JP4712345B2 - 小角光散乱法に基づいた患者サンプルの分類 - Google Patents
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Description
本願は、共に言及すること以ってその内容を本明細書の一部とする、２００４年１０月１９日出願の米国特許出願第＿＿／＿＿＿＿＿＿号（代理人整理番号９６１＿０１６ＮＰ）及び２００３年１０月２３日出願の米国仮特許出願第６０／５１３，７５３号の優先権を主張するものである。
本発明は、臨床化学の分野に関連し、詳細には、患者のサンプルの血液型を判定する装置及び方法に関する。
現在知られている血液型検査システムは多数あり、例えば、米国ニュージャージー州ラリタン（Raritan）に所在のオーソ・クリニカル・ダイアグノースティック社（Ortho Clinical Diagnostics Inc.,）が製造するオートビューシステム（AutoVue systems）がある。従って、様々な特性のシステムがある。しかしながら、このようなシステムでは、陽性反応を自動で決定するのではなく手動で決定する。
まず、目で見て確認できるように最適化された方式で凝集強度を決定する。この決定は、細長いコラムにおける赤血球（ＲＢＣ）の赤色の分布の確認に基づいている。凝集したサンプルは、コラム底部の上方に分布した赤色によって識別される。凝集していないサンプルは、コラム底部に集まって赤色を有する。
赤色の分布の自動読取りは複雑であり、起こり得る様々なカラー分布パターンを適切に分類する比較的高度なソフトウエアアルゴリズムに接続された視覚システムが必要である。このような技術は、特許文献１及び２に開示されている。
このようなシステムでは、インキュベーション時間及び遠心分離時間を含め、凝集細胞と非凝集細胞とを空間的に分離するために、通常は約１５分〜２０分の比較的長い遠心分離ステップが必要である。
遠心分離を用いないで凝集を検出できる技術が、言及することを以ってその内容の全てを本明細書の一部とする特許文献３及び４に開示されている。この技術は、プローブチップ内で吸引する装置及び方法を確立している。この装置では、殆どの液体を、チップの異なる内径間の移行ゾーンを強制的に通過させ回転混合する。この方法は、血液を凝集させるのに有用であり、従って血液型判定に用いることができる。しかしながら、凝集強度の分類及び決定は、分離に用いる技術に関係なく、例えば、凝集細胞と非凝集細胞を空間的に分離する必要があるなど上記した方法と同じである。
米国特許第５，５９４，８０８号明細書
米国特許第５，７６８，４０７号明細書
米国特許出願公開第２００２／００７６８２６号明細書
米国特許出願公開第２００２／００８１７４７号明細書
しかしながら、凝集パターンの分析は、例えば、外傷などで急を要する場合が多く、当分野では血液型判定にかかる時間を短縮することが強く要望されている。
本発明の主な目的は、上記した従来技術の欠点を低減または実質的に最小限にすることにある。
本発明の別の主な目的は、従来の血液型判定法に比べて時間と精度の面でより効果的な血液型判定法を提供することにある。
本発明の更なる主な目的は、空間的分離に完全には依存しないで液体サンプルの凝集量を検出できる凝集反応検出システム及びこれに関連した方法を提供することにある。
従って、本発明の好適な態様に従って、患者のサンプルを分類する方法を提供する。この方法は、血液サンプルと凝集試薬の混合物をサンプル容器の区画内に導入するステップと、凝集反応が起こって凝集細胞が流動領域としてサンプル容器の測定窓を通過するように、サンプル容器内の混合物を移動させるステップと、光源をサンプル容器内に照準を合わせて、ビームで流動領域を検査するステップと、サンプルの凝集量を決定するべくビーム内の粒子の数及び大きさを検出するステップとを含む。
ある方法に従えば、混合物の移動は、サンプルを混合して凝集した細胞が容器の少なくとも１つの移行区画領域を通るように、サンプル容器として機能する反応容器内のサンプルを垂直方向（例えば、上下）に移動させて行う。移行領域は、重力によりサンプルが通る近接部分よりも小さい内径を有する。この方式では、凝集物質が非凝集物質から分離される。
別の方法に従えば、遠心分離の前にサンプルを効果的に排除するが、遠心力が加えられた時に粒子が進入できる粘度及び特定の比重を有する少なくとも１種類の流体を用いてサンプル容器を遠心分離する。この流体はまた、小分子を排除すると共に遠心力下で流体内を通る物質の速度を制御する。
本発明の方法に従えば、細胞のクラウドをサンプル容器で形成できる。少なくとも１つの光放出装置及び少なくとも１つの光検出器を含む小角粒子測定システムを用いて、反応の開始後に、所定の時間に細胞のクラウドの凝集を検出する。
好ましくは、サンプル容器は、ビームが流動領域に含まれる粒子によって効果的に散乱するように、細長い構造で、測定窓を画定する平面の壁部を含む。本発明の別の好適な態様に従って、患者のサンプルを分類する装置を提供する。この装置は、少なくとも１つのサンプル容器と、流動領域を生成するべく少なくとも１つのサンプル容器内に受容されている一定量のサンプル流体を移動させる手段と、少なくとも１つのサンプル容器の測定窓に整合した光放出装置及び放出されたビームから散乱した光を検出するべく測定窓の反対側に配置された光検出器とを含む測定機構とを含み、この検出器がサンプルを効果的に分類するために流動領域の粒子特性を検出する。
好ましくは、光源が、スキャンする測定溶液に含まれる粒子の数及び大きさに基づいて小角で散乱するビームを放射する。整合した検出器が、その散乱光を受け取り、内部に含まれる処理論理によって検出された粒子分布に基づいて凝集量を検出し、患者のサンプルの血液型判定または他の分析を行うことができる。
ここに開示した測定システム及び方法の利点は、従来の方法に比べて格段に高い時間効率で血液型判定及び他の検出を行うことができる。更に、新規に開示する方法は、凝集強度を視覚的に容易に確認できるように空間的分離を必要とする、例えば米国特許第５，５１２，４３２号及び同第６，２３０，７０６Ｂ１号に開示されているような凝集細胞と非凝集細胞の空間的分離を必要とする凝集検出工程で通常は必要となる不活性ビーズ基質または他の類似物を用いる必要がない。
上記方法を用いて、反応で粒子のクラウドを生成して小角光散乱手段及び好適な測定システムを用いて凝集の程度を決定し、流動領域に衝当するビームをスキャンして粒子分布を決定することで、他の標的である抗体や抗原、タンパク質、ウイルス、または細菌を同様に検出することができる。
本発明の装置及び方法によって得られる利点は、反応による血液型判定及び他のタイプの分類を空間的分離を用いることなく極めて迅速かつ効率的に行うことができる。
本発明の別の利点は、ここに開示するシステム及び方法を大きく改良しないでも既存の装置に用いることができることである。
本発明の更に別の利点は、上記した方法により凝集強度を効果的に量的に決定できることである。
添付の図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、これら及び他の目的、特徴、及び利点が明らかになるであろう。
従来の血液型判定法に比べて時間と精度の面でより効果的にサンプルを分類する方法が提供される。
以下の説明は、本発明の特定の好適な実施形態に関し、特に、小角光散乱／検出システムによる凝集強度の検出によって血液型を判定するための特定の方法に関する。以下の説明から容易に理解できるように、ここに開示する本発明の概念は、血液型判定に加えて、反応が流動領域を生成できるような抗原、抗体、タンパク質、及びウイルスなどを検出する他の反応プロセスにも容易に適用できる。更に、本明細書に用いる「上部」、「底部」、「横」、「上」、及び「下」などの語は、添付の図面を参照する際の便利な基準座標系として用いる。このような語は、特段の記載がない限り、本発明を限定するものではない。
図１を参照すると、背景目的で、従来の血液型判定システムの結果が簡単に示されている。このシステムでは、言及することを以って本明細書の一部とする米国特許第５，５５２，０６４号により詳細に開示されているように、一連のチューブ状サンプル容器１４、１６、１８、２０、２２がカートリッジ１０内に配置されている。チューブ状サンプル容器はそれぞれ、凝集した反応物は拘束するが赤血球などの非凝集反応物の移動が可能な実質的に非圧縮性不活性微粒子である懸濁基質３０を含む。基質３０は通常、容器の下側部分２５のゲル内に懸濁される。ゲルは、その内部を赤血球が移動し易いように赤血球よりも密度が低い。一般にＡＯＢ血液型判定では、インキュベートされた血清及び細胞の形態のサンプル及び凝集反応物が、粒子が懸濁した基質３０内を移動する前に、各容器の上側部分２３すなわちチャンバー内に導入される。上側部分２３は、細胞が通過できる大きさの直径の分離オリフィスによって下側部分２５から分離されている。血清及び細胞試薬が加えられて、上側部分と残りの容器との間にエアポケットすなわち気泡が生成される。次いで、使用者によって、通常は遠心分離で強い力が加えられ、この移動が促進され、凝集した反応物のバンドが基質３０の上に形成され、目視または自動で検出できる。容器はまた、初めの反応ゾーン２１を有する。
図１に、凝集の陽性、弱陽性、及び陰性を表わす様々な空間的分離パターンが例示されている。チューブ状サンプル容器１２では、安定した凝集バンド１９が強い陽性反応を示している。容器１４では、凝集バンドが小さな凝集物に分散し、容器１２に示されている陽性反応よりも幾分弱くなっている。容器１６では、少量の凝集物が基質の中間部分全体に分布し、弱い陽性反応を示している。容器１８では、底部にも沈殿している。容器２０では、殆どの細胞が底部に集まり、極めて弱い陽性反応を示している。最後に、チューブ状サンプル容器２２では、細胞２６の塊が容器の底部にあり、凝集物が基質３０に分布しておらず、明確な陰性反応を示している。
本発明は、空間的分離を必要としない小角光散乱技術を用いたより正確で繰り返し可能な凝集の判定に関する。この技術の基本的な理論は以下の通りである。
小角光散乱法は、レーザー光のビームが水や他の流体の中をどのように伝播するかを、吸収係数及び体積散乱関数（ＶＳＦ）が完全に特徴付けるという原理に基づいている。簡単に述べると、この技術は、検出領域に存在する粒子によって伝播の本来の方向から小さな角度範囲で散乱する光の強度を測定する。一般に、入射のピックアップ角（例えば、散乱角）は、０．１度〜１０度の範囲と様々である。
水などの液体媒体内への入射ビームの理論上の特性が図２に例示されている。出力がΦiの細い単色のコリメート光が、ここではΔｒの距離を有する一定量の液体に入射する。ビームの入射出力Φｓ(Ψ)の一部が、散乱角Ψを中心とする立体角ΔΩ内に散乱する。得られる関数は体積散乱関数（ＶＳＦ）と呼ばれ、以下の関係で定義される。
図３及び図４を参照すると、本発明に用いられる小角散乱／粒子測定システムが示されている。単色光ビーム３３が、ダイオードまたは他の形態のレーザーや他のタイプの発光源の出力をコリメートして生成される。この場合、散乱光は検出器３６によって検出される。検出器３６は、同軸上に配置された所定数のリング３８によって形成され、散乱しなかった光はこのリングを通過する。図３に、初めにレンズ３５でコリメートされ、レンズ３７によって検出器３６の中心に収束する非散乱光ビーム３３が例示されている。図４により明確に示されているように、各検出リング３８は、所定の立体角ΔΩ内に散乱したビームの一部を収集し、媒体に対して通常は約０．１度〜約２０度のオーダーの狭い範囲の散乱角（Ψ）となるように配置されている。ここに開示するシステムは、米国ワシントン州レッドモンドに所在のセコイア・サイエンティフィック社（Sequoia Scientific, Inc.,）の製造するＬＩＳＳＴシリーズ粒子測定システムである。
本発明に従って、上記した範囲のピックアップ角に対する堆積散乱関数（ＶＳＦ）の値を用い、プロセッサ４１の数学的処理により液体中の懸濁粒子の濃度及び大きさの分布を得ることができる。上記システムは、数ミクロンの範囲の大きさの小さな粒子も検出することができ、アッセイで凝集物及び非凝集物の量を検出することができる。
システムの光学特性から、サンプル容器の入口面及び出口面が、概ね平面で光透過性材料から形成され、容器表面の散乱によって生じ得るアーティファクトを低減するべく入射光の角度に対して実質的に平面であると、上記した技術を上手く利用できる。
図５及び図６を参照すると、好ましくは図３及び図４の小角散乱／粒子検出システムと共に用いられる、特定の物質の凝集及び局在化を促進する２つの異なる実施形態が示されている。しかしながら、本発明の範囲内で他の技術を利用できることを容易に理解できよう。
まず図５を参照すると、レーザー発振器３２及び検出器３６を有する小角散乱／粒子測定システムが単に模式的に示されている。しかしながら、小角散乱／粒子測定システムは、図３及び図４を用いて説明したように、サンプル容器４３、具体的にはその測定窓４５に整合している。図３に示されている測定システムのレンズ３５、３７は、図面を見易くするために省略されている。
この実施形態のためのサンプル容器４３は、共通の壁部によって連結された近接する３つのチャンバー５１、５３、５５によって画定され、好ましくは、各チャンバーはそれぞれ、異なった内径Ｄ１、Ｄ２、及びＤ３によって画定されている。図示されているように、Ｄ２及びＤ３はＤ１よりも実質的に大きい。混合を促進するために、移行ゾーン４４、４８を近接するチャンバー間に形成し、サンプル容器４３を撹拌した時の凝集反応、具体的には細胞をクラウド（雲状）にするのを促進する。流体は、混合のために、遠心分離する場合のように所定の濃度及び粘度を有する必要がない。要するに、例えば、サンプル容器４３を垂直方向（例えば、上下方向）に動かして、混合物（不図示）を近接するチャンバー５１、５３、５５間及びそれらの間の移行ゾーン４４、４８を矢印の方向６１、６３に移動させて十分な混合を達成し、凝集反応及び細胞の流動領域を生成することができる。しかしながら、容量によっては垂直以外の角度で移動させてもよい。別法では、混合のために近接するチャンバー間を所定量の液体サンプルを移動させることができるポンプや他の積極的な液体移動手段を用いて、同様の方法でチャンバー間に流体を通すことができる。例えば、１つのポンプを用いて液体をチャンバー５５からチャンバー５１、５３へ上方に吸引し、重力により流動領域が測定窓を通過するようにする。サンプル容器及びこれと共に用いる様々な移動機構は、言及することを以ってそれらの内容の全てを本明細書の一部とする特許文献３及び４に詳細に開示されている。
図６を参照すると、反応混合物を反応検出ゾーンに移送するための機構として主に遠心分離を使用する検査チャンバー／検査システムの第２の好適な形態が例示されている。１つの動作例に従うと、部分的に示されている遠心分離器７４を用いて、患者のサンプルが一定量導入された複数のチューブ状サンプル容器７０を支持する。サンプル容器は、詳細を後述する幾つかの点を除いて図１を用いて説明したものとほぼ同じである。好ましくは、各サンプル容器７０は、検出のために図５に示されているような平面の測定窓を含むチューブである。反応物質（例えば、赤血球）が、好ましくは容器の上側部分に導入され、容器の下側部分（不図示）には所定の濃度及び粘度を有する流体が導入される。この流体は、赤血球よりも高い特定の比重を有する少なくとも１種類の液体を含むことができる。この少なくとも１種類の追加の液体に含まれる別の特性は、赤血球の完全性を維持する環境を生成するようにデザインされている。
本方法は、特に血液型判定の凝集反応について説明するが、当業者であれば、詳細を後述するように、ここに記載した粒子検出システムが細胞の赤色に依存しないため、赤血球以外の抗原担体を用いることが可能であることが明らかであろう。
まず遠心分離について、ここで図７−図１０を参照すると、それぞれがここに開示した方法を用いる血液抗体検出のための提案した検査方法（図７及び図８）及びＡＢＯ血液型判定（図９及び図１０）のための提案した検査方法が示されている。
図から明らかなように、上記した各検査に用いるサンプル容器８０は、図１を用いて説明した容器にやや類似している。空間的分離が好適な方法ではなく細胞を以下の反応で分類するため、容器の上側部分８４と下側部分８６との間に設けられた制限オリフィス８８は任意選択である。しかしながら、制限オリフィスは、細胞が流動領域へ分散するのを促すために付加するのが好ましい。この制限オリフィスは、化学的な分離及び空間的な分離の両方を必要とする従来の既知のシステムよりも小さい。この実施形態の制限オリフィスは、従来の容器に要求される４ｍｍの直径ではなく、例えば、約１ｍｍの直径を有する。
臨床分析装置（不図示）内に満たされている或いは所定量で販売されている凝集試薬を受容流体に混ぜて均質な混合液にする。この均質な混合液をサンプル容器の下側部分に入れる。
サンプル容器８０の上側部分８４にまず患者の血清を入れ、次いでＲＢＣ（赤血球）または他の好適な試薬を入れる。これらの血清及び試薬は、計量装置やピペット先端（不図示）で添加するのが好ましい。制限オリフィス８８の縁が計量された血清物質のラッチ点となり、遠心力が加えられる前にゲル／試薬混合物と血清／ＲＢＣ試薬との間に気泡９０が形成される。
受容流体の組成は、遠心力下で赤血球が所定の速度で通過できる濃度を有する糖ベースまたは他の物質が好ましい。
図７ａに示されている代替の実施形態に従えば、サンプル容器８０は、異なった物質特性（濃度）を有する２種類以上の物質９４、９６を含むことができる。好ましくは、容器の下側部分に高濃度の物質を入れ、容器の中間部分に低濃度の物質を入れることができる。この代替の実施形態に従えば、赤血球は、検査容器の底部に沈降するのではなく、中立浮遊速度に達すると移動が終了する。後者は遠心分離、力、及び時間の影響を受けにくいため、サンプル容器の高速遠心分離が可能である。
図７及び図８を再び参照すると、結合抗体が赤血球に結合するようにサンプル容器８０をインキュベートする。次いで、細胞をグループ化し、これを制限オリフィス８８に通すために、サンプル容器８０を遠心分離して検査回転させ、細胞が下側の試薬基質内の流動領域に分布するようにする。遠心分離により、含まれる試薬に対する凝集反応が促進される。流動細胞領域が「クラウド」として容器８０の測定窓８７、８９内に押され、そこで粒子検出システム３２、３６が凝集強度を決定するべく粒度分布を決定する。
この読取りは、様々な方法で行うことができる。例えば、遠心分離の回転と同期している場合は、遠心分離中に読み取ることができる。この読取り方法では、媒体中を通る細胞の状態に関連したデータをリアルタイムで得ることができ、これにより最終的な位置に関係なく測定することができ、特に強い凝集反応の測定結果を得るまでの時間を短縮することができる。
別法では、遠心分離が終了し、容器（すなわちチューブ）が遠心分離器内にあるときに読み取ることができる。こうすることにより、ハードウエアを一体にでき、チューブを固定位置に保持する位置合わせ装置として遠心分離器を用いることができる。図示されている実施形態では、光散乱／粒子検出システムの発光装置３２と検出器３６は、これらの間を遠心分離器が矢印７６の方向に回転するように、遠心分離器に対して固定位置に配置する。従って、上記した各読取りステップは、このタイプのシステムのステーションの位置合わせを用いて行うことができる。
別法では、上記した読取り／検出ステップは、別すなわちオフラインで行うことができる。この場合、遠心分離の後、チューブ７０が別の装置／器具（不図示）に配置される。これは、遠心分離器の内部では不可能な空間／大きさ或いは他の固有の条件がある場合に必要である。
従って、サンプル容器を遠心分離器から取り外したり、測定の最後まで遠心分離器内に入れたままにすることができる。別法では、遠心分離器を低速にして或いはストローブを用いて少なくとも１つのイメージを得ることができる「オンザフライ」測定を行うことができる。
例えば、一定角度の遠心分離器を用いる別の遠心分離法を同様に利用することができる。この方法では、チューブ状サンプル容器の壁部に沿って細胞の「スミア」が生成される。高解像度映像装置または図３及び図４に示されているような小角粒子分析装置で細胞を調べることができる。揺動バケット遠心分離器を用いる場合と同様に、遠心分離の最中または後で遠心分離器内の検査チューブを読み取ることもできるし、検査チューブを遠心分離器から別の装置に移してから読み取ることもできる。
図９及び図１０を参照すると、流動領域が形成され易い様に例えば図１に示されている従来技術の制限オリフィスに比べて小さい制限オリフィスを有するのが好ましいＡＢＯ血液型判定に用いられる類似のサンプル容器８０が示されている。この方法では、全血及び液体血清試薬をそれぞれ、サンプル容器８０の上側部分８４に導入する。凝集赤血球よりも密度及び粘度が低く流動領域として移動し易いゲルをサンプル容器８０の下側部分８６に導入する。
サンプル容器８０を十分にインキュベートし、遠心分離により細胞を密接にし、凝集反応を促進し、細胞が制限オリフィス８８を通ってゲル基質に入り測定窓８７、８９を通過する時に検出システム３２、３６によってスキャンできるようにする。
図５に示されているような検査チャンバーの構成を用いて、全血及び血清試薬を容器の区画内に吸引し、次いで先端の移行ゾーン間への流動を促して凝集反応を起こしてＡＢＯ血液型判定／検査を行う。このタイプの検査では、容器の区画間に気泡の境界面を任意選択で設けることができる。
上記したように、他の形式の検出による分類を上記方法で行うことができる。
図５に示されているデザインに類似したサンプル容器１００を用いて抗体検出を行うことができる。この方法では、まず血清細胞物質を容器１００内に吸引する。更にＲＢＣ試薬を容器１００内に吸引する。次いで、血清及びＲＢＣ試薬を、結合抗体を生成するためにポンプまたは他の手段を用いて垂直方向に撹拌して混合する。次いで、サンプル容器１００を遠心分離または他の方法で軸方向に回転させる。容器１００は、言及することを以ってその内容の全てを本明細書の一部とする米国特許第４，９３３，２９１号に開示されているように細胞を閉じ込める区画（不図示）を有するのが好ましい。
次いで、余剰物質（試薬、血清、結合していない抗体）をサンプル容器１００から排出し、洗浄液を容器内に吸引して、洗浄液と細胞が懸濁した状態でサンプル容器を軸方向に回転させて細胞を洗浄する。次いで、洗浄液を排出して、凝集試薬をサンプル容器内に吸引する。細胞／試薬混合物を垂直方向に撹拌して懸濁及び混合させ、移行ゾーンによって凝集反応が起こるようにし、粒子検出システムを用いて通過する混合物を読み取り、通過する粒子の粒度分布を決定する。
図１１を参照すると、別の区画と軸方向の回転（例えば、遠心分離）を用いる代わりに、磁気ビーズまたは磁気粒子を細胞／結合抗体のそれぞれに付着させることができる。サンプル容器４３をトロイダル磁石１１０内に配置し、細胞を懸濁し、余剰物質を排出し、洗浄液を用いて結合していない抗体を細胞から洗い流し、次いで凝集試薬を添加し、磁気ビーズを用いて洗浄ステップと他のステップの間、容器４３内に結合細胞を保持する。
特定の実施形態を用いて本発明を説明してきたが、本発明の範囲を具現する変更形態及び変形形態が可能であることが明らかであろう。
本発明の実施態様は以下の通りである。
（Ａ）凝集反応を分類する方法であって、
血液サンプルと凝集試薬の混合物をサンプル容器の区画内に導入するステップと、
凝集反応が起こって凝集細胞が流動領域として前記サンプル容器の測定窓内に移動するように、前記サンプル容器内で前記混合物を移動させるステップと、
光源を前記サンプル容器内に照準を合わせて、ビームで前記流動領域を検査するステップと、
前記サンプルの凝集量を決定するべく前記ビーム内の粒子の数及び大きさを検出するステップとを含むことを特徴とする方法。
（１）前記移動させるステップを遠心分離によって行うことを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（２）前記移動させるステップを、前記サンプル容器として機能する反応容器内で前記サンプルを垂直方向に移動させて行うことを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（３）前記反応容器が、前記サンプルが通る近接部分よりも内径が小さい少なくとも１つの移行ゾーンを含むことを特徴とする実施態様（２）に記載の方法。
（４）前記ビームが前記流動領域内に含まれる粒子によって散乱し、前記散乱光を前記検出ステップで検出することを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（５）前記サンプル容器が、遠心分離の前に前記サンプルを効果的に排除するために特定の粘度及び特定の比重を有する少なくとも１種類の流体を含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の方法。
（Ａ）凝集反応を分類する方法であって、
血液サンプルと凝集試薬の混合物をサンプル容器の区画内に導入するステップと、
凝集反応が起こって凝集細胞が流動領域として前記サンプル容器の測定窓内に移動するように、前記サンプル容器内で前記混合物を移動させるステップと、
光源を前記サンプル容器内に照準を合わせて、ビームで前記流動領域を検査するステップと、
前記サンプルの凝集量を決定するべく前記ビーム内の粒子の数及び大きさを検出するステップとを含むことを特徴とする方法。
（１）前記移動させるステップを遠心分離によって行うことを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（２）前記移動させるステップを、前記サンプル容器として機能する反応容器内で前記サンプルを垂直方向に移動させて行うことを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（３）前記反応容器が、前記サンプルが通る近接部分よりも内径が小さい少なくとも１つの移行ゾーンを含むことを特徴とする実施態様（２）に記載の方法。
（４）前記ビームが前記流動領域内に含まれる粒子によって散乱し、前記散乱光を前記検出ステップで検出することを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（５）前記サンプル容器が、遠心分離の前に前記サンプルを効果的に排除するために特定の粘度及び特定の比重を有する少なくとも１種類の流体を含むことを特徴とする実施態様（１）に記載の方法。
（６）前記照準を合わせるステップと前記検出するステップを粒子測定システムを用いて行うことを特徴とする実施態様（Ａ）に記載の方法。
（Ｂ）患者のサンプルを分類する方法であって、
サンプル容器に患者のサンプルを導入するステップと、
流動領域を生成するために前記サンプル容器内に受容されている一定量のサンプル流体を移動させるステップと、
光源を前記サンプル容器内に照準を合わせて、ビームで前記流動領域を検査するステップと、
前記サンプルを効果的に分類するために前記流動領域の粒子特性を検出するステップとを含むことを特徴とする方法。
（７）前記患者のサンプルが血液サンプルであることを特徴とする実施態様（Ｂ）に記載の方法。
（８）更に、前記混合ステップの前に、血液サンプルと少なくとも１種類の凝集試薬の混合物を前記サンプル容器の区画内に導入するステップを含み、前記移動させるステップが、凝集反応が起こるように前記血液サンプルと前記少なくとも１種類の凝集試薬との混合物を移動させるステップを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の方法。
（９）前記移動させるステップを遠心分離を用いて行うことを特徴とする実施態様（８）に記載の方法。
（１０）前記移動させるステップを前記サンプル容器を撹拌して行うことを特徴とする実施態様（８）に記載の方法。
（Ｂ）患者のサンプルを分類する方法であって、
サンプル容器に患者のサンプルを導入するステップと、
流動領域を生成するために前記サンプル容器内に受容されている一定量のサンプル流体を移動させるステップと、
光源を前記サンプル容器内に照準を合わせて、ビームで前記流動領域を検査するステップと、
前記サンプルを効果的に分類するために前記流動領域の粒子特性を検出するステップとを含むことを特徴とする方法。
（７）前記患者のサンプルが血液サンプルであることを特徴とする実施態様（Ｂ）に記載の方法。
（８）更に、前記混合ステップの前に、血液サンプルと少なくとも１種類の凝集試薬の混合物を前記サンプル容器の区画内に導入するステップを含み、前記移動させるステップが、凝集反応が起こるように前記血液サンプルと前記少なくとも１種類の凝集試薬との混合物を移動させるステップを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の方法。
（９）前記移動させるステップを遠心分離を用いて行うことを特徴とする実施態様（８）に記載の方法。
（１０）前記移動させるステップを前記サンプル容器を撹拌して行うことを特徴とする実施態様（８）に記載の方法。
（１１）前記サンプル容器が、前記サンプルが移動する前記容器の近接チャンバーよりも内径が小さい少なくとも１つのチャンバーを含むことを特徴とする実施態様（１０）に記載の方法。
（１２）更に、遠心分離の前に、前記サンプルを効果的に排除するために特定の粘度及び特定の比重を有する少なくとも１種類の流体を導入するステップを含むことを特徴とする実施態様（９）に記載の方法。
（１３）前記粒子特性が前記流動領域における凝集粒子の粒度分布を含むことを特徴とする実施態様（９）に記載の方法。
（１４）前記方法が更に、前記サンプルの前記粒子特性に基づいて血液型を判定するステップを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の方法。
（１５）前記検出するステップが前記サンプルから抗体を検出するステップを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の方法。
（１２）更に、遠心分離の前に、前記サンプルを効果的に排除するために特定の粘度及び特定の比重を有する少なくとも１種類の流体を導入するステップを含むことを特徴とする実施態様（９）に記載の方法。
（１３）前記粒子特性が前記流動領域における凝集粒子の粒度分布を含むことを特徴とする実施態様（９）に記載の方法。
（１４）前記方法が更に、前記サンプルの前記粒子特性に基づいて血液型を判定するステップを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の方法。
（１５）前記検出するステップが前記サンプルから抗体を検出するステップを含むことを特徴とする実施態様（７）に記載の方法。
（Ｃ）患者のサンプルを分類する装置であって、
少なくとも１つのサンプル容器と、
流動領域を生成するべく前記少なくとも１つのサンプル容器内に受容されている一定量のサンプル流体を移動させる手段と、
前記少なくとも１つのサンプル容器の測定窓に整合した光放出装置と、放出されたビームから散乱した光を検出するべく前記測定窓の反対側に配置された光検出器とを含む測定機構とを含み、
前記検出器が、前記サンプルを効果的に分類するために前記流動領域の粒子特性を検出することを特徴とする装置。
（１６）前記移動させる手段が遠心分離器を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（１７）前記移動させる手段が、前記少なくとも１つのサンプル容器を撹拌するための手段を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（１８）前記光検出器が、前記光放出装置から放出された前記ビームの軸に対して約１０度未満の角度をなしていることを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（１９）前記サンプル容器が、混合し易いように近接チャンバーよりも内径の小さい少なくとも１つのチャンバーを含むことを特徴とする実施態様（１７）に記載の装置。
（２０）前記移動させる手段及び前記測定機構が前記装置に一体に設けられておらず、前記少なくとも１つのサンプル容器を前記移動させる手段から取り外した後で、前記測定機構を用いて散乱光を検出できることを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
少なくとも１つのサンプル容器と、
流動領域を生成するべく前記少なくとも１つのサンプル容器内に受容されている一定量のサンプル流体を移動させる手段と、
前記少なくとも１つのサンプル容器の測定窓に整合した光放出装置と、放出されたビームから散乱した光を検出するべく前記測定窓の反対側に配置された光検出器とを含む測定機構とを含み、
前記検出器が、前記サンプルを効果的に分類するために前記流動領域の粒子特性を検出することを特徴とする装置。
（１６）前記移動させる手段が遠心分離器を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（１７）前記移動させる手段が、前記少なくとも１つのサンプル容器を撹拌するための手段を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（１８）前記光検出器が、前記光放出装置から放出された前記ビームの軸に対して約１０度未満の角度をなしていることを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（１９）前記サンプル容器が、混合し易いように近接チャンバーよりも内径の小さい少なくとも１つのチャンバーを含むことを特徴とする実施態様（１７）に記載の装置。
（２０）前記移動させる手段及び前記測定機構が前記装置に一体に設けられておらず、前記少なくとも１つのサンプル容器を前記移動させる手段から取り外した後で、前記測定機構を用いて散乱光を検出できることを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（２１）前記移動させる手段及び前記測定機構が混合の後に適時測定できるように前記装置に一体に設けられていることを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（２２）前記分類が患者のサンプルの凝集量の検出を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（２３）前記分類が患者のサンプルの少なくとも１種類の抗原の量の検出を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（２４）前記分類が更に血液型判定を含むことを特徴とする実施態様（２２）に記載の装置。
（２２）前記分類が患者のサンプルの凝集量の検出を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（２３）前記分類が患者のサンプルの少なくとも１種類の抗原の量の検出を含むことを特徴とする実施態様（Ｃ）に記載の装置。
（２４）前記分類が更に血液型判定を含むことを特徴とする実施態様（２２）に記載の装置。
１０ カートリッジ
１２、１４、１６、１８、２０、２２ サンプル容器
１９ 凝集バンド
２１ 反応ゾーン
２３ 上側部分
２５ 下側部分
２６ 細胞
３０ 基質
３２ 光源
３３ ビーム
３５、３７ レンズ
３６ 検出器
３８ 検出リング
４３、７０、８０ サンプル容器
４５ 検出測定窓
５１、５３、５５ チャンバー
８４ 上側部分
８６ 下側部分
８７、８９ 測定窓
８８ 制限オリフィス
９０ 気泡
１１０ トロイダル磁石
１２、１４、１６、１８、２０、２２ サンプル容器
１９ 凝集バンド
２１ 反応ゾーン
２３ 上側部分
２５ 下側部分
２６ 細胞
３０ 基質
３２ 光源
３３ ビーム
３５、３７ レンズ
３６ 検出器
３８ 検出リング
４３、７０、８０ サンプル容器
４５ 検出測定窓
５１、５３、５５ チャンバー
８４ 上側部分
８６ 下側部分
８７、８９ 測定窓
８８ 制限オリフィス
９０ 気泡
１１０ トロイダル磁石
Claims (12)
- 小角光散乱法を用いて凝集反応を分類する方法であって、
前記方法が、
血液サンプルと凝集試薬の混合物をサンプル容器の区画内に導入するステップを含み、当該サンプル容器が、一対の隣接チャンバーよりも小さい内径を有する中間チャンバーを含む複数のチャンバーと、当該中間チャンバーと当該隣接チャンバーの一つの間に形成された少なくとも一つの移行ゾーンとを備え、
更に、
凝集反応が起こり、凝集細胞が、流動領域として、前記サンプル容器の測定窓を通過して移動するように、前記サンプル容器内で前記混合物を移動させるステップと、
小角光放出装置を前記サンプル容器に照準を合わせ、前記光放出装置から放出された光ビームにより前記流動領域をスキャンするステップと、
前記血液サンプルの凝集量を決定するために、前記流動領域の粒子の数および大きさを検出するステップと、
を含み、
光検出器が、前記放出光ビームの軸に対して整合しており、前記測定窓が、中間チャンバーにそれぞれ配置された入口面と出口面とを有し、当該光検出器が、非散乱光を通過させるための、前記光放出装置に対し同軸に配置された検出面を持つ、少なくとも一つのリングを更に備え、
前記光放出装置と、前記測定窓の前に前記光ビームをコリメートする前記サンプル容器との間に、第１のレンズが配置され、
前記サンプル容器と前記光検出器との間に、前記サンプル容器からの散乱光を前記少なくとも一つのリングによって受け取られるように集光し、非散乱光を前記光検出器の中心に集光するように第２のレンズが配置され、
前記検出するステップが、前記光ビームの放出軸に対して１０度以下の角度で散乱された光の強度に基づいている、方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記移動させるステップが、遠心分離を用いて実行される、方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記移動させるステップが、前記サンプル容器の垂直方向の撹拌により実行される、方法。 - 請求項３に記載の方法において、
前記少なくとも１つの移行ゾーンが、前記血液サンプルが移動する隣接部分よりも小さい内径を有する、方法。 - 請求項２に記載の方法において、
前記サンプル容器が、遠心分離の前に前記血液サンプルを効果的に排除するために特定の粘度および特定の比重を有する、少なくとも１種類の流体を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記血液サンプルの前記粒子特性に基づいて、血液型を判定するステップを含む、方法。 - 請求項１に記載の方法において、
前記検出するステップが、前記血液サンプルから抗原を検出するステップを含む、方法。 - 小角光散乱法を用いて患者サンプル流体を分類する装置であって、
前記装置が、
少なくとも１つのサンプル容器を含み、当該少なくとも１つのサンプル容器が、線状に並んだ一対の隣接チャンバーよりも小さい内径を有する中間チャンバーを含む複数の隣接するチャンバーと、当該サンプル容器の撹拌時に、患者のサンプル流体について凝集反応を促進し、細胞のクラウドを生成するために、当該中間チャンバーと当該線状に並んで隣接するチャンバーの一つの間に形成された少なくとも一つの移行ゾーンとを備え、
種々の大きさの凝集粒子を含み得る前記細胞のクラウドを含む流動領域を生成するために、前記少なくとも１つのサンプル容器に受容されている一定量の患者サンプル流体を移動させる手段を含み、
粒子の測定機構を含み、当該測定機構が、前記少なくとも１つのサンプル容器の測定窓に整合した光放出装置、および、前記測定窓を通して前記容器をスキャンした放出光ビームからの散乱光を検出する、前記測定窓の反対側に配置された小角光検出器を含み、
前記光放出装置は、測定部をスキャンし、前記中間チャンバーを通過する前記移動流動領域中の粒子と関わり合う単色光ビームを放出し、
前記光検出器は、前記測定部中に存在する粒子のためスキャンされた放出光ビームの当初の方向からある小さな角度範囲で散乱した光に基づき、前記移動流動領域中の懸濁粒子のサイズ分布および濃度を検出して、前記サンプル流体を効果的に分類し、
前記光検出器は、前記光放出装置の前記光ビームの光軸に整合しており、
前記の小さな散乱角度範囲は、前記放出光ビームに対し、０．１〜１０°であり、
前記測定窓は、それぞれ、前記移動流動領域が前進する、前記サンプル容器の中間チャンバーに配置されている、入口面と出口面とを備え、
前記面のそれぞれは、前記光放出装置の入射光の光軸に対し垂直に配された光透過性材料から作製された平板状壁部によって画定され、
前記光検出器は、前記小さな角度範囲に対して配置された検出面を持つ少なくとも一つのリングを更に備え、
前記光検出器は、非散乱光を通過させるために前記光放出装置と同軸に配置され、
前記光放出装置と、前記測定窓の前に前記単色光をコリメートする前記サンプル容器との間に、第１のレンズが配置され、
前記サンプル容器と前記光検出器との間に、前記サンプル容器からの散乱光を前記少なくとも一つのリングによって受け取られるように集光し、非散乱光を前記光検出器の中心に集光するように第２のレンズが配置され、
前記光検出器が、前記患者サンプル流体を効果的に分類するために、前記流動領域の粒子特性を検出し、
前記光検出器が、前記光放出装置から放出された前記光ビームの軸に対して１０度以下の角度で整合している、装置。 - 請求項８に記載の装置において、
前記患者サンプル流体を移動させる手段が、遠心分離器を含む、装置。 - 請求項８に記載の装置において、
前記患者サンプル流体を動させる手段が、前記少なくとも１つのサンプル容器を撹拌するための手段を含む、装置。 - 請求項８に記載の装置において、
前記患者サンプル流体を移動させる手段および前記測定機構が、前記装置上に一体に設けられておらず、
前記少なくとも１つのサンプル容器が前記移動させる手段から取り外された後で、前記測定機構が、散乱光を検出するために用いられることが可能である、装置。 - 請求項８に記載の装置において、
測定が適時行われることが可能であるように、前記患者サンプル流体を移動させる手段および前記測定機構が、前記装置上に一体に設けられている、装置。
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