JP6713477B2 - 集光システムならびにその製造および使用方法 - Google Patents
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Description
上で要約したように、本開示の態様は、(例えば、フローサイトメータのフローストリーム中の)試料によって放出された光を収集するように構成された光学的に位置合わせされた集光システムを含む。以下でより詳細に述べるように、光学的に位置合わせされた集光システムは、マウントおよびコネクタを備える。いくつかの実施形態では、コネクタのアライナがマウントのアライナに結合されるとき、コネクタは、マウントおよび集光構成要素と光学的に位置合わせされる。「光学的に位置合わせ」という語句は、その従前の意味合いで、2つ以上の光学構成要素が同じ光軸を有する(すなわち、光学的に同心である)ように互いに一列に位置決めされていることを表すために使用される。例えば、本開示の実施形態による光学的に位置合わせされた集光システムは、マウントおよびコネクタを含み、ここで、マウントの光学中心は、光軸に対して直交に測定したとき、コネクタの光学中心から100μm以下、例えば50μm以下、例えば25μm以下、例えば15μm以下、例えば10μm以下、例えば5μm以下、例えば2μm以下、例えば1μm以下、例えば0.5μm以下、例えば0.1μm以下、例えば0.05μm以下、例えば0.01μm以下、例えば0.005μm以下、さらには例えば0.001μm以下だけずれている。以下でより詳細に述べるように、マウントの遠位端にあるアライナをコネクタの近位端にあるアライナに結合した後、マウントの光学中心は、光軸に対して直交に測定したとき、コネクタの光学中心から500μm以下、例えば400μm以下、例えば250μm以下、例えば100μm以下、例えば50μm以下、例えば25μm以下、例えば15μm以下、例えば10μm以下、例えば5μm以下、例えば2μm以下、例えば1μm以下、例えば0.5μm以下、例えば0.1μm、例えば0.05μm以下、例えば0.01μm以下、例えば0.005μm以下、さらには例えば0.001μm以下だけずれている。
上で要約したように、本開示のいくつかの態様は、光学的に位置合わせされた集光システムの構成要素を組み立てるための方法も含む。いくつかの実施形態では、本発明の方法は、コネクタの近位端にある第1のアライナをマウントの遠位端にある第2のアライナに接続することにより、コネクタをマウントに結合するステップと、コネクタの遠位端にオリフィスプレートを取り付けるステップと、コネクタの遠位端に集光システムを結合するステップとを含み、それにより、第1のアライナと第2のアライナとを接続すれば、マウントおよびコネクタをオリフィスプレートおよび集光システムと光学的に位置合わせするために十分である。上述したように、本明細書では、「光学的に位置合わせ」という語句は、その従前の意味合いで、2つ以上の光学構成要素が同じ光軸を有する(すなわち、光学的に同心である)ように互いに一列に位置決めされていることを表すために使用される。例えば、本開示の実施形態による光学的に位置合わせされた集光システムは、マウントおよびコネクタを備え、ここで、マウントの光学中心は、光軸に対して直交に測定したとき、コネクタの光学中心から100μm以下、例えば50μm以下、例えば25μm以下、例えば15μm以下、例えば10μm以下、例えば5μm以下、例えば2μm以下、例えば1μm以下、例えば0.5μm以下、例えば0.1μm以下、例えば0.05μm以下、例えば0.01μm以下、例えば0.005μm以下、さらには例えば0.001μm以下だけずれている。以下でより詳細に述べるように、マウントの遠位端にあるアライナをコネクタの近位端にあるアライナに結合した後、マウントの光学中心は、光軸に対して直交に測定したとき、コネクタの光学中心から100μm以下、例えば50μm以下、例えば25μm以下、例えば15μm以下、例えば10μm以下、例えば5μm以下、例えば2μm以下、例えば1μm以下、例えば0.5μm以下、例えば0.1μm、例えば0.05μm以下、例えば0.01μm以下、例えば0.005μm以下、さらには例えば0.001μm以下だけずれている。
本開示の態様は、(例えば、フローサイトメータ内のフローストリーム中の)試料からの光を測定するためのシステムも含む。特定の実施形態では、システムは、上述したように、光源と、1つまたは複数の検出器または検出器アレイと、試料によって放出された光を収集するための本発明の光学的に位置合わせされた集光システムの1つまたは複数とを備える。例えば、対象のシステムは、光源、1つまたは複数の検出器または検出器アレイ、ならびに、光学的に位置合わせされた集光システムであって、(例えば、フローサイトメータ内のフローストリームから)光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、レンズを取り付けるための固定手段と、コネクタに結合してコネクタとの光学的位置合わせを維持するための遠位端に位置決めされたアライナとを有するマウント、および、オリフィスプレートに結合されるように構成されており、かつアライナによってマウントに結合されるコネクタを含む、(上述したような)光学的に位置合わせされた集光システムを備えることがある。いくつかの実施形態では、システムはフローサイトメータである。いくつかの場合、マウントは、フローサイトメータに解放不可能に組み込まれる。特定の実施形態では、マウントおよびコネクタは、オリフィスプレートおよび集光構成要素(例えば、光ファイバまたは自由空間光中継システム)と光学的に位置合わせされる。
本開示の態様は、(例えば、フローサイトメータ内のフローストリーム中の)試料からの光を測定するための方法も含む。いくつかの実施形態に従って方法を実施する際、フローストリーム中の試料が光源によって照射され、試料からの光が本発明の集光システムの1つまたは複数によって収集され、検出器によって測定される。いくつかの実施形態では、試料は生物学的試料である。「生物学的試料」という用語は、その従前の意味合いで、全生物、植物、菌、または動物組織、細胞、もしくは成分を表すために使用され、成分は、特定の場合、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄液、羊水、羊膜臍帯血、尿、膣液、および精液中で見られることがある。したがって、「生物学的試料」は、天然の有機体またはその組織の一部と、有機体またはその組織の一部から調製されたホモジェネート、溶解物、または抽出物との両方を表し、限定はしないが、例えば、血漿、血清、髄液、リンパ液、皮膚切片、呼吸器系、胃腸系、心血管系、および尿生殖器管、涙、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、臓器を含む。生物学的試料は、健常組織と疾患組織(例えば、癌性、悪性、壊死など)との両方を含む任意のタイプの生体組織でよい。特定の実施形態では、生物学的試料は、血液または血液成分(例えば、血漿)、涙、尿、精液などの液体試料であり、いくつかの場合、静脈穿刺または指への穿刺から得られる血液など、全血を含む血液試料である(ここで、血液は、アッセイ前に保存剤または抗凝固剤などの任意の試薬と混合されてもされなくてもよい)。
本発明の態様はキットをさらに含み、ここで、キットは、1つまたは複数のコネクタと、コネクタをマウントに結合するためのアダプタと、オリフィスプレートをコネクタに結合するためのアダプタと、集光構成要素をコネクタに結合するためのアダプタと、光学的調整構成要素と、オリフィスプレートと、本明細書で述べたような集光構成要素(例えば、光ファイバ光中継システムまたは自由空間光中継システム)とを備える。
本発明の光学的に位置合わせされた集光システム、およびそのような集光システムを組み立てて使用するための方法は様々な用途があり、後で位置合わせし直すまたは較正する必要なく、様々なタイプの集光システム間、例えば光ファイバ光中継システムと自由空間光中継システムとの間で交換可能であることが必要であるか、または望ましい。さらに、本発明のシステムおよび方法は、フローストリーム中の試料から収集される光の量を増加するために利用される。特定の場合、本開示は、フローサイトメータ内のフローストリーム中で照射された試料から収集された光の測定を向上するために利用される。本開示の実施形態は、研究および高スループット実験室試験などにおいて、フローサイトメトリでの放出測定の有効性を向上させることが望まれる場合に利用される。本開示はまた、細胞選別精度の改良、粒子収集の向上、エネルギー消費の低減、粒子帯電効率、より正確な粒子充填、および細胞選別中の粒子偏向の向上をフローサイトメータに提供することが望ましい場合に利用される。
1.光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段とを有するマウント、ならびに、
アライナと、マウント、オリフィスプレート、および集光構成要素に解放可能に結合し、かつそれらの間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段とを有する、オリフィスプレートに結合されるように構成されたコネクタ
を備える集光システム。
2.コネクタと集光構成要素との間に位置決めされたオリフィスプレートをさらに備える付記1に記載の集光システム。
3.オリフィスプレートは、コネクタおよび集光構成要素の1つまたは複数に解放可能に取り付けられるように構成されている付記2に記載の集光システム。
4.オリフィスプレートは、コネクタおよび集光構成要素に解放可能に取り付けられるように構成されている付記3に記載の集光システム。
5.オリフィスプレートは、ピンホールミラーを有する付記2〜4のいずれか一つに記載の集光システム。
7.オリフィスプレートは、スリットを有する付記2〜6のいずれか一つに記載の集光システム。
8.集光構成要素をさらに備える付記1〜7のいずれか一つに記載の集光システム。
9.集光構成要素は光ファイバ光中継束である付記8に記載の集光システム。
10.集光構成要素は自由空間光中継システムである付記8に記載の集光システム。
12.自由空間光中継システムは、プリズムを有する付記7に記載の集光システム。
13.アライナは、突起、ダボ、溝、ノッチ、皿穴、深座ぐり、および穴からなる群から選択される位置合わせ構成要素である付記1〜12のいずれか一つに記載の集光システム。
14.アライナはダボである付記13に記載の集光システム。
15.アライナは圧入ダボである付記14に記載の集光システム。
17.第1の固定手段および第2の固定手段はねじ山である付記16に記載の集光システム。
18.自由空間光中継システム、
光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段とを有するマウント、ならびに、
アライナと、マウント、オリフィスプレート、および自由空間光中継システムに解放可能に結合し、かつそれらの間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段とを有する、オリフィスプレートに結合されるように構成されたコネクタ
を備える、光学的に位置合わせされた集光システム。
19.コネクタと自由空間光中継システムとの間に位置決めされたオリフィスプレートをさらに備える付記18に記載の集光システム。
20.オリフィスプレートは、コネクタおよび自由空間光中継システムの1つまたは複数に解放可能に取り付けられるように構成されている付記19に記載の集光システム。
22.オリフィスプレートはピンホールミラーである付記19〜21のいずれか一つに記載の集光システム。
23.オリフィスプレートは、5つ以上のオリフィスを有する付記19〜21のいずれか一つに記載の集光システム。
24.オリフィスプレートは、スリットを有する付記19〜23のいずれか一つに記載の集光システム。
25.アライナは、突起、ダボ、溝、ノッチ、皿穴、深座ぐり、および穴からなる群から選択される位置合わせ構成要素である付記18〜24のいずれか一つに記載の集光システム。
27.アライナは圧入ダボである付記26に記載の集光システム。
28.第1の固定手段および第2の固定手段は、磁石、ラッチ、ヒンジ、繋留具、フックアンドループ固定手段、およびねじ山からなる群から独立して選択される付記18〜27のいずれか一つに記載の集光システム。
29.第1の固定手段および第2の固定手段はねじ山である付記28に記載の集光システム。
30.光ファイバ束、
光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、アダプタの遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段とを有するマウント、ならびに、
アライナと、マウント、オリフィスプレート、および光ファイバ束に解放可能に結合し、かつそれらの間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段とを有する、オリフィスプレートに結合されるように構成されたコネクタ
を備える、光学的に位置合わせされた集光システム。
32.オリフィスプレートは、コネクタと光ファイバ束のヘッドとの1つまたは複数に解放可能に取り付けられるように構成されている付記31に記載の集光システム。
33.オリフィスプレートは、コネクタと、光ファイバ束のヘッドとに解放可能に取り付けられるように構成されている付記32に記載の集光システム。
34.オリフィスプレートは、ピンホールミラーを有する付記31〜33のいずれか一つに記載の集光システム。
35.オリフィスプレートは、5つ以上のオリフィスを有する付記31〜34のいずれか一つに記載の集光システム。
37.アライナは、突起、ダボ、溝、ノッチ、皿穴、深座ぐり、および穴からなる群から選択される位置合わせ構成要素である付記30〜36のいずれか一つに記載の集光システム。
38.アライナはダボである付記37に記載の集光システム。
39.アライナは圧入ダボである付記38に記載の集光システム。
40.第1の固定手段および第2の固定手段は、磁石、ラッチ、ヒンジ、繋留具、フックアンドループ固定手段、およびねじ山からなる群から独立して選択される付記30〜39のいずれか一つに記載の集光システム。
42.集光システムを組み立てる方法であって、
コネクタの近位端にある第1のアライナをマウントの遠位端にある第2のアライナに接続することにより、コネクタをマウントに結合するステップと、
オリフィスプレートをコネクタの遠位端に取り付けるステップと、
集光システムをコネクタの遠位端に結合するステップと
を含み、
第1のアライナを第2のアライナに接続することは、マウントおよびオリフィスプレートを集光システムと光学的に位置合わせするために十分なものである方法。
43.第1のアライナは、突起、ダボ、溝、ノッチ、皿穴、深座ぐり、および穴からなる群から選択される位置合わせ構成要素である付記42に記載の方法。
44.第1のアライナはダボである付記43に記載の方法。
45.第1のアライナは圧入ダボである付記44に記載の方法。
47.第2のアライナはノッチである付記46に記載の方法。
48.オリフィスプレートは、ピンホールミラーを有する付記42〜47のいずれか一つに記載の方法。
49.オリフィスプレートは、5つ以上のオリフィスを有する付記42〜48のいずれか一つに記載の方法。
50.オリフィスプレートは、スリットを有する付記42〜49のいずれか一つに記載の方法。
52.集光構成要素は自由空間光中継システムである付記42〜50のいずれか一つに記載の方法。
53.集光システムが、フローサイトメータに一体化されている付記42〜52のいずれか一つに記載の方法。
54.カメラをマウントの近位端に結合するステップをさらに含む付記53に記載の方法。
55.集光システムを取り外すステップと、異なる集光システムをコネクタの遠位端に結合するステップとをさらに含む付記54に記載の方法。
57.コネクタを取り外すステップと、異なるコネクタをマウントの遠位端に接続するステップとをさらに含む付記42〜56のいずれか一つに記載の方法。
58.光源と、
光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段とを有するマウント、ならびに、アライナと、マウント、オリフィスプレート、および集光構成要素に解放可能に結合し、かつそれらの間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段とを有する、オリフィスプレートに結合されるように構成されたコネクタを備える集光システムと、
集光構成要素からの光の1つまたは複数の波長を測定するための検出器と
を備えるシステム。
59.光源はレーザである付記58に記載のシステム。
60.システムはフローサイトメータである付記58または59に記載のシステム。
62.集光構成要素は光ファイバ光中継束である付記58〜61のいずれか一つに記載のシステム。
63.集光構成要素は自由空間光中継システムである付記58〜61のいずれか一つに記載のシステム。
64.光源によって検査フィールド内でフローストリーム中の試料を照射するステップと、
フローストリーム中の試料から放出された光を集光システムによって収集するステップと、
収集された光を1つまたは複数の波長で測定するステップと
を含み、
集光システムは、
光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段とを有するマウント、ならびに、
アライナと、マウントおよび集光構成要素に解放可能に結合し、かつそれらの間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段とを有する、オリフィスプレートに結合されるように構成されたコネクタ
を備える、方法。
65.フローストリームが、200nm〜800nmの波長での光源によって照射される付記64に記載の方法。
67.集光構成要素は光ファイバ光中継束である付記64〜66のいずれか一つに記載の方法。
68.集光構成要素は自由空間光中継システムである付記64〜66のいずれか一つに記載の方法。
69.収集された光の波長を分離するステップをさらに含む付記64〜68のいずれか一つに記載の方法。
70.集光システムは、コネクタと集光構成要素との間に位置決めされたオリフィスプレートをさらに備える付記69に記載の方法。
72.オリフィスプレートは、ピンホールミラーを有する付記71に記載の方法。
73.オリフィスプレートは、5つ以上のオリフィスを有する付記71または72に記載の方法。
74.オリフィスプレートは、スリットを有する付記71〜73のいずれか一つに記載の方法。
75.光を受け取るためのオリフィスと、カメラに結合するために構成されたアダプタと、遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段とを有するマウント、
アライナと、マウントおよび集光構成要素に解放可能に結合し、かつそれらの間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段とを有するコネクタ、ならびに、
2つ以上のオリフィスプレート
を備えるキット。
77.異なる集光構成要素に解放可能に結合するように構成された第2のコネクタをさらに備える付記75または76に記載のキット。
78.第1のコネクタは、光ファイバ光中継束に解放可能に結合するように構成され、および、第2のコネクタは、自由空間中継システムに解放可能に結合するように構成される付記77に記載のキット。
本願は、2015年3月6日に出願された米国仮特許出願第62/129,570号明細書に対する優先権を主張するものであり、上記出願の開示は参照により本明細書に援用される。
Claims (14)
- 近位端および遠位端を有するマウント、ならびに、
近位端および遠位端を有するコネクタ
を備えており、
前記マウントは、
前記マウントの近位端で光源からの光を受け取るためのオリフィスと、
カメラに結合するように前記マウントに位置決めされたアダプタと、
前記マウントの遠位端にレンズを取り付けるための第1の固定手段と、
前記マウントの遠位端に位置決めされた第1のアライナと
を有し、
前記コネクタの近位端は、前記マウントの遠位端に結合するように構成されており、
前記コネクタの遠位端は、オリフィスプレートに解放可能に取り付けられるように構成されており、
前記コネクタは、
前記コネクタの近位端を前記マウントの遠位端に位置合わせする第2のアライナと、
前記コネクタの近位端を前記マウントの遠位端に解放可能に結合し、前記マウントの近位端および遠位端、前記コネクタの近位端および遠位端、ならびに前記オリフィスプレート間の光学的位置合わせを維持する第2の固定手段と
を有することを特徴とする集光システム。 - 前記コネクタの遠位端に位置決めされたオリフィスプレートをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の集光システム。
- 前記オリフィスプレートは、ピンホールミラーを有することを特徴とする請求項2に記載の集光システム。
- 前記オリフィスプレートは、5つ以上のオリフィスを有することを特徴とする請求項2に記載の集光システム。
- 前記オリフィスプレートは、スリットを有することを特徴とする請求項2に記載の集光システム。
- 集光構成要素をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の集光システム。
- 前記第1のアライナおよび第2のアライナは、突起、ダボ、溝、ノッチ、皿穴、深座ぐり、および穴からなる群から選択される位置合わせ構成要素であることを特徴とする請求項1に記載の集光システム。
- 前記第1の固定手段および第2の固定手段は、磁石、ラッチ、ヒンジ、繋留具、フックアンドループ固定手段、およびねじ山からなる群から独立して選択されることを特徴とする請求項1に記載の集光システム。
- 自由空間光中継システムまたは光ファイバ束と、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の集光システムと
を備えることを特徴とする光学的に位置合わせされた集光システム。 - 集光システムを組み立てる方法であって、
オリフィスプレートを、請求項1〜8のいずれか一項に記載の集光システムの前記コネクタの遠位端に取り付けるステップと、
固定手段にて集光システムを前記コネクタの遠位端に結合するステップと
を含み、
前記第1のアライナを前記第2のアライナに接続することは、前記マウントおよびオリフィスプレートを前記集光システムと光学的に位置合わせするために十分なものであることを特徴とする方法。 - 光源と、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の集光システムと、
集光構成要素からの光の1つまたは複数の波長を測定するための検出器と
を備えることを特徴とするシステム。 - 光源によって検査フィールド内でフローストリーム中の試料を照射するステップと、
前記フローストリーム中の前記試料によって放出された光を、請求項1〜8のいずれか一項に記載の集光システムを通して収集するステップと、
収集された光を1つまたは複数の波長で測定するステップと
を含むことを特徴とする方法。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の集光システム、ならびに、
2つ以上のオリフィスプレート
を備えることを特徴とするキット。 - 前記オリフィスプレートは、固定手段により前記集光構成要素に解放可能に取り付けられるように構成されていることを特徴とする請求項6に記載の集光システム。
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