JP2024506254A - キュベットアセンブリ、キュベットアセンブリを備えているフローセル、およびキュベットアセンブリまたはフローセルを含むサンプル処理器 - Google Patents

Abstract

本発明は、サンプル処理器のためのキュベットアセンブリと、キュベットアセンブリを備えているサンプル処理器のためのフローセルと、キュベットアセンブリまたはフローセルを備えているサンプル処理器とに関する。キュベットアセンブリ（３００）は、キュベット本体（３１０）と、反射器（３３０）とを備えている。キュベット本体は、直方体の形状にあり、キュベット本体を垂直に貫くサンプル検出チャネルを備えている。キュベット本体は、水平断面において長辺と短辺とを有する。反射器は、キュベット本体の長辺のうちの１つに沿って延びている第１の側面に取り付けられた平坦表面と、平坦表面に対向し、下側半分を断ち切った球表面とを有する。反射器は、キュベット本体の下側表面と同一平面であり、球表面の球の中心がサンプル検出チャネルの中に置かれ、反射器が長辺に沿って延び、短辺を越えているように位置付けられている。

Description

本発明は、フローセル選別器／分析器等のサンプル処理器のためのフローセルおよびキュベットアセンブリに関し、本発明は、対応するサンプル処理器にも関する。

本節の内容は、必ずしも従来技術を成すわけではない本開示に関連する背景情報を提供するにすぎない。

サンプル処理器は、多くの場合、ミクロソームまたは細胞等のサンプルを分析および／または選別するために使用される。フローセル選別器／分析器は、フローサイトメトリに基づいて、高速線形流動状態にある単一列の細胞または他の生物学的粒子の１つずつ、多パラメータ、かつ迅速な定性的／定量的分析および／または選別を実施するための器具であり、通常、フローセルおよび流体システムと、光源および光学システムと、サンプル分析および／または選別システムと等を含む。フローセルは、サンプル検出チャネルを伴うキュベット等のサンプル検出エリアを含む。蛍光染色が、試験されるべき細胞または他の粒子に対して実施され、サンプル懸濁液が、調製される。サンプル懸濁液の液滴が、シース液体によって包まれ、次いで、フローセルのサンプル検出エリアを通過し、サンプル検出エリア内の光源（概して、レーザ光源）によって照射され、サンプルの情報を反映する側面散乱光および蛍光信号を発生させる。光学信号が、光学システムによって収集され、次いで、変換および増幅され、信号処理デバイスによって処理および分析される。

サンプル選別システムは、例えば、信号処理および分析の結果に従って、フローセルから流出するサンプル液滴を異なる正および負の電荷で帯電させ、それによって、サンプル液滴が、高電圧電場の作用下で偏向され、異なる収集コンテナの中に収まり、従って、サンプルの選別を実現することができる。

レーザによる照射の後にフローセルのサンプル検出エリア内の細胞または他の生物学的粒子によって発出される側面散乱光および蛍光信号は、比較的に弱く、収集することが困難である。したがって、散乱光および蛍光性光を収集する効率を改良し得るキュベットアセンブリおよび対応するフローセルを設計することが、所望される。

本節は、本開示の全範囲または本開示の全ての特徴の包括的開示ではなく、本開示の一般的概要を提供する。

本発明の目的は、散乱光および蛍光性光を収集する高い効率を有するサンプル処理器のためのキュベットアセンブリを提供することである。

本発明の別の目的は、サンプル処理器の光学検出性能、特に、散乱光および蛍光性光を収集する効率を改良し得るサンプル処理器のためのフローセルを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、改良された光学検出性能を有するサンプル処理器を提供することである。

本開示の一側面によると、サンプル処理器のためのキュベットアセンブリが、提供される。キュベットアセンブリは、キュベット本体と、反射器とを含む。キュベット本体は、直方体の形状にあり、キュベット本体を垂直に貫くサンプル検出チャネルを含んでいる。キュベット本体は、水平断面において長辺と短辺とを有する。反射器は、キュベット本体の長辺のうちの１つに沿って延びている第１の側面に取り付けられた平坦表面と、平坦表面に対向し、下側半分を断ち切った球表面とを有する。反射器は、キュベット本体の下側表面と同一平面であり、球表面の球の中心がサンプル検出チャネルの中に置かれ、反射器が長辺に沿って延び、短辺を越えているように位置付けられる。

反射器の球表面の下側半分を部分的に断ち切ることは、後続のサンプル選別および他の処理を促進する。反射器の長さは、キュベット本体の長さを上回り、それは、側面散乱光および蛍光性光を受け取り得る反射器のエリアを拡大し、それによって、側面散乱光および蛍光性光を収集する効率を著しく改良する。

本開示によるいくつかの例では、キュベットアセンブリは、キュベット本体の短辺のうちの１つに沿って延びている第２の側面に取り付けられた集束成形レンズをさらに含み得、集束成形レンズは、入射光を反射器の球表面の球の中心に集束させる。

本開示によるいくつかの例では、キュベットアセンブリは、キュベット本体の第１の側面に対向する第３の側面に取り付けられた非球面レンズをさらに含み得、非球面レンズは、反射器の反射によって形成される集束スポットを成形し、光学信号を検出するための信号検出デバイスの中に集束スポットを集束させる。

本開示によるいくつかの例では、非球面レンズは、成形するための成形部分と、成形部分を包囲する外側フレームとを含み、成形部分の中心部分は、周辺部分より厚い。

本開示によるいくつかの例では、サンプル検出チャネルは、正方形の断面を有する。

本開示の別の側面によると、サンプル処理器のためのフローセルが、提供される。フローセルは、フレームと、フローセル本体と、ノズルアセンブリとを含む。フローセル本体は、フレームに固定され、フローセル本体は、上記側面による基部と、キュベットアセンブリとを含む。キュベットアセンブリは、基部の下方に位置する。サンプルラインからのサンプルおよび流体ラインからの流体が、基部の中に集中させられ、キュベットアセンブリ内のサンプル検出チャネルの中に流入する。ノズルアセンブリは、サンプル検出チャネルの出口に位置し、所定のモードにおいてサンプル検出チャネル内のサンプルを排出するノズルを有する。

本開示によるいくつかの例では、基部は、垂直のチャネルを含み得、チャネルは、サンプルおよび流体がチャネル内で集中させられるように、円滑な内側表面を有し、円滑に移行する円筒形区分とテーパ状区分とを含み、テーパ状チャネルは、サンプル検出チャネルに同心円状に整列させられている。

本開示によるいくつかの例では、基部は、流体ラインおよびチャネルと連通する対称的に配置された流体ポートをさらに含み得、流体ポートは、サンプルラインの出口より高い。

本開示によるいくつかの例では、基部は、脱泡チャネルをさらに含み得、脱泡チャネルの一端は、チャネルと連通し、他端は、脱泡デバイスに取り付けられる。

本開示によるいくつかの例では、脱泡チャネルは、流体ポートより高い。

本開示によるいくつかの例では、脱泡チャネルは、チャネルの上部に配置される。

本開示によるいくつかの例では、チャネルを画定するための上部表面が、気泡の放出を誘導するために傾けられている。

本開示によるいくつかの例では、フローセル本体は、カバー部材をさらに含み得、カバー部材は、基部の上方に位置し、カバー部材は、サンプルラインがチャネルに同心円状に整列させられることをもたらす。

本開示によるいくつかの例では、ノズルアセンブリは、独立して取り外し可能な様式においてフローセル内に据え付けられる。

本開示によるいくつかの例では、圧電素子を配置するための空洞が、基部の上部に配置される。

本開示によるいくつかの例では、圧電素子を配置するための空洞は、サンプルラインを包囲する環状空洞である。

本開示によるいくつかの例では、サンプルラインの尾端部が、堅い細長い部材を含む。

本開示によるいくつかの例では、サンプルラインは、チャネルのテーパ状区分の中に延びている。

本開示によるいくつかの例では、サンプルラインの出口は、テーパ状である。

本開示のさらに別の側面によると、上記側面によるキュベットアセンブリおよび／またはフローセルを含むサンプル処理器が、提供される。

本開示によるいくつかの例では、そのようなサンプル処理器は、サンプル選別器である。

以下の説明を通して、付随の図面を参照することによって、本開示の１つ以上の実施形態の特徴および利点が、付随の図面において理解することがより容易な状態になるであろう。

図１は、本開示のある実施形態によるサンプル処理器の３次元概略図である。 図２Ａは、図１の断面線Ａ－Ａに沿って得られたサンプル処理器の３次元断面図である。 図２Ｂは、図１の断面線Ｂ－Ｂに沿って得られたサンプル処理器の３次元断面図である。 図３は、図２Ａに示される３次元断面図に対応する部分的拡大図である。 図４Ａおよび図４Ｂは、異なる角度から視認された本開示のある実施形態によるキュベットアセンブリの３次元図である。 図４Ｃは、キュベットアセンブリの上面図である。 図４Ｄは、図４Ｃの断面線Ｃ－Ｃに沿って得られたキュベットアセンブリの断面図である。 図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、キュベットアセンブリの上方から、およびその側方側から観察された側面散乱光および蛍光性光を収集する概略光路図である。

本開示は、例示的実施形態を通して、付随の図面を参照して下記に詳細に説明されるであろう。いくつかの付随の図面では、類似の参照番号は、類似の部分および構成要素を示す。本開示の以下の詳細な説明は、例証的目的のためのものにすぎず、本開示およびその用途または使用を限定するものでは決してない。本明細書に説明される実施形態は、包括的ではなく、いくつかの可能な実施形態のうちの一部にすぎない。例示的実施形態は、多くの異なる形態において実装され得、本開示の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。いくつかの例示的実施形態では、周知のプロセス、周知のデバイス構造、および周知の技術は、詳細に説明されないこともある。

図１は、本開示のある実施形態によるサンプル処理器のためのフローセル１の３次元概略図である。図２Ａは、図１の断面線Ａ－Ａに沿って得られたフローセル１の３次元断面図であり、図２Ｂは、図１の断面線Ｂ－Ｂに沿って得られたフローセル１の３次元断面図である。フローセル１の全体的構造が、図１－図２Ｂを参照して下記に説明されるであろう。

図１－図２Ｂに示されるように、フローセル１は、フローセル本体１０と、位置決め部材２０と、支持部材３０と、フレーム４０と、ノズルアセンブリ５０とを含む。フレーム４０は、フローセル１の固定構成要素としての役割を果たし、他の構成要素を支持および据え付けるために使用される。フローセル本体１０、位置決め部材２０、および支持部材３０の全ては、フレーム４０に直接または間接的に固定される。

図１－図２Ｂに示されるフローセル１の種々の構成要素は、定位置および作業状態において組み立てられる。フローセル１が、動作しているとき、フローセル本体１０は、サンプルラインＳＬからのサンプルと、流体ラインＦＬからのシース流体等の流体とを受け取る。サンプルおよびシース流体は、フローセル本体１０内に集中させられ、次いで、ノズルアセンブリ５０を通して排出される。サンプルは、サンプルがフローセル本体１０を通して流動するときに検出および分析され、次いで、ノズルアセンブリ５０から排出されたサンプルは、検出および分析の結果に基づいて選別される。

フローセル本体１０は、基部１００、および、カバー部材２００およびキュベットアセンブリ３００を含み得、カバー部材２００およびキュベットアセンブリ３００は、それぞれ、基部１００の上側および下側に位置する。基部１００は、サンプルおよびシース流体が集中させられ、キュベットアセンブリ３００の中に流入し、サンプルがキュベットアセンブリ３００内で検出されるように、カバー部材２００と協働する。

基部１００は、垂直のチャネル１１０と、流体ラインＦＬと連通する対称的に配置された流体ポート１２０ａおよび１２０ｂとを具備し、シース流体は、流体ポート１２０ａおよび１２０ｂを介してチャネル１１０の中に流入する。チャネル１１０は、円滑な内側表面を有し、円滑に移行する略円筒形区分と、テーパ状区分とを含み、出口１３０が、テーパ状区分において画定される。カバー部材２００の中心は、貫通孔と、貫通孔の周囲に垂直に下向きに延びている環状突出部２１０とを具備し、環状突出部２１０は、チャネル１１０の略円筒形区分の中に挿入される。環状突出部２１０の内側表面が、サンプルポートを画定し、サンプルポートは、サンプルラインＳＬがチャネル１１０の中に挿入されることを可能にし、サンプルラインＳＬがチャネル１１０に対して同心円状に位置付けられることを可能にする。サンプルラインＳＬの尾端部は、通常、チャネル１１０の中に挿入され、チャネル１１０に対して同心円状に位置付けられるようなサンプルプローブ等の堅い細長い部材を含む。サンプルラインＳＬの出口が、概して、チャネル１１０のテーパ状区分の中に延び、均一かつ安定したサンプルフローを形成するようにサンプルおよびシース流体の集中を促進する。好ましくは、サンプルラインＳＬの出口は、シース流体の層流の安定性に及ぼすサンプルの影響を減らすようなテーパ状先端として設計される。サンプルラインＳＬは、ねじによって、カバー部材２００上に係止される。基部１００およびカバー部材２００は、ねじによって固定され、シールするためのＯリング９１０が、基部１００とカバー部材２００との間の環状突出部２１０の周囲に配置される。

サンプルラインＳＬからのサンプルと流体ラインＦＬからのシース流体とが、チャネル１１０内に集中させられる。チャネル１１０の円滑な内側表面および単純な構造が、サンプルフローおよびシース液体フローの集中を促進し、均一かつ安定した層流を形成し、したがって、流体外乱またはフロー死区域を回避し、気泡の蓄積および粘着の余地を減らすことができる。において利用可能である既存のフローサイトメータと比較して、チャネル１１０は、チャネルの容積および表面積を減らし、それによって、チャネル１１０の内側表面への気泡粘着の余地を最小化する。加えて、チャネル１１０のより少ない容積が、流体の流速を増加させ、それによって、気泡の排除を促進する。

流体ポート１２０ａおよび１２０ｂは、サンプルラインＳＬの出口に対して十分に高いように配置され、サンプルおよびシース流体が、集中させられると、それらが均一、緊密、かつ安定したサンプルフローを形成するように、シース流体がサンプルラインＳＬの出口に到達するとき、それが層流に完全に発達していることを確実にする。加えて、流体ポート１２０ａおよび１２０ｂの対称的配置は、シース流体が対称的に注入され、流体の安定性を向上させることも可能にする。

基部１００は、脱泡チャネル１４０をさらに含み得る。脱泡チャネル１４０の一端は、チャネル１１０と連通し、他端は、チャネル１１０内の気泡を完全に放出するための真空ポンプ等の脱泡デバイスに取り付けられ得る。脱泡チャネル１４０が、チャネル１１０の上部に配置され、上方の流体ポート１２０ａおよび１２０ｂから気泡を除去するために流体ポート１２０ａおよび１２０ｂより高く配置され、それは、流体安定性に及ぼす脱泡プロセスの影響を最小化することができる。脱泡チャネル１４０とチャネル１１０との連結部において、カバー部材２００の環状突出部２１０の端部部分が、傾斜表面２１２として配置され、気泡を放出するように誘導し、したがって、気泡がチャネル１１０の上部におけるフロー死区域内に蓄積することを防止し得る。気泡を除去することに加えて、脱泡チャネル１４０および脱泡デバイスは、妨害物を洗浄するように機能することもできる。

サンプルラインＳＬを包囲する環状空洞１５０が、環状圧電素子６０を配置するために、基部１００の上部に配置される。圧電素子６０が、環状空洞１５０内に接合され得る。

上記基部１００およびカバー部材２００の構造が、必要性に従って変更され得、図１－図２Ｂに示される具体的例に限定されないことを理解されたい。他の実施形態では、カバー部材２００は、さらに省略され得る。

キュベットアセンブリ３００は、光がサンプルの光学検出のために通過することを可能にする構成要素であり、キュベットアセンブリ３００は、チャネル１１０のテーパ状区分の出口１３０の下方に固定されている。キュベットアセンブリ３００は、サンプル検出チャネル３２０を具備する光透過性のキュベット本体３１０を含む。サンプル検出チャネル３２０は、テーパ状区分の出口１３０に整列させられた上側端部と、ノズルアセンブリ５０に接続され、ノズルアセンブリ５０内のノズル５１０に整列させられた下側端部とを有する。

図３は、組立状態にあるキュベットアセンブリ３００の拡大図である。図３に示されるように、キュベットアセンブリ３００は、キュベットアセンブリ３００の光学性能に影響を及ぼさない接合または別の接続方法によって、実質的にプレート形状の位置決め部材２０に堅固に固定される。据え付け中、高精度の組立器具が、使用され、サンプル検出チャネル３２０が上流チャネル１１０の出口１３０に同心円状に整列させられることを確実にする。テーパ状移行区分３２２が、サンプル検出チャネル３２０の上側開口部の周囲に配置され、チャネル１１０のテーパ状区分からの液体フローを誘導する。位置決め部材２０が、限定構造を具備し、限定構造は、ノズル５１０とサンプル検出チャネル３２０とが自動的に整列させられるように、ノズル５１０を受け取り、誘導する。好ましくは、ノズル５１０は、その周辺構成要素に影響を及ぼすことなく独立して取り外し可能であり、それによって、ノズル５１０とキュベットアセンブリ３００とは、キュベットアセンブリ３００を移動させることなく都合よく洗浄され得、キュベットアセンブリ３００の繰り返された分解および組立の後に検出光路を再整列させることは、不必要である。本実施形態では、ノズルアセンブリ５０はさらに、ノズル５１０の独立した取り外しを促進するようなノズル５１０を運搬する運搬器５２０を含む。シールするためのＯリング９２０および９３０が、それぞれ、サンプル検出チャネル３２０とチャネル１１０の出口１３０との間の結合部分、およびサンプル検出チャネル３２０とノズル５１０との間の結合部分の周囲に配置される。キュベットアセンブリ３００の上部が、ナット９４０によって緊密に押し付けられ、位置決めを確実にする。

サンプルが光学的に検査されるとき、サンプルは、圧力下で細長いサンプルラインＳＬを通してチャネル１１０の中に流入し、シース流体によって即座に包まれ、次いで、チャネル１１０のテーパ状区分に沿って、シース流体とともにキュベットアセンブリ３００の中に流入する。サンプルは、例えば、蛍光標識された単一の細胞懸濁液である。サンプルを包むシース液体は、キュベット本体３１０内のサンプル検出チャネル３２０を通過し、ノズル５１０を通して排出される。圧電素子６０が、電気信号の作用下で高周波数において振動し、それによって、ノズル５１０から排出され、サンプル液滴を包むシース液体フローは、均一に切断され、後続のサンプル選別のために別々の液滴を形成する。サンプル検出チャネル３２０では、シース流体によって包まれるサンプル液滴が、レーザまたは別の光源によって照射され、サンプル情報を反映する散乱光および蛍光信号を発出する。サンプル処理器の光学システムが、光学信号を収集し、次いで、光学信号は、処理および分析され、サンプルを検出および分析する。続いて、サンプル選別システムは、検出および分析の結果に基づいて、ノズル５１０から排出されたサンプルを選別する。

キュベットアセンブリ３００の具体的構造、動作原理、および有益な効果が、下記に詳細に説明されるであろう。

図４Ａおよび図４Ｂは、異なる角度からのキュベットアセンブリ３００の３次元図であり、図４Ｃは、キュベットアセンブリ３００の上面図であり、図４Ｄは、図４Ｃの断面線Ｃ－Ｃに沿って得られた断面図である。

図４Ａ－図４Ｄに示されるように、キュベットアセンブリ３００内のキュベット本体３１０は、略直方体の構成要素であり、それは、溶融シリカガラスまたは別の好適な光透過性材料から成ることができる。説明を容易にするために、水平断面におけるキュベット本体３１０の長辺および短辺が、画定される。本実施形態では、キュベット本体３１０は、約８．２ｍｍの長さと、約５．２ｍｍの幅と、約１０ｍｍの高さとを有する。サンプル検出チャネル３２０は、キュベット本体３１０の高さ方向（図４Ａ－図４Ｄのｚ方向）において、キュベット本体３１０を垂直に貫く。図４Ｃに示されるように、サンプル検出チャネル３２０は、正方形の断面を有する。

キュベットアセンブリ３００は、反射器３３０も含み、反射器３３０は、キュベット本体３１０の長辺のうちの１つに沿って延びている１つの側面（下記において第１の側面と称される）上に配置され、サンプル液滴によって発出される側面散乱光および蛍光性光を反射し、集束させるために使用される。反射器３３０の下側表面は、キュベットアセンブリ３００が実質的にプレート形状の位置決め部材２０上に据え付けられるように、キュベット本体３１０の下側表面と同一平面である。反射器３３０は、球状ミラーの一部であり、具体的に、キュベット本体３１０の第１の側面に取り付けられた平坦表面と、平坦表面に対向し、下側半分を断ち切った球表面とを含む。球表面は、反射性フィルムでコーティングされる。反射器３３０は、キュベット本体３１０の長辺に沿って、キュベット本体３１０の短辺を越えて延び、すなわち、反射器３３０の平坦表面は、キュベット本体３１０の第１の側面よりわずかに長い。本実施形態では、反射器３３０は、その短辺に沿って延びているキュベット本体３１０の表側面（下記において第２の側面と称される）をわずかに越え、反射器３３０は、キュベット本体３１０の裏側面と同一平面である。本実施形態では、反射器３３０は、約８．６ｍｍの長さと、約５．４ｍｍの最大高とを有する。

キュベットアセンブリ３００は、入射光を成形し、入射光をサンプル検出チャネル３２０の中に集束させるための集束成形レンズ３４０をさらに含み得る。集束成形レンズ３４０は、キュベットアセンブリ３００の構造が、より小型になり、光損失が減らされるように、キュベット本体３１０の第２の側面に取り付けられ、第２の側面をわずかに越える、反射器３３０に対して隣接し得る。

キュベットアセンブリ３００は、反射器３３０に対向して配置された非球面レンズ３５０をさらに含み得、非球面レンズ３５０は、反射器３３０によって形成された散乱光および蛍光性光の集束スポットを成形し、そのスポットを光学信号を検出するための信号検出デバイスの中に集束させる。非球面レンズ３５０が、キュベットアセンブリ３００の構造がより小型になり、光損失が減らされるように、第１の側面に対向するキュベット本体３１０の第３の側面に取り付けられ得る。非球面レンズ３５０は、成形するための成形部分３５２と、成形部分３５２を包囲する外側フレーム３５４とを含む。成形部分３５２の周辺縁は、実質的に円形であり、成形部分３５２の中心の近傍の中心部分は、周辺部分より厚い。

反射器３３０と同様、集束成形レンズ３４０および非球面レンズ３５０の下側表面は、キュベットアセンブリ３００の据え付けを促進するように、キュベット本体３１０の下側表面と同一平面である。

サンプルを光学的に検出するとき、レーザ光が、集束成形レンズ３４０を通してキュベット本体３１０の長さ方向（図４Ａ－図４Ｄのｘ方向）において入射し、集束成形レンズ３４０は、入射レーザ光を成形し、これをサンプル検出チャネル３２０内に集束させる。焦点は、レーザ調査点Ｐ（図４Ｄに示される）と称される。シース流体によって包まれる（蛍光標識細胞等の）サンプル液滴が、レーザ光によって照射され、それらがサンプル検出チャネル３２０内のレーザ調査点Ｐを通過するとき、散乱光および蛍光性光を発出する。本実施形態では、サンプル検出チャネル３２０内のレーザ調査点Ｐは、反射器３３０が散乱光および蛍光性光を最大範囲内で反射し、集束させ得るように、反射器３３０の球表面の球の中心に設定される。

図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、キュベットアセンブリ３００の上方から、およびその側方側から視認された収集する側面散乱光および蛍光性光の概略光路図である。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、種々の方向においてレーザ調査点Ｐから発散する散乱光および蛍光性光は、反射器３３０によって反射され、集束させられ、次いで、非球面レンズ３５０によって成形され、信号検出デバイスの光ファイバＯＦ上に集束させられる。異なるレーザ励起サンプルによって発出された散乱光および蛍光性光は、反射、成形、および集束の後、異なる焦点に集中させられるであろう。例えば、図５Ｂは、４つの異なるレーザの励起によって発生させられた異なる散乱光または蛍光性光が、区別され得ることを示す。

本発明による反射器３３０は、完全な球状ミラーではなく、下側半分を部分的に断ち切った球表面を有する球状ミラーである。したがって、反射器３３０の球表面の球の中心、すなわち、レーザ調査点Ｐは、ノズル５１０により近接しており、それによって、レーザ調査点Ｐからノズル５１０までの液滴の遅延時間を短縮し、改良された選別性能を取得する。他方で、反射器３３０の平坦表面のエリアサイズは、反射器３３０が含み得る範囲に影響を及ぼし、それは、次に、反射器３３０が受け取り得る光の角度範囲に影響を及ぼすので、反射器を短くすることは、側面散乱光および蛍光性光の収集の効率に影響を及ぼすであろう。切頭反射器によって引き起こされる光収集効率の損失を補償するために、本発明における反射器３３０の平坦表面は、キュベット本体３１０の第１の側面よりわずかに長く、それによって、側面散乱光および蛍光性光を受け取る反射器３３０のエリアを拡大するように構成される。開口数ＮＡは、システムが収集し得る光の角度範囲を測定するために、光学システムにおいて一般的に使用される。レンズ方法を使用する従来の側面散乱光および蛍光性光収集システムの開口数は、約０．６である一方、散乱光および蛍光信号を受け取り得る本発明内の反射器３３０の開口数は、１．２５に達することができる。したがって、本発明によるキュベットアセンブリ３００は、サンプル処理器の選別性能を改良し、側面散乱光および蛍光性光を収集する効率を大幅に改良し、したがって、より高い分解能と、感度とを有する。

サンプル検出チャネル３２０の断面の形状およびエリアは、レーザ調査点Ｐにおけるサンプル液滴の速さに影響を及ぼす重要な要因である。レーザ調査点Ｐを通過するサンプル液滴の速さが速いほど、より良好な選別性能をもたらすが、速さの増加は、光学検出の難しさを増し、光学性能を弱めるであろう。図４Ｃに示されるように、本実施形態では、サンプル検出チャネル３２０の断面は、正方形である。サンプル検出チャネル３２０のサイズは、サンプル検出チャネル３２０の形状、サンプル液滴のサイズ、サンプルおよびシース流体の流量、およびレーザ調査点Ｐを通過するときのサンプル液滴の所望の速さ等の要因に基づいて決定される。本実施形態では、サンプル検出チャネル３２０は、約２００μｍ×２００μｍのサイズを伴う正方形の断面を有するように構成される。本発明によるサンプル検出チャネル３２０の形状およびサイズ設計は、選別性能が、光学性能を過度に減らすことなく改良されるように、市場において利用可能である既存のフローサイトメータのそれと比較して、レーザ調査点Ｐにおけるサンプル液滴の速さをわずかに増加させる。

図４Ｃからより明確に分かり得るように、サンプル検出チャネル３２０は、反射器３３０が散乱光および蛍光性光を最大範囲内で捕捉および反射し得るように、キュベット本体３１０の長さ方向においてほぼ中心に置かれる。しかしながら、サンプル検出チャネル３２０は、キュベット本体３１０の幅方向（図面のｙ方向）において非対称的に配置され、すなわち、サンプル検出チャネル３２０と非球面レンズ３５０との間の距離は、サンプル検出チャネル３２０と反射器３３０との間の距離と異なる。例えば、本実施形態では、サンプル検出チャネル３２０の中心から反射器３３０までの距離は、２ｍｍであり、非球面レンズ３５０までの距離は、３．２ｍｍである。この非対称的な設計は、高圧流体が、より緊密にシールされ得るように、キュベット本体３１０をより厚くし、キュベット本体３１０がその上流構成要素および下流構成要素に対して隣接するエリアを大きくする。

反射器３３０およびサンプル検出チャネル３２０の特別な設計が、本開示によるキュベットアセンブリ３００およびフローセル１を選別機能を伴うサンプル選別器のためにより好適にするが、そのようなキュベットアセンブリおよびフローセルが、サンプル分析器または選別機能を伴わない別のサンプル処理器にも適用され得ることを理解されたい。

本開示は、例示的実施形態を参照して説明されているが、本開示が、本文において説明および例証される具体的な実施形態に限定されないことを理解されたい。本請求項によって定義される範囲から逸脱することなく、当業者は、例示的実施形態に対して種々の変更を行うことができる。矛盾が存在しない限り、種々の実施形態における特徴は、互いに組み合わせられることができる。代替として、実施形態におけるある特徴は、省略され得る。

Claims (21)

1. サンプル処理器のためのキュベットアセンブリであって、前記キュベットアセンブリは、
   直方体の形状のキュベット本体であって、前記キュベット本体は、前記キュベット本体を垂直に貫くサンプル検出チャネルを備え、前記キュベット本体は、水平断面において長辺と短辺とを有する、キュベット本体と、
   反射器と
   を備え、
   前記反射器は、前記キュベット本体の前記長辺のうちの１つに沿って延びている第１の側面に取り付けられた平坦表面と、前記平坦表面に対向し、下側半分を断ち切った球表面とを有し、
   前記反射器は、それが前記キュベット本体の下側表面と同一平面であり、前記球表面の球の中心が前記サンプル検出チャネルの中に置かれ、前記反射器が前記長辺に沿って延び、前記短辺を越えているように位置付けられている、キュベットアセンブリ。
2. 前記キュベットアセンブリは、前記キュベット本体の短辺のうちの１つに沿って延びている第２の側面に取り付けられた集束成形レンズをさらに備え、前記集束成形レンズは、入射光を前記反射器の前記球表面の球の前記中心に集束させる、請求項１に記載のキュベットアセンブリ。
3. 前記キュベットアセンブリは、前記キュベット本体の第１の側面に対向する第３の側面に取り付けられた非球面レンズをさらに備え、前記非球面レンズは、前記反射器の反射によって形成される集束スポットを成形し、光学信号を検出するための信号検出デバイスの中に前記集束スポットを集束させる、請求項２に記載のキュベットアセンブリ。
4. 前記非球面レンズは、成形するための成形部分と、前記成形部分を包囲する外側フレームとを備え、前記成形部分の中心部分は、周辺部分より厚い、請求項３に記載のキュベットアセンブリ。
5. 前記サンプル検出チャネルは、正方形の断面を有する、請求項１－４のいずれか１項に記載のキュベットアセンブリ。
6. サンプル処理器のためのフローセルであって、前記フローセルは、
   フレームと、
   前記フレームに固定されたフローセル本体であって、前記フローセル本体は、基部と、請求項１－５のいずれか１項に記載のキュベットアセンブリとを備え、前記キュベットアセンブリは、前記基部の下方に位置し、サンプルラインからのサンプルおよび流体ラインからの流体が、前記基部の中に集中させられ、前記キュベットアセンブリ内の前記サンプル検出チャネルの中に流入する、フローセル本体と、
   ノズルを有するノズルアセンブリと
   を備え、
   前記ノズルは、前記サンプル検出チャネルの出口に位置し、所定のモードにおいて前記サンプル検出チャネル内の前記サンプルを排出する、フローセル。
7. 前記基部は、垂直のチャネルを備え、前記チャネルは、前記サンプルおよび前記流体が前記チャネル内で集中させられるように、円滑な内側表面を有し、円滑に移行する円筒形区分とテーパ状区分とを備え、前記テーパ状区分は、前記サンプル検出チャネルに同心円状に整列させられている、請求項６に記載のフローセル。
8. 前記基部は、前記流体ラインおよび前記チャネルと連通する対称的に配置された流体ポートをさらに備え、前記流体ポートは、前記サンプルラインの出口より高い、請求項７に記載のフローセル。
9. 前記基部は、脱泡チャネルをさらに備え、前記脱泡チャネルの一端は、前記チャネルと連通し、他端は、脱泡デバイスに取り付けられている、請求項８に記載のフローセル。
10. 前記脱泡チャネルは、前記流体ポートより高い、請求項９に記載のフローセル。
11. 前記脱泡チャネルは、前記チャネルの上部に配置されている、請求項１０に記載のフローセル。
12. 前記チャネルを画定するための上部表面が、気泡の放出を誘導するために傾けられている、請求項１１に記載のフローセル。
13. 前記フローセル本体は、カバー部材をさらに備え、前記カバー部材は、前記基部の上方に位置し、前記カバー部材は、前記サンプルラインが前記チャネルに同心円状に整列させられることをもたらす、請求項７に記載のフローセル。
14. 前記ノズルアセンブリは、独立して取り外し可能な様式において前記フローセル内に据え付けられている、請求項６に記載のフローセル。
15. 圧電素子を配置するための空洞が、前記基部の上部に配置されている、請求項６に記載のフローセル。
16. 前記空洞は、前記サンプルラインを包囲する環状空洞である、請求項１５に記載のフローセル。
17. 前記サンプルラインの尾端部は、堅い細長い部材を備えている、請求項６に記載のフローセル。
18. 前記サンプルラインは、前記チャネルの前記テーパ状区分の中に延びている、請求項７－１７のいずれか１項に記載のフローセル。
19. 前記サンプルラインの前記出口は、テーパ状である、請求項１８に記載のフローセル。
20. 請求項１－５のいずれか１項に記載のキュベットアセンブリ、および／または請求項６－１９のいずれか１項に記載のフローセルを備えているサンプル処理器。
21. 前記サンプル処理器は、サンプル選別器である、請求項２０に記載のサンプル処理器。

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