JP4704036B2 - 液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための使い捨てカートリッジ - Google Patents

液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための使い捨てカートリッジ Download PDF

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Description

本発明は、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための使い捨てカートリッジ、特に単回使用分析（例えば少量の全血の単回使用分析）用の自己完結型（self-contained）使い捨てカートリッジに関する。この自己完結型使い捨てカートリッジは、なんら特別な教育を受けていないほとんどの人が行なうことができる簡単明瞭な検査手順を容易にする。さらに、このカートリッジで検査を行なうために使用される装置は、単純、軽量、およびメンテナンスフリーになり得、したがって完全に持ち運び可能となり、ユーザに広範囲の実施を提供する。本発明は、赤血球細胞（red blood cell）の溶血および凝固の不活化のようなサンプルの分析前の取り扱いのための工程を提供する。
カウントおよび採寸（sizing）のような粒子特徴付けのための現在の装置は、かなり高価で、移動困難であり、訓練を受けた人が操作する必要がある。この結果、多くの装置は、専門の人員が操作する専用の実験室に配置されている。さらに、分析すべきサンプルは、この実験室に運搬しなければならず、その結果は要求した人に報告のために戻される。
WO 01/11338（本明細書中に参考として援用する）には、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置が開示され、この装置は、使い捨てカートリッジおよびカートリッジを取り外し可能に受容するためのドッキングステーション（docking station）を備える。このカートリッジは、粒子の通過のためのオリフィスを含む壁により区切られそして陽圧または陰圧の気圧の供給源への接続のための入口/出口を有する第１の収集チャンバ、およびオリフィスを通過する粒子を特徴付けるための粒子特徴付けデバイスの（ハウジングの外部から接続可能である）構成要素を含むハウジングを備える。ドッキングステーションは、陽圧または陰圧の気圧の供給源との接続のためおよびカートリッジがドッキングステーションに受容されているときに入口/出口との気体接続を形成するためのポート、およびカートリッジがドッキングステーションに受容されているときに粒子特徴付けデバイスの構成要素との機能的接続のための手段を備える。
WO 02/089670（本明細書中に参考として援用する）には、少量で精密な容量の液体をサンプリングするためのデバイスが開示されている。このデバイスは、液体サンプルの正確な部分の捕捉および移動のための空洞を有する移動可能な部材を備える。
いくつかのデバイスは、分析（例えば全血サンプルの分析）を実施するために使用されることがこれら先行技術のデバイスの不利な点である。サンプル採取は別途のデバイスで実施され、サンプルは、それが最終的に分析用センサに移される前に、サンプル調製のための別のデバイスに移されなければならない。
WO 99/01742には、液体中に含まれる粒子をカウントするための装置用の使い捨てサンプリングデバイスが開示されている。このサンプリングデバイスは、装置に、規定の位置で接続可能である。デバイスは、その中にサンプルを導入するための手段、規定容量のサンプルを計量するための手段、規定容量の希釈用液体を含む手段、希釈チャンバ、希釈チャンバで希釈サンプルを得るために規定容量のサンプルおよび規定容量の希釈用液体を希釈チャンバに同時に導くための手段、希釈サンプルの少なくとも一部を粒子カウント手段および粒子カウント手段に接続するシグナル伝達手段を通過させるように導く手段、およびハウジングが規定位置で装置に接続されているとき装置の端子手段の位置に対応する位置でハウジングの外部境界に位置する端子手段を有する。
WO 99/01742に記載されたデバイスを用いての血液分析の間、血液サンプルは、希釈、混合および分析のために何回もポンピング（pumping）で戻されたり進められたりし、フローシステムは、そのシステム内の圧力が、サンプルの移動の間、大気圧を超えて上昇および大気圧より下に減少するように閉じられている。さらに、サンプル採取には、デバイスのフローシステムに血液の進入を引き起こす膜または他のフローアクチュエータでのポンピングが必要となる。したがって、上記開示のフローシステムはかなり複雑である。
粒子カウントは、WO 99/01742に記載されたように、解放端チューブで実施され、その結果、粒子カウントセンサを通る希釈サンプルの容量は非常に少ない。
血液分析は、WO 99/01742に記載されたように、検知原理により正確に記録されるためには、異なる種類および濃度の粒子が分析前の分離、分解、染色または標識を必要とし得ることを考慮していない。
WO 99/01742に記載されたような血液検査シーケンスは、事前の教育を受けていないユーザがこの検査自体の実施の仕方を学ぶことができるべきであることを考慮していない（すなわち、分析前の希釈工程を必要としないべきである）。
したがって、サンプル採取、サンプル調製、および粒子特徴付けを可能にし、その結果、分析がサンプルの取り扱いおよび別のユニットへのサンプルの移動の必要なしで１つのデバイス内で実施し得る、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるためのカートリッジを提供することが本発明の目的である。
１つの液体サンプルの分析後に廃棄されるべき単回使用のために適合したカートリッジを提供することが本発明のさらなる目的である。
単純なフローシステムを有するカートリッジを提供することが本発明の別の目的である。
フローシステム内の圧力が大気圧に実質的に一定に保持されるように周囲環境と連通するカートリッジ内のフローシステムを提供することが本発明のなお別の目的である。
本発明に従えば、上記および他の目的は、第１の混合チャンバと第１の収集チャンバとの間の粒子の通過のためのオリフィスを含む壁により分離された第１の混合チャンバおよび第１の収集チャンバを有するハウジングを備える、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるためのカートリッジにより達成される。オリフィスを通過する粒子を特徴付けるために粒子特徴付け手段が提供される。
サンプル採取は、液体サンプルの進入用の、ハウジングの外側表面の穴（bore）を通して行ない得る。ハウジングは、ハウジング内で移動可能に位置するサンプリング部材をさらに備える。サンプリング部材は、少量で精密な容量の液体を受容および保持するための第１の空洞を有する。サンプリング部材の第１の位置で、第１の空洞は、液体サンプルの第１の空洞への進入のために穴と連通状態にあり、サンプリング部材の第２の位置で、第１の空洞は、第１の混合チャンバへの入口と連通状態にある。
したがって、サンプリング部材は、精密な容量の液体サンプルを受容および保持するため、ならびに第１の混合チャンバの入口へサンプルを移動させるために動作する。
好ましくは、サンプリングすべき液体は、液体フローを引き起こす毛細管引力により空洞に進入する。毛細管力の利用は、WO 99/01742とは対照的に、サンプルを採取するためにポンプも、膜も、シリンジも他のフロー発生手段も必要としないので、フローシステムを単純化する。
したがって、穴は、毛細管引力による液体サンプルの進入のための第１の毛細管トンネルを構成し得る。毛細管トンネルは、穴とサンプリングすべき液体との間の接触の際に、液体のサンプルが毛細管引力により穴中に引き込まれるような寸法である。
さらに、第１の空洞は、毛細管引力により第１の空洞に液体サンプルを引き込むように適合させた第２の毛細管トンネルを構成し得る。好ましくは、第１および第２の毛細管トンネルは同じ直径を有する。また、第１の位置で、第１および第２の毛細管トンネルは、実質的に同じ長手方向の中心軸に沿って伸びるのが好ましい。
好ましくは、サンプリング部材は、第１の空洞の長軸に対して実質的に垂直な回転軸の周りを回転可能である。
加えて、または択一的には、サンプリング部材は、第１の空洞の長軸に実質的に垂直な方向に移動してもよい。
第１および第２の毛細管トンネル内壁の表面は、親水性であってもよく、これにより液体サンプルの毛細管引力が促進される。例えば、トンネル内壁は、例えばガラスまたはポリスチレンのようなポリマーから作製されてもよい。
あるいは、毛細管トンネル壁は、別のタイプの材料から作製されても、ポリマーまたは試薬のような親水性材料で共有結合的または非共有結合的にコーティングされてもよい。
毛細管トンネルはまた、トンネル内壁に付着または化学的に結合した１以上の試薬を含んでもよい。これらの試薬は、サンプルの毛細管引力をさらに促進する目的、および任意には液体サンプル中で化学反応をも引き起こす目的（例えば、血液サンプル中に抗凝固活性を導入する目的）に役立つ。このような試薬は、ヘパリン、EDTAの塩などを含んでもよい。
好ましくは、サンプリング部材はポリマーから作製される。
本発明のさらなる観点に従えば、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置が提供される。この装置は、本明細書中に開示したようなカートリッジ、およびカートリッジを取り外し可能に受容するドッキングステーションを備え、ドッキングステーションは、カートリッジがドッキングステーションに受容されているとき、粒子特徴付け手段との機能的な接続のためのコネクタを備える。
カートリッジは、オリフィスを通る液体フローを引き起こすために第１の収集チャンバと連通するカートリッジポートをさらに備えてもよく、ドッキングステーションは、オリフィスを通る液体フローを引き起こす圧力の印加のために、カートリッジがドッキングステーションに受容されているとき、カートリッジポートと気体接続を形成するための対応するポートをさらに備えてもよい。
粒子特徴付け手段は、第１の混合チャンバ中に第１の電極を、そして第１の収集チャンバ中に第２の電極を備えてもよい。各電極は、カートリッジがドッキングステーションに受容されているとき、ドッキングステーションの各自コネクタとの機能的な接続のために、カートリッジの外部表面でアクセス可能な各自端子部材と電気的に接続する。一般に、カートリッジとの必要なすべての電気的および流体的接続は、カートリッジをドッキングステーションにはめ込むことにより、好ましくは単に押し込むはめ込みにより確立できることが好ましい。
第１および第２の電極は、例えば血球のカウントおよび採寸のために、周知のコールターインピーダンス原理を利用する粒子特徴付けを容易にし得る。この方法は、世界的に受け容れられた方法になっており、大部分の血液学分析器で使用される。毎秒数千の粒子が、この原理を利用して高度な精密性および正確性で特徴付けられ得る。
電気的インピーダンス技法で、測定値から粒子体積を求めることが可能である。オリフィスを横切って定電流を維持することにより、オリフィスで電解質に置き換わった粒子からの記録電圧パルスは、粒子の体積に比例する高さを有する。このことは、粒子が電解質と比較して非導電性であると考えることができ、オリフィスの中心部での電界（DCまたはRF）が均質であり（これは、通常、直径Ｄがオリフィスの長さｌより小さい（l/D＞1）場合である）、粒子ｄがオリフィスの直径と比較して小さい（d＜0.2*D）と考えるべきであり、一度にただ１つの粒子が通過し、粒子はオリフィスの長さまたは深さに沿ってオリフィスを通過するからである。
通常、このような装置は、オリフィスを通るフローが第１の収集チャンバ中へであるように操作される。
好ましくは、オリフィスの長さは、１〜1000μmであり、例えば約50μmである。望ましくは、オリフィスの長さは、0.1〜100μm直径の粒子を検出するときにオリフィス内にただ１つの粒子が存在するように選択する。しかし、オリフィス中の電界の均質性を考慮すれば、直径より長いかまたは直径と等しいオリフィスの長さが必要になり得る。カウント（このうちいくらかは、２つの粒子の同時カウントであり得る）は、統計学的推定を行なうことにより数学的に較正することができる。オリフィスの縦横比（長さまたは深さ/直径）は、好ましくは0.5:1〜5:1、より好ましくは1:1〜3:1である。
好ましくは、オリフィスの最大断面寸法は、５〜200μm、例えば10〜50μmである。
上記で説明したように、本発明は、好ましい観点で、レーザ削磨（laser ablation）により例えばポリマーシートに製作された膜をベースにするセンサを提供する。膜は、相対的に膜の中心部に配置されたオリフィスを有する。このオリフィスは、センサが液体中に沈められているので、液体中に懸濁された粒子の吸引に使用することができる。測定領域へ粒子を輸送するこの方法は、コールター原理による粒子の電気的特徴付けに関して公知である（V. Kachel, "Electrical Resistance Pulse Sizing: Coulter Sizing", Flow Cytometry and Sorting, 2. ed., pp.80, 1990 Wiley-Liss, Inc.）。
カートリッジは、オリフィスを通る液体フローの促進のためのカートリッジフローシステム内で実質的に周囲の大気圧を保存するための周囲環境と連通する吸排気装置の入口/出口をさらに備えてもよい。
好ましくは、カートリッジは、単回使用後に使い捨て可能であるように設計される。使用後、新たなカートリッジを用いる新たなアッセイ手順で使用可能となる前に、装置を浄化する必要がないことが望ましい。したがって、ドッキングステーションへの進入時のカートリッジからの液体の漏れは回避されるべきである。この目的のため、吸排気装置入口/出口、第２のチャンバ入口/出口および粒子特徴付けデバイス構成要素に関するオリフィスの配置は、好ましくは、所望の粒子特徴付けに十分な容量の液体を、液体がハウジングの外を通らずに、オリフィスを通して引き込むかまたはくみ上げることが可能であるようにするような配置である。一般に、液体がカートリッジを出ることなく粒子特徴付け測定を行ないながら、所定の容量、少なくとも0.1ml〜10ml、例えば0.5mlの液体が、オリフィスを通過することが可能であるべきである。
カートリッジは、所定容量の液体がオリフィスを通過したその期間の始めおよび終わりを決定するために容量計量手段を備えてもよい。
好ましくは、容量計量手段は、第１の収集チャンバと連通する入力、および出力を有する容量計量チャンバを備える。ここで、入力および出力のそれぞれで、液体の存在が検出される。
例えば、液体の存在は、空気で満たされているときから液体で満たされているときまでのチャンネル構成の光学特性変化により光学的に検出されてもよい。これは、表面からの反射率または透過率検出として構成され得る。ここで、入射光は、空のチャンネルから反射されそして満たされたチャンネルを透過し、したがって検出した反射光または透過光に明確なシフトを生じる。
計量チャンバの入力および出力は、計量チャンバの容量に比較してほんの少量の液体容量を収容するための狭いチャンネルによって形成されることが好ましい。その結果、チャンネル中の容量計量手段（例えば光学反射率検出）の実際の配置は、容量計量手段の測定値の正確性に実質的に影響しない。
第１の混合チャンバまたは第１の収集チャンバが容量計量チャンバを構成してもよい。しかし、容量計量手段（例えば光学反射率検出）の配置を容易にする独立の容量計量チャンバを提供することが好ましい。
容量計量手段は、計量チャンバ中の液体が、容量計量チャンバの各自レベルにまたはそれより上にある時を検知するように配置されてもよい。
容量計量手段は、液体のレベルが各自計量手段が液体で満たされているかまたは満たされていないようなレベルである時を検知するために使用してもよく、したがって固定容量の液体がオリフィスを通過したその期間の始めおよび終わりを決定するために働いてもよい。例えば、粒子特徴付けは、液体のレベルが計量手段のレベルを超えてちょうど上昇するときに始まり、液体のレベルが第２の計量手段を超えてちょうど上昇するときに終了してもよい。この期間の間にオリフィスを通過する液体の容量は、各自計量手段の分離によって規定される。
規定容量の液体の通過の終点が、１つのチャンバがオリフィスのレベルの下まで事実上空になることである場合、収集チャンバおよび第１の混合チャンバのそれぞれ（または少なくとも液体が去るチャンバ）は、チャンバ高のオリフィスより上の実質的部分にわたるチャンバの横断面積より実質的に小さいオリフィスレベルでの横断面積を有することが好ましい
本発明のさらなる観点に従えば、装置から取り外し可能である本明細書中に開示されるようなカートリッジを備える粒子特徴付け装置を操作する方法が提供される。この方法は、第１の位置にサンプリング部材を有する穴を通じてカートリッジで粒子を含む液体をサンプリングすること、装置にカートリッジを配置すること、サンプリング部材を第２の位置へ移動させること、第１の空洞を通じて液体サンプルと共に第１の混合チャンバへ貯蔵チャンバ中の液体を汲み上げること、粒子特徴付け測定をなすこと、装置からカートリッジを取り外すこと、およびカートリッジを廃棄することを含む。
一般に、すべての実施形態において、使用時にサンプルに濡れるすべての構成要素が使い捨てであり、すべての非使い捨て構成要素が浄化せずに再使用可能であることが好ましい。
液体サンプル調製および分析のための手段は、使い捨てカートリッジ中に組み込まれていることが本発明の重要な利点である。例えば、分析工程は、精密な量の血液をサンプリングすること、その量の血液を希釈すること、および最後に血液を希釈剤と混合して均質な溶液にすることを含む。分析は、液体の分光測光分析を含み得る。
したがって、本発明に従えば、血液分析（例えば毛細管血の飛沫からの少量の血液中の血球のカウント）を一義的になすための手段が提供される。正確な量の血液サンプルを採取するための手段が提供され、希釈剤中に存在する試薬が、例えば希釈および/またはサンプルの化学調製のために添加されてもよく、そして混合したサンプルおよび希釈剤は、個々の血球の分析および分析した僅かな量の液体の容量の測定のためにセンサを通って流れる。
補足として、例えばヘモグロビンの含有量を定量するために、分光光度測定が実施される。
カートリッジは、以下のパーツを備えてもよい。
１．液体貯蔵チャンバ
２．血液サンプリングデバイス
３．第１の混合チャンバ
４．フロースルーセンサ機構
５．第１の収集チャンバ
６．チャンバおよび２つの接続したフローチャンネルから構成される容量計量機構
７．カートリッジを通して液体を移動させるための水力学的接続
使い捨てユニットの概念は、以下の追加パートとさらに組み合わせることができる。
Ａ．光学的液体レベル測定のための光学的構造物
Ｂ．液体レベル測定のための電極
Ｃ．表面の抗凝固処理
Ｄ．例えば血球の修飾のための希釈剤中の試薬
Ｅ．混合補助のための混合用フリー（flee）またはバッフル（baffle）
Ｆ．容量を変化させるための多重容量計量機構
Ｇ．使用前にサンプル入口を覆う被覆テープ
Ｈ．廃棄/オーバーフローのための廃棄物チャンバ
Ｉ．液体が排気管を通って出て行くことを防ぐためのバルブ
Ｊ．外部圧力原と置換される内蔵ピストンまたは膜
Ｋ．分光光度測定のための窓
液体貯蔵チャンバ（パート１）は、血液分析に使用する必要な量の希釈剤を保持する。血液がカートリッジにサンプリングされたとき、希釈剤は、サンプリングされた血液を洗い出すために毛細管中を勢いよく流され、検査に必要とされるように血液を希釈する。100〜100,000倍の希釈率は、通常の率（rating）であると考えられ、500〜10,000倍の希釈率が好ましい。液体貯蔵チャンバは、好ましくは、そのチャンバの完全な排水を容易にするように構築されるべきである。これは、チャンバの底の傾斜を有することによって達成される。
サンプリングユニット（パート２）は、ぴったりとはまり込む（tight-fitting）支持胴体に配置された移動可能なロッドを通って伸びる毛細管を備えてもよい。移動可能なロッドは、精密量の血液サンプルを捕捉するために使用される。血液が毛細管力により毛細管を満たしたとき、ロッドは、支持胴体の最初の位置から回転および/または移動し、したがってロッドを通って伸びる毛細管の部分を分離する。
支持胴体のロッドが第２の位置へ移動した後、毛細管は、液体貯蔵チャンバと第１の混合チャンバ（パート３）との間の液体経路を形成する。第１の混合チャンバに低圧を加えると、希釈剤および血液サンプルは、第１の混合チャンバ中に押され、そこで、対流により、またはその後に混合チャンバ中に泡を吹き込むことによって混合が行なわれる。
フロースルーセンサ機構（パート４）は、第１の混合チャンバから第１の収集チャンバへの液体経路を確立する、膜中の小さなオリフィスから構成される。膜のそれぞれの側（第１の混合チャンバ中および第１の収集チャンバ中）に、電極が、液体に接して配置される。
第１の収集チャンバ（パート５）は、センサシステム後部の液体呼び水機能（liquid priming function）を形成する。
容量計量システム（パート６）は細胞濃度の測定に必要である。これは、底部の入口と上部の出口を接続する２つの比較的薄いチャンネルを有する既知容量の容量計量チャンバを備える。入口および出口での液体の検知は、光学的または電気的手段により適用することができる。
容量計量システムの出口は、カートリッジを通して液体を移動させるための圧力源にチャンネル（パート７）を通じて接続する。
概念への追加パートは、以下にさらに記載される：
追加Ａ：チャンネルの光学特性の変化（例えば、チャンネル中で空気が液体に置換したことに起因する反射率または透過率の変化）による光学的検出。容量計量セルの入口および出口の上部の表面は、チャンネルへの光の入射（coupling of the light into the channel）を最適化するような構造であるべきである。透過性ポリマーチャンネル中の液体の存在は、液体が存在しないときの反射とは対照的なシグナルの伝達を生じる。これは光学センサにより記録することができる。
追加Ｂ：液体レベル測定のための２つの電極が、カートリッジの本体を通じて、容量計量セルの入口および出口にそれぞれ接続される。電極は、第１の収集チャンバに配置された電極と生理食塩水液を通じて短絡している。これは外部電気機構を通じて記録することができる。
追加Ｃ：サンプリング構造の表面の抗凝固処理は、選択した化合物をこれら表面に付着させるかまたは化学結合させることにより達成することができる。このような化合物の例は、ヘパリンおよびEDTAの塩である。
追加Ｄ：例えば血球の修飾のための希釈剤中の試薬。この試薬は、赤血球を溶血することができる１または数種の化合物からなることができる。加えて、白血球および/または血小板を安定化するため、pH値および浸透圧を調整するため、細菌増殖を最小化するため、存在するヘモグロビンを修飾するため、ならびにバッチごとの変動を最小化するために、他の化合物も添加してもよい。以下の例は、自己完結型検査カートリッジの性能に関連する問題の主題に関する情報を提供するために含まれてきた。
赤血球細胞を選択的に溶血することができる化合物の例は、例えば米国特許第4,485,175号、同第4,346,018号、同第4,745,071号、同第4,528,274号および同第5,834,315号に記載されるような第四級アンモニウム塩の混合物である。
赤血球細胞の溶血の間に、白血球を安定化することができる化合物の例は、Ｎ−(１−アセトアミド)イミノ二酢酸、例えば米国特許第4,485,175号に記載されるような塩酸プロカイン、および例えば米国特許第4,745,071号に記載のような１，３−ジメチル尿素である。加えて、Ｎ−(１−アセトアミド)イミノ二酢酸は、例えば米国特許第4,962,038号に記載のように溶血赤血球細胞に由来する残渣を最小化することにおいて第四級アンモニウム塩をさらに補助するため、およびpH値を調整するために提案されている（下記参照）。
pH値および特に重要なことには希釈剤の浸透圧を調整するために添加される化合物の例は、例えばＮ−(１−アセトアミド)イミノ二酢酸、塩化ナトリウム、例えば米国特許第4,485,175号および同第4,962,038号に記載されるような硫酸ナトリウムである。
細菌増殖を最小化し得る化合物の例は、１，３−ジメチロール尿素および例えば米国特許第4,962,038号に記載のようなクロルヘキシジンジアセテートである。
ヘモグロビン種を分光光度分析に適切な最終生成物に変換するために添加する化合物の例は、例えば米国特許第4,485,175号、同第4,745,071号、同第4,528,274号に記載のようなシアン化カリウムおよびWO 99/49319に記載のようなテトラゾールまたはトリアゾールである。
使い捨てデバイスの異なるバッチ間での変動を最小化するためのツールを導入するために添加し得る粒子または化合物の例は、既知サイズのラテックスビーズおよび既知サイズのガラスビーズである。
追加Ｅ：補助混合が必要である場合、第１の混合チャンバは、任意に、混合フリーまたはバッフルを備えてもよい。マグネチックフリーは、外部から動かす磁場を通じて対流を生じさせるために使用してもよい。バッフルは、外部に接続する機械的デバイスにより動かすとき、液体を機械的に撹拌するために使用してもよい。これは、泡（例えば、センサによりサンプル中に吹き込まれた泡）での混合が適切でないかまたは可能でない場合に必要とされ得る。
追加Ｆ：多重容量計量機構は、検査が異なる濃度の異なる粒子を扱わなければならない場合に連続的に含ませることができる。
追加Ｇ：蓋または被覆テープは、使用前にサンプル入口を覆うために使用してもよい。これにより、検査の起点で清浄なサンプリング領域が確保される。
追加Ｈ：廃棄物チャンバは、液体の廃棄またはオーバーフローのために容量計量セルの出口に適用してもよい。
追加Ｉ：任意の接続ポート（例えば、圧力源への接続ポート）に、液体がカートリッジの外へ漏れることを防ぐために小さなバルブを組み込むことができる。
追加Ｊ：液体を移動させるための圧力源を含ませるために、カートリッジにピストンまたは膜を組み込むことができる。ピストンまたは膜は、装置によって供給される機械的力により移動され得る。
追加Ｋ：血液サンプル中のヘモグロビン含有量の分光測光検出のような光学的測定を実施するために、光学的窓をカートリッジに組み込むことができる。
記載した方法は、最終的な適用に最良の解決を与えるために組み合わせることができる。使い捨てセンサは、例えば小さな研究所で、フィールドでの測定に、または「ケアの場での」（「患者の傍での」）診断ツールとして、持ち運び可能、安価、簡単またはフレキシブルな装置が必要とされる場合に特に有用である。
コールター原理を使用する場合、本発明に従う装置に使用するための希釈剤は、液体を高導電性にする無機塩を含んでもよい。サンプルが電解質に適用される場合、電解質対サンプル容量は、好ましくは10より高くあるべきである。サンプル調製は、結果として、好ましくは1,000〜10,000,000粒子/mlの間、より好ましくは10,000と100,000粒子/mlとの間を生じなければならない。電解質添加後のサンプルの混合が推奨される。粒子径は、好ましくはオリフィス直径の１〜60％以内、より好ましくはオリフィス直径の５〜25％の間であるべきである。体積流量は、好ましくは10μl/分〜10ml/分、より好ましくは100μl/分と１ml/分の間であるべきである。測定のためには、約１〜５mAの定電流が好ましくは印加される。電流源は、好ましくは1,000より良好な信号対雑音比（S/N）を有する。電極からの応答は、バンドパスフィルタにより電気的にフィルタリングされ得る。
本発明のなお別の観点によれば、第１の混合チャンバと第１の収集チャンバとの間の粒子の通過のための第１のオリフィスを含む壁により分離された第１の混合チャンバおよび第１の収集チャンバと、第１のオリフィスを通過する粒子を特徴付けするための第１の粒子特徴付け手段と、液体サンプルの進入のためにハウジングの外部表面の穴とを有するハウジングを備えるカートリッジが提供される。穴は、液体サンプルをサンプリングするためにハウジング中に位置しそして液体サンプルを受容および保持するための第１の空洞を有する第１のサンプリング部材と連通する。第１のサンプリング部材は、第１の位置で、第１の空洞が第１の空洞への液体サンプルの進入のために穴と連通状態にあり、第２の位置で、第１の空洞が第１の混合チャンバへの液体サンプルの放出のために第１の混合チャンバと連通状態にあるように、ハウジングとの関係で移動可能に位置する。
カートリッジは、第２の混合チャンバと第２の収集チャンバとの間の粒子の通過のための第２のオリフィスを含む第２の壁によって分離された第２の混合チャンバおよび第２の収集チャンバ、第２のオリフィスを通過する粒子を特徴付けるための第２の粒子特徴づけ手段をさらに備えてもよい。
本発明の１つの実施形態において、第１の空洞は、第１のサンプリング部材が第１の位置にあるとき、第１の混合チャンバから第１の空洞への液体の進入のために第１の混合チャンバと連通状態にあり、第１のサンプリング部材の第３の位置で、第１の空洞は、第２の混合チャンバへの第１の空洞中の液体の放出のために第２の混合チャンバと連通状態にある。
本発明の別の実施形態において、カートリッジは、第１の混合チャンバから少量で精密容量の液体をサンプリングするためにハウジング中に位置しそしてサンプリングした液体を受容および保持するための第２の空洞を有する第２のサンプリング部材をさらに備える。第２のサンプリング部材は、第１の位置で、第２の空洞が第１の混合チャンバから第１の空洞への液体の進入のために第１の混合チャンバと連通状態にあり、第２の位置で、第２の空洞が第２の混合チャンバへの第２の空洞中のサンプリングされた液体の放出のために第２の混合チャンバと連通状態にあるように、ハウジングとの関係で移動可能に位置する。
カートリッジは、第１の混合チャンバに進入すべき試薬を保持するために第１の混合チャンバに隣接して位置する試薬チャンバをさらに備えてもよい。
好ましくは、カートリッジは、試薬チャンバと第１の混合チャンバを分離する破壊可能なシールをさらに備える。
この実施形態では、液体サンプルの異なる部分の異なる化学処理が行なわれてもよい。
またこの実施形態では、液体サンプルのさらなる希釈が行なわれてもよい。
本発明は、添付の図面に言及して、さらに記載され説明される。
図１は、使い捨てユニット85（カートリッジと呼ぶ）の構成要素の側断面図を示す。
図２は、フロースルーセンサの概念を示す。
図３は、使い捨てカートリッジ、ドッキングステーション66および読み取り器74をベースにする装置を備える。
図４は、組み込みピストンを有するカートリッジを示す。
図５は、サンプリング手順を概略的に説明する。
図６は、実施例１で得られた結果のプロットである。
図７は、実施例２で得られた結果のプロットである。
図８は、実施例３で得られた結果のプロットである。
図９は、実施例４で得られた結果のプロットである。
図10は、実施例５で得られた結果のプロットである。
図11は、実施例６のカートリッジおよび水力学的接続の概略的説明である。
図12は、実施例７に記載のプロセスのプロットである。
図13は、実施例８に記載のプロセスのプロットである。
図14は、カートリッジの第２の実施形態を概略的に示す。
図15は、カートリッジの第３の実施形態を概略的に示す。
図16は、本発明に従う装置を斜視で示す。
図１
血液分析のためのハウジング85を有する使い捨てカートリッジは、液体希釈剤11を含む液体貯蔵チャンバ１、血液サンプル８をサンプリングするためにハウジング85中に位置しそして血液サンプル８を受容および保持するための空洞10を有する第１のサンプリング部材２を備える。部材２は、第１の位置で、空洞10が毛細管力により空洞10への血液サンプル８の進入のために穴90と連通状態にあり、第２の位置で、空洞10が、液体希釈剤11により希釈された血液サンプル８の混合チャンバ３への放出のために液体貯蔵チャンバ１および混合チャンバ３と連通状態にあるように、ハウジング85との関係で移動可能に位置する。混合チャンバ３は、混合チャンバ３と収集チャンバ５との間の血液サンプル８の通過のためにオリフィス59を含む壁により、収集チャンバ５と分離されている。オリフィス59を含む壁は、フロースルーセンサ４の部分を構成する。
容量計量機構は、収集チャンバに接続されており、光学的または電気的手段による液体の出入を記録するための比較的小さい内部容量の２つの接続チャンネル12、13を有する、測定の間に測定すべき容量サイズを有する容量計量チャンバ６を備える。容量計量チャンバからは、圧力を印加することができる接続ポート67にチャンネル７が引き出されている。
図２
フロースルーセンサ４は、液体中に懸濁された粒子の通過のための比較的細い通路59を有する隔壁94を有する。オリフィスは、個々の細胞の検出および測定のための検知区域として働く。センサ中のオリフィスは、コールターカウントとして公知のインピーダンス法により粒子をカウントおよび採寸するためのカウントオリフィスとして形成されてもよい。粒子は、いずれかの方向の圧力に駆動された流れによりオリフィスを通じて吸引することができる。生理食塩水または他の電解質液溶液がチャンバに加えられる場合、２つのチャンバは、オリフィスを通る通路により提供される電流用経路を除いて、互いに電気的に絶縁される。
図３
フロースルーセンサの各側のチャンバは、外部端子61、62から使い捨てユニットの基底壁63を通って伸び、各自チャンバの内側に面して構成された電極34、35を有してもよい。検査を実行するために、カートリッジは、持ち運び可能な装置のドッキングステーション66に配置される。ドッキングステーション66は基部70および周囲側壁71を有するカップ状のハウジングを有する。基部70には、カートリッジがドッキングステーションに押し込みはめ込みのように受容されるとき、カートリッジの端子61、62と自動的に接触するための各自バネ付電気コネクタ64、65がある。カートリッジの導管67と整列して基底壁70を通過する導管68もまた存在する。導管67は、壁70の上面への開口部で、カートリッジの基底壁63の下面との気密性接続を形成するために、例えばＯリングのようなシール69およびを有する。真空ポンプ72が、ライン73により導管68の下端に接続する。この装置の変形では、真空ポンプ72は、導管68へ陽圧の気圧を印加するために逆にすることができる。74に概略的に示されているのは、コールターカウンタのさらなる従来の構成要素（装置の動作に必要なすべての電子回路および表示装置を含む）である。
図４
気体ポンプに代わりとして、ピストン９が、陰圧または陽圧の直接印加のために、カートリッジに設けられ得る。
図５
図５は、血液サンプリング動作を概略的に説明する。カートリッジ２の示された部分には、サンプルを希釈するための希釈剤を貯蔵するための液体貯蔵チャンバ83およびサンプル84と希釈剤とを混合するための第１の混合チャンバ77が含まれる。この図は、本発明に従う、少量で正確な量の液体をサンプリングするためのデバイスを概略的に説明する。デバイス10は、第１の部材86中の穴75への液体サンプルの進入のための第１の開口部87を有し、穴75から液体サンプルを出力するための第２の開口部76を有する第１の部材86を備える。穴75は毛細管トンネルを形成する。第１の部材86の第１の開口部87は、サンプリングされるべき液体８（図１に示される）、84と接触させられ得、その結果、液体84が、毛細管引力により第１の開口部87を通って穴75中にそして第２の開口部76から外へ流れ得る。デバイス12は、液体サンプル84を受容および保持するための第１の空洞82を有しそして第１の空洞82と連通する第３の開口部88を有するサンプリング部材78をさらに備える。第１の空洞は、穴75と実質的に同一の直径を有する毛細管トンネルを形成する。サンプリング部材78は、第１の部材86と相対的に移動可能に配置された円柱体である。液体のサンプリングの間、サンプリング部材78は、第１の部材86と相対的に図示された第１の位置に位置する。この位置で、第２の開口部76は、第３の開口部88と連通状態にあり、その結果、サンプリングされた液体は、第２の開口部76および第３の開口部88を通って第１の空洞82中へ毛細管引力により流れ得る。第３の開口部88は、第１の部材86と相対的にサンプリング部材78の第２の位置で、第２の開口部76と接続解除され得、その結果、第１の空洞82中に含まれる液体サンプル84は、穴75と接続解除される。
サンプリング部材78は、サンプリング部材78の一部分を受容および収容するために、第１の部材86の第３の空洞34中へ挿入される。サンプリング部材78は、第１の位置と第２の位置との間を、サンプリング部材78の長軸（これはまた第１の空洞82の長軸に実質的に垂直である）に沿って移動してもよい。サンプリング部材78はまた、第１の空洞82の長軸に実質的に垂直である長手方向軸の周りを回転可能であってもよい。第１の位置で、第１の毛細管トンネル75および第２の毛細管トンネル82は、実質的に同じ長手方向の中心軸に沿って伸びる。
図示された実施形態では、第１の部材86は対照形であり、穴75と対向して開口部81、79を有する第４の空洞80を有し、サンプリング部材78は開口部88と対向して開口部89を有し、その結果、第１の位置で、毛細管トンネルは、第１の部材86および第２の部材78を通って伸び、開口部87、79を通って周囲環境と連通する。したがって、空気は、開口部79を通って毛細管トンネルから逃げ得る。さらに、第１の位置で、第１の空洞82に進入する液体の一部分は、開口部89を通って空洞82を出る。このことにより、空洞82が、液体サンプリングの間、液体で完全に満たされ、正確性の低いサンプリングに至る減少したサンプル容量でサンプリングする危険性が排除されることを確実にする。
図5aは、液体を受容するために用意されたデバイス２を説明する。図5bにおいて、サンプルは毛細管トンネル82中へ進入している。図5cにおいて、サンプリング部材78は、正確な容量のサンプル84の分離のために第２の位置へ回転している。最後に、図5dは、サンプル84が、毛細管トンネル82から第１の混合チャンバ77へ希釈剤により洗い出されたことを示す。
実施例：第１の空洞82を構成する毛細管トンネルは、5.089μLの血液サンプルを含むために８mmの長さおよび0.9mmの直径を有してもよい。
実施例：第１の空洞82を構成する毛細管トンネルは、0.982μLの血液サンプルを含むために５mmの長さおよび0.5mmの直径を有してもよい。
実施例：第１の空洞82を構成する毛細管トンネルは、0.212μLの血液サンプルを含むために３mmの長さおよび0.3mmの直径を有してもよい。
図６
実施例１−ポリマービーズの採寸
電解質に懸濁された５μm粒子と10μm粒子との混合物を、図３に示した装置のオリフィスを通して吸引した。検出した粒子数および検出した各粒子のサイズを記録した。検出した粒子サイズの二峰性分布が図６に明らかに見られる。
図７
実施例２−赤血球細胞のカウント
血球の測定を行ない、結果を図７に示す。赤血球細胞は、図７から理解できるように、通常、直径が５〜７μm付近であり、全血中に最大頻度で存在する。分布は、期待されたように、ガウス曲線である。血球カウントは臨床診断に用いることができる。血液学のとって基本パラメータと考えられる（"Fundamentals of Clinical Haematology", Stevens, W.B. Saunders Company, ISBN 0-7216-4177-6を参照）インピーダンス測定により赤血球（erythrocyte）、白血球（leukocyte）および血小板（thrombocyte）をカウントすることはかなり簡単である
図８
実施例３−すべての血球を保存するように選択した試薬組成物を含む希釈剤を使用する白血球細胞（white cell）カウント
材料
本発明に記載するような機能を含むカートリッジおよび装置
塩化ナトリウム 7.9g/L、塩化カリウム 0.4g/L、リン酸水素二ナトリウム 1.9g/L、リン酸二水素ナトリウム 0.2g/L、２ナトリウム−EDTA 0.4g/Lおよびフッ化ナトリウム 0.3g/Lを含む、Isoton, Beckman Coulter（製品番号24655）
Vacutainer（K3E, Becton & Dickinson, 製品番号367652）
Bayer, ADVIA-120装置
実行
手順の完全な流れは以下のとおりである：
− Vacutainerチューブに静脈血サンプルを収集
− 沈降プロセスを進行させるために３時間サンプルを放置
− バフィコート区分の大部分が含まれる血漿相を抽出
− 白血球の含有量についての比較値を得るためにBayer Advia 120装置を使用して分析を実施
− 検査リグ（test rig）のチャンバに希釈剤として5.00mlの等張溶液を添加
− チャンバに10.0μlのサンプルを添加
− チャンバで液体を混合
− コンピュータで検査シーケンスを開始（くみ上げを開始しサンプリングを準備）
− 液体が第１のレベルの電極に達したときにサンプリングを開始
− 液体が第２のレベルの電極に達したときにサンプリングを停止
− サンプリングした値をファイルに保存
− データを分析し、赤血球細胞と重複する白血球の減算を含む計算法を使用して結果を計算するために「pulse-viewer」を使ってファイルを開く。
結果
Bayer Advia-120： 11.96×109 白血球/L
検査リグ： 11.92×109 白血球/L
正確性の差: (11.96−1.92)/11.96＝0.33％
図９
実施例４−赤血球細胞を主に溶血するように選択した試薬組成物を含む希釈剤を使用する白血球細胞分離
材料
本発明に記載したような機能を含むカートリッジおよび装置
塩酸プロカイン 0.10g/L、1,3-ジメチロール尿素 0.90g/L、Ｎ−(１−アセトアミド)イミノ２酢酸 1.28g/L、ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド 7.51g/Lおよび塩化ナトリウム 0.03g/Lを含む希釈剤
Vacutainer（K3EDTA, Becton & Dickinson, 製品番号367652）
実行
手順の完全な流れは以下のとおりである：
− Vacutainerチューブに静脈血サンプルを収集
− 沈降プロセスを進行させるために３時間サンプルを放置
− バフィコート区分の大部分が含まれる血漿相を抽出
− 検査リグのチャンバに上記のような2.000mlの希釈剤を添加
− チャンバに4.0μlのサンプルを添加
− チャンバで液体を混合
− コンピュータで検査シーケンスを開始（くみ上げを開始しサンプリングを準備）
− 液体が第１のレベルの電極に達したときにサンプリングを開始
− 液体が第２のレベルの電極に達したときにサンプリングを停止
− サンプリングした値をファイルに保存
− データを分析し、結果を作成するために「pulse-viewer」を使ってファイルを開く。
結果
図６のヒストグラムで理解できるように、白血球に対応する粒子集団は、赤血球細胞の非存在下で容易に同定される。
図10
実施例５−体性細胞のカウント
乳質は、農家、日々の生産者および消費者にとって重要である。農家は、特定の質の乳汁を配達しなければならない。質は、いわゆる体性細胞カウント（SCC）により制御される。乳質の検査において、乳汁中の体性細胞は感染（臨床乳腺炎）を決定するためにカウントされる。日々の再販には、農家は、400,000細胞/mlの限度を満たさなければならない。飼料の変化、ストレスまたは乳腺炎は、より高いSCCレベルを導き、したがって乳質を低下させ、結果的には単位容量あたりの価格を低下させる。安価な細胞カウンタは、農家や日々の生産者がSCCレベルをモニターするのを助けるであろう。
図11
実施例６−血液診断システム
これは、本発明を通して実現した、３部弁別白血球細胞カウント（単球、リンパ球、顆粒球）、血小板、およびヘモグロビン測定、ならびに対応する装置およびカートリッジの例である。
ヘモグロビンの測定を伴う、３部弁別白血球細胞、血小板カウンタは、専用の構成要素で達成することができる。
赤血球細胞を選択的に溶解するための溶解試薬が、貯蔵チャンバ１中の希釈剤に添加される。全血８が第１の毛細管区画15の開口部58に加えられると、血液は、毛細管中へ、そして毛細管の中間区画10および最終区画14を通って引かれる。毛細管の最終区画は、充満の視覚的確認のために充填チャンバ43に接続する。充填チャンバ43は、導路44を通って開放空気（open air）に接続する。
毛細管の血液が充填された中間区画は、第２の位置に移動して毛細管の両端を他の２つの導管（それぞれ、貯蔵チャンバ１に接続する導路45および第１の混合チャンバ３に接続する第２の導路40）に接続することが可能であるノブ２の部分である。第３の導路39は、第１の混合チャンバからカートリッジのポート開口部42へ通じる。ポート開口部は、装置の対のポート開口部37を通り管材46を通って三位置バルブ51に接続し、バルブの２つの位置を通じて第２の管材55を通って開放空気に導かれるか、または第３の管材50を通って膜ポンプ47の吸引ポートに導かれる。
血液および試薬を含む希釈剤が、第１の混合チャンバに吸引されたとき、血液は、センサ４のオリフィスを通って泡が吹き込まれることにより混合することができる。空気圧は、収集チャンバ５を通じ、カートリッジの開口部ポート41に導かれる第４の導管12A、少容量チャンバ6A、第５の導管12B、大容量チャンバ6Bおよび第６の導管７を介して印加する。装置の対ポート36は、第４の管材48を通って第２の三位置バルブ52に接続する。この三位置バルブは、第５の管材56を通って膜ポンプの吸引ポートへ、または第３の二位置バルブ53および第６の管材49を通って膜ポンプの排気装置へ、共に真空に導くための位置を有する。第３のバルブは、それぞれ接続のためおよびポンプ排気を開放空気へ第７の管材54を通じて導くための２つの位置を有する。
希釈し溶解した血液（赤血球細胞が除去されている）は、混合後、測定の準備ができる。第１の混合チャンバは第１のバルブを通じて開放空気へ接続し、収集チャンバは第２のバルブを通じてポンプの吸引ポートへ接続する。膜ポンプの排気装置は、第３のバルブを通じて開放空気へ接続する。血液および希釈剤が第１の混合チャンバから収集チャンバへ流れると、各チャンバに配置された対電極34および35の間の電気的接続が液体を通じて確立する。細胞は、コールター原理に従い、カウントされ、サイズにより区別される。細胞の採寸により、細胞は、弁別しそして一定のタイプの細胞を含む異なる群に分類することが可能である。したがって、白血球細胞（白血球）は、顆粒球、リンパ球および単球に区別することができる。さらに、血小板も同様に白血球と区別することができる。濃度を決定するためには、（カウントされた）希釈血液の容量が分からなければならない。血小板は、白血球の約10倍ほど数が多いので、２つの異なる容量を測定することが必要であり得る。血小板は、収集チャンバとより大きな容量との間に位置する小容量チャンバ6Aに従ってカウントする。小容量チャンバの入口および出口でそれぞれ液体の出入を記録することにより、カウント期間が与えられる。液体レベルの記録は、好ましくは、入口33および出口32での光学的反射率測定により行なわれる。小容量チャンバの出口はまた、大容量チャンバ6Bの入口でもある。このチャンバは、白血球のカウントと関連して使用される。大容量チャンバの出口で、第３の光学的反射率測定31は、このチャンバから液体が出ていくのを記録するために実行する。
白血球および血小板の両方をカウント後、好ましくは大容量チャンバ30の中間区画を通しての光学的分光測光によりヘモグロビン含有量を測定することができる。
検査（実施例６）の手順
本発明を用いて検査を行なうプロセスは、
１）ランセットデバイスを使用して血液を引き出す
２）血液をカートリッジ入口に触れさせることにより血液小滴を採取する
３）カートリッジを装置に装着する（装置が検査を開始し行なう）
４）表示から結果を読む
５）カートリッジを取り出して廃棄する
と特徴付けることができる。
図12
実施例７ フォトリソグラフィ
オリフィスは、フォトリソグラフィおよびその後の現像により、光反応性ポリマーに適切に形成され得る。したがって、フォトレジスト材料として伝統的に使用される種類のポリマーの自立シート（free standing sheet）を、オリフィスを規定するために露光させてスポットを可溶にし（または非スポット形成領域を不溶にし）、続いてオリフィスを形成するために溶剤で現像して材料を取り除く。通常、それぞれがオリフィスを含む多数のカウントウェハが、１つのシートに同時に作成される。適切なフォトレジストポリマーは、M. Madou "Fundamentals of Micro fabrication, CRC Press LLC, 1997, ISBN 0-8493-9451-1に記載されている。これらは、AZ-5214E、SU8、ポリアミドなどを含む。
あるいは、フォトレジストポリマーは、フォトレジストの現像により露光された領域をエッチングすることによってオリフィスが形成されるシリコンのような基板の上に保護層として使用されてもよい。エッチングされた基板は、それが導電性である場合、その上に適切な絶縁層を形成することにより使用の前に絶縁されてもよい。フォトレジストポリマーはそのような層として使用されてもよい。
リソグラフィにより作製されたカウントウェハは、本発明に従うすべての形態の装置および方法で使用してもよい。図12は、カウントウェハを製作する１つのプロセスを示す：（ａ）フォトレジストの薄シートの適用；（ｂ）マスクの現像；（ｃ）Deep Reactive Ion Etching（DRIE, M. Madou "Fundamentals of Micro fabrication, CRC Press LLC, 1997, ISBN 0-8493-9451-1）によるオリフィスのエッチング。
図13
実施例８ レーザ微細機械加工により製作されたオリフィス
コールターカウントのためのオリフィスは、ポリマーのレーザ微小機械加工によって製造することができ、カートリッジ用のオリフィスを製造しそして組み立てる簡便な方法が導かれ得る。一連の50μmの小オリフィスはUVレーザで製造されてきた。ホールは、50μmのポリマーシートに10ms未満で作成される。ホールの均一性は非常に高く、オリフィス進入口の平滑性は特有である。図13は、オリフィスのレーザ微細機械加工のプロセスを示す。レーザは、円に、ポリマー箔を通して切断し、このようにしてオリフィスのサイズを規定する。
図14
図14は、本発明に従うカートリッジの好ましい実施形態を概略的に示す。図示したカートリッジは、血液をサンプリングするための第１の部材104を有する。部材104は、３つの位置、血液サンプリングのための第１の位置と、第１の貯蔵チャンバ103を第１の混合チャンバ112と接続する第２の位置と、第２の貯蔵チャンバ105を第２の混合チャンバ110と接続する第３の位置との間をハウジング100との関係で移動可能に位置する。血液は、毛細管力により、またはサンプリングチャンネル111の端部で減圧することによって、穴122を通じて部材104の第１の空洞へ通される。液体遮断バルブ116は、血液のチャンネル通過を妨げるために第１のサンプリング部材の後に配置する。血液サンプリング後、サンプリング部材は第２の位置に切り替わり、サンプルが、第１の貯蔵チャンバ103中の液体により、第１の混合チャンバ112中へ押し流される。第１の混合チャンバ112では、サンプルは、第１の貯蔵チャンバ103中の液体で1:200に希釈され、一画分がサンプリング部材104の第１の空洞中に流し戻される。サンプリング部材104は第３の位置に切り替わり、その結果、希釈サンプルが、第２の貯蔵チャンバ105中の液体により、第２の混合チャンバ110中に押し流される。第２の混合チャンバ110で、サンプルはさらに、第２の貯蔵チャンバ105中の液体で1:200に希釈されて合計希釈率が1:40,000になる。溶血試薬は、ピストン115により第１の混合チャンバ112に注入される。ピストンは、試薬チャンバ119と第１の混合チャンバ112との間のシール118を破壊する。溶血後、1:200希釈サンプルは、非溶血白血球細胞をカウントするためおよび分光測定によりヘモグロビンを測定するための用意ができる。白血球細胞は、第１のオリフィス113を通過させ、第１の電極対117、120でのインピーダンス細胞カウントによる応答を測定することによりカウントする。固定容量が、第１の収集チャンバ114に接続する第１の容量計量機構107によりカウントされる。第１のオーバーフロー容量106が第１の容量計量機構107の後に配置される。白血球細胞は、血液に溶解試薬を加えた後の体積により弁別することができる。白血球細胞は、体積により、顆粒球、単球およびリンパ球に群分けすることができる。３つの群を併せて白血球細胞数の総計になる。
第２の混合チャンバ110において、赤血球細胞および血小板がカウントされる。赤血球および血小板は、第２のオリフィス109を通過させ、第２の電極対106、121でのインピーダンス細胞カウントによる応答を測定することによってカウントする。固定容量が、第２の収集チャンバ108に接続する第２の容量計量機構101によりカウントされる。第２のオーバーフロー容量102が第２の容量計量機構101の後に配置される。
この実施形態は、ヘモグロビン含有量の分光測定のための追加の光学検出器をさらに備えてもよい。単に「合計ヘモグロビン」と言及するときは、この検査は、赤血球を溶解すること、したがってサンプル中にヘモグロビンが一様に分布した溶液を作成することを含む。ヘモグロビンは、より安定で容易に測定されるメトヘモグロビントリアゾール−複合体に化学的に変換される。これは、比色分析により測定することが可能である着色化合物であり、この濃度は、ベールの法則を使用して光吸収の量から算出される。この方法は、吸収が高い約540nmでのヘモグロビンの測定および吸収が低い880nmでの濁度較正測定を必要とする。
図15
図15は、本発明に従うカートリッジの別の好ましい実施形態を概略的に示す。図示したカートリッジは、血液をサンプリングするための第１の部材104を有する。部材104は、２つの位置、血液サンプリングのための第１の位置と第１の貯蔵チャンバ103を第１の混合チャンバ112と接続する第２の位置との間をハウジング100との関係で移動可能に配置される。血液サンプルは、毛細管力により、またはサンプリングチャンネル111の端部で減圧することによって、穴122を通じて部材104の第１の空洞へ通される。液体遮断バルブ116は、血液のチャンネル通過を妨げるために第１のサンプリング部材の後に配置される。血液サンプリング後、サンプリング部材は第２の位置に切り替わり、サンプルが、第１の貯蔵チャンバ103中の液体により、第１の混合チャンバ112へ押し流される。第１の混合チャンバ112では、サンプルが、第１の貯蔵チャンバ103中の液体で1:200に希釈される。
本カートリッジは、第１の混合チャンバ112から少量で精密な容量の液体をサンプリングするためにハウジング100中に位置し、そしてサンプリングした液体を受容および保持するための第２の空洞123を有する第２のサンプリング部材123をさらに備える。部材123は、第１の位置で、第１の混合チャンバ112から第１の空洞123への希釈サンプルの進入のために第２の空洞123が第１の混合チャンバ112と連通状態にあり、第２の位置で、第２の空洞123が第２の混合チャンバ110と連通状態にあり、その結果、希釈サンプルが、第２の貯蔵チャンバ105中の液体により第２の混合チャンバ110へ押し流されるように、ハウジング100との関係で移動可能に配置される。第２の混合チャンバ110で、サンプルはさらに、第２の貯蔵チャンバ105中の液体で1:200に希釈されて合計希釈率が1:40,000になる。溶血試薬が、ピストン115により第１の混合チャンバ112中に注入される。ピストンは、試薬チャンバ119と第１の混合チャンバ112との間のシール118を破壊する。溶血後、1:200希釈サンプルは、非溶血白血球細胞をカウントするためおよび分光光度測定によりヘモグロビンを測定するための用意ができる。白血球細胞は、第１のオリフィス113を通過させ、第１の電極対117、120でのインピーダンス細胞カウントによる応答を測定することによりカウントする。固定容量が、第１の収集チャンバ114に接続する第１の容量計量機構107によりカウントされる。第１のオーバーフロー容量106が第１の容量計量機構107の後に配置される。白血球細胞は、血液に溶解試薬を加えた後の体積により弁別することができる。白血球細胞は、体積により、顆粒球、単球およびリンパ球に群分けすることができる。３つの群を併せて白血球細胞数の総計になる。
第２の混合チャンバ110において、赤血球細胞および血小板がカウントされる。赤血球および血小板は、第２のオリフィス109を通過させ、第２の電極対106、121でのインピーダンス細胞カウントによる応答を測定することによってカウントする。固定容量が、第２の収集チャンバ108に接続する第２の容量計量機構101によりカウントされる。第２のオーバーフロー容量102が第２の容量計量機構101の後に配置される。
この実施形態は、ヘモグロビン含有量の分光光度測定のための追加の光学検出器をさらに備えてもよい。単に「合計ヘモグロビン」と言及するときは、この検査は、赤血球を溶解すること、したがってサンプル中にヘモグロビンが一様に分布した溶液を作成することを含む。ヘモグロビンは、より安定で容易に測定されるメトヘモグロビントリアゾール−複合体に化学的に変換される。これは、比色分析により測定することが可能である着色化合物であり、この濃度は、ベールの法則を使用して光吸収の量から算出される。この方法は、吸収が高い約540nmでのヘモグロビンの測定および吸収が低い880nmでの濁度較正測定を必要とする。
使い捨てユニット85（カートリッジと呼ぶ）の構成要素の側断面図を示す。 フロースルーセンサの概念を示す。 使い捨てカートリッジ、ドッキングステーション66および読み取り器74をベースにする装置を備える。 組み込みピストンを有するカートリッジを示す。 サンプリング手順を概略的に説明する。 実施例１で得られた結果のプロットである。 実施例２で得られた結果のプロットである。 実施例３で得られた結果のプロットである。 実施例４で得られた結果のプロットである。 実施例５で得られた結果のプロットである。 実施例６のカートリッジおよび水力学的接続の概略的説明である。 実施例７に記載のプロセスのプロットである。 実施例８に記載のプロセスのプロットである。 カートリッジの第２の実施形態を概略的に示す。 カートリッジの第３の実施形態を概略的に示す。 本発明に従う装置を斜視で示す。

Claims (29)

  1. 液体サンプル中に懸濁された粒子を特徴付けるためのカートリッジであって、
    前記カートリッジがドッキングステーションに受容されているとき、電気的および流体的接続の確立のために前記ドッキングステーションの対応するコネクタへの機能的接続および対応するコネクタからの機能的な切断のためのコネクタ、
    第１の混合チャンバ、
    前記液体サンプルの進入のためのハウジングの外側表面の穴、
    を有するハウジングを備え、
    前記穴が、前記液体サンプルをサンプリングするためにハウジング内に位置付けられ、前記液体サンプルを受容および保持するための第１の空洞を有する第１のサンプリング部材と連通し、
    前記第１のサンプリング部材が、第１の位置で、前記第１の空洞が前記第１の空洞への前記液体サンプルの進入のために前記穴と連通状態にあり、第２の位置で、前記第１の空洞が前記第１の混合チャンバへの前記液体サンプルの放出のために前記第１の混合チャンバと連通状態にあり、これにより前記第１のサンプリング部材が精密な容量の前記液体サンプルを受容および保持し、そして前記第１の混合チャンバへ前記液体サンプルを移動させるように動作するように、ハウジングとの関係で移動可能に位置付けられる、カートリッジにおいて、
    前記カートリッジは、壁によって前記第１の混合チャンバと分離された第１の収集チャンバをさらに備え、前記壁は、前記第１の混合チャンバと前記第１の収集チャンバとの間の粒子の通過のための第１のオリフィスを含み、
    前記カートリッジは、第１の粒子特徴付け手段をさらに備え、該第１の粒子特徴付け手段は、前記第１の混合チャンバ内に第１の電極を含み、且つ前記第１の収集チャンバ内に第２の電極を含み、それぞれの電極は、前記カートリッジの前記外側表面でアクセス可能な各自端子部材に電気的に接続され、且つ前記第１のオリフィスを通過する粒子の特徴付けに適合していることを特徴とするカートリッジ。
  2. 第２の混合チャンバと第２の収集チャンバとの間の粒子の通過のための第２のオリフィスを含んでいる第２の壁によって分離された第２の混合チャンバおよび第２の収集チャンバと、
    前記第２のオリフィスを通過する粒子を特徴付けるための第２の粒子特徴付け手段と、
    をさらに備え、
    前記第１のサンプリング部材の第２の位置で、前記第１の空洞が前記第１の混合チャンバから前記第１の空洞への液体の進入のために前記第１の混合チャンバと連通状態にあり、第３の位置で、前記第１の空洞が前記第１の空洞中の前記液体の前記第２の混合チャンバへの放出のために前記第２の混合チャンバと連通状態にあることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
  3. 第２の混合チャンバと第２の収集チャンバとの間の粒子の通過のための第２のオリフィスを含んでいる第２の壁によって分離された第２の混合チャンバおよび第２の収集チャンバ、
    前記第２のオリフィスを通過する粒子を特徴付けるための第２の粒子特徴付け手段、および、
    前記第１の混合チャンバから少量で精密な容量の液体をサンプリングするために前記ハウジング内に位置付けられ、サンプリングされた液体を受容および保持するための第２の空洞を有する第２のサンプリング部材であって、第１の位置で、前記第２の空洞が前記第１の混合チャンバから前記第２の空洞への液体の進入のために前記第１の混合チャンバと連通状態にあり、第２の位置で、前記第２の空洞が前記第２の混合チャンバへの前記第２の空洞中の前記サンプリングされた液体の放出のために前記第２の混合チャンバと連通状態にあるように、前記ハウジングとの関係で移動可能に配置されている第２のサンプリング部材、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
  4. 前記第１の混合チャンバへ進入させるべき試薬を保持するために前記第１の混合チャンバに隣接して位置する試薬チャンバをさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  5. 前記試薬チャンバを前記第１の混合チャンバから分離する破壊可能なシールをさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のカートリッジ。
  6. 前記第２の粒子特徴付け手段は、前記第２の混合チャンバ内に第１の電極を含み、且つ前記第２の収集チャンバ内に第２の電極を含み、
    それぞれの電極は、前記カートリッジの前記外側表面でアクセス可能な各自端子部材に電気的に接続されることを特徴とする請求項２、３、及び請求項２又は３に従属する請求項４〜５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  7. 前記ハウジングが液体を保持するための第１の液体貯蔵チャンバをさらに備え、
    前記第１の液体貯蔵チャンバは、前記第１のサンプリング部材の第２の位置で、液体が前記第１の液体貯蔵チャンバから前記第１のサンプリング部材の前記第１の空洞を通じて、前記液体サンプルと共に前記第１の混合チャンバに放出されることが可能なように、前記第１の空洞と連通することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  8. 前記ハウジングは、前記第１の空洞を通じて、前記サンプリングされた液体と共に前記第２の混合チャンバに第２の液体貯蔵チャンバから放出されるべき液体を保持するための第２の液体貯蔵チャンバをさらに備えることを特徴とする請求項２及び請求項２に従属する請求項４〜７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  9. 前記ハウジングは、前記第２の空洞を通じて、前記サンプリングされた液体と共に前記第２の混合チャンバに第２の液体貯蔵チャンバから放出されるべき液体を保持するための第２の液体貯蔵チャンバをさらに備えることを特徴とする請求項３、及び請求項３に従属する請求項４〜７のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  10. 所定の容量の液体が前記第１のオリフィスを通過した期間の始めおよび終わりを決定するための容量計量手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  11. 所定の容量の液体が前記第２のオリフィスを通過した期間の始めおよび終わりを決定するための容量計算手段を備えることを特徴とする請求項２、３、及び請求項２又は３に従属する請求項４〜１０のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  12. 前記容量計量手段が前記第１の収集チャンバと連通する入力と出力とを有する容量計量チャンバを備え、液体の存在が前記入力および前記出力のそれぞれで検出されることを特徴とする請求項１０に記載のカートリッジ。
  13. 液体の存在は、前記入力に位置付けられた第２の電極および前記出力に位置付けられたさらなる第２の電極で検出されることを特徴とする請求項１２に記載のカートリッジ。
  14. 液体の存在が光学的に検出されることを特徴とする請求項１２に記載のカートリッジ。
  15. 前記第１のサンプリング部材の前記第１の空洞を規定する表面が抗凝固試薬を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  16. 前記第１の液体貯蔵チャンバが血液サンプルの修飾のための化学試薬を保持することを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  17. 混合部材が混合チャンバの少なくとも１つに配置されていることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のカートリッジ。
  18. 前記混合部材が磁石式であることを特徴とする請求項１７に記載のカートリッジ。
  19. 液体の特徴付けのためのセンサをさらに備えることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  20. 液体の特徴付けのための前記センサが液体の分光測光的特徴付けに適合したことを特徴とする請求項１９に記載のカートリッジ。
  21. 前記ハウジングが、前記第１の収集チャンバと連通し、そして前記第１のオリフィスを通る液体フローを引き起こすためのポンプアクチュエータを有するポンプチャンバをさらに備えることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか一項に記載のカートリッジ。
  22. 前記ポンプアクチュエータがピストンであることを特徴とする請求項２１に記載のカートリッジ。
  23. 前記ポンプアクチュエータが膜であることを特徴とする請求項２１に記載のカートリッジ。
  24. 請求項１〜２３のいずれか一項に記載のカートリッジを備えている粒子特徴付け装置を操作する方法であって、前記カートリッジは前記粒子特徴付け装置から取り外し可能である方法において、
    前記カートリッジで第１の位置の第１のサンプリング部材を用いて穴を通じて粒子を含む液体をサンプリングすること、
    前記粒子特徴付け装置に前記カートリッジを配置すること、
    前記第１のサンプリング部材を第２の位置へ移動させること、
    第１の空洞を通じて液体サンプルと共に第１の混合チャンバへ第１の貯蔵チャンバ中の液体を汲み入れること、
    粒子特徴付け測定をなすこと、
    前記粒子特徴付け装置から前記カートリッジを取り外すこと、および
    前記カートリッジを廃棄すること、
    を含むことを特徴とする方法。
  25. 請求項３又は請求項３に従属する請求項４〜２０のいずれか一項に記載のカートリッジを備えている粒子特徴付け装置を操作する方法であって、前記カートリッジは前記粒子特徴付け装置から取り外し可能であり、液体を保持するための第１の液体貯蔵チャンバ及び第２の液体貯蔵チャンバをさらに備える方法において、
    前記カートリッジで第１の位置の第１のサンプリング部材を用いて穴を通じて粒子を含む液体をサンプリングすること、
    前記粒子特徴付け装置に前記カートリッジを配置すること、
    第１のサンプリング部材を第２の位置へ移動させること、
    第１の空洞を通じて液体サンプルと共に第１の混合チャンバへ前記第１の貯蔵チャンバ中の液体を汲み入れること、
    第１の位置の第２のサンプリング部材で前記第１の混合チャンバから液体サンプルをサンプリングすること、
    前記第２のサンプリング部材を第２の位置へ移動させること
    第２の空洞を通じて液体サンプルと共に前記第２の混合チャンバへ前記第２の貯蔵チャンバ中の液体を汲み入れること、
    粒子特徴付け測定をなすこと、
    前記粒子特徴付け装置から前記カートリッジを取り外すこと、および
    前記カートリッジを廃棄すること、
    を含むことを特徴とする方法。
  26. 液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置であって、
    請求項１〜２３のいずれか一項に記載のカートリッジ、および
    前記カートリッジを取り外し可能に受容するためのドッキングステーションであって、前記カートリッジがドッキングステーションに受容されているときの第１の粒子特徴付け手段との機能的な接続のためのコネクタを備えるドッキングステーション、
    を備えることを特徴とする装置。
  27. 前記カートリッジは、第１のオリフィスを通る液体フローを引き起こすために第１の収集チャンバと連通する第１のポートをさらに備え、
    前記ドッキングステーションは、前記第１のオリフィスを通る液体フローを引き起こす圧力の印加のために、前記カートリッジが前記ドッキングステーションに受容されているときの前記カートリッジの前記第１のポートとの気体接続を形成するためのポートをさらに備えることを特徴とする請求項２６に記載の装置。
  28. 液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置であって、
    請求項２、３、及び請求項２又は３に従属する請求項４〜２３のいずれか一項に記載のカートリッジと、
    前記カートリッジを取り外し可能に受容するためのドッキングステーションと、を備え、
    前記カートリッジが前記ドッキングステーション内に受容される場合に、第１の粒子特徴付け手段及び第２の粒子特徴付け手段との機能的な接続のためのコネクタをさらに備えることを特徴とする装置。
  29. 前記カートリッジが、第２のオリフィスを通じて液体フローを引き起こすために第２の収集チャンバと連通する第２のポートをさらに備え、
    前記ドッキングステーションは、前記第２のオリフィスを通じて液体フローを引き起こす圧力の印加のために、前記カートリッジが前記ドッキングステーションに受容されているときの前記カートリッジの前記第２のポートとの気体接続を形成するための第２のポートをさらに備える請求項２８に記載の装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9943847B2 (en) 2002-04-17 2018-04-17 Cytonome/St, Llc Microfluidic system including a bubble valve for regulating fluid flow through a microchannel
JP3869810B2 (ja) * 2003-02-24 2007-01-17 株式会社堀場製作所 マイクロ血球カウンタ
EP2423667B1 (en) * 2004-12-03 2021-03-03 Cytonome/ST, LLC Particle processing system
US9260693B2 (en) 2004-12-03 2016-02-16 Cytonome/St, Llc Actuation of parallel microfluidic arrays
JP4660662B2 (ja) * 2005-09-06 2011-03-30 アークレイ株式会社 カートリッジ
JP5048674B2 (ja) * 2005-09-22 2012-10-17 コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ 開口の閉塞の検出およびその後の除去
JP2008089382A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Nippon Koden Corp 血球計数検査チップおよびこれを使用する血球計数検査装置
JP5205948B2 (ja) * 2007-12-14 2013-06-05 セイコーエプソン株式会社 検査容器、検査装置、並びに検査方法
JP5424723B2 (ja) * 2009-06-03 2014-02-26 ベックマン コールター， インコーポレイテッド マイクロ流体チップおよび混合方法
JP5429416B2 (ja) * 2013-02-04 2014-02-26 セイコーエプソン株式会社 検査容器、検査装置、並びに検査方法
CA3091557C (en) 2013-08-08 2022-10-18 Illumina, Inc. Fluidic system for reagent delivery to a flow cell
CN108535504A (zh) * 2018-04-09 2018-09-14 湖南乐准智芯生物科技有限公司 一种微量液体定量取样装置及取样加样方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706207A (en) * 1985-06-24 1987-11-10 Nova Celltrak, Inc. Count accuracy control means for a blood analyses system
US4812294A (en) * 1986-02-28 1989-03-14 Automated Diagnostic Systems, Inc. Specimen processing system
WO1993001306A1 (en) * 1991-07-09 1993-01-21 Goumeniouk Alexander P Diagnostic kits and methods for making granulocyte cell counts
US5231005A (en) * 1987-03-13 1993-07-27 Coulter Corporation Method and apparatus for screening cells or formed bodies with populations expressing selected characteristics
WO1993017328A1 (en) * 1992-02-20 1993-09-02 Drew Scientific Limited Liquid chromatography apparatus
WO2001011338A1 (en) * 1999-08-06 2001-02-15 Ulrik Darling Larsen Particle characterisation apparatus
JP2001281131A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Sysmex Corp 粒子測定装置
JP2002508077A (ja) * 1997-07-03 2002-03-12 コールター インターナショナル コーポレイション 粒子を感知して特性表示する方法及び装置
US6387328B1 (en) * 1997-07-01 2002-05-14 Boule Medical Ab Disposable sampling device for particle counting apparatus
WO2002089670A1 (en) * 2001-05-10 2002-11-14 Chempaq A/S Device for sampling small and precise volumes of liquid
JP2002328080A (ja) * 2001-03-15 2002-11-15 F Hoffmann-La Roche Ag 生体液の分析のためのシステム

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4706207A (en) * 1985-06-24 1987-11-10 Nova Celltrak, Inc. Count accuracy control means for a blood analyses system
US4812294A (en) * 1986-02-28 1989-03-14 Automated Diagnostic Systems, Inc. Specimen processing system
US5231005A (en) * 1987-03-13 1993-07-27 Coulter Corporation Method and apparatus for screening cells or formed bodies with populations expressing selected characteristics
WO1993001306A1 (en) * 1991-07-09 1993-01-21 Goumeniouk Alexander P Diagnostic kits and methods for making granulocyte cell counts
WO1993017328A1 (en) * 1992-02-20 1993-09-02 Drew Scientific Limited Liquid chromatography apparatus
US6387328B1 (en) * 1997-07-01 2002-05-14 Boule Medical Ab Disposable sampling device for particle counting apparatus
JP2002508077A (ja) * 1997-07-03 2002-03-12 コールター インターナショナル コーポレイション 粒子を感知して特性表示する方法及び装置
WO2001011338A1 (en) * 1999-08-06 2001-02-15 Ulrik Darling Larsen Particle characterisation apparatus
JP2001281131A (ja) * 2000-03-29 2001-10-10 Sysmex Corp 粒子測定装置
JP2002328080A (ja) * 2001-03-15 2002-11-15 F Hoffmann-La Roche Ag 生体液の分析のためのシステム
WO2002089670A1 (en) * 2001-05-10 2002-11-14 Chempaq A/S Device for sampling small and precise volumes of liquid

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