JP2016531282A - 顕微鏡法に関するサンプル処理の改善 - Google Patents
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Abstract
Description
1.サンプル
図2を参照すると、撮像されているサンプル101(我々は時々、標本との語句をサンプルとの語句と互換的に用いる)は、粒子、小片、小粒、細胞、若しくは分子、又はそれらの組み合わせ若しくは任意の二以上の異なるタイプの組み合わせ等の、小さな同様のタイプのユニット97から成り得る、又は含み得る。ユニット97は、液体浮遊サンプルユニット97を形成するために液体95において浮遊され得る若しくは運ばれ得る、ガス浮遊サンプルユニットを形成するためにガスにおいて取り込まれ得る(図示されない)、センサーの表面上で浮遊されていない、取り込まれていない形態(例えば、粉末)において残され得る(図示されない)、又は、いくつかの実施例のみに名前を付けるために固体の統合されたマトリックス、ゲルの若しくは他の一体型自立材料、例えば組織の断面層において保持され得る。我々は時々、マトリックスとの用語を用いて、非常に広義に、例えば、サンプルユニットが保持される任意の材料を含み、液体、気体、固体、ゲル又は任意の他の材料を含む。
チャンバートップは、センサー表面103に対して下げられ得て、過剰容積のサンプルをセンサー102から除去し、(流体において分配される細胞等の)サンプルユニット97がセンサー102の表面103の上で均一に分散することを可能にする。いくつかの実装では、比較的少量のサンプル、例えば、約40μlの撮像が、センサーの上へ分配される、バルクサンプル、例えば約100μl以上に対して適用できるデータを生成するように、過剰容積の除去は、サンプルユニットのバルク濃度を変更しない。他の実装では、新たな濃度は、サンプルユニットのバルク濃度に対して一貫して比例しており、補正係数を決定することを可能にする。撮像に関する所望のサンプル濃度を達成するために、サンプルは、以下にさらに記載されるように、さらに処理され得る。
以前に説明されたように、撮像されるサンプルのサンプルユニット濃度は、センサー表面へ分配されるサンプルユニットのバルク濃度と同一である、又は、バルク濃度に対する既知の関連性を有することが望ましいことがある。
図4A及び4Bを参照すると、センサー表面103の上へ新たなサンプルをロードする前に、以前に撮像されたサンプルは除去され、センサー表面103は洗浄される。除去及び洗浄は、様々な方法において行われ得る。一例では、センサーと類似の幅を有する、糸くずの出ない吸収性のモップ1030が、センサー表面に沿って引きずられる(1031)。引きずりの間の一以上の瞬間では、モップ及びセンサー表面が、センサー表面全体を通して浅い角度を形成するように、モップはセンサーを包む。我々は、モップとセンサー表面との間のこのような接触を封止接触と呼ぶこともある。封止接触によって、モップは、表面をスクラブすること無くセンサーの全ての表面へ優れたアクセスを有する。
用途の特定のグループは血液を含む(つまり、サンプル101は血液を含む)。システムは、血液における細胞の種類を検出して分析すること、血液における様々な種類の細胞を数えること、血液における細胞の正常性を決定すること、血液における細胞の機能をモニタリングすること、及び血液の化学的性質を分析することにおいて用いられ得る。
白血球(WBC)は、血液において比較的低い濃度であり、濃度は、サンプルの調製において血液へ加えられた任意の希釈によってさらに減少され得る。結果として、撮像される又はカウントされることになる、センサー表面上の白血球の総数は、低いことがある。一般的に、粒子に関する係数誤差は、カウントの平方根であり、カウントされることになる粒子の数が少ないことは、高いパーセントエラー及び標準誤差につながり得る。
いくつかの実装では、サンプルは、素早くチャンバーにおいて(又はチャンバートップとセンサーとの間で)、且つ再現性のある方法で、撮像のために準備が為される。我々は時々、このプロセスをサンプル充填プロセスと呼ぶ。迅速なプロセスは、サンプルの蒸発を防止し得、その間にサンプルユニットが(例えば、重力に起因する沈降によって)流体内で再分配され得る、サンプルの休憩時間を減少させ得る。
撮像プロセスを通して集められたデータは、処理され得て、対象の様々な結果を生成する。例として、任意の細胞型における光吸収物質(又は、吸収体)の濃度、例えば、個別の赤血球のヘモグロビン含有量、を計算するための方法が、図8及び9と関連して以下に記載される。
a)吸収体に関して最適化された照射波長1070が使用のために決定される(1080)。一般的に、高いイメージコントラスト及び高い精度を達成するための波長は、吸収体に関する最大吸収波長である。
b)適切な種類の細胞は、コンピュータービジョンを介して、又は手動でセグメント化される1082。分光法に関連する式は、ベールの法則(I/I0=e−εCl)であり、Iは、サンプル(例えば、赤血球)を通った透過後の強度であり、I0は、水/非吸収材料を通った透過後の強度であり、εは、照射波長での物質(例えば、ヘモグロビン)の吸光計数であり、Cは、吸収体の濃度であり、lは、細胞1074を通る光の経路長である。
c)全ての吸収(I)は、細胞1074内のピクセルの強度を平均化することによって計算される1084。
d)RBCの場所でのバックグラウンド光強度(I0)は、(例えば、細胞1074近くのバックグラウンド領域1072を識別して、細胞がいるところへそれらの値を補間する/外挿することによって、)例えば、CV法を用いて、推定される1086。
e)経路長(l)は、例えば、分析の又は統計のモデルを、又は、サンプルが圧縮される場合、チャンバーの高さを用いて、計算され得る1088。
f)従って、吸収体の濃度は、上記式を用いて決定される1090。
Claims (51)
- チャンバー内でサンプルを含む流体の毛細管流動を可能にすることになる、サンプルチャンバーの他の一つの表面からある距離へ顕微鏡サンプルチャンバーの一表面を移動させる段階と、
毛細管流動の後で、高分解能デジタル顕微鏡法のために他の表面に対してサンプルを押し付ける距離へ、他の表面の近くへ一表面を移動させる段階と、
を含む方法。 - 他の表面へ向かう表面の移動が、自動的に制御される、請求項1に記載の方法。
- 他の表面の近くへ一表面を移動させる前に、サンプルチャンバー内に流体を排出する段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 流体が自動的に排出される、請求項3に記載の方法。
- 他の表面に向かう表面の移動が、自動的に制御される、請求項4に記載の方法。
- 顕微鏡法における使用のために流体サンプルを含むためのチャンバーと、
サンプルが毛細管作用によってチャンバーを横切って引かれることを可能にするために、チャンバーのある場所へサンプルを制御可能に送達するためのメカニズムと、
を含む装置。 - チャンバーの壁上に親水性コーティングを含む、請求項6に記載の装置。
- チャンバーにおいて露出したセンサー、及び、センサーの付近における領域の親水性疎水性コーティングを含む、請求項6に記載の装置。
- メカニズムが、ピペットのフィーチャと協力するためのチャンバーのフィーチャを含む、請求項6に記載の装置。
- ピペットのフィーチャがチップを含み、チャンバーのフィーチャが、チャンバーのエッジで、チップに関するガイドを含む、請求項9に記載の装置。
- ピペットのフィーチャがチップを含み、チャンバーのフィーチャが、チップを受け入れるための、且つチャンバーにおける所定の場所へチップからサンプルを送達するための穴を含む、請求項9に記載の装置。
- ピペットのフィーチャ及びチャンバーのフィーチャが、対になるように構成される、請求項9に記載の装置。
- メカニズムが、自動的に制御されるポンプ装置又は混合装置を含む、請求項6に記載の装置。
- サンプルが、吸収体の光学特性に対応する波長の光によって照射されるとき、高分解能センサーのピクセルによって生成される信号からサンプルの要素内の光吸収体の特徴を決定する段階であって、決定する段階が、
サンプルの要素と関連したピクセルに関する強度を平均化することによって要素内の吸収体による光の凝集体吸収を決定する段階と、
サンプルの要素の近くのピクセルに関する強度に基づいてバックグラウンド光強度を決定する段階と、
要素を通りすぎる光の経路長を推定するために要素のモデルを用いる段階と、
ベールの法則を用いて吸収体の特徴を決定する段階と、を含む段階、
を含む方法。 - 不均一な厚さ、レンズ効果又は散乱によって引き起こされるベールの法則からの逸脱を補正する段階を含む、請求項14に記載の方法。
- 吸収体の特徴を決定する段階において、前方散乱信号を用いる段階を含む、請求項14に記載の方法。
- 光が、要素の最大吸収波長に対応する波長を有する、請求項14に記載の方法。
- サンプルを受け入れ、顕微鏡装置において用いられることになるように構成される第1表面と、
第1表面と第2表面との間であり、且つサンプルの少なくとも一部を含む、サンプル空間を形成するために、第1表面と比較して所定の位置内に移動されることになる第2表面と、
サンプルが第1表面上の所定であるときに、サンプル空間を形成するために所定の位置内に初期位置から第2表面を移動するように構成されたメカニズムであって、第2表面の運動が、単に第1表面へ向かう第2表面の直線運動でない軌道を含むメカニズムと、
を含む装置。 - 軌道が、制御された速度で横断する、請求項18に記載の装置。
- 軌道が、弧を含む、請求項18に記載の装置。
- サンプルは、カウントされることになる要素を含み、軌道が、要素を顕微鏡装置の視野を横切って均一に分散させ、且つ、第2表面が所定の位置に到達した後にサンプルにおける要素のバルク濃度を、第2表面が初期位置であるときのサンプルにおける要素のバルク濃度と一貫して比例させるように、メカニズムが構成される、請求項18に記載の装置。
- 第2表面が所定の位置に到達した後のサンプルにおける要素のバルク濃度が、第2表面が初期位置にあるときのサンプルにおける要素のバルク濃度と同じ又は高い、請求項18に記載の装置。
- 軌道が、所定の位置に到達する前に、繰り返しで第1表面に向かい、第1表面から離れる第2表面の運動を含み、サンプルの混合を引き起こす、請求項18に記載の装置。
- 第2表面が、第1表面に関連したアライメントエッジに対して耐えるアライメントエッジを有して、その周りを第2表面が所定の位置に到達するために回転されることになる旋回軸を画定する、請求項18に記載の装置。
- アライメントエッジが、第1表面に関連したアライメントエッジに対して耐える二つの接点のみを含む、請求項24に記載の装置。
- 第1表面及び第2表面のアライメント要素が、二つの直交方向の各々において第1表面に対する第2表面の直線運動を低減する、請求項18に記載の装置。
- メカニズムが、受動メカニズムを含む、請求項26に記載の装置。
- 軌道が単に直線運動ではない、二つの表面間での運動の、制御された繰り返し可能な軌道を適用する段階を含む、顕微鏡法における使用に関する二つの表面間のサンプル容積を形成する段階、を含む方法。
- 軌道が弧を含む、請求項28に記載の方法。
- 運動の、制御された繰り返し可能な軌道が、運動の、制御された速度を含む、請求項28に記載の方法。
- サンプルが顕微鏡法を受ける前、又は受けるときに、サンプルの要素の運動を低減するための作用物質と、
サンプルへ作用物質を付与するためのメカニズムと、を含む装置。 - サンプルも含む、請求項31に記載の装置。
- 作用物質が増粘剤を含む、請求項31に記載の装置。
- 増粘剤が、デキストラン、セルロース誘導体及びグリセロールの内の少なくとも一つを含む、請求項33に記載の装置。
- 作用物質が、密度増加剤を含む、請求項31に記載の装置。
- 作用物質が、顕微鏡法において用いられる表面への、サンプルにおける要素の粘性を増加させる、請求項31に記載の装置。
- 作用物質が、チキソ剤を含む、請求項31に記載の装置。
- 作用物質が、光架橋性である、又はゲル化可能である、又は両方である作用物質を含む、請求項31に記載の装置。
- サンプルを受け入れるための表面を調整するための、顕微鏡装置の表面の1つの次元に沿って引きずられることになるモップであって、モップが、1つの次元に直交する表面の第2の次元に対応する長さを有するモップ、を含む装置。
- モップが、表面を洗浄するように構成される、請求項39に記載の装置。
- モップが、その各々がモップの長さを伸ばす、二以上の異なるフィーチャを含む、請求項39に記載の装置。
- フィーチャが、モップが引きずられるときに連続して表面と接触するための異なる流体を保持する区画を含む、請求項41に記載の装置。
- フィーチャの内の一つが洗浄剤を含む、請求項41に記載の装置。
- フィーチャの内の一つが乾燥材を含む、請求項41に記載の装置。
- 使用前にモップへ送達されることになる流体の提供を含み、前記提供は、流体がモップへ送達されるまで、流体の蒸発又は劣化を低減する容器において保持されている、請求項40に記載の装置。
- サンプルを含むために一緒にされることになり、顕微鏡装置において用いられることになる二つの表面間に保持されることになり、且つ、より大きな要素及びより小さな要素を含むサンプル、においてより小さな直径の要素に対してより大きな直径の要素の濃度を増加させる段階であって、濃度を増加させる段階は、二つの表面が一緒にされるときに、大きな要素の元の直径よりも小さく、サンプルにおけるより小さな要素の元の直径よりも大きい、二つの表面間での最小距離を課すスペーシングメカニズムを提供する、段階を含む方法。
- より大きな要素が白血球を含み、より小さな要素が赤血球を含む、請求項46に記載の方法。
- より大きな要素の元の直径を、それらの測定された領域、及び二つの表面間での最小距離に基づいて決定する段階を含む、請求項46に記載の方法。
- 所定の元の直径のより大きな要素のカウントが、サンプルにおけるそれぞれの元の直径のより大きな要素の濃度を決定するために用いられる、請求項48に記載の方法。
- それぞれの元の直径のより大きな要素の濃度から、より大きな要素の平均的な元の濃度を導出する段階を含む、請求項49に記載の方法。
- その中に希釈された血液サンプルを含む空間を画定するために、その内の少なくとも一つが他方に対して移動可能である二つの表面と、
一表面が他方に向かって移動するとき、空間に所定の最小高さを有させるためのスペーシングメカニズムと、を含み、
高さが、二つの表面間で白血球を圧迫させるのに十分短く、且つ希釈サンプル内で赤血球が移動できるのに十分高い、装置。
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