JP6823051B2 - 流体試料分析システム - Google Patents
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Description
前述のように、本開示の実施形態は、試料流体を分析の為に調製するカートリッジ204を含んでよい。試料流体は、細胞などの関心対象粒子を含んでよい。試料流体は体液を含んでよく、体液は、例えば、血液、脳脊髄液(CSF)、心嚢液、胸膜液、又は他の任意の、細胞を包み込むことが可能な流体であってよい。任意のタイプの細胞(又は他の粒子)が分析されてよい。場合によっては、分析対象の細胞は、原核細胞(例えば、バクテリア)、真核細胞(例えば、赤血球)、白血球、上皮細胞、循環腫瘍細胞、細胞断片(例えば、血小板)などであってよい。
図18は、開示される例示的実施形態による、分析システムから抜き出された内部構成要素の概略斜視図を示す。図3に関して既に言及されたように、且つ図18に更に示されるように、カートリッジ204に含まれる試料を調製するにあたっては、活性化装置24が、カートリッジ204の1つ以上のセクションと相互作用することにより、流体試料を分析の為に調製してよい。実施形態によっては、カートリッジ活性化装置24は、モータ1801、ベルト1802、及び歯車装置1803によって回転する回転カムシャフト33に組み込まれた1つ以上のカム32を含んでよく、これは、カートリッジの各セクションを加圧することにより、分析の為の流体試料の調製、混合、移動、分散などを行う為である(加圧は、カートリッジの各セクションに接触することによって直接行われるか、カートリッジと接触する1つ以上のピストン1804と相互作用することによって間接的に行われる)。活性化装置24に含まれてよい構成要素の数は、記載のカム、カムシャフト、モータ、ベルト、ピストン、及び歯車装置の数より多くても少なくてもよい。
上述のように、且つ図3を再度参照すると、システム101は位置決め装置26を含んでもよい。位置決め装置26は、流体分析器22に含まれる分析構成要素に対する(例えば、カートリッジ204上の)調製済み試料の位置を制御する様々な構成要素を含んでよい。例えば、実施形態によっては、位置決め装置26は、シャフト36を介してステージ35につながれたモータ34(又は他の適切なタイプのアクチュエータ)を含んでよい。モータ34は、ステージ35を移動させる為にシャフト36を回転させるか他の方法で動かすことに使用されてよく、分析中はステージ35の上にカートリッジ204が保持されてよい。ステージ35は傾斜レール37に乗せられてよく、(傾斜レール37と平行に延びてよい)シャフト36を動かすことにより、ステージ35を傾斜レール37上で引き上げたり、ステージ35を傾斜レール37上で押し下げたりすることが可能である。レール37に沿って動かした結果として、ステージ35は、流体分析器22に対して、X方向及びZ方向の両方に同時に動くことが可能である。図3に示されるように、X軸は、流体分析器22の分析軸27にほぼ直交する方向に延び、Z軸は、流体分析器22の分析軸にほぼ平行な方向に延びる。場合によっては、例えば、流体分析器22がカメラなどの画像化装置を含む場合には、分析軸27は画像化装置の光軸に対応してよい。ステージ35を動かす為に位置決め装置26に含まれる構成要素は、本明細書に記載のモータ及びシャフトより多くても少なくてもよい。
〔付記1〕
分析対象の流体試料を含む試料ホルダを受け取るように構成されたステージと、
前記分析対象流体試料の少なくとも1つの特性を監視するように構成された流体分析器と、
傾斜レールと、を含み、
前記ステージは、前記試料ホルダを、前記流体分析器の分析軸に沿う第1の動き成分と、同時に、前記流体分析器の前記分析軸に垂直な第2の動き成分とによって動かす為に前記傾斜レールに沿って動くように構成されており、前記第1の動き成分は、前記分析対象流体試料の少なくとも1つの構成要素に対する、前記流体分析器の焦点に作用する、
流体分析システム。
〔付記2〕
回転可能なカムシャフトと、前記カムシャフトに関連付けられた1つ以上のカムと、を含む活性化装置を更に含み、前記1つ以上のカムは、前記カムシャフトが回転したときに、前記試料ホルダに関連付けられた流体の少なくとも幾らかの動きを引き起こすように構成されており、前記活性化装置は、前記ステージと機械的に結合されていて、前記傾斜レールに沿って前記ステージと一緒に動く、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記3〕
フレームを更に含み、前記モータ、前記流体分析器、及び前記傾斜レールは前記フレームと機械的に結合される、付記2に記載の流体分析システム。
〔付記4〕
前記活性化装置の、前記流体試料を分析の為に調製する動作を制御するようにプログラムされた制御装置を更に含む、付記2に記載の流体分析システム。
〔付記5〕
前記試料ホルダはカートリッジを含み、前記カートリッジは、前記カートリッジ上で流体導管によってつながれた複数の流体リザーバに関連付けられた少なくとも2つの加圧可能部分を有し、前記流体試料の、分析の為の調製は、前記流体リザーバ間を流体が行ったり来たりするように、前記少なくとも2つの加圧可能部分を前記1つ以上のカムで交互に加圧することを含む、付記2に記載の流体分析システム。
〔付記6〕
前記流体分析器はカメラを含み、前記焦点は光学的焦点である、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記7〕
シャフトを介して前記ステージと結合されたモータを更に含み、前記モータの動作によって、前記ステージが前記傾斜レールに沿って動く、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記8〕
前記分析対象流体試料の前記少なくとも1つの構成要素に対して、前記流体分析器の自動焦点合わせを行うようにプログラムされた制御装置を更に含む、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記9〕
前記制御装置が実施する前記自動焦点合わせは、
前記ステージを、前記傾斜レールに沿って複数の異なる位置まで自動的に動かすことと、
前記複数の異なる位置のそれぞれにおいて、少なくとも1つの焦点品質指標を算出することと、
前記複数の異なる位置における前記算出された焦点品質指標に基づいて、前記傾斜レールに沿う、前記ステージのターゲット位置を特定することと、
前記ステージを前記ターゲット位置まで動かすことと、によって実施される、
付記8に記載の流体分析システム。
〔付記10〕
前記分析対象流体試料の前記少なくとも1つの構成要素は細胞を含む、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記11〕
前記細胞は、前記試料ホルダに関連付けられたマイクロチャネル内で単一平面状に粘弾性焦点合わせされた細胞を含む、付記10に記載の流体分析システム。
〔付記12〕
前記1つ以上のカムは、前記試料ホルダに関連付けられた少なくとも1つの流体導管を挟みつぶして閉じる為に、前記少なくとも1つの流体導管に対して圧力を発生させるように構成されている、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記13〕
前記試料ホルダはマイクロチャネルを含み、前記流体試料の分析時に、前記分析対象流体試料は前記マイクロチャネルに流される、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記14〕
前記流体分析器は、前記粒子及び前記流体試料が、前記試料ホルダ内に配置されたマイクロチャネル内を流れる際に、前記試料ホルダに対する固定位置から、前記分析対象流体試料内の粒子の画像を取得するように構成されている、付記1に記載の流体分析システム。
〔付記15〕
前記粒子は、前記マイクロチャネル内で単一平面状に粘弾性焦点合わせされた粘弾性焦点合わせ済み粒子である、付記14に記載の流体分析システム。
〔付記16〕
流体試料を分析する方法であって、
前記流体試料を含む試料ホルダを、傾斜レールに沿って、前記傾斜レールに沿う複数の異なる位置まで動かすステップであって、前記試料ホルダの前記移動の結果として、前記流体試料の少なくとも1つの特性を監視するように構成された流体分析器の分析軸に沿う、前記試料ホルダの第1の動き成分と、前記分析軸に垂直な、前記試料ホルダの第2の動き成分と、が得られる、前記動かすステップと、
前記傾斜レールに沿う前記複数の異なる位置のそれぞれにおいて画像を取得するステップと、
前記取得された画像を分析して、前記複数の異なる位置のそれぞれにおける少なくとも1つの焦点品質指標を自動的に算出するステップと、
前記複数の異なる位置における前記算出された焦点品質指標に基づいて、前記傾斜レールに沿う、前記試料ホルダのターゲット位置を特定するステップと、
前記試料ホルダを前記ターゲット位置まで動かすステップと、
前記ターゲット位置において前記流体試料を分析するステップと、
を含む方法。
〔付記17〕
前記ターゲット位置において1つ以上の画像を取得するステップと、
前記ターゲット位置において取得された前記1つ以上の画像の分析に基づいて、前記流体試料中の細胞数を算出するステップと、
を更に含む、付記16に記載の方法。
〔付記18〕
前記流体分析器はカメラを含み、前記分析軸は前記カメラの光軸である、付記16に記載の方法。
〔付記19〕
モータの影響下で前記傾斜レールに沿って動くように構成されたステージの上に前記試料ホルダを保持するステップと、
前記ステージと一緒に前記傾斜レールに沿って移動する活性化装置を使用して、前記流体試料を分析の為に調製するステップと、
を更に含む、付記16に記載の方法。
〔付記20〕
前記活性化装置は、回転可能なカムシャフトと、前記カムシャフトに関連付けられた1つ以上のカムと、を含み、前記1つ以上のカムは、前記カムシャフトが回転したときに、前記試料ホルダに関連付けられた流体の少なくとも幾らかの動きを引き起こすように構成されている、付記19に記載の方法。
〔付記21〕
前記活性化装置の、前記流体試料を分析の為に調製する動作を制御するステップを更に含む、付記20に記載の方法。
〔付記22〕
前記試料ホルダはカートリッジを含み、前記カートリッジは、前記カートリッジ上で流体導管によってつながれた複数の流体リザーバに関連付けられた少なくとも2つの加圧可能部分を有し、前記流体試料の、分析の為の調製は、前記流体リザーバ間を流体が行ったり来たりするように、前記少なくとも2つの加圧可能部分を前記1つ以上のカムで交互に加圧することを含む、付記21に記載の方法。
〔付記23〕
前記試料ホルダはカートリッジを含み、前記カートリッジは、前記カートリッジ上の複数の流体リザーバに関連付けられた少なくとも2つの加圧可能部分を有し、前記複数の流体リザーバは、流体導管によってつながれており、且つ、もろい封止部で封止された共通流体出口に関連付けられており、前記流体試料の、分析の為の調製は、前記もろい封止部を開いて、流体が前記共通流体出口を通って流れることを可能にするのに十分な圧力を、前記もろい封止部に対して発生させる為に、前記少なくとも2つの加圧可能部分を前記1つ以上のカムで同時に加圧することを含む、付記21に記載の方法。
〔付記24〕
前記ターゲット位置において前記流体試料を分析する前記ステップは、前記試料ホルダに関連付けられたマイクロチャネル内で単一平面状に粘弾性焦点合わせされた細胞の取得された画像に基づいて細胞数を算出することを含む、付記16に記載の方法。
〔付記25〕
分析対象の流体試料を含む試料ホルダを受け取るように構成されたステージと、
回転可能なカムシャフトと、前記カムシャフトに関連付けられた1つ以上のカムと、を含む活性化装置と、を含み、前記1つ以上のカムは、
前記カムシャフトが回転したときに、前記試料ホルダに関連付けられた流体の少なくとも幾らかの動きを引き起こすことと、
前記カムシャフトが回転したときに、前記試料ホルダ上の2つの流体リザーバに関連付けられた加圧可能部分を交互に加圧することにより、前記2つの流体リザーバの間で流体を行ったり来たりさせることと、
前記試料ホルダに関連付けられた少なくとも1つの流体導管を挟みつぶして閉じる為に、前記少なくとも1つの流体導管に対して圧力を発生させることと、を行うように構成されている、
流体分析システム。
Claims (24)
- 分析対象の流体試料を含む試料ホルダを受け取るように構成されたステージと、
前記分析対象流体試料の少なくとも1つの特性を監視するように構成された流体分析器と、
傾斜レールと、を含み、
前記ステージは、前記試料ホルダを、前記流体分析器の分析軸に沿う第1の動き成分と、同時に、前記流体分析器の前記分析軸に垂直な第2の動き成分とによって動かす為に前記傾斜レールに沿って動くように構成されており、前記第1の動き成分は、前記分析対象流体試料の少なくとも1つの構成要素に対する、前記流体分析器の焦点に合わせる、
流体分析システム。 - 回転可能なカムシャフトと、前記カムシャフトに関連付けられた1つ以上のカムと、を含む活性化装置を更に含み、前記1つ以上のカムは、前記カムシャフトが回転したときに、前記試料ホルダに関連付けられた流体の少なくとも幾らかの動きを引き起こすように構成されており、前記活性化装置は、前記ステージと機械的に結合されていて、前記傾斜レールに沿って前記ステージと一緒に動く、請求項1に記載の流体分析システム。
- フレームを更に含み、前記流体分析器、及び前記傾斜レールは前記フレームと機械的に結合される、請求項2に記載の流体分析システム。
- 前記活性化装置の、前記流体試料を分析の為に調製する動作を制御するようにプログラムされた制御装置を更に含む、請求項2又は3に記載の流体分析システム。
- 前記試料ホルダはカートリッジを含み、前記カートリッジは、前記カートリッジ上で流体導管によってつながれた複数の流体リザーバに関連付けられた少なくとも2つの加圧可能部分を有し、前記流体試料の、分析の為の調製は、前記流体リザーバ間を流体が行ったり来たりするように、前記少なくとも2つの加圧可能部分を前記1つ以上のカムで交互に加圧することを含む、請求項2から4のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- 前記流体分析器はカメラを含み、前記焦点は光学的焦点である、請求項1から5のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- シャフトを介して前記ステージと結合されたモータを更に含み、前記モータの動作によって、前記ステージが前記傾斜レールに沿って動く、請求項1から6のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- 前記分析対象流体試料の前記少なくとも1つの構成要素に対して、前記流体分析器の自動焦点合わせを行うようにプログラムされた制御装置を更に含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- 前記制御装置が実施する前記自動焦点合わせは、
前記ステージを、前記傾斜レールに沿って複数の異なる位置まで自動的に動かすことと、
前記複数の異なる位置のそれぞれにおいて、少なくとも1つの焦点品質指標を算出することと、
前記複数の異なる位置における前記算出された焦点品質指標に基づいて、前記傾斜レールに沿う、前記ステージのターゲット位置を特定することと、
前記ステージを前記ターゲット位置まで動かすことと、によって実施される、
請求項8に記載の流体分析システム。 - 前記分析対象流体試料の前記少なくとも1つの構成要素は細胞を含む、請求項1から9のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- 前記細胞は、前記試料ホルダに関連付けられたマイクロチャネル内で単一平面状に粘弾性焦点合わせされた細胞を含む、請求項10に記載の流体分析システム。
- 前記1つ以上のカムは、前記試料ホルダに関連付けられた少なくとも1つの流体導管を挟みつぶして閉じる為に、前記少なくとも1つの流体導管に対して圧力を発生させるように構成されている、請求項2に記載の流体分析システム。
- 前記試料ホルダはマイクロチャネルを含み、前記流体試料の分析時に、前記分析対象流体試料は前記マイクロチャネルに流される、請求項1から12のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- 前記流体分析器は、前記粒子及び前記流体試料が、前記試料ホルダ内に配置されたマイクロチャネル内を流れる際に、前記試料ホルダに対する固定位置から、前記分析対象流体試料内の粒子の画像を取得するように構成されている、請求項1から13のいずれか一項に記載の流体分析システム。
- 前記粒子は、前記マイクロチャネル内で単一平面状に粘弾性焦点合わせされた粘弾性焦点合わせ済み粒子である、請求項14に記載の流体分析システム。
- 流体試料を分析する方法であって、
前記流体試料を含む試料ホルダを、傾斜レールに沿って、前記傾斜レールに沿う複数の異なる位置まで動かすステップであって、前記試料ホルダの前記移動の結果として、前記流体試料の少なくとも1つの特性を監視するように構成された流体分析器の分析軸に沿う、前記試料ホルダの第1の動き成分と、前記分析軸に垂直な、前記試料ホルダの第2の動き成分と、が得られる、前記動かすステップと、
前記傾斜レールに沿う前記複数の異なる位置のそれぞれにおいて画像を取得するステップと、
前記取得された画像を分析して、前記複数の異なる位置のそれぞれにおける少なくとも1つの焦点品質指標を自動的に算出するステップと、
前記複数の異なる位置における前記算出された焦点品質指標に基づいて、前記傾斜レールに沿う、前記試料ホルダのターゲット位置を特定するステップと、
前記試料ホルダを前記ターゲット位置まで動かすステップと、
前記ターゲット位置において前記流体試料を分析するステップと、
を含む方法。 - 前記ターゲット位置において1つ以上の画像を取得するステップと、
前記ターゲット位置において取得された前記1つ以上の画像の分析に基づいて、前記流体試料中の細胞数を算出するステップと、
を更に含む、請求項16に記載の方法。 - 前記流体分析器はカメラを含み、前記分析軸は前記カメラの光軸である、請求項16または17に記載の方法。
- モータの影響下で前記傾斜レールに沿って動くように構成されたステージの上に前記試料ホルダを保持するステップと、
前記ステージと一緒に前記傾斜レールに沿って移動する活性化装置を使用して、前記流体試料を分析の為に調製するステップと、
を更に含む、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。 - 前記活性化装置は、回転可能なカムシャフトと、前記カムシャフトに関連付けられた1つ以上のカムと、を含み、前記1つ以上のカムは、前記カムシャフトが回転したときに、前記試料ホルダに関連付けられた流体の少なくとも幾らかの動きを引き起こすように構成されている、請求項19に記載の方法。
- 前記活性化装置の、前記流体試料を分析の為に調製する動作を制御するステップを更に含む、請求項20に記載の方法。
- 前記試料ホルダはカートリッジを含み、前記カートリッジは、前記カートリッジ上で流体導管によってつながれた複数の流体リザーバに関連付けられた少なくとも2つの加圧可能部分を有し、前記流体試料の、分析の為の調製は、前記流体リザーバ間を流体が行ったり来たりするように、前記少なくとも2つの加圧可能部分を前記1つ以上のカムで交互に加圧することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記試料ホルダはカートリッジを含み、前記カートリッジは、前記カートリッジ上の複数の流体リザーバに関連付けられた少なくとも2つの加圧可能部分を有し、前記複数の流体リザーバは、流体導管によってつながれており、且つ、もろい封止部で封止された共通流体出口に関連付けられており、前記流体試料の、分析の為の調製は、前記もろい封止部を開いて、流体が前記共通流体出口を通って流れることを可能にするのに十分な圧力を、前記もろい封止部に対して発生させる為に、前記少なくとも2つの加圧可能部分を前記1つ以上のカムで同時に加圧することを含む、請求項21に記載の方法。
- 前記ターゲット位置において前記流体試料を分析する前記ステップは、前記試料ホルダに関連付けられたマイクロチャネル内で単一平面状に粘弾性焦点合わせされた細胞の取得された画像に基づいて細胞数を算出することを含む、請求項16から17のいずれか一項に記載の方法。
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