
のうちの少なくとも1つを有する、請求項10記載の装置。 - 前記第一の移送手段が、サンプリングニードル(20)を有し、かつ、該サンプリングニードル(20)を移動させるための手段(25)を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第二の移送手段が、サンプリングニードル(21)を有し、かつ、前記サンプリングニードル(21)を移動させるための手段(26)を有し、これらが検定試薬(R3)を前記測定用キュベット(9)内に移送することができる、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第二の移送手段が、前記第一の調製手段(7)から試料を取得することができるサンプリングバルブ(22)を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 全血試料(6)を有する生物学的試料を用いて、生物学的パラメーターを分析するための、先行する請求項のいずれか一項に記載の装置。
- 当該装置が、少なくとも1つのヘマトクリット測定を提供することができる、細胞の構成成分を測定する手段(8、50)を有する、請求項16記載の装置。
- 生物学的試料(6)を用いて生物学的パラメーターを分析するための方法であって、当該方法は:
― 第一の移送手段(5、20、25)によって、前記生物学的試料(6)の少なくとも1部分を第一の調製手段(7)へと移送するステップを有し、
― 第一の調製手段(7)によって、少なくとも1つの希釈剤および/または1つの試薬で、前記生物学的試料(6)の少なくとも1つの希釈を実行するステップを有し、
― 第二の調製手段(10、11、22、23、24)によって、前記第一の調製手段(7)からの第一の試料において、少なくとも1つの対象の分析物に特異的な少なくとも1つのリガンドで表面が官能基化された粒子を有する検定試薬(R3)で、少なくとも1つの希釈を実行するステップを有し、
― 官能基化された粒子の凝集度を測定用キュベット(9)内で測定することによって、免疫検出測定手段(30、31)によって、前記第二の調製手段(10、11、22、23、24)からの試料で、少なくとも1つの対象の分析物を検定するステップを有し、
その特徴は、当該方法が、また:
― 前記第一の移送手段(5、20、25)から少なくとも部分的に離れた第二の移送手段(4、21、22、26)によって、前記第一の調製手段(7)において事前に希釈された前記第一の試料を取得し、それを前記第二の調製手段(10、11、22、23、24)へと移送するステップをも有し、
― 磁気相互作用によって、磁性コロイド状粒子を有する前記官能基化された粒子の凝集の促進を引き起こすように、前記測定用キュベット(9)内に磁場を印加するステップをも有する、
前記方法。 - 当該方法が、細胞の構成成分を測定する手段(8、50)によって、前記生物学的試料(6)から、全容積に対する細胞容積の少なくとも1つの測定を得るステップをも有する、請求項18記載の方法。
- 当該方法が、細胞の構成成分を測定する手段(8)によって、前記第一の調製手段(7)からの第二の試料から、全容積に対する細胞容積の少なくとも1つの測定を得るステップをも有する、請求項18記載の方法。
- 前記少なくとも1つの対象の分析物の検定が:
― 少なくとも1つの試料および検定試薬(R3)を有する測定溶液を、前記測定用キュベット(9)に入れるステップを有し、
― 前記測定用キュベットを通して、第一の光強度を測定するステップを有し、
― 磁場の影響の下で前記官能基化された粒子の凝集を可能にするように、所与の時間、前記測定用キュベット(9)内に該磁場を印加するステップを有し、
― 前記磁場をオフにした後、リガンドと対象の分析物との間の結合に起因する前記官能基化された粒子の残留凝集を表す、第二の光強度を測定するステップを有し、
― 前記第一の光強度と第二の光強度との比率に応じた、光学密度における変動を算出するステップを有し、
― 前記光学密度における変動から対象のタンパク質の濃度を算出するように、事前に決定されたキャリブレーション関数を適用するステップを有する、
請求項18〜20のいずれか一項に記載の方法。 - 前記生物学的試料が、×500を超える程度にまで前記測定溶液に希釈される、請求項21記載の方法。
- 全血試料を有する生物学的試料(6)を用いて、生物学的パラメーターを分析するための、請求項18〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 当該方法が、前記対象の分析物を検定するために:
― サポニンを有する溶解試薬(R1)と、
― 最適なpHを維持できる緩衝液(R2)と
を用いる、請求項23記載の方法。 - 当該方法が、C反応性タンパク質(CRP)である対象の分析物の検定を可能にする、リガンドで官能基化された粒子を使用する、請求項23または24に記載の方法。
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