JP5542922B2 - 濁り度光散乱技法を使用した試料の妥当性の確保 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
関連出願の開示
[0001]本出願は、「Ｅｎｓｕｒｉｎｇ ｓａｍｐｌｅ ａｄｅｑｕａｃｙ ｕｓｉｎｇ ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ ｌｉｇｈｔ ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」（整理番号７４７０８．０００６０１）と題する２００９年１０月９日出願の米国特許出願第１２／５８８，３０５号の一部継続出願であり、「Ｅｎｓｕｒｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ａｄｅｑｕａｃｙ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ Ｕｓｉｎｇ Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」（整理番号７４７０８．０００６００）と題する２００９年９月１５日出願の米国特許仮出願第６１／２４２，６２８号、および「Ｅｎｓｕｒｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ａｄｅｑｕａｃｙ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｃｅｒｖｉｃａｌ Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ Ｕｓｉｎｇ Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ Ｌｉｇｈｔ Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」（整理番号７４７０８．０００３００）と題する２００９年６月３日出願の米国特許仮出願第６１／１８３，８５７号の利益を主張し、これらは、その全体を参照により本明細書に組み込まれる。米国特許出願第１２／５８８，３０５号はまた、米国特許仮出願第６１／２４２，６２８号、および米国特許仮出願第６１／１８３，８５７号の利益を主張し、２００８年４月４日出願の米国特許出願第１２／０６２，９５０号の一部継続出願であり、これは、２００７年４月６日出願の米国特許仮出願第６０／９１０，５６５号の利益を主張し、これらは、その全体を参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
[0002]本開示は一般に、光散乱技法を使用して既知の液体空間中の細胞数、詳細には濁度を推定することにより、臨床試料の妥当性を測定する方法に関する。他の態様では、本開示は、細胞数を推定することによって臨床試料の妥当性を測定する機械を提供する。これらの機械は、臨床試料の高スループット処理用に使用することができる。他の態様では、本開示は、試料の試験が有益なものになるような適切な物質を、試料が含んでいるかどうか判定する方法を提供する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]臨床診断、ライフサイエンス、科学捜査、および生物兵器防衛の分野では、試料の妥当性判定が確実であることにより、試料分析のプロセスにいくつかの利益をもたらすことができる。試料の妥当性についての情報量により、その試料に対する他の化学的、物理的、および／または生物学的な分析を使用する後続の試験結果についての確信と有効性を高めることができる。情報量により患者の治療が改善するというのも、不適切な試料によって健康状況が誤って伝えられている患者が見つかる可能性が高いからである。実態を反映していない健康状態の結果報告と患者の再サンプリングを回避することが、試料の妥当性判定の有益な結果と考えられる。さらに、他の試料分析を実行する前の試料の妥当性についての知識により、費用をかけて未調査の不適切な試料の試験を避けることによって時間、材料、および労力を節約することにつながることがある。したがって、非常に多数の試験結果により検体が存在しないことが確認される、大きい母集団でのスクリーニングテストにおいて試料確実性を確立することにより、この結果が、サンプリングされた元の構成要素の実態を表していることを確認できるという価値を付加することができる。
【０００４】
[0004]特定の細胞タイプ、ウイルス、バクテリア、または他の病原体の存在を求めて分析されている臨床試料は、主題の試験法から恩恵を受けることができるが、それは、これらの方法により、試験結果の確度の実現が容易になり、さらには効率が改善することになるからである。試料の妥当性を確実にすることから潜在的に恩恵を受ける可能性のある１つの具体的な領域は、ヒトパピローマウイルス感染症における子宮頸部試料の試験である。たとえば、二遺伝子ＨＣ２高リスクＨＰＶ ＤＮＡ試験（登録商標）（「ＨＣ２」）は、子宮頸がんのスクリーニングプログラムおよびＡＳＣ−ＵＳ細胞診の患者の臨床管理の構成要素として、非常に価値が高いことが証明された。現在、ＨＣ２ ＨＰＶ ＤＮＡ試験により、ＣＩＮ３以上の子宮頸部病変の予測に対して、ほぼ９９．５％の高い陰性的中値が示される。それにもかかわらず、研究室および患者は、試料の妥当性測定によってもたらされることになる、さらなる制御および確実性を望むことがある。不適切であると判定された試料の試験を差し控える可能性も望まれることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
[0005]前述に鑑み、試料の妥当性を判定するための方法が必要である。これらの方法を使用することにより、特定の試験法に対して不適切だとみなされる試料の処理を除外するかどうか、オペレータによる判定が可能になる。これらの方法は試料の妥当性の知識を提供することができ、このことは、試験結果解釈および患者ケアの決定にとって有益になることがある。たとえば、試料が不適切である場合、陰性結果は、必ずしも真に陰性の結果を表すものではないと理解することができるが、ある種のタイプの試験については、やはり陽性結果が参考になると考えることができる。試料の妥当性判定により、試験に先立って適切な試料を得るために、再サンプリングする選択肢がもたらされる可能性があり、それにより、潜在的に不確実な分析を実行するための費用が節約されることになる。したがって、本発明に記載の方法により、たとえば不適切な試料を試験するかどうかの判定を可能にすることによって、より大きな意志決定の能力をユーザの手に委ねることができ、介添人および／または患者に、陰性の試験結果の意味をよりよく理解してもらうことができる。本発明の好ましい実施形態は、前述の利益のうちの１つまたは複数を提供してもよいが、それの代わりにまたはそれに加えて、他の利益を実現してもよい。
【０００６】
[0006]本開示は、まとめて、様々な組合せで、または単独で使用してもよい複数の発明物を提供する。以下の概要は、こうした発明物の例を提供し、特許請求の範囲に記載の発明物を決して限定するものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
[0007]一態様では、本開示は、１つまたは複数の試料の濁度を一斉にまたは別々に測定するための１つまたは複数のチャネルを備え、各チャネルが１つまたは複数の光源および１つまたは複数の光検出器を含み、試料が１次試験に適切であるか不適切であるか判定される、試料確実性読取り装置を提供する。
【０００８】
[0008]他の態様では、本開示は、不適切または確実ではないとされた試料の処理を中断することができるように、ソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアを介して構成可能な自動システムを提供する。
【０００９】
[0009]他の態様では、本開示は、少なくとも１つの１次試験を実行するのに先立って少なくとも１つの試料の濁度を求めるための試料確実性読取り装置を使用する方法を提供し、ここで１次試験は、ＨＰＶ１次または２次スクリーニング試験である。
【００１０】
[0010]他の態様では、本開示は、少なくとも１つの１次試験を実行するのに先立って少なくとも１つの試料の濁度を求めるための試料確実性読取り装置を使用する方法を提供し、ここで１次試験は、ウイルス感染スクリーニング試験である。
【００１１】
[0011]他の態様では、本開示は、試料確実性判定モジュールを備える、１次試験を実行するための自動システムを提供する。
【００１２】
[0012]他の態様では、本開示は、照射のビーム角度を制御するためのレンズ、および放射光の経路を制御するためのレンズのうちの少なくとも１つを備える、光学測定システムで使用するための試料容器を提供する。
【００１３】
[0013]他の態様では、本開示は、プロセッサを使用して、試料の濁度の測定値を含むデータを受け取るステップと、プロセッサを使用して、電子記憶装置に記憶された１つまたは複数の指定された基準と濁度の測定値を比較するステップと、プロセッサを使用して、少なくとも部分的にこの比較に基づいて試料の妥当性結果を求めるステップと、試料の妥当性結果の指標を提示するステップとを含む、試料の妥当性を判定する方法を提供する。
【００１４】
[0014]他の態様では、本開示は、電子記憶装置と通信するように結合されたプロセッサであって、試料の濁度の測定値を受け取り、電子記憶装置に記憶された１つまたは複数の基準と濁度の測定値を比較し、少なくとも部分的にこの比較に基づいて試料の妥当性結果を求め、試料の妥当性結果の指標を提示するように構成されたプロセッサを備える、試料の妥当性を判定するためのシステムを提供する。
【００１５】
[0015]他の態様では、本開示は、１次試験を実行するのに先立って各容器間で試料を移送するための、試料確実性判定モジュールを備える自動システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】[0016]試料妥当性制御測定システム（「ＳＡＭ」）の側断面図である。
【図２】[0017]ＳＡＭの側断面図である。
【図３】[0018]抽出管ユニット（「ＥＴＵ」）と呼ばれるマルチウェル試料容器の等角図である。
【図４】[0019]ＥＴＵ内に含まれる試料で使用するように構成された８チャネルＳＡＭの等角図である。
【図５】[0020]使用中の擦り傷から比較的保護されたＥＴＵの一部分を各放射ビーム経路が通過する状態での、ＥＴＵ内に含まれる試料で使用するように構成された８チャネルＳＡＭの上面図である。
【図６】[0021]試料処理システム内のモジュールとして組み込むように構成された、モジュール式の８チャネルＳＡＭの等角図である。
【図７】[0022]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と試料の濁度との相関を示す図である。
【図８】[0022]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と試料の濁度との相関を示す図である。
【図９】[0023]光学細胞計数によって決定される試料の細胞充実性とｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性との相関を示す図である。
【図１０】[0024]試料の濁度と光学細胞計数によって決定される試料の細胞充実性との相関を示す図である。
【図１１】[0025]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と試料の濁度との相関を示す図である。
【図１２】[0026]光学細胞計数によって決定される試料の細胞充実性と臨床材料の希釈系列に対する試料の濁度との相関を示す図である。
【図１３】[0027]光学細胞計数によって決定される試料の細胞充実性と臨床材料の希釈系列に対してｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性との相関を示す図である。
【図１４】[0028]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と希釈系列に対する試料の濁度との相関を示す図である。
【図１５】[0029]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と１０７６の試料の母集団における試料の濁度との相関を示す図である。
【図１６】[0030]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と、容量が４ｍＬを超える図１５に示した試料の一部についての試料の濁度との相関を示す図である（ＰＣ＿ＮＯＲ＝ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ／規定量）。
【図１７】[0031]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と、容量が２ｍＬを超え４ｍＬ未満の図１５に示した試料の一部についての試料の濁度との相関を示す図である（ＰＣ＿ＱＮＳ＝ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ／不十分な量）。
【図１８】[0032]ｑＰＣＲによって決定される試料の細胞充実性と、容量が２ｍＬ未満の図１５に示した試料の一部についての試料の濁度との相関を示す図である（ＰＣ＿ＱＮＳ＝ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ／不十分な量）。
【図１９】[0033]細菌細胞数と濁度の相関を示す図である。
【図２０】[0034]細菌細胞数と濁度の相関を示す図である。
【図２１】[0035]合計細胞数（細菌細胞とヒト細胞の混合）と濁度の相関を示す図である。
【図２２】[0036]擦り傷がなく媒体のみを含むブランクの試料管から測定される濁度の値の分布を示す図である。
【図２３】[0037]所与の濁度カットオフにおいて保持されるまたは除外されるはずの試料の一部分を示す図である。
【図２４】[0038]ｑＰＣＲによって決定される細胞充実性の分布、および試料の量に従って部分母集団に分割された臨床試料についての濁度の値の分布を示す図である。図において、各グループ内の左端のバーは、量が４ｍＬを超える試料に対応し（Ｎ：６６９）、各グループ内の中央のバーは、量が２ｍＬ〜４ｍＬの間の試料に対応し（Ｎ：１７２）、各グループ内の右端のバーは、量が２ｍＬ未満の試料に対応する（Ｎ：２４０）。
【図２５】[0038]ｑＰＣＲによって決定される細胞充実性の分布、および試料の量に従って部分母集団に分割された臨床試料についての濁度の値の分布を示す図である。図において、各グループ内の左端のバーは、量が４ｍＬを超える試料に対応し（Ｎ：６６９）、各グループ内の中央のバーは、量が２ｍＬ〜４ｍＬの間の試料に対応し（Ｎ：１７２）、各グループ内の右端のバーは、量が２ｍＬ未満の試料に対応する（Ｎ：２４０）。
【図２６】[0039]ＳｕｒｅＰａｔｈ（「ＳＰ」）試料における、濁度分布を示す図である。
【図２７】[0040]試料妥当性制御測定システム（「ＳＡＭ」）のワーキングモデル用の濁度基準の信号／基準測定を示す図である。
【図２８】[0041]８チャネルＳＡＭのワーキングモデル用の較正カーブを示す図である。
【図２９】[0042]８チャネルＳＡＭのワーキングモデルの各チャネルにおける試料の量への依存性を示す図である。
【図３０】[0043]時が経つにつれて試料が沈殿する様子、および濁度測定に及ぼす結果を示す図である。
【図３１】[0044]５つの濁度基準についてＨａｃｈ Ｍｅｔｅｒによって測定された濁度と相関関係のある、８チャネルＳＡＭによる濁度測定を示す図である（Ｒ＾２＝．９９９３）。
【図３２】[0045]臨床試料用のＨａｃｈ Ｍｅｔｅｒによって測定された濁度と相関関係のある、８チャネルＳＡＭによる濁度測定を示す図である（ｎ＝２３５、Ｒ＾２＝０．８３）。
【図３３】[0046]８チャネルＳＡＭによるブランク試料の濁度測定の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0047]本明細書に記載の各方法および各装置は、多くの産業および用途における多くの試料タイプでの試験結果の質を改善するために使用することができる。これには、一例として、特定の異常細胞のタイプ、ウイルス、細菌などの存在を分析されている男性および女性の人体組織が含まれる。本開示において提供されるある具体的な例は、１つまたは複数のウイルス株による感染について組織細胞試料を評価することにより、女性の健康を改善することに関連する。女性の子宮頸がんを引き起こすことで知られている高リスク株であるＨＰＶ１６、ＨＰＶ１８、ＨＰＶ４５など、複数のヒトパピローマウイルス株の分析的な検出が、これらの試料においては特に興味深い。既存の方法を使用するウイルスの検出は一般に、女性患者の子宮頸部をブラシ／綿棒でこすることによってサンプリングされた、液体媒体中に懸濁される上皮細胞を使用する。媒体の特性は一般に、膣内の細菌または汚染物の増殖を防止し、上皮細胞および遊離ウイルスに安定性をもたらし、ＨＰＶまたはＨＰＶ感染の結果を検出することを可能にする試験のための試料分割を可能にし、これらの試験には、組織学的検査、免疫分析、およびＤＮＡ分析が含まれる。
【００１８】
[0048]不適切な試料の採取または汚染により、代表的な遊離のＨＰＶウイルスＤＮＡが存在しなくなり、または感染した細胞が存在しなくなることによって、陰性の結果が生じることがある。メリーランド州ゲーサーズバーグのＱＩＡＧＥＮゲーサーズバーグＩｎｃ．（「Ｑｉａｇｅｎ」）のＨｙｂｒｉｄ Ｃａｐｔｕｒｅ２など、いくつかのＨＰＶウイルススクリーニング試験は、５０００個のウイルスのコピーに至るまでの低いレベルを検出することができる。いくつかの試料採取プロトコルでは、医療関係者が女性患者の子宮頸部領域から細胞をこすり取るために、子宮頸部のブラシまたは綿棒を使用することを可能にする。次いで医療関係者は、ただちに、工場においてＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ（商標）（マサチューセッツ州マールボロのＨｏｌｏｇｉｃ Ｉｎｃ．から入手可能）やＳｕｒｅＰａｔｈ（商標）（ノースカロライナ州バーリントンのＢＤ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓから入手可能）などの輸送媒体で満たされた新規の試料容器内でブラシをかき混ぜる。この容器はラベルを付けて密閉され、次いでＨＰＶスクリーニングのために検査機関に送られる。この時点で、媒体と試料が組み合わされ、同じものとみなされる。試料採取エラーまたは汚染のいくつかの形態が、処理中に生じることもある。医療関係者が、子宮頸部の内膜を適切な力または技法でこすり取らない場合、ブラシ／綿棒に代表的な数の上皮細胞を集めることができない。ブラシ／綿棒から輸送媒体への細胞の移送が上手くいかないと、結果として、代表的な上皮細胞が媒体上にほとんどまたは全く移送されないことになる。収集している間に、汚染が生じることがある。塵、細菌、微粒子、ＤＮＡアーゼ、毛髪、粘液などの汚染物質が試料容器、媒体、または試料に入り込むこともある。あるいは、患者の試料として移送媒体の未使用容器のラベルが張り間違えられ、検査機関に送られることがある。このような試料は、試験には適さない。不適切な試料が検出されない場合、陰性の結果が報告されることになるが、患者の実際の健康状況は実際には判定されておらず、したがって未知のままである。
【００１９】
[0049]検査機関で受領されると、不適切な試料は、１次採取容器から移送され、分析されて、移送媒体中にＨＰＶウイルスが存在するかどうか判定される。分析によっては、液体の均質化をあるレベルまで必要とするが、分析によっては必要としない。１次容器または後に続く容器から移送している間、この分析において、代表的ではないバージョンの試料が得られることがある。たとえば、試料が試料容器内で凝集または沈殿している場合、等分された一部分が試料の状態を正確に伝えないことがある。非破壊的に、かつ最少の試料を消費して試料確実性を確立する方法が特に有益であるが、それというのも、試料採取がしばしば患者にとって軽度の外傷の原因となり、特定の患者についてはたまにしか実施できないことがあるので、試料が貴重だとみなされるからである。本発明の好ましい実施形態は、前述の利益のうちの１つまたは複数を提供してもよいが、それの代わりにまたはそれに加えて、他の利益を実現してもよい。
【００２０】
[0050]不適切な試料は、患者の実際の健康状況に関わらず、ＨＰＶの陰性結果を生じる可能性が高い。ＲｏｃｈｅおよびＴｈｉｒｄＷａｖｅが販売している検出システムなど、ｑＰＣＲベースの検出システムは、検体検出試験中のＤＮＡ増幅を可能にする内部制御を提供する。具体的には、これらの試験は、βグロビンを増幅し検出する。存在するβグロビンのレベルを定量化することにより、試料確実性が増す。βグロビンは、存在する試料媒体のミリリットル当たりの細胞の数を概算するのに使用されるが、それは、上皮細胞の直接の数ではない。ヒストンなど他のハウスキーピング遺伝子を使用してもよい。βグロビンの判定は、検体の分析と同じ試薬を使用するので、検体試験と同時に実行される。その結果、試験結果の信頼性が増すが、試料の妥当性が事後に分かるので、時間、労力、または材料を潜在的に節約することにはならない。
【００２１】
[0051]本開示により、以下に述べるように、非破壊的なブランク識別制御または細胞充実性制御の形で検体を判定する前に、試料の妥当性を判定する方法が提供される。ブランク識別制御が、ブランク媒体と、この特定の場合に適切な試料と組み合わせたブランク媒体との間の物理的な特性変化が存在することを判定する一方法である場合、物理的な差は、組み合わされた試料と媒体の細胞密度または細胞充実性に起因する。
【００２２】
[0052]一態様では、本開示は、試料確実性（患者の健康状況を判定するために所与の臨床検体について試験される試料の妥当性における信頼性）を確立するのに使用される装置を記述する。移送媒体に収集される子宮頚部組織の試料、または、後続の検体もしくは妥当性判定に寄与する液体媒体中で濃縮および再懸濁された子宮頚部組織の試料の試料妥当性を判定するための例示的な装置が示してある。同じ試料内でＨＰＶウイルスの存在を検出することなど、下流の診断試験用の品質制御として、これらの方法を使用することができる。これはまた、クラミジア、淋病など、他の分子診断試験に先立つ品質検査として使用することができる。
【００２３】
[0053]Ｑｉａｇｅｎが開発したＮｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｈｙｂｒｉｄ Ｃａｐｔｕｒｅ（登録商標）の高リスク分析など、ＤＮＡ分析に先立って試料を分析するための例示的な実施形態を使用することができる。本明細書に記載の各システムの実施形態による試料妥当性判定と一緒に実行することができる、この分析および他の分析の例は、「ＭＥＴＨＯＤＳ ＡＮＤ ＫＩＴＳ ＦＯＲ ＩＳＯＬＡＴＩＮＧ ＮＵＣＬＥＩＣ ＡＣＩＤＳ ＵＳＩＮＧ ＡＮ ＡＮＩＯＮ ＥＸＣＨＡＮＧＥ ＭＡＴＲＩＸ」と題する、２００９年８月５日出願の米国特許仮出願第６１／２３１，３７１号、および「ＳＥＱＵＥＮＣＥ ＳＰＥＣＩＦＩＣ ＬＡＲＧＥ ＶＯＬＵＭＥ ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰ ＳＯＬＵＴＩＯＮ ＵＴＩＬＩＺＩＮＧ ＨＹＢＲＩＤ ＣＡＰＴＵＲＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」と題する、２００９年１月２８日出願の米国特許仮出願第６１／１４７，８６２号に開示されており、これらは、その全体を参照により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
[0054]このような装置は、１つまたは複数の検体試験の前後とその試験中に試料の妥当性を検出してもよいが、コストを節約するために試料処理の早期の段階で試料の妥当性を検出することが有益である。試料が不適切であると判定され、下流の処理がその試料で停止するとき、コストの節約が実現される可能性が高い。しかし、試料が妥当でないにも関わらず処理を継続してもよいが、それというのも、たとえば、陰性結果の解釈に確信をもつには試料が不適切であっても、それにも関わらず陽性結果が（得られる場合）意味をもつからである。
【００２５】
[0055]本開示の例示的な方法では、液体中の微粒子レベルを推定するための濁度計で使用される技術と同様の光散乱技術を使用する。たとえば、環境科学の分野では、水質の推定値としての水源の濁度レベルは、普通は単一チャネルの濁度計で判定される。濁度レベルは一般に、液体の試料に光を照射し、照射光源からの入射角度での散乱光を検出することによって判定される。基礎をなす物理的原理は、液体中の粒子物質が光を吸収、反射、屈折、および回析することである。液体試料に当たる光は、吸収されるか、照射光源の入射角度を超えて散乱されることになる。一般に、散乱された（照射軸から外れた）光の検出が多いほど、液体中の微粒子は多い。対象となる微粒子の反射を可能にする照射波長が選択される。この場合、上皮細胞または遊離ウイルスから全体的に反射される波長が対象となるが、それというのも、理論に拘泥することなく、子宮頚部の試料および他の同様の試料においては、細胞膜からの反射が、遊離ウイルスからの反射よりも検出可能な現象をもたらす可能性が高いと考えられるからである。
【００２６】
[0056]照射光源の強度が、ある粒子密度（細胞充実性）の試料についての達成可能な信号対雑音比を決定する。強度が高いほど、吸収による信号低減が少なくなる。散乱の測定が試料空間全体を確実に表すように、光は、バルク液体の試料空間内に集束され、試料容器表面から離れていることが好ましい。たとえば、ＶＷＲおよびＨａｃｈから入手可能な、市販の単一チャネル濁度計は、濁度を評価するための１次照射光源として、広帯域のハロゲン光（ハロゲン光電球）および近赤外発光ダイオード（ＮＩＲ ＬＥＤ）を使用する。広帯域の光源を使用することは、光散乱を生じるが、潜在的に信号対雑音比を犠牲にし、それにより、検出の限界および装置の分解能を低下させることが確実になることへのショットガンアプローチである。さらに、広帯域光源は、液体試料中の所与の粒子濃度に対して同じ信号レベルを達成するのに、単色光源に対してエネルギーを浪費することがある。
【００２７】
[0057]好ましくは、散乱の読取り値の間のばらつきを低減させるために、光強度の制御および測定が利用される。たとえば、光源の照射強度を独立して測定する閉ループシステムにおいて、照射光源（たとえばＬＥＤ）への電流を直接制御することにより、一定の照射強度を生成することができる。同様にして、照射光源の強度は、よりオープンな開ループプロセスで簡単に検査して、確実に、許容可能な強度範囲内になるようにすることもできる。光源の開ループ強度に基づく最終的に検出された散乱に対する補正を、事前に較正されたシステム内に適用し、光源強度のばらつきを補正することができる。本明細書に記載の例示的な実施形態によっては、各読取り値の間のばらつきを低減させる１次手段として、後者の開ループ範囲検査、および測定された光源強度に基づく検出信号の事前較正された補正を使用する。
【００２８】
[0058]例示的な光源は、単色光を生成することが好ましく、レーザ光生成と、２色性の選択的吸収フィルタ（たとえば色ガラス）、干渉フィルタ、または発光ダイオードを使用する広帯域光源フィルタリングとを含む。特に、励起されて自己蛍光を発する物質がほぼないＮＩＲスペクトル内に単色性が存在するとき、試料容器、液体試料、および周囲の装置の構造材料における自己蛍光の量を低減させることができるので、照射光源の光の単色性が強いほど有利であると考えられる。自己蛍光を避けることが好ましいが、それというのも、自己蛍光により、背景信号が上昇し、システムの信号対雑音比が低下し、システムの検出限界および分解能が低下することもあるからである。
【００２９】
[0059]光源の光のビーム角度およびコヒーレンスが、試料の散乱パターンおよび表示に影響を及ぼす。容器材料が検出器へのライトパイプとして働き、測定検出器内に直接光を反射または屈折する場合、容器表面にかなり近づいて広がる照射光源は、測定検出器内に直接光を散乱することがある。背景信号のこの潜在的な光源を回避するためには、コア、ただし試料検出器の視野内での試料の広い範囲を照射することが好ましい。通常、検出器の視野内の照射空間が大きいほど、結果として、試料全体のバルク空間をより良好に表す。
【００３０】
[0060]検出限界が低く、またはカットオフ値付近で分解能が細かい光デバイスにとって、周辺光を除去することは特に関心事である。背景雑音レベルを低減または除去することが好ましい。周辺光を除去するいくつかの方式が光学設計の技術分野で知られているが、これらの方法は、光散乱法を用いる分析的試験の前に、やはり試料の妥当性を判定する特定の用途に適用しなければならないことが明らかである。周辺光を除去する一方法は、照射光源の光を偏光させ、次いで同様の偏光面を有する光のみを検出し、それにより、他の潜在的な周辺光源から無作為に偏光された光を除去することである。これにより、周辺光の検出レベルが低減する。周辺光のスペクトルが知られている場合、検出可能な光からそうした既知の波長をフィルタリングすることが、周辺光を除去する別の手段である。共通の周辺光源における強度ばらつきの周波数と異なる周波数、およびそれと区別できる周波数で照射光源の強度を変調することにより、電子的な信号除去、または、検出信号から周辺光をアルゴリズムによる後処理で信号除去することが可能になる。たとえば、アナログのバターワース帯域通過フィルタ、または離散チェビシェフフィルタリングは、周辺光源の５０〜６０Ｈｚの光、およびその高調波から１０Ｈｚの照射光源の光を区別することもできる。
【００３１】
[0061]周辺光を除去するもっとも基本的な方法は、試料および検出器を周辺光から物理的に隔離／遮断することである。自動システムでの隔離により、コスト、品質制御、組立ての煩雑さが増し、稼働部品および制御手段が追加で必要となることがある。したがって、実施形態によっては、よりアクセス可能な光学経路を確立しながら、他の手段を使用して光を除去する。
【００３２】
[0062]検出波長は一般に、対象となる波長で利用可能な検出器感度に基づいて選択される。検出器の応答性は、試料から散乱する光の範囲で許容できることが好ましい。例示的な実施形態によっては、範囲の後半部は、照射光源の光と同じ波長である。
【００３３】
[0063]試料容器内の試料が形成するメニスカスの気相液相界面からの反射が信号に悪影響を及ぼすことがあり、したがって、検出器を適切に位置決めすることにより、検出可能な照射される試料空間をメニスカスから離れるように配置することよって信号対雑音比を改善することができ、散乱信号への体積効果を制限する。
【００３４】
[0064]試料容器またはその開口により、照射光と散乱光の両方を伝達することが可能になる。有利には、容器自体を使用して、対象となる光をフィルタリングし、偏光し、または単に伝達してもよい。本開示の一実施形態は、対象となる波長において照射光源の光の透過率が高い材料で作製された試料容器を選択することになる。容器の幾何形状は、照射光源の光または周辺光の測定検出器への光伝達を回避するように設計してもよい。容器の幾何形状は、照射光源のビームおよび／または検出された散乱から発する光の形状または角度を集束し、焦点をぼかし、向きを変え、または他の方法で修正するためのレンズとして働いて、測定検出器で見える、コアが照射された試料空間を縮小または拡大して試料の妥当性の判定を改善してもよい。本開示の実施形態は、照射光または検出光のビーム角度を制御する手段として試料容器を使用してもよい。さらなる実施形態は、照射光路または散乱光路中の、照射レンズまたは他の光学素子を用いた別々の光学的操作を使用する。
【００３５】
[0065]試料確実性読取り装置／メータは、１つまたは複数の試料を、一斉にまたは別々に読み取るための、単一または複数のチャネルを備えてもよい。読取り装置は、読取りの前または最中に試料を混合する環状（ｏｒｂｉｔａｌ）または直線状のかくはん機／加振機など、均質化機構を備えてもよい。あるいは、このメータは、別々の環状または直線状のかくはん機／加振機が読取りの前または最中に試料を均質化することを可能にする、中央のソフトウェアまたはプログラマブルロジックシステムによって制御してもよい。このかくはん機／加振機は、試料を均質化するように試料容器を動かすロボットアームでもよい。かくはん機／加振機の機構はまた、ピペットの操作によって実現してもよく、たとえば、試料確実性を測定する容器に試料を移送するのにピペットが使用されるとき、ピペット自体の動きまたはピペットの分配操作が所望の均質化を実現してもよい。
【００３６】
[0066]１つの読取り中、またはアルゴリズムによって組み合わせて試料確実性レベルの単一の判定を報告する複数の読取り中に、読取り装置または試料容器を回転／スキャンしてもしなくてもよい。試料を回転／スキャンすることの利点は、試料確実性のレベルをより良好に解釈できるようにすること、および／または、試料容器の光学的透明度（擦り傷、穴などがないこと）への依存性を低減することになる。
【００３７】
[0067]試料確実性読取り装置は、この読取り装置のタイミングおよび機能を制御するための、大規模な自動システムのアーキテクチャと互換性のある通信アーキテクチャを備えてもよい。読取り装置は、検出器が生成する小さい電流または電圧を増幅する、検出器ボードを備えてもよい。検出器ボードの例示的な場合では、８つの測定検出器およびその増幅回路を含む。読取り装置は、光源の光で試料を照射する照射ボードを備えてもよい。照射ボードの例示的な場合では、８つのＬＥＤおよびその駆動回路を含む。この読取り装置は、外部から供給された電力を取得し、それをモジュールの機能的電子装置に分配する、電力分配アーキテクチャを備えてもよい。給電し、検出し、伝送し、または、装置内で使用される電力および信号を分析するのに使用される電子装置は、実際の光学測定場所から離れた場所に設置できることも、開発の時点で考えられる。設計規定を追加して、ファラデーケージ遮蔽などの装置のための電磁適合性（ＥＭＣ）を改善すること、デカップリングコンデンサを追加すること、接地ループを回避することなどが、多種多様な環境での装置の性能を改善できることも考えられる。
【００３８】
[0068]実際には、プラスチックまたはガラスの全ての試料容器には、光散乱パターンを変化させることがある、一定レベルの曇りまたは擦り傷がある。例示的な実施形態は、試料容器の回転／スキャンを利用して、これらの影響をいくぶん軽減してもよい。他の例示的な実施形態では、使用時および／または製造時に、擦り傷がつく可能性の低い場所で測定検出器を利用してもよい。別法として、またはこれらの方法に加えて、自動システムにおいて試料を移送する前に、または試料容器自体の製造プロセスの初期に、擦り傷がないかどうか試料容器を品質検査することもできる。さらに、保護膜、パウチ、またはパッケージを使用して、読取りの前に試料容器に擦り傷のない性質を保護することもできる。
【００３９】
[0069]同様に、収集プロセスにおいて試料が混合されることになる移送媒体または分析媒体の濁度を、製造時に制御し測定することが有益である。媒体の品質を事前にスクリーニングすることにより、背景レベルの制御をより厳格に行い、したがって信号対雑音の性能を改善することが可能になる。さらに、媒体の濁度の絶対レベルは、システムの検出限界に影響を及ぼすこともある。
【００４０】
[0070]定義
[0071]試料は、実体についての特性を判定するために試験されている、実体全体の一部またはその実体全体である。たとえば、ヒトは、ＨＩＶウイルスのＤＮＡ検体について試験することになる血液試料を提供してもよい。個人のＨＩＶが陽性だと見つけることもでき、その血液のウイルス量を測定することもできる。この文書で記述している方法から利益を受けることもある一般的な試料タイプは、血液、血漿、尿、細胞採取、毛髪試料、気体試料、液体試料、固体試料、または微粒子試料であるが、これらは用途および産業に依存する。
【００４１】
[0072]試料確実性は、試料の妥当性における信頼性として定義される。
【００４２】
[0073]試料の妥当性は、特定のウイルス（ＨＰＶ１６もしくは他のウイルスなど）が個体内に存在するか否かなど、試験結果が、試験される実体の実際の真の状況を表しているまたは予測している試料として定義される。
【００４３】
[0074]次に、具体的で非限定的な例に関して、本発明をより詳細に説明する。
【００４４】
[0075]次に図１を参照すると、試料の濁度を測定することができる第１の例示的な試料妥当性制御測定システム（「ＳＡＭ」）１００が示してある。試料は、ハウジング１２０が支持する容器１５０に供給される。たとえば、ＬＥＤを備える光源１０２は、概略示した照射ビーム経路１０４に沿って移動する光を放射し、試料１１２を照射する。光は、試料１１２内で懸濁している粒子に反射し、またはそこから散乱し、放射ビーム経路１０６に沿って試料検出器１０８まで移動する。試料１１２は十分な量があり、メニスカス１１３は、光を反射または散乱する、試料１１２の一部分の上にあるので、光のうち放射ビーム経路１０６に沿って移動するものがある。基準検出器１１０は、光源１０２から基準ビーム経路１１１に沿って伝達される光を検出して、光源１０２から放射された光の強度を補正することができる。試料検出器１０８と基準検出器１１０で検出される光信号を比較することによって濁度が計算できるような基準として、また、光源１０２が適切に機能しているのか、機能不良を起こしていて置き換えなければならないのかの指標として、基準検出器１１０で検出される光の強度を使用して、（たとえば、光源１０２への電圧を変化させることにより）この光源１０２からの光出力を較正することができる。
【００４５】
[0076]基準検出器を使用して、ＬＥＤの光出力の変動を監視することができる。標準の市販または特注の濁度較正装置（様々な粒子／細胞の密度またはサイズでの特徴づけられた粒子／細胞の懸濁液の溶液）を使用して、測定検出器と濁度レベルとの関係をマッピングすることができる。さらに、測定検出器の関数としての濁度と基準検出器の関係をマッピングすることにより、光源の合理的な変動で濁度読取り値の補正が可能になる。１つの例示的なマッピングは、カットオフ範囲近くの直線状のマッピングであり、測定検出器信号と基準検出器信号の比が、複数ポイント（たとえば、２ポイント、３ポイント、ｎポイント）の較正曲線に、区分的に直線状にマッピングされる。
【００４６】
[0077]多くの較正ポイントが、自然な非直線性をシステムで扱う必要がないように、照射光源が動いているか、また検出器が動いているかを検出する機能をシステムに組み込んでもよい。たとえば、この装置は、試料容器が存在している状態または存在していない状態で、検出器および光源が動いていることを確認するために、既知の周波数での閃光照射光源を有してもよい。次いで、光チャネルを確認することにより、試料の妥当性を定性的に判定する際に、飽和信号を適切な試料とみなすことができるようになる。たとえば、飽和した測定検出器信号について、試料の妥当性は、単に陽性として、または代替的に＞２００，０００個／ｍｌの細胞として報告してもよい。この光学チャネル自己テストにより、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）の分解能をより細かく設定することにより、この設計でより高い分解能を達成できるようになる。通常、増幅された信号は、検出器からの０〜１２Ｖとは異なっていてもよい。ほぼ０〜４９ＮＴＵ（ネフェロメ濁度単位）の範囲を含むように、１６ビットＡＤＣが０．７Ｖに設定される場合、カットオフ付近の分解能が改善し、試料確実性の判定においてグレーゾーンの可能性を低減させることができる。あるいは、全女性について一義的な定量結果を報告するのに必要なフルダイナミックレンジは、７００ＦＮＵ（ホルマジンネフェロメ単位）付近の検出を必要とすることがある。これにより、ＡＤＣを１０Ｖの範囲に設定することが必要になり、それによりカットオフ付近での読取り装置の分解能が著しく低下することもある。試料の妥当性の定量測定が必要なとき、濁度の範囲にわたってより良好な感度を達成するために、濁度の１つの読取り値内で、または追加の読取り値を通して、利得は能動的に変化することがある。この装置により、試料の妥当性の二者択一が可能になり、したがって能動利得制御が不要となる。高感度で範囲限定の読取りと低感度で範囲拡張の読取りの両方が可能な検出回路の構成およびプログラミングが当技術分野で知られており、ここで詳細に説明する必要はない。
【００４７】
[0078]読取り装置は、補正された読取り値を、通信ポートを介して自動システムに報告することができる。次いで、ソフトウェアは、この値と、その試料タイプにおける既定のカットオフ絶対値とを比較することができる。光散乱読取り値がカットオフ以上である試料は、妥当であるとみなすことができる。値がカットオフ未満である試料は、細胞充実性において不適切であるとみなすことができる。
【００４８】
[0079]次に図２を参照すると、試料の濁度を測定することができる別の例示的な試料妥当性制御測定システム（「ＳＡＭ」）２００が示してある。この実施形態では、放射および／または検出された光が、囲まれた通路、ほぼ囲まれた通路、または遮蔽された通路として形成されたビームチャネルを通って移動する。ビームチャネルは、空気、気体、ガラス、透明プラスチックなどの光伝達媒体を含んでもよく、周辺光、および試料容器１５０内の欠陥から散乱された光から浮かび上がる背景光を低減させることが期待される。光源２０２から放射された光は、入力ビームチャネル２０９を通って移動し、試料２１２を照射する。試料２１２内に懸濁された粒子は、光を反射または散乱し、この光の一部は、放射ビームチャネル２１４を通って試料検出器２０８まで移動する。試料容器２５０の照射部分２５２内の擦り傷または不完全な部分から散乱される光は、放射ビームチャネル２１４により、検出器２０８まで移動することを抑制または防止され、潜在的に背景光を低減させ、試料容器２５０の照射部分２５２内の擦り傷に対する濁度測定の感度を相対的に低くする。同様に、基準検出器２１０は、光源２０２から基準ビームチャネル２１６に沿って伝達される光を検出する。この基準ビームチャネル２１６は、反射された光、散乱された光、および周辺光を遮断し、したがって、基準検出器２１０に達する背景信号を低減させ、この測定の信頼性を改善することができる。
【００４９】
[0080]図３には、本明細書において説明するプロセスおよびシステム、または別のシステムにおける中間容器として使用してもよい、抽出管ユニット（「ＥＴＵ」）１１００の例示的な一実施形態が示してある。このＥＴＵ１１００は、図４〜６に関して説明するＥＴＵと同様のものでも同一のものでもよい。通常、ＥＴＵは、バーコードなどの識別機能、ならびに自動システムによるＥＴＵの保持および／または移動を容易にする掴み面を備えることになる。ＥＴＵ内の個々の試料位置または試験管は、ＥＴＵ管またはＥＴＵ位置と呼んでもよい。
【００５０】
[0081]例示的なＥＴＵ１１００は、フレーム１１０２および複数の試験管１１０４を備える。この実施形態では、８本の試験管１１０４が設けられている。しかし、別の実施形態では、１２本の管のＥＴＵ、および別の数の試験管を有するＥＴＵを使用してもよい。フレーム１１０２は、処理ステップ全体を通して、加わる負荷の下で実質的に変形することなく、管１１０２およびその中に含まれる試料を運搬するのに適切な長さを有する剛性構造を備えてもよい。材料はまた、システム内の動作温度において、安定しており、十分な強度をもたなければならない。たとえば、適切な材料には、金属、木材、またはプラスチック（たとえば、ナイロン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ＡＢＳやＨＩＰＳなどのポリスチレンなど）が含まれ得る。
【００５１】
[0082]管１１０４は、適切などんな形状を含んでもよい。図示した実施形態は丸い底部を有し、これにより渦状の混合が容易になり、ピペット操作でのデッドボリュームが最小限に抑えられる。円錐形底部の管も、これらの特性を共有する。別の実施形態では、平坦な底部の形状など、他の形状を使用してもよい。管１１０４の寸法および形状は、上流の処理または下流の処理を容易にするように構成してもよい。管１１０４は、ガラスまたはプラスチックなど、どんな適切な材料で作製してもよい。濁度試験などの光学試験を容易にするために、試験管１１０４は、部分的にまたは完全に、所望の試験を可能にするための十分な鮮明度および透明度を有する、透明または半透明な材料から形成されることが好ましい。試験管１１０４は、フレーム１１０２と一体に形成してもよく（これらを、フレーム１１０２を形成する同じ材料で形成すること、またはフレーム１１０２内で適位置に成型することなどにより）、または、別々に形成して、フレームに結合してもよい（圧入、接着剤、締め具、試験管１１０４に形成されたねじなどにより）。
【００５２】
[0083]試験管１１０４は、フレーム１１０２の長手方向に沿って一列に配置されるが、フレーム１１０２が様々な形状を有してもよい別の実施形態では、この試験管１１０４は、他のどんな適切な配列またはパターンで配置してもよい。図３に示すように、フレーム１１０２は細長く、拡大端部１１０６を有して、その結果、フレーム１１０２の片側または両側に沿ってくぼみが形成されてよい。図示した実施形態では、このフレームの形状は、上から見ると「犬用の骨」である。拡大端部１１０６が設けられることにより、複数のＥＴＵを密にひとまとめにしたとき、隣接するＥＴＵ間でくぼみによって空間が生まれる。これにより、グリッパが、各ＥＴＵ１１００に近づいて、これを個別に掴むことができるようになる。
【００５３】
[0084]図４には、抽出管ユニット（「ＥＴＵ」）などのマルチチャネル試料容器で使用するように構成された、試料妥当性制御測定システム（「ＳＡＭ」）の例示的な一実施形態が示してある。このＥＴＵは、実施例２で説明するものと同様または同一のものでもよい。ＳＡＭ４００は、ＥＴＵ１１００を支持するハウジング４２０を備える。ＥＴＵの光源、検出器、および管は、実施例１で説明する構成と同様に、個別に構成される。図示した実施形態では、各ＥＴＵ管１１０４は、それ自体の光源、試料検出器、および基準検出器を有しているが、図にはその全てを示しているのでも、またラベル付けしているのでもない。各試料管の下の光源から放射される光は、各試料を照射する。各試料内に懸濁された粒子は、光を反射または散乱し、この光の一部は、放射ビームチャネル４１４を通って各試料検出器４０８まで移動する。各基準検出器４１０は、各光源から各基準ビームチャネル４１６に沿って伝達された光を検出する。各試料検出器および基準検出器は、プリント回路板を備えてもよい支持体４２２に取り付けられる。他の実施形態では、複数の検出器および放射器も、単一の検出器ボードに集積化してよく、このようなボードには、図示した８管システム内の８つの測定検出器全てが含まれ得る。
【００５４】
[0085]照射源は、５度以下の狭いビーム角度の赤色またはＮＩＲのＬＥＤでもよく、これは、ＰＳ、ＰＥＴＧ、ＰＰ、ＰＣ、ＰＭＭＡ、ガラス、または他の透明な材料の試料容器（たとえば、一般に約１．５ｍＬの試料媒体の液体を保持する、５ｍＬの丸い底部の試験管）を照射している。メニスカスに達する前に管の壁を照射しないよう、ビーム角度は十分に狭い。さらに、ビームは、管の平坦な表面または湾曲した表面に送られるが、この管表面は入力ビームに対して本質的に垂直であり、したがって、試料容器の壁は、ライトパイプとして働く可能性が低い。というのも、この構成により、光の全内部反射および部分的な内部反射を避けることが期待されるからである。管に入力されるとき、照射ビームのスポットサイズは小さく、それによりビームが通り抜ける管表面積が低減する。したがって、この比較的小さい領域のみが、試料の妥当性検出に利用可能な光の量および方向に影響を及ぼす擦り傷または曇りの影響を受けやすい。この領域は、擦り傷のない状態に保たれることが好ましいが、擦り傷および他の不完全性に対する何らかのシステムの許容度が期待される。測定検出器の視野は、周辺光、および１次照射ではない反射からの２次散乱を除去するために、照射されるコアの液体領域部分の大半を含んでもよく、照射されないコア領域のほとんどを含まなくてもよい。
【００５５】
[0086]図４に示した実施形態では、各検出器が、ビーム経路に沿ってＥＴＵの長手軸からオフセットした角度で放射された光を検出するように位置している。この構成では、放射ビーム経路は、ＥＴＵの保護面、すなわち、使用中に他の面でこすられる可能性が低く、したがって擦り傷から保護されたＥＴＵの一部分を通って移動することが好ましい。ＥＴＵ１１００の図示した実施形態では、もっとも擦り傷がつきやすい管表面は、管全ての外径、すなわちＥＴＵ１１００の長手軸に垂直な管の各部分の接線上にある外部面に沿った各管の側部にある。各管１１０４の残りの部分は、少なくともある程度までは隣接する
管１１０４によって保護されるが、それというのも、対象物が隣接する管間に少なくとも部分的に到達して、管表面の保護部分に接触し、そこを傷つけ、または擦り傷を付けるからである。しかし、端部管は必ずしもこの種の保護の恩恵を受けるわけではなく、放射ビーム経路は、部分的に露出した場所を通って移動してもよい。たとえば、図４の実施形態では、もっとも右側の位置の（支持体４２２に取り付けられた）各検出器は、隣接する管によって保護されていないもっとも右側の管の一部分を通して濁度を検出してもよい。
【００５６】
[0087]次に図５を参照すると、ＳＡＭ５００の代替実施形態を上から見た図が示してある。この実施形態では、左から４つの管についての検出器が、右から４つの管についての検出器とは異なるＥＴＵの側に位置している。さらに、図４の実施形態とは異なり、各検出器は全て、隣接する管によって保護された管の各部分を通して濁度を検出するように配向されている。図示した実施形態では、各ＥＴＵ管は、それ自体の光源、試料検出器、および基準検出器（図１または図２に示したものなど）を有しているが、図にはその全てを示しているのでも、またラベル付けしているのでもない。各試料検出器および基準検出器は、プリント回路板を備えてもよい支持体５２２に取り付けられる。ＥＴＵ１１００の各個別管に含まれる試料は、光源によって下から照射され、各試料光中に含まれる粒子で散乱された、またはそこから反射した光の一部分は、光路５１４を下に移動し、試料検出器５０８によって検出される。基準検出器５１０は、光源５０２から基準ビームチャネル５１６に沿って伝達される光を検出する。光路５１４、５１６、および検出器５０８、５１０は、ＥＴＵ１１００の長手軸に対して傾斜した角度で配向され、その結果、光路は、管の保護された部分（すなわち、他の管または環境との接触を抑制する他の構造と隣接する管の部分）を通過する。また、この構成により、複数のＳＡＭ５００を互いに隣接して近くに配置することが容易になってもよい。
【００５７】
[0088]次に図６を参照すると、モジュールとして試料処理システム内に組み込まれてもよい８チャネルＳＡＭ６００が示してある。ハウジング６２０は、上記の構成要素と同様のマルチチャネルＳＡＭの構成要素を含み、これは自動システム内に取り付けてもよい。たとえば、自動システムは、プロセスおよびシステムにおける中間容器として、個々の容器もしくはＥＴＵ、または同様の容器を使用してもよい。このようなシステムの例が、「ＳＡＭＰＬＥ ＰＲＥＰＡＲＡＴＩＯＮ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＣＥＲＶＩＣＡＬ ＳＰＥＣＩＭＥＮＳ」と題する、２００８年４月４日出願の米国特許出願第１２／０６２，９５０号、「ＡＵＴＯＭＡＴＥＤ ＡＳＳＡＹ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ」と題する、２００９年１０月９日出願の米国特許出願第１２／５８８，３０４号（整理番号７５８２０．０００４０１）、および「Ｏｐｅｎ Ｐｌａｔｆｏｒｍ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｓａｍｐｌｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」と題する、２００９年１０月９日出願の米国特許出願第１２／５８８，３０６号（整理番号７４７０８．００１００１）に記載されており、それぞれ、その全体を参照により本明細書に組み込まれる。
【００５８】
[0089]図２７には、試料妥当性制御測定システム（「ＳＡＭ」）のワーキングモデル用の濁度基準の信号／基準測定を示す図である。濁度基準（既知の濁度値を有する試料）は、８チャネルＳＡＭを使用して測定した。信号／基準は、試料検出器で測定される信号に対する、基準検出器で測定される信号の比を示す。
【００５９】
[0090]図２８には、８チャネルＳＡＭのワーキングモデル用の較正カーブが示してある。信号／基準の値は、濁度基準の既知の濁度値に対してプロットされており、直線状の較正カーブがデータに適合している。
【００６０】
[0091]図２９には、８チャネルＳＡＭのワーキングモデルの各チャネルにおける試料の量への依存性が示してある。１．２ｍｌ以下の量について、電圧は試料の量への強い依存性を示すが、試料の量１．３ｍｌ以上については、電圧は量とは比較的無関係である。まとめると、これらの結果は、現在のモデルが、１．３ｍｌ以上の容量を有する場合の濁度を正確に測定できるが、１．２ｍｌ以下の量を有する試料については、試料の量が測定値に著しい影響を及ぼすことを示している。測定確度をより確実なものにするために、より大きな最小量を選択してもよい（たとえば、以下の例では１．５ｍｌの最小量を使用する）。図３０には、時が経つにつれて試料が沈殿する様子、および濁度測定に及ぼす結果が示してある。
【００６１】
[0092]実施例
【実施例１】
【００６２】
[0093]
[0094]８チャネル検出システムとＨａｃｈ濁度計の比較
[0095]図１〜２および図４〜６に示したシステムと同様の８チャネル検出システムを使用して取得された濁度測定値は、濁度計（コロラド州ラブランド、Ｈａｃｈ ＣｏｍｐａｎｙのＬａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｔｕｒｂｉｄｉｍｅｔｅｒ Ｍｏｄｅｌ ２１００Ｎ（「Ｈａｃｈメータ」））を使用して取得された濁度測定値と比較された。５つの濁度基準が各装置で測定され、相関係数Ｒ＾２＝０．９９９３（図３１）が得られる。さらに、図３２に示すように、ＰｒｅｓｅｒｖｅＣｙｔ媒体（Ｑｉａｇｅｎから入手可能）内の臨床材料については、Ｈａｃｈメータで取得される測定値と８チャネル検出システムで取得される測定値との間には強い相関（ｎ＝２３５、Ｒ＾２＝０．８３）があった。さらに、これらの結果により、例示的な８チャネル検出器システムで得られる測定値の妥当性が確認される。
【００６３】
[0096]本明細書において説明されるこの実施例および他の実施例では、ＨＡＣＨ ２１００ＮまたはＨＡＣＨ ２１００ＡＮ濁度計を使用する濁度測定は、本質的に以下のプロトコルに従って実行された。メータがオンになると、「収集」プログラムがコンピュータ上で起動される。トップメニューから「計器（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）」を選択し、次いで「開く（ｏｐｅｎ）」次いで「ＨＡＣＨ ２１００ＡＮ」を選択する。データの宛先を選択すると、試料の濁度テンプレートとともにスプレッドシートが開く。トップメニューから「計器（Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ）」を選択し、次いで「コマンド（Ｃｏｍｍａｎｄｓ）」次いでコマンドメニューから「１秒間に３０回読み取る（３０ ｒｅａｄ ａｔ １ ｓｅｃｏｎｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）」を選択する。試料のバーコードを走査することにより、試料のＩＤ番号が準備完了となる。１．５〜２ｍＬの試料の量が、ポリスチレンまたはＰＥＴＧの管内にピペット操作され、２秒間かくはんされ、ＨＡＣＨメータの試料スロット内に配置される。次いで「送る（Ｓｅｎｄ）」が「コマンドメニュー（ｃｏｍｍａｎｄ ｍｅｎｕ）」から選択される。完了すると、トップメニューに配置された「停止（ｓｔｏｐ）」ボタンが選択される。最後に「計器（ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ）」次いで「終了（ｅｘｉｔ）」が選択される。
【００６４】
[0097]本明細書において説明されるこの実施例および他の実施例では、８チャネル濁度計を使用する濁度測定は、本質的に以下のプロトコルに従って実行された。コンピュータ上では、ＳＡＣ−ＵＩ（試料妥当性制御ユーザインターフェース）が開き、これにより「ＱＩＡＧＥＮ ＳＡＣインターフェースシミュレータ」が開く。ＳＡＣ ＵＩは、４つのコマンドオプションを有する。第１のコマンドオプションは「操作コマンド（Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍａｎｄｓ）」第２のオプションは「診断コマンド（Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｃｏｍｍａｎｄｓ）」第３のオプションは「較正コマンド（Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ Ｃｏｍｍａｎｄｓ）」第４のオプションは「製造者コマンド（Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｓ Ｃｏｍｍａｎｄｓ）」である。操作コマンドにより、ユーザは、ユーザモードを変更し、濁度測定値を取得することができるようになる。較正コマンドにより、ユーザは、較正データを作成またはアップロードすることができるようになる。操作コマンドから、ＭＤセットモード（ＭＤ−Ｓｅｔ Ｍｏｄｅ）を選択し、このモードを「Ｍ」（製造者）にセットし、このモードにより、ユーザは、較正データを作成またはアップロードすることができるようになる。次いで「較正コマンド」を選択し、次いで「ＣＤアップロード較正（ＣＤ−Ｕｐｌｏａｄ Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）」を選択して較正データをアップロードする。次に「操作コマンド」を選択し、このモードを「Ｏ」（操作者モード）にセットし、これにより、較正データへのアクセスが不能になり、ユニットの較正を偶然に変更することを防止する。これらのステップが完了すると、このシステムは、試料の濁度を読み取る準備が整う。試料は、最小量１．５ｍｌで８チャネル試料ホルダに投入される。「操作コマンド」は、濁度値を読み取り表示するための２つの機能を提供する。「ＢＧ−読取り開始（ＢＧ−Ｂｅｇｉｎ Ｒｅａｄ）」は、読み取るべき濁度のための信号を送信する。「ＳＡ−試料取得」が、表示すべき濁度値のための信号を送信する。「ＳＡ−試料取得」をクリックして濁度値を見る。第１にＢＧ−読取り開始を選択し、第２にＳＡ−試料取得を選択する。濁度の読取りが完了すると、エラーボックスが、ＢＧ−読取り開始とＳＡ−試料取得の欄の両方で「エラーなし」と表示することになる。次いで「結果ボックス」が、チャネル１から始まる各チャネル（ｃｈｎｌ１、ｃｈｎｌ、．．．ｃｈｎｌ７、ｃｈｎｌ８）について濁度値を表示する。濁度値が、小数点以下３桁で表示される。表示されている値はＮＴＵ×１０である。たとえば、表示された値が「０５３」である場合、濁度は５．３ＮＴＵであり、表示された値が「２３５」である場合、濁度は２３．５ＮＴＵである。
【実施例２】
【００６５】
[0098]
[0099]ブランク試料の濁度測定
[00100]「ブランク」試料（水またはＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ媒体のみを含む）の濁度が測定された。次に図３３を参照すると、ブランク媒体による濁度値への寄与はほとんどなかった。具体的には、管の７５％の読取り値は０．２ＮＴＵ以下であったが、９７．５％の読取り値は０．９ＮＴＵであった。これらより高い読取り値（＞１．０）は、明らかに、管上の擦り傷、および、どのようにひとまとめにされたかが原因であった。製造時、梱包時、または取扱時に管への擦り傷を最小限に抑えるための手段を講じること、および／または、たとえば前述のように、擦り傷がつく可能性が低い管の各部分を通して試料および検出器に光を伝達することなどによって、擦り傷の影響を最小限に抑えるための手段を講じることにより、擦り傷の影響を低減させることができる。
【実施例３】
【００６６】
[00101]
[00102]濁度測定、細胞数、およびＤＮＡ定量化によって判定される試料の細胞充実性の比較
[00103]この実施例では、濁度測定、血球計による直接細胞計数、およびｑＰＣＲによるＤＮＡ定量化によって判定される試料の細胞充実性を比較する研究を説明する。後者２つの方法である、血球計による直接細胞計数、およびｑＰＣＲによるＤＮＡ定量化は、細胞充実性を判定する、広く受け入れられた方法であり、血球計による直接細胞計数は一般に、もっとも正確な方法であるとみなされている。メリーランド州ローレルでの女性の無作為の母集団から収集された子宮頚部の試料を使用して、これらの実験が行われた。何百もの試料を収集し、評価して、この予備データを集めた。これらの研究によっては、利用可能な患者の試料の全数よりも少ない数を使用したものもあった。メリーランド州ローレルの子宮頚部センターからＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ（ＰＣ）試料が得られた。濁度測定、細胞計数、およびＤＮＡ定量化による細胞密度の間の比較研究が行われた。Ｈａｃｈメータが、２ｍＬずつの試料に等分された７５ｍＬのポリスチレン管内の濁度を測定した。
【００６７】
[00104]２２μＬの試料の量における細胞を定量化するために、血球計が使用された（Ｎ＝９９）。ｑＰＣＲ ＡＢＩβグロビン制御（Ｎ＝６９１、Ｎ＝３９８）を使用してＤＮＡを定量化するために、蛍光検出を用いるストラタジーン社製のリアルタイムサーモサイクラーが使用された。次いで、比較のために、ＤＮＡ定量化が細胞密度（細胞数／ｍＬ）に変換された。試料の大半は、１０ＮＴＵ（ＦＮＵ）を超える値を生み出す、１０，０００〜１，０００，０００個の細胞／ｍＬを含んでいた。ブランクのＰＣ媒体（Ｎ＝１００）は、Ｈａｃｈメータを使用して、２ＮＴＵの９９．５％のＣＩ閾値を判定した。これらのデータに対応する対数曲線が図７に示してある。メリーランド州ローレルの母集団は、ｑＰＣＲ値と濁度値の間の媒体相関を示しており、Ｒ＾２はほぼ０．３６に等しい。これらの結果が、試験中の母集団の性質と、試料妥当性についてのカットオフ付近での濁度および細胞充実性の実際の関係との両方を示している。カットオフ範囲（＞４０ＮＴＵ）での値を見つけるために、典型的な母集団をオーバーサンプリングすると、濁度と細胞密度の間でのｒ２＝０．５２（Ｎ＝３９８）の穏やかな相関が、βグロビンによって測定されることが分かった（図８）。
【００６８】
[00105]ばらつきの原因が、特定の試料妥当性法にあるのか、実際の試料におけるばら
つきにあるのか判定するために、濁度法とｑＰＣＲ法の両方が、ヒト細胞の血球計（手動での細胞計数）による推定と比較された。手動での細胞計数法に対して両方法を比較すると、両方法は細胞数に対して大きな相関を有するが、濁度法がより大きな相関を有することが分かった。次に図９、図１０および図１１を参照すると、９９の無作為に選択された細胞充実性の低い試料が、濁度、βグロビンｑＰＣＲ、および血球について分析された。濁度測定値と血球の相関（Ｒ＾２＝．７５８６）は、βグロビンｑＰＣＲと血球の相関（Ｒ＾２＝．５７２２）よりも良好であり、（濁度とｑＰＣＲの相関はＲ＾２＝０．５８６１）濁度がｑＰＣＲよりも正確に細胞充実性を測定する方式になる可能性があることを示していた。
【００６９】
[00106]この関係をさらに判定し、試料ばらつきの影響を低減させるために、細胞密度
の５つの試料が連続的に希釈され、濁度またはβグロビン対細胞数について、細胞数と濁度の相関がｒ２＞０．８９と大きいことが分かった（図１２、１３および１４）。この立証により、試験母集団の９０〜１００％について試料の妥当性を確実にするカットオフを定義することもできるという考えが支持される。
【００７０】
[00107]次に図１５を参照すると、ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ媒体における１０００を超える臨床材料についての濁度測定値およびｑＰＣＲ値によって評価される細胞充実性は、濁度と細胞密度（細胞数／ｍｌ）の間に大きな相関（Ｒ＾２＝０．６７２）があることを明らかにした。試料の量が様々であるデータの一部も、個別に示してある。すなわち、＞４ｍｌの量（Ｎ＝６６９、Ｒ＾２＝０．３１１）（図１６）、＞２ｍｌおよび＜４ｍｌの量（Ｎ＝１７２、Ｒ＾２＝０．６００４）（図１７）、ならびに＜２ｍｌの量（Ｎ＝２３５、Ｒ＾２＝０．６５７）（図１８）の場合である。総合的に、ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ媒体における１０００を超える臨床材料についての濁度値およびｑＰＣＲ値の比較研究は、濁度と細胞密度（細胞数／ｍｌ）の間に大きな相関（Ｒ＾２＝０．７）があることを明らかにした。
【００７１】
[00108]本明細書に記載のこの実施例および追加の実施例では、本質的に以下のプロトコルに従って細胞計数が実行された。機械式のミクサを使用して４０００ｒｐｍで３０秒間、試料が混合される。完全に混合した後、５０μＬの試料を１．５ｍＬの遠心分離管にピペットで移し、５μＬのＣｙｔｏ染色色素を試料に加えて混合する。次いで、試料と色素の混合物が、室温で３０分間培養される。血球計およびカバースリップが、脱イオン水を使用し、次いで７０％のアルコールを使用して洗浄され、この清潔なカバースリップは、血球計上に注意深く置かれる。次いで、１１μＬの試料と色素の混合物は、チャンバに
ピペットで移され、次いで、毛管作用により均等に分散する。試料が加えられると、カバースリップを動かさないように注意を払うが、それというのも、カバースリップを動かすと細胞の均等な分散が妨げられるからである。顕微鏡を介して血球計を見て、少なくとも５つの１ｍｍ^２の面積の正方形（各コーナーに４つの正方形、および中心の正方形）において細胞を数える。試料の細胞充実性が低い場合、１８全ての正方形を数える。正方形内に含まれる細胞、または、正方形の上部および左側の境界とオーバラップしている細胞のみである（余分にまたは２重に数えることを防止するために、正方形の底部および右側の境界とオーバラップしている細胞は除外される）。１ｍｍ^２当たり５０個未満の細胞または２００個を超える細胞が存在する場合、希釈を調整し、試料を数え直す。細胞の濃度は以下のように計算される。第１に、正方形当たり平均の細胞を得るように数えられた正方形の数で細胞の数を分割し、次いで、正方形当たりの細胞の平均数に１０＾４を掛けて、数えられる試料中のｍＬ当たりの細胞の数を得て、最後に、試料が希釈された場合に、この結果に希釈係数を掛けて、希釈されていない元の試料中のｍＬ当たりの細胞の数を得る。
【００７２】
[00109]本明細書に記載のこの実施例および他の実施例では、細胞からのＤＮＡの抽出
は、ＱＩＡａｍｐ抽出プロトコル（ＤＮＡ分離のためのＱＩＡ９６ ＭｉｎＥｌｕｔｅプロトコル）を使用して、本質的に以下のように実行される。キットが新規のとき、３０ｍＬのエタノールを試薬ボトル（事前に１３ｍＬに等分されている）に加えることによりバッファＡＷ２が準備され、このバッファＡＷ２のボトルには、ＥｔＯＨが加えられたことを示すマークが付けられる。試薬は、常温において１年間は安定である。全ての試料および試薬ＡＴＬ、ＡＬ、ＡＶＥ、ＡＷ２は、室温に置かれる。深いウェルプレートのヒータがオンになり、５６℃および７０℃にまで平衡化される。十分なバッファＡＴＬがプロテイナーゼＫと８０：２０の比率で混合されて、各試料に１００μＬを加える。１００μＬのバッファＡＴＬ／ＰＫ混合物が、Ｓブロックの各ウェルに加えられる。次いで、各試料のうち２５０μＬがＳブロック上のウェルに加えられ、１１００ｒｐｍで１５秒間、プレート振動機上で混合される。次いで、このプレートは、深いウェルプレートヒータ内において３０分間５６℃で培養される。この培養中、以下の計算に従ってｃＲＮＡＡＶＥ（以下参照）がバッファＡＬに加えられる。次いで、Ｓブロックが深いウェルプレートヒータから取り外され、ｃＲＮＡとともに２５０μＬのバッファＡＬが、Ｓブロックの各ウェルに加えられ、１１００ｒｐｍで１５秒間、プレート振動機上で混合される。次いで、Ｓブロックは、深いウェルプレートヒータ内において１５分間７０℃で培養される。培養している間、試料Ｓブロック内に試料を含む位置と同じ、平衡Ｓブロック内のウェルに９００μＬの水を加えることにより、平衡Ｓブロックが作製される。次いで、３００μＬの１００％エタノールが、各試料に加えられる。次いで、Ｓブロックはカバーされ、１０００ｒｐｍで１５秒間、短いポーズを５秒毎に入れて（混合中の液飛びを防止するよう注意する）混合される次いで、Ｓブロックが、室温で５分間培養される。Ｓブロックから新規のＳブロック上のＱＩＡ９６プレートにライセートを移送するのに、マルチチャネルピペットが使用される。ＱＩＡ９６プレート上の各位置で、プレートマップがラベル付けされる。次いで、ＱＩＡ９６プレートは、３０００ｒｐｍで１分間、遠心分離される。別段の指示がなければ、廃棄物を取り込むように、ＳブロックがＱＩＡ９６プレートの下に置かれた状態で遠心分離がそれぞれ実行され、各遠心分離の後に、Ｓブロックは中身を廃棄され、汚れる。平衡Ｓブロックの各位置から１５０μＬが取り除かれる。バッファＡＷ２をよく振り、７５０μＬのバッファＡＷ２をＱＩＡ９６プレートの各ウェルに加え、Ｓブロック上に置く。次いで、ＱＩＡ９６プレートは、３０００ｒｐｍで１分間遠心分離される。７５０μＬの１００％ＥｔＯＨが、ＱＩＡ９６プレート内の各ウェルに加えられ、３０００ｒｐｍで１分間遠心分離され、次いでさらに３分間遠心分離される。次いで、キムワイプ（またはハイブリッドプレート）がＱＩＡ９６プレートの下に配置され、深いウェルヒータにおいて５６℃で５分間培養されて、膜をさらに乾燥させる。次いで、ＱＩＡ９６ブロックが溶離プレート上に配置され、１００μＬのバッファＡＶＥが膜に直接加えられ、次いで、３５μＬのＴｏｐ−Ｅ液体が各ウェルに加えられ、室温で５分間培養される。１３５μＬの水が「平衡」溶離プレートに加えられ、３０００ｒｐｍで１分間遠心分離される。次いで、管内の溶出液が複数のプレートにそれぞれ１０μＬで等分され、−２０℃（または、同じ日に使用する場合は４℃）で保管される。溶液ｃＲＮＡＡＶＥ（バッファＡＶＥ内のキャリアＲＮＡが１μｇ／μＬ）を作製するために、３１０μＬのバッファＡＶＥが、３１０μｇのｃＲＮＡ（凍結乾燥の場合）を含む管に加えられ、優しくただし完全に混合され、次いで、個々の管に等分されて−２０℃で保管される。次いで、ｃＲＮＡとともにバッファＡＬが以下のように、試料毎に、３００マイクロリットルのバッファＡＬを１．５マイクロリットルのｃＲＮＡＡＶＥと混合される。例として、９６の試料について、２８８００マイクロリットルのバッファＡＬと、１４４マイクロリットルのｃＲＮＡＡＶＥとを混合する。
【００７３】
[00110]本明細書に記載のこの実施例および他の実施例では、本質的に以下のプロトコルに従ってｑＰＣＲが実行された。アンプリコンがない空間では、ＰＣＲ反応成分が−２０℃の冷凍庫から取り出され、完全に融解させられる。試料、ゲノムＤＮＡ、および試薬は、室温で完全に溶融させられる。ゲノムＤＮＡが連続的に希釈される（それぞれ等分する前に、試料が１０秒間かくはんされる）。プレートのレイアウトが以下に示すようになされる（ＳＴＤ＝標準、ＮＴＣ＝テンプレートなしの負の制御）。プレート当たり、標準用および制御用に１６個の位置を占め、試料用に８０個の位置を残しておく。
【００７４】
【表１】
プレートのレイアウト
【００７５】
[00111]クリーンルームでは、ＰＣＲ Ｍａｓｔｅｒ Ｍｉｘが作製される。総量は、必要とされる反応の数に量を掛けたものである。ピペット操作を繰り返すことにより、プレートレイアウトによって示すように、主混合物のうちの４５μｌが各ウェルに加えられる。標準物が１０秒間かくはんされ、指定されたウェルに５μｌが加えられる。臨床サンプルから分離されたＤＮＡは１０秒間かくはんされ、指定されたウェルに５μｌが加えられる（ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ試料）。５μｌのＭＢＧ（分子生物学グレード）の水が、負の制御（ＮＴＣ）に指定されたウェルに加えられる。
【００７６】
[00112]次いで、試料は、ストラタジーン社のｑＰＣＲマシン内で試験される。熱サイクルは、以下のようにプログラムされる。
【００７７】
[00113]サイクル１
[00114]９５℃で５分間
[00115]サイクル２（４５Ｘ）
[00116]９５℃で１５秒間
[00117]５２℃で３０秒間
[00118]７２℃で３０秒間
[00119]試験の後に、結果が保存される。結果は、以下の受入れ基準を満たせば受け入れられる。すなわち、標準曲線の傾きは−２．５〜−３．８の範囲にあり、標準曲線のＲ^２は０．９０以上であり、プレート内の負の制御についてのＣ_Ｔは４０サイクルを超える。
【実施例４】
【００７８】
[00120]
[00121]細菌およびヒト細胞を含む試料の濁度
[00122]光の散乱は、試料中の反射粒子物質の数およびサイズの関数なので、濁度法により、ヒト細胞より綿棒で採取した元の試料から、細菌を区別することができるかどうか試験された。次に図１９、２０および２１を参照すると、Ｈａｃｈ濁度計を使用すると、細菌およびヒト細胞を別々に数えた場合に、以下のデータより、細菌のサイズ（ほぼ、上皮細胞の１０分の１のサイズ）は濁度の読取り値を決定づけないことが明らかである。むしろ、ヒト細胞の濁度読取り値が、境界を作り出すラインの右下を決定づける。さらに、細菌細胞の数と濁度との相関は、ヒト細胞の数と濁度との相関よりも弱い。これらの結果は、濁度測定における支配的要因が、上皮細胞の数であることを示唆している。
【実施例５】
【００７９】
[00123]
[00124]子宮頚部試料の濁度の分布
[00125]図２２には、メリーランド州ローレルでの母集団からの試料中の濁度の分布が示してある（上記の実施例４でさらに説明する）。図２３には、メリーランド州ローレルでの母集団の一部分が示してあるが、これは、所与の試料妥当性のカットオフ決定についての濁度に基づいて不適切であるとみなされることになる。たとえば、カットオフ９が選択された場合、研究中の母集団の２．５％が不適切な細胞充実性を有するものとみなされることになる。メータの閾値が十分であり、したがって母集団全体を検出できることを留意されたい。ＨＣ２ ＨＰＶ試験について、予想されるカットオフは２〜２０ＦＮＵの間である。追加の母集団がこれらの方法によって分析されて、試料の代表的な性質、および試料が適切かどうか判定するためのカットオフ値の臨床的有意性を判定する。
【実施例６】
【００８０】
[00126]
[00127]子宮頚部試料についてｑＰＣＲによって判定される濁度および細胞充実性の分布
[00128]図２４および２５には、濁度および細胞充実性の分布、ならびに、それぞれβグロビンｑＰＣＲにより、またＨａｃｈ濁度計を用いて分析された試料の百分率変換された細胞数の分布が示してある。各図において、各グループ内のもっとも左のバーは、量が４ｍＬを超える試料に対応し（Ｎ：６６９）、各グループ内の中央のバーは、量が２ｍＬ〜４ｍＬの間の試料に対応し（Ｎ：１７２）、各グループ内のもっとも右のバーは、量が２ｍＬ未満の試料に対応する（Ｎ：２４０）。図２６には、ＳｕｒｅＰａｔｈ（「ＳＰ」）プロトコルに従って取得された、試料についての濁度の分布が示してある。
【実施例７】
【００８１】
[00129]
[00130]試料妥当性についての濁度カットオフ値の判定
[00131]ＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ媒体での臨床サンプルの濁度についての１パーセンタイル最小値は、上記の実施例３で説明したシステムと同様の８チャネル検出システムを使用して７．４ＮＴＵと判定された。９９．７％信頼区間は、２〜１１．６ＮＴＵであった。８００のＰｒｅｓｅｒｖＣｙｔ試料の濁度の分析から、２、７．５、および１１．６のカットオフ値は、結果として、それぞれ母集団の０．１２５％、１％、または１．７５％の試料妥当性になる。説明したように追加の臨床サンプルを分析することができ、それにより、より高い統計的検出力で濁度分布を測定し、所与の濁度カットオフによって除外されることになる母集団の部分をより正確に判定する。
【実施例８】
【００８２】
[00132]
[00133]ＱＩＡＧＥＮ ＨＲ ＨＰＶ ＤＮＡ Ｔｅｓｔ（登録商標）についての十分性の閾値の判定
[00134]前述の通り、試料中の細胞の数が、ヒトパピローマウイルス感染症（ＨＰＶ ＤＮＡなど）の特徴を検出可能にするには不十分であるとき、試料は不適切とすることができる。採用される特定の分析は、陽性検出に必要となる試料の量を示し、したがって、分析感度が改善するにつれて、試料妥当性に必要となる試料は少なくて済む。したがって、特定の分析に対して十分性の閾値を確立することができる。さらに、患者固有および試料固有の特性（濁度に影響する汚染物や望ましくない材料など）ならびにばらつきの元になる他の要因が、検出用の細胞の十分な数を変化させる一因となることが予想される。したがって、妥当性の「閾値」は、試料の量と真の陽性を検出するのに試料が十分である確率との間の、確率論的な関係として表すことができる。
【００８３】
[00135]以下の実施例では、ＱＩＡＧＥＮ ＨＲ ＨＰＶ ＤＮＡ Ｔｅｓｔ（登録商標）（ＨＣ２分析とも呼ばれる）用の、十分性の閾値を判定するのに使用してもよい方法を説明する。ＨＰＶ感染した個体からの細胞試料が得られる。ゲノムＤＮＡの定量化および／または濁度測定（上記実施例において全て説明した）により、試料の細胞含有物が細胞計数によって判定される。次いで、連続的に希釈された既知の数の細胞が個別に試験されて、真のＨＰＶ陽性の臨床サンプルが偽の陰性結果を生じる試料の濃度を判定する。複数の個体から独立して収集された試料がこのように十分な数で試験されて、試料濃度と真の陽性ＨＰＶ感染の検出確率との間の統計的に有効とされた相関を判定する。濁度測定とＨＰＶ試験結果の相関に基づいて、次いで濁度閾値が確立され、そこで、閾値濁度を超える試料が真の陽性ＨＰＶ感染を検出するのに適切である確率である９０％、９５％、９７％、９８％、９９％、９９．５％、９９．９％、９９．９５％、９９．９９％など、定義された感度が得られる。
【実施例９】
【００８４】
[00136]
[00137]判定された試料妥当性を使用して、試薬を保存しまたは試料確実性を提供する方法
[00138]本明細書に記載の方法および機械を使用して、所与の試験について判定された閾値を超える感度を実現するのに適切とみなすべき十分な細胞材料または他の材料を、試料が含むかどうか判定してもよい。前述の通り、試験によっては、試料が陰性結果での信頼性を得るには不適切であっても、陽性結果が得られて有意になることもある。不適切な試料が試験されない場合、試薬を節約し、潜在的にコストを低減させることができる。何らかの妥当性の閾値レベルを超える試料だけが試験されるように、あらかじめデフォルトの判定をおこなってもよい。別法として、または事前設定されたデフォルトの基準に加えて、不適切な試料を試験すべきかどうか判定するための選択肢が提供される意志決定者に、指標を表示してもよい（潜在的にデフォルトの基準に優先する）。
【００８５】
[00139]さらに、試料妥当性の指標は、試験結果と一緒に提示してもよい。試料妥当性は、２つ以上の離散値（たとえば、「はい」、「不明確」、または「いいえ」）として示してもよい。たとえば、試料妥当性の判定レベルが与えられている場合に、陽性結果が得られたはずの統計的な確率を反映する信頼性の測定値として、試料の妥当性を提示してもよい。
【００８６】
[00140]さらに、試料を収集する責任を有する個々人、または監督者、管理者、トレーナーなどを含む関係する他の人々に、（たとえば、個々の値として、または要約もしくは集合形式で）試料の妥当性を報告してもよい。適切な是正措置が必要であることを明らかにできるこれらの個々人に、試料の妥当性の情報を潜在的にフィードバックすることができる。
【００８７】
[00141]本発明は、一例としてまた好ましい実施形態として説明してきたが、本明細書において使用されてきた用語は、限定するための用語ではなく、説明するための用語であることが理解される。添付の特許請求の範囲に記載の範囲内で、より広い態様において本発明の範囲および精神から逸脱することなく、変更を加えてもよい。本明細書において、特定の手段、材料、および実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明は、開示された特定のものに限定されないことが理解される。本発明は、添付の特許請求の範囲に記載に範囲内の全ての均等構造物、手段、および使用法にまで及ぶ。
【００８８】
尚、本発明は、特許請求の範囲に記載されるものの他、以下の態様を含む。
１．１つまたは複数の試料の濁度を一斉にまたは別々に測定するための１つまたは複数のチャネルを備え、各チャネルが１つまたは複数の光源および１つまたは複数の光検出器を含み、試料が１次試験に適切であるか不適切であるか判定される、試料確実性読取り装置。
２．均質化機構をさらに備える、上記１．に記載の試料確実性読取り装置。
３．前記均質化機構が、環状のかくはん機／加振機、直線状のかくはん機／加振機、へらを備えるミクサ、前記試料、およびピペットの吸引または分配の操作を均質化するように試料容器を移動させるロボットアームから構成される群より選択される、上記２．に記載の試料確実性読取り装置。
４．前記均質化機構が、読取りの前または読取り中に前記試料を混合する、上記２．に記載の試料確実性読取り装置。
５．前記読取り装置が中央ソフトウェアで制御され、またはプログラマブルロジックシステムにより、読取りの前または読取り中に、前記均質化機構が前記試料を均質化できるようにする、上記２．に記載の試料確実性読取り装置。
６．前記試料濁度が、単一の濁度読取り値を生成するようにアルゴリズムによって組み合わせられた複数の検出器角度で測定される、上記１．に記載の試料確実性読取り装置。
７．前記１つもしくは複数の光源、および／または１つもしくは複数の光検出器が、使用時および／または製造中に擦り傷がつく可能性の低い前記試料容器上のある位置全体に、光を送出または受光するように位置している、上記１．に記載の試料確実性読取り装置。
８．前記試料容器が、測定の前に、擦り傷について品質検査される、上記１．に記載の試料確実性読取り装置。
９．前記試料容器が、保護膜、パウチ、および／またはパッケージのうちの１つまたは複数によって保護され、測定前に前記試料容器上の擦り傷が防止される、上記１．に記載の試料確実性読取り装置。
１０．タンパク質、核酸、細胞またはウイルスが存在する、または存在しないことを定量的または定性的に検出する手段として、それらを推定上含む試料の濁度を検出するように構成される、上記１．に記載の試料確実性読取り装置。
１１．前記濁度の判定が、前記試料中のタンパク質、核酸、細胞またはウイルスの数と相関関係のある、上記１０．に記載の試料確実性読取り装置。
１２．上記１．〜１１．のうちのいずれかの試料確実性読取り装置を使用して、少なくとも１つの試料の濁度を検出する方法。
１３．前記濁度結果に基づいて、前記濁度が適切であると判定される場合、さらに１次試験を実行し、または、前記少なくとも１つの試料の前記濁度が不適切であると判定される場合には、１次試験を実行しない、上記１２．に記載の方法。
１４．前記試料確実性読取り装置を使用して、試料中の細胞またはウイルスの存在または数を判定する、上記１２．に記載の方法。
１５．試験試薬または労力を節約する、上記１２．または１３．に記載の方法。
１６．前記試料が、ヒトの子宮頚部組織の試料である、上記１２．に記載の方法。
１７．上記１．〜１１．のうちのいずれかの試料確実性読取り装置を使用して、少なくとも１つの試料に１次試験を実行する前に、または実行しないうちに、前記少なくとも１つの試料の濁度を検出する方法。
１８．１次試験を実施するのに使用される技法とは異なる技法を使用する、上記１．〜１１．のうちのいずれかの試料確実性読取り装置を使用する方法。
１９．上記１．〜１１．のいずれかに記載の試料確実性読取り装置を使用して、１次試験を実行するかどうか決定する方法であって、前記１次試験が、ウイルス感染または細菌感染の状態を判定する、方法。
２０．上記１．〜１１．のいずれかに記載の試料確実性読取り装置を使用して、ウイルス感染または細菌感染を定性的または定量的に評価する方法。
２１．前記ウイルス感染がヒトパピローマウイルスによる感染である、上記２０．に記載の方法。
２２．前記ヒトパピローマウイルスが、がんに関連する血清型である、上記２１．に記載の方法。
２３．上記１．〜１１．のうちのいずれかの試料確実性読取り装置を使用して、少なくとも１つの試料に少なくとも１つの１次試験を実行する前に、前記少なくとも１つの試料の妥当性を検出する方法であって、前記試料が適切であると判定された場合、前記１次試験における陰性の試験結果が報告されるのみである方法。
２４．不適切または確実ではないとされた試料の処理を中断することができるように、ソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェアを介して構成可能な自動システム。
２５．上記１．〜１１．のいずれかに記載の試料確実性読取り装置を使用して、少なくとも１つの１次試験を実行するのに先立って少なくとも１つの試料の濁度を求める方法であって、前記１次試験が、ＨＰＶ１次または２次スクリーニング試験である方法。
２６．前記１次試験が、ウイルスタンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、または感染細胞全体を検出する、上記２４．に記載の方法。
２７．上記１．〜１１．のいずれかに記載の試料確実性読取り装置を使用して、少なくとも１つの１次試験を実行するのに先立って少なくとも１つの試料の濁度を求める方法であって、前記１次試験が、ウイルス感染スクリーニング試験である方法。
２８．前記１次試験が、ウイルスタンパク質、ＤＮＡ、ＲＮＡ、または感染細胞全体を検出する、上記２７．に記載の方法。
２９．試料確実性判定モジュールを備える、１次試験を実行するための自動システム。
３０．前記試料が、１次容器内で均質化され、前記１次容器から２次容器に分割される、上記２９．に記載の自動システム。
３１．前記２次容器は８つまでの試料を収容することができる、上記３０．に記載の自動システム。
３２．前記２次容器が次いで、８チャネル光散乱（濁度）計において、同時にまたは連続的に読み取られる、上記３０．に記載の自動システム。
３３．試料妥当性の読取りまたは再読取りを実行する前、または実行している間、移送された試料のロボットによる振り混ぜまたは前記濁度計による直接の振り混ぜが実行され、それにより、試料の沈殿が低減される、上記３０．に記載の自動システム。
３４．ソフトウェア構成可能な選択肢が、不適切と判定される試料に分析試薬をさらに加えることを止めるかどうか判定する、上記２９．に記載の自動システム。
３５．前記ソフトウェア構成可能な選択肢が、製造時またはユーザによって構成可能である、上記３４．に記載の自動システム。
３６．ソフトウェア構成可能な選択肢により、試料妥当性の判定をオフにすることができる、上記２９．に記載の自動システム。
３７．ソフトウェア構成可能な選択肢が、不適切な試料を保持するか廃棄処理するか決定する、上記２９．に記載の自動システム。
３８．保持されている不適切な試料が、その元の容器に移送して戻される、上記３７．に記載の自動システム。
３９．分析試験からの情報量と前記試料確実性の測定値との組合せに基づいて、前記１次試験の結果が報告される、上記２９．に記載の自動システム。
４０．前記試料確実性の判定が、定性的または定量的である、上記２９．に記載の自動システム。
４１．前記試料確実性の判定カットオフ値が、試料のタイプおよび臨床／治療の有意性のうちの少なくとも１つに基づいて決定される、上記２９．に記載の自動システム。
４２．照射のビーム角度を制御するためのレンズ、および放射光の経路を制御するためのレンズのうちの少なくとも１つを備える、光学測定システムで使用するための試料容器。
４３．前記照射源の前記ビーム角度を制御するための前記レンズが、測定検出器で見える、コアが照射された試料空間を縮小または拡大する、上記４２．に記載の試料容器。
４４．放射光の前記経路を制御するための前記レンズが、測定検出器で検出可能な散乱光の量を変化させる、上記４２．に記載の試料容器。
４５．試料の妥当性を判定する方法であって、
プロセッサを使用して、試料の濁度の測定値を含むデータを受け取るステップと、
プロセッサを使用して、電子記憶装置に記憶された１つまたは複数の指定された基準と濁度の前記測定値を比較するステップと、
プロセッサを使用して、少なくとも部分的に前記比較に基づいて試料の妥当性結果を求めるステップと、
前記試料の妥当性結果の指標を提示するステップとを含む方法。
４６．前記指標が、ユーザへの報告として提供される、上記４５．に記載の方法。
４７．前記指標が、電子表示装置に表示される、上記４５．に記載の方法。
４８．前記指標が、自動化された試料取扱いに関連する装置に、電子通信情報として提供される、上記４５．に記載の方法。
４９．前記電子記憶装置が、揮発性のコンピュータデータ記憶装置、不揮発性コンピュータデータ記憶装置、およびそれらの組合せのうちの少なくとも１つを備える、上記４５．に記載の方法。
５０．前記１つまたは複数の指定された基準のうちの少なくとも１つが、前記試料の細胞充実性レベルに関連する濁度の最小レベルに少なくとも部分的に基づく、上記４５．に記載の方法。
５１．前記試料の妥当性結果を電子記憶装置に記憶するステップをさらに含む、上記４５．に記載の方法。
５２．１つまたは複数の電子的に記憶された試料の妥当性結果を分析して、試料収集エラー、試料取扱いエラー、試料処理エラー、試料妥当性測定エラー、試料妥当性測定較正要件、およびそれらの組合せのうちの、少なくとも１つを識別するステップをさらに含む、上記５０．に記載の方法。
５３．光散乱試料濁度測定装置から、濁度の測定値が電子的に受け取られる、上記４５．に記載の方法。
５４．前記濁度の測定値が、ユーザによって入力される、上記４５．に記載の方法。
５５．上記４４．に記載の方法を実行するために、コンピュータプロセスを実行するよう少なくとも１つのプロセッサに命令するように、前記少なくとも１つのプロセッサによって読取り可能なように構成された命令のコンピュータプログラムを記憶するための、少なくとも１つのプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
５６．電子記憶装置と通信するように結合されたプロセッサを備え、前記プロセッサは、
前記試料の濁度の測定値を受け取り、
電子記憶装置に記憶された１つまたは複数の指定された基準と前記濁度の測定値を比較し、
少なくとも部分的に前記比較に基づいて試料の妥当性結果を求め、
前記試料の妥当性結果の指標を提供するように構成されている、試料の妥当性を判定するためのシステム。
５７．前記プロセッサは、検出された光散乱に少なくとも部分的に基づいて、濁度の測定値を求めるようにさらに構成される、上記５６．に記載のシステム。
５８．試料容器の一部分を照射するための光源と、照射された前記試料容器の前記一部分からの光散乱を検出するための光検出器とをさらに備える、上記５７．に記載のシステム。
５９．試料確実性判定モジュールを含む１次試験を実行するのに先立って、容器間で試料を移送するための自動システム。

Claims (20)

1. 試料の妥当性を確実にするための自動化された方法であって、
   長手方向軸に沿って水平方向に延びるフレームを備える管ユニットを提供する工程と、
   前記フレームに接続され且つ前記長手方向軸に沿って一列に配置される複数の試験容器であって、それぞれ、前記フレームの垂直方向下方に配置される底部壁と、前記底部壁を前記フレームに接続する側壁と、前記試験容器に収容される試料とを備える複数の試験容器を提供する工程と、
   各試験容器の前記底部壁の下方に照射源を提供する工程と、
   照射ビームを垂直方向上方に各試験容器の前記底部壁を通して各試料内部に到達させるように、前記照射源を作動させる工程と、
   前記照射源と各試験容器の前記底部壁との間の位置で前記照射ビームの強度を評価する工程と、
   放射ビームを生成するように、前記照射ビームの少なくとも一部を各試料と相互作用させることにより散乱させる工程と、
   前記放射ビームを、垂直軸に対して垂直であり且つ前記フレームの前記長手方向軸に対して零でない鋭角に方向づけられた放射ビーム経路に沿って、前記試験容器の前記側壁を貫通させ、これにより、前記放射ビームが前記試験容器の擦り傷部分を通る可能性を低減する工程と、
   各試験容器の前記側壁に隣接して且つ前記放射ビーム経路の端部に、試料検出器を提供する工程と、
   前記試料検出器を用いて前記放射ビームの強度を検出する工程と、
   前記放射ビームの前記強度に基づいて試料濁度測定値を生成する工程と、
   前記試料濁度測定値に基づいて、１次試験で正確な結果をもたらすように前記試料の妥当性を判定する工程と、
   を備える、方法。
2. 前記試料の妥当性を判定する工程が、前記試料濁度測定値を１つまたは複数の所定の基準と比較する工程を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記試料濁度測定値が、前記試料中のタンパク質、核酸、細胞またはウィルスの数と相関関係を有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記試料濁度測定値が、前記試料中の細胞の数の推定値を含み、前記試料の妥当性を判定する工程が、前記試料中の細胞の数の推定値を前記細胞の数の最小値と比較する工程を含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記方法が、さらに、前記方法を実施する装置の使用者に対して、前記試料の妥当性の指標を生成する工程を備える、請求項１に記載の方法。
6. 前記方法が、さらに、前記試料の妥当性が適切であると判定される場合に前記１次試験を実行する工程、または、前記試料の妥当性が適切でないと判定される場合に前記１次試験を実行しない工程を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記方法が、さらに、前記試料の妥当性が適切であると判定されるか不適切であると判定されるかに係らず前記１次試験を実行し、前記１次試験の結果が陰性であるか否かを判定するように前記１次試験を評価し、前記試料が適切であると判定される場合のみ陰性の試験結果を報告する工程を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記方法が、さらに、前記方法を実施する装置の使用者に対して、前記試料の妥当性の指標を生成する工程を備える、請求項７に記載の方法。
9. 前記試料が、人の子宮頸部の試料を含み、前記１次試験が、ＨＰＶウィルススクリーニング試験である、請求項１に記載の方法。
10. 前記照射ビームの強度を評価する工程が、
    前記照射源と前記底部壁との間に位置する前記照射ビームの一部を、前記試験容器の外側下方に位置する基準ビーム経路に沿って伝達する工程と、
    前記基準ビーム経路に沿って伝達される前記照射ビームの前記一部の強度を測定することによって、前記照射ビームの強度を評価する工程と、
    を含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記方法が、さらに、評価された前記照射ビームの強度に基づいて前記照射ビームの強度を調整するように前記照射源を制御する工程を備える、請求項１に記載の方法。
12. 前記方法が、さらに、評価された前記照射ビームの強度に基づいて、前記照射ビームの強度が、許容される強度範囲内にあるか否かを判定する工程を備える、請求項１に記載の方法。
13. 前記方法が、さらに、前記放射ビームの強度を検出する前または前記放射ビームの強度を検出する間に前記試料を均質化する工程を備える、請求項１に記載の方法。
14. 前記照射ビームが単色光を含む、請求項１に記載の方法。
15. 前記放射ビーム経路が、２つの隣接する試験容器の間に位置する試験容器の保護された部分を通る、請求項１に記載の方法。
16. 試料妥当性測定装置であって、
    管ユニットとハウジングとを備え、
    前記管ユニットは、
    長手方向軸に沿って水平方向に延びるフレームと、
    前記フレームに接続され且つ前記長手方向軸に沿って一列に配置される複数の試験容器とを備えており、前記複数の試験容器の各々は、前記フレームの下方で垂直方向に配置される底部壁と、前記底部壁を前記フレームに接続する側壁と、前記試験容器に収容される試料とを備えており、
    前記ハウジングは、各試験容器を保持する複数の試料妥当性測定ステーションを備えており、前記複数の試料妥当性測定ステーションの各々は、
    各試験容器の前記底部壁の下方に配置され、且つ、照射ビームを、垂直方向上方に各試験容器の前記底部壁を貫通させるように方向づけられる、照射源と、
    各試験容器の下方且つ外側に配置される基準ビームチャネルであって、前記照射ビームの第１の部分を前記基準ビームチャネルに沿って伝達するように構成される、基準ビームチャネルと、
    前記基準ビームチャネルの端部に配置され、且つ、前記基準ビームチャネルに沿って伝達される前記照射ビームの前記第１の部分の強度を測定するように構成される、基準ビーム検出器と、
    各試験容器の前記側壁に隣接して配置され、且つ、各試験容器中の前記試料の濁りによって散乱する、放射ビームの第２の部分を含む前記放射ビームを受け入れるように方向づけられる、試料検出器とを備えており、
    前記試料検出器は、前記垂直方向に対して垂直に且つ前記フレームの前記長手方向軸に対して零でない鋭角で延びる放射ビーム経路の端部に配置される、装置。
17. 前記放射ビーム経路が、２つの隣接する試験容器の間に位置する試験容器の保護された部分を通る、請求項１６に記載の装置。
18. 前記複数の試料妥当性測定ステーションのすべての前記試料検出器が、前記フレームの前記長手方向軸の一方の側に配置される、請求項１６に記載の装置。
19. 前記複数の試料妥当性測定ステーションは、
    試料妥当性測定ステーションの第１の組と、試料妥当性測定ステーションの第２の組とを備えており、前記第１の組の試料妥当性測定ステーションの試料検出器は、前記フレームの前記長手方向軸の第１の側に配置され、前記第２の組の試料妥当性測定ステーションの試料検出器は、前記フレームの前記長手方向軸の第２の側に配置され、前記第２の側は前記第１の側に対向する、請求項１６に記載の装置。
20. 前記ハウジングは、前記長手方向軸に沿って第１の端部から第２の端部まで延びており、
    前記第１の組の試料妥当性測定ステーションは、零でない前記鋭角が前記第２の端部に向けて傾斜するように、前記第１の端部から前記第２の端部に向けて第１の列をなして配置され、
    前記第２の組の試料妥当性測定ステーションは、零でない前記鋭角が前記第１の端部に向けて傾斜するように、前記第２の端部から前記第１の端部に向けて第２の列をなして配置される、請求項１９に記載の装置。