JP6590697B2 - サンプル処理及び細胞計数のための方法及びデバイス - Google Patents
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Description
本出願は、2012年11月7日出願の米国仮特許出願第61/723,665号明細書の利益を主張するものであり、その全体を参照により本明細書に組み込む。
Claims (55)
- 受容サンプル中の微粒子又は細胞の沈降を生じさせるために回転軸を中心として回転するように構成されているカートリッジであって、
カートリッジは、第1端部と、第2端部と、連結相手と、を有し、
カートリッジの長さは、カートリッジの幅の2倍超であり、
回転軸は、カートリッジの連結相手と位置合わせされてカートリッジの第1端部と第2端部の間に位置しており、
カートリッジは、
前記受容サンプルを保持するように構成されている中心キャビティと、
前記中心キャビティと流体連通するように構成されている沈降カラムであって、
前記中心キャビティの断面積よりも小さい断面積を有する沈降カラムと、
前記中心キャビティに連結されている第1開口部と、前記沈降カラムに連結されている第2開口部と、を含むサンプル誘導キャビティであって、前記第1開口部が第1断面積を含み、前記第2開口部が前記第1断面積よりも小さい第2断面積を含み、前記サンプル誘導キャビティが規定体積の前記受容サンプルを保持するように構成されており、且つ前記カートリッジの回転中に細胞を前記沈降カラム内に誘導するように構成されている、サンプル誘導キャビティと、
を含む、カートリッジを含む、装置。 - 動作モード時、前記カートリッジを受容し、且つ回転するように構成されている器具を更に含み、前記器具が、
モータと、
少なくとも前記動作モード時、前記器具を前記カートリッジと結合するように構成されている連結機構と、
前記モータに提供される電力量を制御するように構成されている制御部と、
を含む、請求項1に記載の装置。 - 前記制御部が、更に、前記モータの回転速度、前記モータの方向又は回転、前記モータの回転時間、及びこれらの任意の組み合わせからなる群のいずれかを制御するように構成されている、請求項2に記載の装置。
- 前記制御部に結合された複数のエミッタを更に含む、請求項2又は3に記載の装置。
- 前記制御部は、更に、前記エミッタによって放出される光の量を制御するように構成されている、請求項4に記載の装置。
- 前記制御部が、更に、前記器具の状態を検知するように構成されており、前記状態が、前記器具の蓋が開いているか閉じているか、前記器具のバッテリーの電圧、前記カートリッジが前記器具に取り付けられているかどうか、及び前記カートリッジの回転速度からなる群から選択される、請求項2〜5のいずれか一項に記載の装置。
- 前記器具が複数の基準点を更に含み、各基準点が電圧値を含み、前記制御部が、更に、
前記モータが回転している際の複数の特定時間に前記器具の前記複数の基準点における電圧値の差を測定するように構成されており、且つ
電力を提供することにより前記モータの前記回転速度又は回転時間を制御するように構成されており、前記提供される電力が前記複数の基準点における前記電圧の差に基づく
請求項2〜6のいずれか一項に記載の装置。 - 前記器具が複数の基準点を更に含み、各基準点が電圧値を含み、前記制御部が、更に、前記モータに電力を提供し、前記複数の基準点における前記電圧値を測定することにより、前記カートリッジが前記モータに取り付けられているかどうかを検知するように構成されている、請求項2〜7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記モータがモータ端子を更に含み、前記器具が1つ又は複数の基準電圧を含み、前記制御部が、更に、第1時間間隔の間前記モータに電力を提供し、第2時間間隔の間前記モータへの電力の提供を停止し、前記モータ端子の電圧差及び前記1つ又は複数の基準電圧又は前記器具のバッテリーの前記電圧差のうちの1つを測定することにより前記カートリッジが前記モータに取り付けられているかどうかを検知するように構成されている、請求項2〜8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記器具が、磁石と、磁界を検知するように構成されているセンサと、を更に含む、請求項2〜9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記器具が蓋を更に含み、前記磁石が前記器具の前記蓋に組み込まれており、前記器具蓋が閉じている場合、前記磁石と前記センサとの間の第1距離により前記センサが前記磁石の磁界を検知することが可能になるように前記センサが前記器具に組み込まれている、請求項10に記載の装置。
- 前記センサが前記制御部に結合されており、前記制御部が、更に、前記センサ内の磁界の変化を検知するように構成されており、前記磁界の変化が、前記磁石と前記センサとの間の前記第1距離が、閉じた蓋を示す閾値距離よりも小さいかどうかに相当する、請求項11に記載の装置。
- 前記制御部が、更に、前記磁石と前記センサとの間の前記距離が前記閾値距離よりも大きい場合、前記モータに電力を供給するのを停止するように構成されている、請求項12に記載の装置。
- 前記カートリッジが、前記カートリッジの回転のため前記カートリッジを器具の連結機構に連結するように構成されている連結相手を更に含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記モータが組み込み式シャフトを更に含み、前記連結相手が前記組み込み式シャフトに取り付けられるように構成されている、請求項14に記載の装置。
- 前記カートリッジが第1速度で回転している際、前記サンプル誘導キャビティが特定体積の前記受容サンプルを前記中心キャビティから受容するように構成されている、請求項1〜15のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジが第2速度で回転している際、細胞を前記沈降カラム内に誘導するように構成された勾配で前記サンプル誘導キャビティが前記カートリッジに組み込まれており、前記第2速度が前記第1速度よりも速い、請求項16に記載の装置。
- 前記カートリッジが浅いチャネルを更に含み、前記浅いチャネルは、前記受容サンプルが前記中心キャビティから前記サンプル誘導キャビティに前記浅いチャネルのみを通じて移動することができるように前記サンプル誘導キャビティの前記第1開口部を前記中心キャビティに連結し、前記浅いチャネルが、前記カートリッジが回転していないときに前記受容サンプルが前記中心キャビティから前記サンプル誘導キャビティに移動することを防止するように構成されている第3断面積を含む、請求項17に記載の装置。
- 前記カートリッジが、前記中心キャビティ又は浅い連結チャネルに連結されており、前記第1速度での回転時に前記サンプル誘導キャビティに誘導されなかった前記キャビティ内の前記受容サンプルの微粒子又は細胞を受容するように構成されている追加チャネルを更に含む、請求項18に記載の装置。
- 前記カートリッジが前記中心キャビティの断面積よりも実質的に小さな第4断面積を含むチャネルによって前記中心キャビティに連結されているオーバフローチャンバを更に含み、前記チャネルが、前記第1回転速度の間、前記中心キャビティから前記オーバフローチャンバに前記受容サンプルが移動することを防止するように構成されており、且つ、前記第2回転速度の間、前記キャビティから前記オーバフローチャンバに前記受容サンプルが移動することを可能にするように構成されている、請求項18に記載の装置。
- 前記カートリッジが前記中心キャビティに連結されているオーバフローチャンバを更に含み、前記オーバフローチャンバが、前記オーバフローチャンバ及び前記サンプル誘導キャビティが前記キャビティの前記中心の周りに質量を等しく分配し、回転時における前記カートリッジのバランスをとるように構成されている、請求項17に記載の装置。
- 前記中心キャビティが、前記第1速度での回転後、前記第2速度での回転時に、前記サンプル誘導キャビティ及び前記沈降カラム内にない前記受容サンプルの微粒子又は細胞が前記沈降カラムの外側でペレットを形成するように構成されている、請求項17〜21のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降カラムが、更に、前記第2回転速度の間、ヒトの肉眼で見える境界を含む細胞のペレットを沈降させるように構成されている、請求項17〜22のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降した細胞のペレットの幅を光学的に拡大し、前記ペレットの可視化を補助するように構成されている、前記沈降カラム上方の高分子構造に組み込まれた円柱レンズを更に含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジに組み込まれた筐体に含まれる細胞標識を更に含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載の装置。
- 前記細胞標識がアクリニジンオレンジである、請求項25に記載の装置。
- 前記カートリッジに組み込まれた筐体に含まれる流体又は水溶性標識を更に含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載の装置。
- 前記流体又は水溶性標識が前記細胞と前記サンプルとの間のコントラストを高めるように構成されている、請求項27に記載の装置。
- 前記流体又は水溶性標識が生細胞と死細胞との間のコントラストを高めるように構成されている、請求項27又は28に記載の装置。
- 前記流体標識がトリパンブルーである、請求項29に記載の装置。
- 前記カートリッジが、選択的光吸収色素を含有する生成ポリマー層を更に含む、請求項1〜30のいずれか一項に記載の装置。
- 前記器具のポリマー層内の前記色素が照明波長を選択的に吸収し、前記沈降した細胞のペレットの高さの視覚的蛍光識別を可能にするように構成されている、請求項31に記載の装置。
- 前記カートリッジに選択的光反射性ダイクロイック層がコーティングされている、請求項1〜32のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジを受容し、前記細胞の細胞標識による蛍光放出を発生させるため前記沈降カラムの照明を下から提供するように構成されている器具を更に含む、請求項1〜33のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジの下方要素が着色されており、前記カートリッジの上方要素が透明であるため、上からの前記沈降カラムの照明により光が前記沈降カラム内の前記細胞から散乱され、前記沈降カラムに沿った細胞がない部分に相当する位置にある前記カートリッジの前記着色された下方要素により吸収され、前記沈降した細胞のペレットの可視化を補助する、請求項1〜34のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジ側部からの前記沈降カラムの照明により前記沈降カラム内の前記細胞から光が散乱し、コントラストを高めるように前記カートリッジの下方要素が不透明であり、前記カートリッジの上方要素及び側部要素が透明である、請求項1〜35のいずれか一項に記載の装置。
- 前記受容サンプルが精液であり、前記細胞が精子細胞である、請求項1〜36のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降カラム内、前記中心キャビティ内、又は前記サンプル誘導キャビティ内に1つ又は複数の密度媒体を更に含む、請求項1〜37のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジが蒸発バリア及び前記キャビティを更に含み、前記沈降カラム及び前記サンプル誘導キャビティが前記密度媒体を保持するように構成されている、請求項38に記載の装置。
- 前記1つ又は複数の密度媒体が精漿の密度よりも高く、精子細胞の密度よりも低い密度を含み、前記1つ又は複数の密度媒体が、沈降した精子細胞を、前記沈降カラム内の前記受容サンプル中の精液及び他の微粒子から分離するように構成されている、請求項38又は39に記載の装置。
- 前記1つ又は複数の密度媒体が、不動精子細胞の密度よりも高く、運動精子細胞の密度よりも低い密度を含み、前記1つ又は複数の密度媒体が前記沈降カラム内の精液、不動細胞及び他の微粒子から運動細胞を分離するように構成されている、請求項38に記載の装置。
- 前記1つ又は複数の密度媒体が死細胞の密度よりも高く、生細胞の密度よりも低い密度を含み、前記1つ又は複数の密度媒体が、前記沈降カラム内の精液、死細胞及び他の微粒子から生細胞を分離するように構成されている、請求項38〜41のいずれか一項に記載の装置。
- 1つ又は複数の追加の沈降カラムと、1つ又は複数のそれぞれのサンプル誘導キャビティと、を更に含む、請求項1〜42のいずれか一項に記載の装置。
- 前記1つ又は複数の沈降カラム内、前記中心キャビティ内、又は前記1つ又は複数のサンプル誘導キャビティ内に1つ又は複数の密度媒体を更に含む、請求項43に記載の装置。
- 前記沈降カラム内、前記中心キャビティ内、又は前記サンプル誘導キャビティ内に1つ又は複数の着色又は蛍光ポリマーフロートを更に含む、請求項1〜44のいずれか一項に記載の装置。
- 前記受容サンプルが第1密度を有する第1細胞型と、第2密度を有する第2細胞型と、を含み、前記第1密度が前記第2密度よりも高く、前記1つ又は複数のフロートのうちの1つが前記第1密度よりも低く、前記第2密度よりも高い密度を含む、請求項45に記載の装置。
- 前記フロートが、精漿の第2密度よりも高く、精子細胞の第3密度よりも低い第1密度を含み、前記フロートが、前記沈降カラム内の沈降した精子細胞と精漿との間に境界をマークするように構成されている、請求項45又は46に記載の装置。
- 前記フロートが、蛍光ポリスチレンビーズ、着色ポリスチレンビーズ、及びポリスチレンのチップからなる群から選択される、請求項45〜47のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降カラムが、細胞濃度の推定値を前記沈降カラム内の前記沈降した細胞の体積から視覚的に把握することを可能にするように構成されている少なくとも1つのマーキングを更に含む、請求項1〜48のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降カラムが複数の部分を更に含み、各部分が、前記複数の部分の別部分の別の断面積とは異なる断面積を含む、請求項1〜49のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降カラムが、前記沈降カラム内の前記沈降した細胞の細胞濃度を使用者が推定するのを補助するように構成されている複数のマーキングを更に含み、前記沈降カラムの前記複数の部分が、前記沈降した細胞の細胞濃度を使用者が測定するのを更に補助するように構成されている異なる断面積を含む、請求項50に記載の装置。
- 前記カートリッジが、回転時、前記受容サンプルの撹拌を補助するように構成されている密な固体物体を含む、請求項1〜51のいずれか一項に記載の装置。
- 前記沈降カラムの少なくとも一部が透明な物質を含む、請求項1〜52のいずれか一項に記載の装置。
- 前記カートリッジが長さを更に含み、前記キャビティが直径を更に含み、前記直径が前記カートリッジの前記長さの半分以下である、請求項1〜53のいずれか一項に記載の装置。
- 前記サンプル誘導キャビティが前記キャビティから半径方向外側に、且つ前記沈降カラムから半径方向内側に延在する、請求項1〜54のいずれか一項に記載の装置。
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