JP7173978B2 - 光検出システム及びその使用方法 - Google Patents

Description

例えば、試料が疾患または病状の診断に使用される場合に、試料（例えば、生体試料）の成分を明らかにするために光検出がよく使われる。試料が照射されると、光は試料によって散乱され、試料を透過し、試料から（例えば、蛍光によって）放出され得る。形態、吸収率、及び蛍光標識の存在などの、試料成分の違いは、試料によって散乱され、試料を透過し、または試料から放出される光に変動を引き起こし得る。

このような変動は、試料中の成分の存在を明らかにし、同定するために用いることができる。これらの変動を定量化するために、光が収集され、検出器の表面に導かれる。検出器に到達する光の量は、検出器によって出力される光信号の品質全般に影響を及ぼし得る。検出器に到達する光の量は、検出器の表面積を増加させることによって、または試料からの光の収集を増加させることによって増やすことができる。

試料中の成分を明らかにするために光検出を利用する１つの技法はフローサイトメトリである。検出された光から生成されるデータを使用して、成分の分布を記録することができ、その場合に所望の物質を選別することができる。フローサイトメータは、一般に、血液試料などの液状試料を受け入れるための試料貯留槽と、シース液を収容しているシース貯留槽とを含む。フローサイトメータは、液状試料中の粒子（細胞を含む）を細胞細流としてフローセルに輸送し、一方でシース液もフローセルに導く。フローセル内では、細胞細流の周囲に流動シースが形成されて、細胞細流に実質的に一様な速度を付与する。フローセルは、フローセル内で光源の中心を通過するように、細流内のセルを流体力学的に集束させる。光源からの光は、散乱として、もしくは透過分光法によって検出することができ、または試料中の１つ以上の成分によって吸収され、ルミネセンスとして再放出され得る。

本開示の態様は、２つ以上の光検出器アレイを有する光検出システムを含む。ある特定の実施形態によるシステムは、第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイであって、各光検出器アレイが２つ以上の光検出器（例えば、光電子増倍管）を有する、第１の光検出器アレイと、光検出器アレイ間の光路に配置された光学調整構成要素とを含む。いくつかの実施形態では、光学調整構成要素は、光検出器アレイ間で光をコリメートするコリメータである。光学調整構成要素は、ビームスプリッタまたは波長分離器を含んでもよい。光学調整構成要素が、光検出器アレイの１つ以上の光検出器に隣接して配置されることもある。場合によっては、ダイクロイックミラーが、光検出器アレイ内の１つ以上の光検出器に隣接して配置され得る。システムは、第３の光検出器アレイ、第４の光検出器アレイ、第５の光検出器アレイ、第６の光検出器アレイ、第７の光検出器アレイ、第８の光検出器アレイ、第９の光検出器アレイ、第１０の光検出器アレイといった追加の光検出器アレイを含む場合がある。これらのシステムでは、光学調整構成要素（例えば、コリメータ、ビームスプリッタ、波長分離器）を、それぞれの追加の光検出器アレイの間に配置してもよい。システムはまた、２つの光検出器アレイを位置合わせするためのアライナと、２つの光検出器アレイを互いに結合するためのコネクタとを含んでもよい。実施形態では、本光検出システムは、光を受け入れるためのオリフィスを備える近位端、及び遠位端とを有する。場合によっては、光検出システムの近位端は、第１の光検出器アレイである。

本開示の態様は、試料（例えば、フロー流束中の試料）からの光を測定するためのシステムを含むこともできる。ある特定の実施形態では、システムは、光源と、１つ以上の波長の光を検出する光検出システムとを含む。この光検出システムは、第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイと、光検出器アレイ間の光路に配置された光学調整構成要素とを有している。いくつかの実施形態では、システムは、光を光検出システムに伝えるための光収集システムをも含む。光収集システムは、自由空間光中継システムであってもよく、または光中継用光ファイバ束などの光ファイバを含んでもよい。いくつかの実施形態では、本システムは、フローサイトメータである。

本開示の態様はまた、インテロゲーションフィールドの試料（例えば、フロー流束中の試料）に光源を照射する方法、本光検出システムを用いて試料からの光を収集し、検出する方法、及び１つ以上の波長の検出光を測定する方法を含む。いくつかの実施形態では、自由空間光中継システムによって光が収集され、光検出システムに伝えられる。別の実施形態では、光中継用光ファイバ束などの光ファイバによって光が収集され、光検出システムに伝えられる。

本光検出システムの１つ以上の構成要素を含むキットも提供される。ある特定の実施形態によるキットは、２つ以上の光検出器アレイと、各光検出器アレイ間の光路に配置するための光学調整構成要素とを含む。実施形態では、光学調整構成要素は、コリメータ、ビームスプリッタ、波長分離器、またはこれらの組合せを含む。キットはまた、光電子増倍管（例えば、メタルパッケージ型光電子増倍管）などの１つ以上の光検出器を含んでもよい。

本発明は、添付の図面と併せて読むと、以下の詳細な説明から最もよく理解される。図面に含まれるものは以下の図である。

ある特定の実施形態による、４つの光検出器アレイを有する光検出システムを示す図である。 ある特定の実施形態による、４つの光検出器アレイを有する光検出システムを示す図である。 本開示のある特定の実施形態による光検出システムを、光検出システムを通る光路の例と共に示す図である。 本開示のある特定の実施形態による光検出システムの３次元描写を示す図である。 本開示の別の実施形態による、光検出器アレイの配列を有する光検出システムを示す図である。 本開示の別の実施形態による、光検出器アレイの配列を有する光検出システムを示す図である。

光（例えば、フロー流束中の光）を検出するためのシステムについて記載する。実施形態による光検出システムは、２つ以上の光検出器アレイと、光検出器アレイ間の光路に配置された光学調整構成要素とを含む。試料（例えば、フロー流束中の試料）によって放出される光を測定するためのシステム及び方法、ならびに２つ以上の光検出器アレイと光学調整構成要素とを有するキットも提供される。

本発明を詳細に説明する前に、本発明は、記載されている特定の実施形態には、かかる実施形態は変わり得るので、それらに限定されないと理解されるべきである。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるので、本明細書で使用される用語は、ある特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、限定することを意図するものではないことも理解されるべきである。

値の範囲が与えられる場合、文脈上別段に明示される場合を除き、その範囲の上限値と下限値との間の、下限値の単位の１０分の１までの各介在値と、その記載された範囲内のその他の記載値または介在値とは、本発明に包含されると解される。これらのより小さな範囲の上限値及び下限値は、その小さな範囲に別個に含まれてもよく、これらの値はまた、記載された範囲内のいずれかの具体的に除外された境界値に従うことを条件として、本発明に包含される。記載された範囲が境界値の一方または両方を含む場合、含まれた境界値のいずれかまたは両方を除外する範囲はまた、本発明に含まれる。

別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと類似または同等の任意の方法及び材料を、本発明の実施または試験で使用することもできるが、代表的な、例証となる方法及び材料をここに記載する。

本明細書に引用される全ての刊行物及び特許は、個々の刊行物または特許それぞれが、あたかも参照によって援用されるために具体的かつ個別に示されたかのように、参照によって本明細書に援用され、その刊行物が関連して引用される方法及び／または材料を開示して記載するために、参照によって本明細書に援用される。いかなる刊行物の引用も、その本願出願日前の開示に関するものであり、本発明が、先行発明の効力により、そのような刊行物に対して先行していないことを認めるものと解釈されるべきではない。さらに、提供される公開日は、実際の公開日と異なる場合があり、公開日は個別に確認する必要があり得る。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上別段に明示されていない限り、複数の指示対象を含むことに留意すべきである。さらに、特許請求の範囲は、任意選択の要素を除外して作成してもよいことに留意すべきである。したがって、この記述は、特許請求の範囲の要素の記載に関する「単独で」、「のみ」などのような排他的用語の使用、または「否定的な」限定の使用のための先行詞として機能することが意図されている。

本明細書に開示される記載を読めば当業者には明らかなように、本明細書に記載され例示される個々の実施形態のそれぞれは、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴から容易に切り離し得る、または他のいくつかの実施形態のいずれかの特徴と組み合わせ得る、別個の構成要素及び特徴を有する。記載されるいかなる方法も、記載された事象の順序で、または論理的に可能な他の任意の順序で実施することができる。

上記に要約したように、本開示は、２つ以上の光検出器アレイを有する光検出システムを提供する。本開示の実施形態を更に説明するにあたり、本発明の実施形態による光検出システムを、最初に、より詳細に記載する。次に、試料（例えば、フロー流束中の試料）によって放出される光を測定するためのシステム及び方法、ならびに２つ以上の光検出器アレイと光学調整構成要素とを有するキットについて記載する。２つ以上の光検出器アレイと、光検出器アレイ間の光路に配置される光学調整構成要素とを含むキットも提供される。

光検出システム
本開示の態様は、試料（例えば、フローサイトメータのフロー流束中の試料）によって放出された光を検出するように構成されている光検出システムを含む。以下により詳細に説明するように、光検出システムは、２つ以上の光検出器アレイを含み、各光検出器アレイは、光検出器と、光検出器アレイ間の光路に配置された光学調整構成要素とを有する。いくつかの実施形態では、システムは、第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイ、及び、第１の光検出器アレイと第２の光検出器アレイとの間の光路に配置された光学調整構成要素を含む。本開示の実施形態では、光検出システム中を伝播する光が、ほとんどまたは全く発散しない。換言すれば、本光検出システムでは、光ビームが、ある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、光ビームへの変化は、あったとしてもほとんどない。いくつかの実施形態では、本光検出システムを伝播する光の焦点半径は、ある光検出器アレイから別の光検出器アレイに光が伝播する際に、例えば４％以下、例えば３％以下、例えば２％以下、例えば１％以下、例えば０．５％以下、例えば０．１％以下、例えば０．０１％以下、例えば０．００１％以下、及び例えば０．０００１％以下といった、５％以下の分だけ増加する。ある場合には、本光検出システムを伝播する光の焦点半径は全く増加しない（すなわち、測定できるほどの焦点半径の増加を示さない）。例えば、光検出システムを伝播する光ビームのサイズに応じて、その光ビームの径は、光ビームがある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、例えば１．５ｍｍ以下、例えば１ｍｍ以下、例えば０．９ｍｍ以下、例えば０．８ｍｍ以下、例えば０．７ｍｍ以下、例えば０．６ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ以下、例えば０．４ｍｍ以下、例えば０．３ｍｍ以下、例えば０．２ｍｍ以下、例えば０．１ｍｍ以下、例えば０．０５ｍｍ以下、例えば０．０１ｍｍ以下、例えば０．００１ｍｍ以下、例えば０．０００１ｍｍ以下、及び例えば０．００００１ｍｍ以下といった、２ｍｍ以下の分だけ増加する。ある場合には、光ビームの径は、光ビームがある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、測定できるほどの増加を示さない（すなわち、０ｍｍだけ増加する）。

他の実施形態では、ビームの強度は、このビームがある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、例えば２０％以下、例えば１５％以下、例えば１０％以下、例えば５％以下、例えば１％以下、例えば０．５％以下、例えば０．１％以下、例えば０．０１％以下、及び例えば０．００１％以下といった、２５％以下の分だけ低減する。ある場合には、本光検出システムを伝播する光の強度は全く低減しない（すなわち、測定できるほどの強度の低減を示さない）。例えば、光検出システムを伝播する光の量に応じて、その光ビームの強度は、光ビームがある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、例えば０．５ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．１ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．０５ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．０１ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．００５ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．００１ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．０００５ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．０００１ｍＷ／ｃｍ² 以下、例えば０．００００５ｍＷ／ｃｍ² 以下、及び例えば０．００００１ｍＷ／ｃｍ² 以下といった、１ｍＷ／ｃｍ² 以下の分だけ低減する。ある場合には、光強度は、光がある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、測定できるほどの低減を示さない（すなわち、０ｍＷ／ｃｍ² だけ低減する）。

上記に要約したように、光検出システムは、２つ以上の光検出器アレイを含む。「光検出器アレイ」とは、光を検出するように構成された２つ以上の光検出器の配列または一続きを指すものとして、その従来の意味で使われる用語である。実施形態では、光検出器アレイは、例えば３個以上の光検出器、例えば４個以上の光検出器、例えば５個以上の光検出器、例えば６個以上の光検出器、例えば７個以上の光検出器、例えば８個以上の光検出器、例えば９個以上の光検出器、例えば１０個以上の光検出器、例えば１２個以上の光検出器、及び例えば１５個以上の光検出器といった、２個以上の光検出器を含み得る。ある特定の実施形態では、光検出器アレイは５個の光検出器を含む。光検出器を、必要に応じて任意の幾何学的配置に並べてもよく、対象の配列としては、正方形配置、長方形配置、台形配置、三角形配置、六角形配置、七角形配置、八角形配置、九角形配置、十角形配置、十二角形配置、円形配置、楕円形配置、及び不規則形状配置があるがこれらに限定されない。各光検出器アレイ内の光検出器を（ＸＺ平面内で参照されるように）他方に対して、例えば１５°～１７０°、例えば２０°～１６０°、例えば２５°～１５０°、例えば３０°～１２０°、及び例えば４５°～９０°といった、１０°～１８０°の範囲の角度で配向させてもよい。

各光検出器アレイ内の光は、ミラー、ビームスプリッタ、またはレンズを用いるなどの任意の都合がよいプロトコルによって、アレイ内の光検出器に伝えることができる。アレイ内の光検出器の個数に応じて、いくつかの実施形態の光検出器アレイはダイクロイックミラーを含む。ある特定の実施形態では、対象の光検出器アレイは、例えばアレイ内の２個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラー、例えばアレイ内の３個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラー、例えばアレイ内の４個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラー、例えばアレイ内の５個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラー、例えばアレイ内の６個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラー、例えばアレイ内の７個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラー、及び例えばアレイ内の８個以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラーといった、アレイ内の１つ以上の光検出器に隣接したダイクロイックミラーを含む。ある場合には、光検出器アレイは、アレイ内の光検出器のそれぞれに隣接したダイクロイックミラーを含む。他の実施形態では、光検出器アレイは、光を光検出器のそれぞれに伝えるための１つ以上のビームスプリッタを含む。例えば、光検出器アレイは、例えば３個以上のビームスプリッタ、例えば４個以上のビームスプリッタ、例えば５個以上のビームスプリッタ、例えば６個以上のビームスプリッタ、例えば７個以上のビームスプリッタ、例えば８個以上のビームスプリッタ、例えば９個以上のビームスプリッタ、及び例えば１０個以上のビームスプリッタといった、２個以上のビームスプリッタを含み得る。

光検出器は、数ある光検出器の種類のなかで、アクティブ画素センサ（ＡＰＳ）、アバランシェフォトダイオード、画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、インテンシファイア付電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサまたはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）画像センサ、発光ダイオード、光子計数器、ボロメータ、焦電検出器、フォトレジスタ、光電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体または量子ドットフォトダイオード、及びこれらの組合せなどの、任意の都合がよい光学センサであってよい。ある特定の実施形態では、光検出器アレイは、メタルパッケージ型光電子増倍管などの光電子増倍管を含む。

対象の光検出器は、例えば２種類以上の波長、例えば５種類以上の波長、例えば１０種類以上の波長、例えば２５種類以上の波長、例えば５０種類以上の波長、例えば１００種類以上の波長、例えば２００種類以上の波長、例えば３００種類以上の波長、及び例えばフロー流束中の試料から放出される４００種類以上の波長の測定光といった、収集される１つ以上の波長の光を測定するように構成されている。

いくつかの実施形態では、光検出器は、ある波長の範囲（例えば、２００ｎｍ～１０００ｎｍ）にわたって収集される光を測定するように構成されている。ある特定の実施形態では、対象の検出器は、ある波長の範囲にわたって光のスペクトルを収集するように構成されている。例えば、システムは、２００ｎｍ～１０００ｎｍの１つ以上の波長範囲にわたって光のスペクトルを収集するように構成された１つ以上の検出器を含んでもよい。さらに他の実施形態では、対象の検出器は、フロー流束中の試料によって放出される、１つ以上の特定波長の光を測定するように構成されている。例えば、システムは、４５０ｎｍ、５１８ｎｍ、５１９ｎｍ、５６１ｎｍ、５７８ｎｍ、６０５ｎｍ、６０７ｎｍ、６２５ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６６７ｎｍ、６７０ｎｍ、６６８ｎｍ、６９５ｎｍ、７１０ｎｍ、７２３ｎｍ、７８０ｎｍ、７８５ｎｍ、６４７ｎｍ、６１７ｎｍ、及びこれら任意の組合せのうちの１つ以上の光を測定するように構成された１つ以上の検出器を含み得る。ある特定の実施形態では、１つ以上の検出器を、蛍光測定で試料と共に使用されるような特定のフルオロフォアと対になるように構成することができる。

実施形態では、光検出システムは、光を連続的に、または離散的な間隔で測定するように構成される。ある場合に、対象の検出器は、収集された光を連続的に測定するように構成される。他の例では、光検出システムは、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び例えば１０００ミリ秒毎に光を測定するなど、離散的な間隔で、または他の間隔で測定を行うように構成されている。

本開示の実施形態による光検出システムは、光通信を行う２つ以上の光検出器アレイを含む。「光通信する」とは、光が１つ以上の光路に沿って光検出器アレイ間を伝わるように光検出器アレイが構成されることを意味する。例えば、光は、例えば３つ以上の光路、例えば４つ以上の光路、及び例えば５つ以上の光路といった、２つ以上の光路に沿って光検出器アレイ間を伝わってもよい。ある特定の実施形態では、光は、光検出システム内の全ての光検出器アレイにわたって、単一の光路に沿って伝わる。以下により詳細に説明するように、光検出器アレイは、直線状の配置に（すなわち、単一の軸に沿って）並べてもよく、光は単一の光路に沿って、各光検出器アレイに伝えられる。これらの実施形態では、光は、光検出器アレイの一続きを伝播し、最後の光検出器アレイで（例えば、ビームストップでもって）終わる。

本開示の実施形態では、各光検出器アレイ間の光路は、光学調整構成要素を含む。「光学調整」とは、光がある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝搬するときに、変更または調整が行われることを意味する。例えば、光学調整は、光ビームのプロファイル、光ビームの焦点、ビーム伝播の方向を変更すること、または光ビームをコリメートすることであってもよい。

場合によっては、光学調整には、光のコリメートが含まれる。「コリメート」とは、光伝播の共線性を光学的に調整すること、または共通の伝播軸からの光による発散を減少させることを指すものとして、その従来の意味で使われる用語である。場合によっては、コリメートすることには、光ビームの空間断面を狭めることが含まれる。他の例では、光学調整には、光ビームの伝播を例えば５°以上、例えば１０°以上、例えば１５°以上、例えば２０°以上、例えば２５°以上、例えば３０°以上、例えば４５°以上、例えば６０°以上、例えば７５°以上、及び光伝播方向を９０°以上変更することといった、１°以上変更することなどの、光ビームの方向を変更することが含まれる。さらに他の例では、光学調整は、寸法を例えば１０％以上、例えば２５％以上、例えば５０％以上、及び例えば寸法を７５％以上減少させることといった、５％以上減少させることなど、光の寸法（例えば、ビームスポット）を減少させるための縮小プロトコルである。

光学調整構成要素は、光ビームに所望の変更をもたらす任意の都合がよいデバイスまたは構造であり得、レンズ、ミラー、ビームスプリッタ、コリメートレンズ、ピンホール、スリット、格子、光屈折器、及びこれらの任意の組合せを含み得るが、これらに限定されない光検出システムは、必要に応じて例えば２つ以上、例えば３つ以上、例えば４つ以上、及び例えば５つ以上の光学調整構成要素といった、１つ以上の光学調整構成要素を含んでもよい。

ある特定の実施形態では、光検出システムは、各光検出器アレイ間の光路にコリメータを含む。コリメータは、１つ以上のミラーもしくは湾曲レンズ、またはこれらの組合せなど、任意の都合がよいコリメートプロトコルであってもよい。例えば、コリメータは、ある場合には、単一のコリメートレンズである。他の例では、コリメータは、コリメートミラーである。さらに他の例では、コリメータは、２つのレンズを含む。さらに他の例では、コリメータは、ミラー及びレンズを含む。コリメータが１つ以上のレンズを含む場合、コリメートレンズの焦点距離は、例えば６ｍｍ～４７５ｍｍ、例えば７ｍｍ～４５０ｍｍ、例えば８ｍｍ～４２５ｍｍ、例えば９ｍｍ～４００ｍｍ、例えば１０ｍｍ～３７５ｍｍ、例えば１２．５ｍｍ～３５０ｍｍ、及び例えば１５ｍｍ～３００ｍｍの範囲の焦点距離といった、５ｍｍ～５００ｍｍの範囲で変えてもよい。ある特定の実施形態では、焦点距離は、４１０ｍｍまたは４２０ｍｍなど、例えば４０５ｍｍ～４７５ｍｍ、例えば４１０ｍｍ～４５０ｍｍ、及び例えば４１０ｍｍ～４２５ｍｍといった、４００ｍｍ～５００ｍｍの範囲である。

ある特定の実施形態では、光学調整構成要素は波長分離器を含む。「波長分離器」とは、多色光をその成分波長に分離するために適した光学プロトコルを指すものとして、その従来の意味で本明細書に使われる用語である。ある特定の実施形態によれば、波長分離は、多色光の特定の波長または波長範囲を選択的に通過させ、または遮断することを含み得る。本フローセルノズルの一部であってもよく、または本フローセルノズルと組み合わせてもよい、対象の波長分離プロトコルには、いくつかの波長分離プロトコルのなかでも特に、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折格子、単色光分光器、及びこれらの組合せが含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、波長分離器は光学フィルタである。例えば、光学フィルタは、例えば３ｎｍ～９５ｎｍ、例えば５ｎｍ～９５ｎｍ、例えば１０ｎｍ～９０ｎｍ、例えば１２ｎｍ～８５ｎｍ、例えば１５ｎｍ～８０ｎｍ、及び例えば２０ｎｍ～５０ｎｍの範囲の最小帯域幅を有したバンドパスフィルタといった、２ｎｍ～１００ｎｍの範囲の最小帯域幅を有したバンドパスフィルタであってもよい。

本光検出システムでは、光学調整構成要素は、光検出器アレイ間の位置にあるなど、光検出器アレイから分離されていてもよく、または１つ以上の光検出器アレイに物理的に結合されていてもよい。一例では、光学調整構成要素は、１つ以上の光検出器アレイに、永久接着剤もしくは非永久接着剤で結合される、または面ファスナ、磁石、掛け金、ネジ、ノッチ、皿穴、座ぐり穴、溝、ピン、テザー、ヒンジ、ベルクロ（登録商標）、もしくはこれらの任意の組合せなどの留め具で付着される。ある場合には、光学調整構成要素は、着脱可能に取り付けられている。「着脱可能に」とは、光学調整構成要素を光検出システムから自由に取り外し、再取り付けできることを意味するものとして、その従来の意味で本明細書に使われる用語である。他の例では、光学調整構成要素は、１つ以上の光検出器アレイに共成形される。さらに別の例では、光学調整構成要素は、１つ以上の光検出器アレイに直接組み込まれる。

ある特定の実施形態では、本システムの光検出器アレイは筐体を含み、２つ以上の光検出器が筐体内に配置され、筐体は、光が光検出器アレイの光検出器に伝播するように、オリフィスを有した壁を含む。光検出器アレイの大きさによるが、オリフィスは、例えば０．０５ｃｍ² ～９ｃｍ² 、例えば０．１ｃｍ² ～８ｃｍ² 、例えば０．５ｃｍ² ～７ｃｍ² 、及び例えば１ｃｍ² ～５ｃｍ² といった、０．０１ｃｍ² ～１０ｃｍ² の範囲である。ある特定の実施形態では、筐体は、光が光検出器から本光検出システム内の別の光検出器アレイに伝播するように、１つ以上の追加のオリフィスを有する。例えば、筐体は、光が別の光検出器アレイに伝播するように、オリフィスを有した第２の壁を含んでもよい。以下により詳細に説明するように、ある特定の実施形態では、追加の光検出器アレイを光検出システムに接続するために、光検出器アレイ筐体の１つ以上の壁を取り外してもよい。

光検出器アレイ同士は、本光検出システム内で着脱可能に接続されてもよい。「着脱可能に」とは、各光検出器アレイを自由に取り外し、再取り付けできるというような、その従来の意味で本明細書では使われる用語である。光検出器アレイは、任意の都合がよいプロトコルによって接続することができる。ある特定の実施形態では、光検出器アレイ同士は、面ファスナ、磁石、掛け金、ノッチ、皿穴、座ぐり穴、溝、ピン、テザー、ヒンジ、ベルクロ、非永久接着剤、またはこれらの組合せなどの留め具で接続される。ある場合には、２つの光検出器アレイ同士を螺合することにより、第１の光検出器アレイが第２の光検出器アレイに接続される。他の例では、突起を溝に差し入れて嵌めることにより、第１の光検出器アレイが第２の光検出器アレイに接続される。さらに他の例では、１つ以上のネジにより、第１の光検出器アレイが第２の光検出器アレイに接続される。

いくつかの実施形態では、第１の光検出器アレイを第２の光検出器アレイに結合するために、第１の光検出器アレイ筐体の外壁上のアライナが、第２の光検出器アレイ筐体上のアライナと接触するよう配置される。光検出器アレイの筐体は、例えば３個以上のアライナ、例えば４個以上のアライナ、例えば５個以上のアライナ、例えば７個以上のアライナ、及び例えば１０個以上のアライナといった、２個以上のアライナを含み得る。位置合わせ用突起、位置合わせ用レール、位置合わせ用ノッチ、位置合わせ用溝、位置合わせ用スロット、位置合わせ用皿穴、位置合わせ用座ぐり穴、位置合わせ用凹部、位置合わせ用ホール、またはこれらの組合せなど、いずれかの好適なタイプのアライナを使用してもよい。アライナの形状は様々であり得、対象の断面形状としては、例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形などの直線的な断面形状、例えば、円形、楕円形などの曲線形を持つ断面形状、及び例えば、平坦な頂部に放物線形状の底部が結合された不規則な形状があるがこれらに限定されない。いくつかの実施形態では、アライナは円筒形である。他の実施形態では、アライナは球形である。さらに他の実施形態では、アライナは、正方形、長方形などの多角形である。各アライナの幅は様々であり得、ある場合には、例えば２ｍｍ～２２ｍｍ、例えば３ｍｍ～２０ｍｍ、例えば４ｍｍ～１７ｍｍ、及び例えば５ｍｍ～１５ｍｍといった、１ｍｍ～２５ｍｍの範囲である。取付け台の遠位端に配置される各アライナの長さは、例えば２ｍｍ～４５ｍｍ、例えば３ｍｍ～４０ｍｍ、例えば４ｍｍ～３５ｍｍ、例えば５ｍｍ～３０ｍｍ、及び例えば１０ｍｍ～２０ｍｍといった、１ｍｍ～５０ｍｍの範囲である。配置されるアライナが、ノッチ、皿穴、座ぐり穴、スロット、溝、またはホールなどの位置合わせ用凹部である場合、アライナの深さは、例えば２ｍｍ～４５ｍｍ、例えば３ｍｍ～４０ｍｍ、例えば４ｍｍ～３５ｍｍ、例えば５ｍｍ～３０ｍｍ、及び例えば１０ｍｍ～２０ｍｍといった、１ｍｍ～５０ｍｍの範囲であってもよい。

光検出器アレイ筐体が複数のアライナを含む場合、各アライナ間の距離は様々であり得、例えば３ｍｍ以上、例えば５ｍｍ以上、例えば７ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上、及び例えば２５ｍｍ以上といった、２ｍｍ以上の間隔が空けられる。光検出器アレイ筐体が３つ以上のアライナを含む場合、各アライナ間の距離は、同じであってもよく、または異なっていてもよく、またはこれらの組合せであってもよい。いくつかの実施形態では、各アライナ間の距離は異なっている。他の実施形態では、各アライナは、互いに等距離に配置される。ある特定の実施形態では、光検出器アレイ筐体は、光検出器筐体の壁の外縁に沿って等距離に配置された４つのアライナを含む。

いくつかの実施形態では、第１の光検出器アレイのアライナが第２の光検出器アレイのアライナに結合される場合に、光検出器アレイの光学構成要素が光学的に位置合わせされ、光検出器アレイ間に完全な光路を形成する。換言すれば、これらの実施形態では、第１の光検出器アレイのアライナが第２の光検出器アレイのアライナに結合されていない場合は、第１の光検出器アレイと第２の光検出器アレイとの間の完全な光路は完成しておらず、光は、第１の光検出器アレイから第２の光検出器アレイの光検出器まで完全には伝播しない。例えば、第１の光検出器アレイのアライナが第２の光検出器アレイのアライナに十分に結合されていない場合は、第１の光検出器アレイからの光は、第２の光検出器アレイの光検出器の、例えば８０％以下、例えば７０％以下、例えば６０％以下、例えば５０％以下、例えば４０％以下、例えば３０％以下、例えば２５％以下、例えば２０％以下、及び１０％以下になど、第２の光検出器アレイの光検出器の９０％以下にしか伝播しない可能性がある。本光検出器アレイの光検出器の個数に応じて、光は、光検出器の、例えば９個以下、例えば８個以下、例えば７個以下、例えば６個以下、例えば５個以下、例えば４個以下、例えば３個以下、例えば２個以下、及び例えば１個以下といった、第２の光検出器アレイ内の光検出器の１０個以下に伝播し得る。ある特定の実施形態では、第１の光検出器アレイのアライナが第２の光検出器アレイのアライナに十分に結合されていない場合は、第１の光検出器アレイからの光は、第２の光検出器アレイのどの光検出器にも到達しない。

いくつかの実施形態では、第１の光検出器アレイが第２の光検出器アレイに結合される場合に、第１の光検出器アレイからの光が第２の光検出器アレイに伝えられるように、第１の光検出器アレイのミラーが第２の光検出器アレイのミラーと光学的に位置合わせされる。別の例では、第１の光検出器アレイが第２の光検出器アレイに結合される場合に、第１の光検出器アレイのビームスプリッタが、第２の光検出器アレイのミラーと光学的に位置合わせされる。さらに別の例では、第１の光検出器アレイが第２の光検出器アレイに結合される場合に、光検出器アレイのミラーが、第２の光検出器アレイのコリメートレンズと光学的に位置合わせされる。

上記に要約したように、光検出システムは、２つ以上の光検出器アレイを含む。検出される光の種別によるが、光検出器アレイのアレイ数を必要に応じて変えてもよく、例えば４アレイ以上、例えば５アレイ以上、例えば６アレイ以上、例えば７アレイ以上、例えば８アレイ以上、例えば９アレイ以上、例えば１０アレイ以上、例えば１１アレイ以上、例えば１２アレイ以上、例えば１３アレイ以上、例えば１４アレイ以上、及び例えば１５アレイ以上の光検出器アレイといった、３アレイ以上の光検出器アレイにしてもよい。上記に要約したように、本光検出システムの光検出器アレイは光通信を行う。そのため、各光検出器アレイからの光は、本光検出システムの他の光検出器アレイに伝えられる。

光検出器アレイを、必要に応じて任意の幾何学的配置に並べてもよく、対象の配列としては、直線配置、星形配置、三角形配置、正方形配置、長方形配置、台形配置、三角形配置、六角形配置、七角形配置、八角形配置、九角形配置、十角形配置、十二角形配置、円形配置、楕円形配置、及び不規則形状配置があるがこれらに限定されない。

光検出器アレイを、１つ以上の軸に沿って並べてもよい。実施形態では、光検出器アレイを他方に対して、（ＸＺ平面内で参照して）例えば１０°～１７０°、例えば２０°～１６０°、例えば２５°～１５０°、例えば３０°～１２０°、及び例えば４５°～９０°といった、０°～１８０°の範囲の角度で配向させてもよい。実施形態では、光検出器アレイを、光検出器アレイの数と光検出器アレイ間に配置された光学調整構成要素とに応じて、同じ角度または異なる角度で互いに配列させてもよい。例えば、ある場合には、第１の光検出器アレイと第２の光検出器アレイとの間の角度は、第２の光検出器アレイと第３の光検出器アレイとの間の角度と同じである。いくつかの実施形態では、第１の光検出器アレイと第２の光検出器アレイとの間の角度は、第２の光検出器アレイと第３の光検出器アレイとの間の角度と異なっている。

図４は、本開示の別の実施形態による、光検出器アレイの配列を有する光検出システムを示す。光検出システム４００は、５つの光検出器アレイ４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃ、４０１ｄ、及び４０１ｅを含む。光検出器アレイ４０１ａは、コリメータ４０２ａを通して光を光検出器アレイ４０１ａに送り出すダイクロイックミラー４０３ａを介して入射光収集構成要素（例えば、図示していないファイバ光学光収集器、自由空間中継収集器）を備えた光検出器である。ダイクロイックミラー４０３ａを透過する光は、光をダイクロイックミラー４０３ｃに透過させるとともに光検出器アレイ４０１ｃに向けてコリメータ４０２ｃに送り出す第２のダイクロイックミラー４０３ｂに伝えられる。ダイクロイックミラー４０３ｃからの光はコリメータ４０２ｂに伝播して光検出器アレイ４０１ｂに入り、一方、ダイクロイックミラー４０３ｃを透過する光は、ダイクロイックミラー４０３ｄに伝えられる。ダイクロイックミラー４０３ｄは、光をコリメータ４０２ｄに通して、光検出器アレイ４０１ｄへとさらに伝える。ダイクロイックミラー４０３ｄを透過する光は、コリメータ４０２ｅに伝えられて光検出器アレイ４０１ｅに入る。光検出器アレイ４０１ｅは、ビームストップ（図示せず）をさらに含み得る。

いくつかの実施形態では、光検出器アレイは、例えば３軸以上、例えば４軸以上、例えば５軸以上、例えば６軸以上、例えば７軸以上、例えば８軸以上、例えば９軸以上、及び例えば１０軸以上の平行軸といった、２軸以上の平行軸に沿って配列されている。場合によっては、各平行軸は、同アレイ数の光検出器アレイを含んでもよい。他の例では、各平行軸は、異なるアレイ数の光検出器アレイを含んでもよい。各軸は、例えば２アレイ以上、例えば３アレイ以上、例えば４アレイ以上、及び例えば５アレイ以上といった、１アレイ以上の光検出器アレイを含み得る。異なる軸に沿って配置された光検出器アレイは、上記のように、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラーなど、光学調整構成要素を介して光通信する。

ある特定の実施形態では、光検出システムは、同心円状に配列された光検出器アレイを含む。同心とは、各光検出器アレイが本光収集システムの中心点から等距離を隔てて配置される配列を指すものとして、その従来の意味で本明細書に使われる用語である。場合によっては、各光検出器アレイの中心は、光検出システムの中心点から等距離にある。他の例では、各光検出器アレイへの入口オリフィスは、光検出システムの中心点から等距離にある。中心点は、上記の１つ以上の光学調整構成要素（例えば、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、コリメートレンズなど）を含んでもよい。

これらの実施形態では、例えば４つ以上の光検出器アレイ、及び例えば５つ以上の同心円状に配列された光検出器アレイといった、３つ以上の光検出器アレイが同心円状に配置され得る。ある場合には、光検出システムの全ての光検出器アレイを同心円状に配列してもよい。他の例では、光検出システムは、同心円状に配列された光検出器アレイの１つ以上の群と、上記のように他の何らかの幾何学的配置に配列された光検出器アレイの１つ以上の群とを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、対象の光検出システムは、同心円状に配列された光検出器アレイの第１の群と、直線状に配列されるなど、別の配置に配列された光検出器アレイの第２の群とを含む。

図５は、本開示の別の実施形態による、光検出器アレイの配列を有する光検出システムを示す。光検出システム５００は、光検出器アレイ５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄ、及び５０１ｅのそれぞれに光を中継する光学調整構成要素を有した中央コンパートメント５０４の周りに同心円状に配列された５つの光検出器アレイ５０１ａ、５０１ｂ、５０１ｃ、５０１ｄ、及び５０１ｅを含む。各光検出器アレイは、光検出器５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、５０２ｄ、及び５０２ｅを含み、各光検出器に隣接してダイクロイックミラーが配置される。光は、図のように、光ビーム経路５０３に沿って光検出システムに伝えられる。光検出器アレイの配置に応じて、伝播するビームの強度は、このビームがある光検出器アレイから別の光検出器アレイに伝播する際に、例えば２０％以下、例えば１５％以下、例えば１０％以下、例えば５％以下、例えば１％以下、例えば０．５％以下、例えば０．１％以下、例えば０．０１％以下、及び例えば０．００１％以下といった、２５％以下の分だけ低減する。ある場合には、本光検出システムを伝播する光の強度は全く低減しない（すなわち、測定できるほどの強度の低減を示さない）。ある特定の実施形態では、光検出器アレイは、各光検出器アレイの光検出器によって検出される光の強度が、例えば５％以下、例えば４％以下、例えば３％以下、例えば２％以下、例えば１％以下、例えば０．５％以下、例えば０．１％以下、例えば０．０１％以下、及び例えば０．００１％以下といった、１０％以下の差で変化するように配列されている。

ある特定の実施形態では、光検出器アレイは、単一の軸に沿って直線的に配列され得る。このような実施形態では、光は各光検出器アレイを経由して順次に伝えられる。例えば、ある例では、本光検出システムは２つの光検出器アレイを含み、光は第１の光検出器アレイから第２の光検出器アレイに伝えられる。別の例では、光検出システムは３つの光検出器アレイを含み、光は第１の光検出器アレイから第２の光検出器アレイに、次いで第３の光検出器アレイに伝えられる。さらに別の例では、光検出システムは４つの光検出器アレイを含み、光は第１の光検出器アレイから第２の光検出器アレイに、第３の光検出器アレイに、次いで第４の光検出器アレイに伝播する。ある特定の実施形態では、対象の光検出システムは、線形に配列された１０個以上の光検出器アレイを含み、光は、線形配列の最初の光検出器アレイから最後の光検出器アレイまで、順次に伝播する。

いくつかの実施形態では、光検出システムは、光検出器アレイのそれぞれに、１つ以上のダイクロイックミラーで、光検出器アレイ間の光路に沿って光を伝える。例として光検出システムは、例えば３個以上のダイクロイックミラー、例えば４個以上のダイクロイックミラー、例えば５個以上のダイクロイックミラー、例えば６個以上のダイクロイックミラー、例えば７個以上のダイクロイックミラー、例えば８個以上のダイクロイックミラー、例えば９個以上のダイクロイックミラー、及び例えば１０個以上のダイクロイックミラーといった、２個以上のダイクロイックミラーを含み得る。ある場合には、光検出器アレイは、検出器の個数の、光検出器アレイ間の光路に沿って配置されたダイクロイックミラーの個数に対する比が、例えば３．５：１以上、例えば４：１以上、例えば４．５：１以上、例えば５：１以上、例えば５．５：１以上、例えば６：１以上、例えば６．５：１以上、及び例えば７：１以上の比といった、３：１以上になるように配列されている。ある例では、光検出システムは、１６個の検出器と、光路に沿って４個のダイクロイックミラーとを含む。別の例では、光検出システムは、３２個の検出器と、光路に沿って５個のダイクロイックミラーとを含む。さらに別の例では、光検出システムは、２５個の検出器と、光路に沿って８個のダイクロイックミラーとを含む。

いくつかの実施形態では、第１の光検出器アレイによって受光される光は、光収集システムによって第１の光検出器アレイに伝達され得る。光収集システムは、光を収集して第１の光検出器アレイに導く、いずれかの好適な光収集プロトコルであり得る。いくつかの実施形態では、光収集システムは、光中継用光ファイバ束などの光ファイバを含む。他の実施形態では、光収集システムは自由空間光中継システムである。

実施形態では、光収集システムは、接着剤を用いるか、一緒に共成形されるか、または第１の光検出器アレイに統合されるなどして、第１の光検出器アレイに物理的に結合されてもよい。ある特定の実施形態では、光収集システムと第１の光検出器アレイとは、単一ユニットに統合される。場合によっては、光収集システムは、面ファスナ、磁石、掛け金、ノッチ、皿穴、座ぐり穴、溝、ピン、テザー、ヒンジ、ベルクロ、非永久接着剤、またはこれらの組合せなど、光収集システムを第１の光検出器アレイに固定するコネクタで、第１の光検出器アレイに結合される。

他の実施形態では、第１の光検出器アレイと光収集システムとは光通信するが、物理的には接触していない。実施形態では、光収集システムは、例えば第１の光検出器アレイから０．００５ｍｍ以上、例えば０．０１ｍｍ以上、例えば０．０５ｍｍ以上、例えば０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上、例えば２５ｍｍ以上、例えば５０ｍｍ以上、及び例えば１００ｍｍ以上といった、第１の光検出器アレイから０．００１ｍｍ以上のところに配置されてもよい。

ある特定の実施形態では、光収集システムは光ファイバを含む。例えば、光収集システムは光中継用光ファイバ束であってもよく、光は、光中継用光ファイバ束を通って第１の光検出器アレイに伝達される。光を第１の光検出器アレイに伝えるために、いずれかの光ファイバ光中継システムを用いることができる。ある特定の実施形態では、第１の光検出器アレイに光を伝えるための好適な光ファイバ光中継システムとしては、米国特許第６，８０９，８０４号に記載されているような光ファイバ光中継システムがあるが、これに限定されない。この米国特許の開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。

他の実施形態では、光収集システムは自由空間光中継システムである。「自由空間光中継」とは、第１の光検出器アレイに自由空間を通して光を導くために、１つ以上の光学構成要素の配置を用いる光伝播を指すものとして、その従来の意味で本明細書に使われる表現である。ある特定の実施形態では、自由空間光中継システムは、近位端及び遠位端を有した筐体を含み、この近位端は第１の光検出器アレイに結合されている。自由空間中継システムは、１つ以上のレンズ、ミラー、スリット、ピンホール、波長分離器、またはこれらの組合せなど、様々な光学調整構成要素の任意の組合せを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、対象の自由空間光中継システムは、１つ以上の集束レンズを含む。別のいくつかの実施形態では、対象の自由空間光中継システムは、１つ以上のミラーを含む。さらに別のいくつかの実施形態では、自由空間光中継システムはコリメートレンズを含む。ある特定の実施形態では、第１の光検出器アレイに光を伝えるための好適な自由空間光中継システムとしては、米国特許第７，６４３，１４２号、米国特許第７，７２８，９７４号、及び米国特許第８，２２３，４４５号に記載されているような光中継システムがあるが、これらに限定されない。これらの米国特許の開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。

図１は、ある特定の実施形態による光検出システム１００を示す。光は、光収集システム１０２を介して、光検出システム１００の第１の光検出器アレイ１０１ａに伝えられる。光検出器アレイ１０１ａは５つの光検出器１０４ａを含み、各光検出器１０４ａは、光検出器アレイ１０１ａ中を伝わる光の１つ以上の特性を調整するための光学調整構成要素１０７ａを有している。光検出器アレイ１０１ａからの光は、光学調整構成要素１０３を介して第２の光検出器アレイ１０１ｂに伝えられる。光検出器アレイ１０１ｂは、光検出器１０４ｂ及び光学調整構成要素１０７ｂを含む。光検出器アレイ１０１ａは、留め具１０５ａで光検出器アレイ１０１ｂに位置合わせされ、物理的に結合されている。光検出器アレイ１０１ｂからの光はさらに、光学調整構成要素１０３を介して第３の光検出器アレイ１０１ｃに伝えられる。光検出器アレイ１０１ｃは、光検出器１０４ｃ及び光学調整構成要素１０７ｃを含む。光検出器アレイ１０１ｂはまた、留め具１０５ｂで光検出器アレイ１０１ｃに位置合わせされ、物理的に結合されている。この実施形態による光検出システム１００は、第４の光検出器アレイ１０１ｄを含む。光検出器アレイ１０１ｃからの光は、光学調整構成要素１０３を介して光検出器アレイ１０１ｄに、光学調整構成要素１０７ｄを介して光検出器１０４ｄに伝えられる。留め具１０５ｃは、光検出器アレイ１０１ｄを光検出器アレイ１０１ｃに位置合わせして接続する。

図２は、ある特定の実施形態による光検出システム２００を示し、光検出システムを通る光路の例を表示する。第１の光検出器アレイ２０１ａは、光収集システム２０２を通じて光を受光する。光検出器アレイ２０１ａは、光検出器２０４ａで光を検出する。光検出器アレイ２０１ａからの光は、光学調整構成要素２０３を介して第２の光検出器アレイ２０１ｂに伝えられる。光検出器アレイ２０１ｂは、伝播光を検出するための光検出器２０４ｂを含む。光検出器アレイ２０１ａは、留め具２０５ａで光検出器アレイ２０１ｂに位置合わせされ、物理的に結合されている。光検出器アレイ２０１ｂからの光はさらに、光学調整構成要素２０３を介して、光検出器２０４ｃを有する光検出器アレイ２０１ｃに伝えられる。光検出器アレイ２０１ｂはまた、留め具２０５ｂで光検出器アレイ２０１ｃに位置合わせされ、物理的に結合されている。光検出システム２００は、第４の光検出器アレイ２０１ｄを含む。光検出器アレイ２０１ｃからの光は、光学調整構成要素２０３を介して光検出器アレイ２０１ｄに、光学調整構成要素２０３を介して光検出器２０４ｄに伝えられる。留め具２０５ｃは、光検出器アレイ２０１ｄを光検出器アレイ２０１ｃに位置合わせして接続する。

図３は、ある特定の実施形態による光検出システムの３次元描写を示す。光検出システム３００は、直線的に配置された４つの光検出器アレイ３０１ａ、３０１ｂ、３０１ｃ、及び３０１ｄを有する筐体に囲まれている。光検出器アレイ３０１ａは、光収集経路３０４から受光した光を検出し、光検出器３０２ａで光を検出する。光は、光検出器アレイ３０１ｂを通って、光検出器３０２ｂで検出され、光検出器アレイ３０１ｃを通って、光検出器３０２ｃで検出され、光検出器アレイ３０１ｄに伝えられ、光検出器３０２ｄで検出される。光検出器３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、及び３０２ｄによって検出される光は、それぞれ光学調整構成要素３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、及び３０３ｄで調整される。光学調整構成要素（例えば、コリメータ）が、筐体（図示せず）の内側に、光検出器アレイ３０１ａと光検出器アレイ３０１ｂとの間、光検出器アレイ３０１ｂと光検出器アレイ３０１ｃとの間、及び光検出器アレイ３０１ｃと光検出器アレイ３０１ｄとの間に配置されている。

試料によって放出される光を測定するシステム
本開示の態様は、試料（例えば、フローサイトメータのフロー流束中の試料）からの光を測定するためのシステムも含む。ある特定の実施形態では、システムは、上記のように、光源と、２つ以上の光検出器アレイを有する光検出システムとを含む。例えば、対象のシステムは、光源と、第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイであって、各光検出器アレイが２つ以上の光検出器（例えば、光電子増倍管）を有する、第１の光検出器アレイと、光検出器アレイ間の光路に配置された光学調整構成要素とを含み得る。いくつかの実施形態では、本システムは、フローサイトメータである。場合によっては、光検出器アレイを有する光検出システムは、フローサイトメータに着脱不可能に統合されている。ある特定の実施形態では、光検出システムは、光収集システム（例えば、光ファイバまたは自由空間光中継システム）を通じて試料源（例えば、フローサイトメータのフロー流束）と光通信を行う。

試料からの光を測定する対象のシステムは、光源を含む。実施形態では、光源は、いずれかの好適な広帯域光源または狭帯域光源であり得る。試料の成分（例えば、細胞、ビーズ、非細胞粒子など）に応じて、光源を、例えば２５０ｎｍ～１２５０ｎｍ、例えば３００ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば３５０ｎｍ～９００ｎｍ、及び例えば４００ｎｍ～８００ｎｍといった、２００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲で変わる波長の光を放出するように構成してもよい。例えば、光源は、２００ｎｍ～９００ｎｍの波長の光を放出する広帯域光源を含んでもよい。他の例では、光源は、２００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長を放出する狭帯域光源を含む。例えば、光源は、２００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の波長を有した光を放出する狭帯域ＬＥＤ（１ｎｍ～２５ｎｍ）にしてもよい。いくつかの実施形態では、光源は、連続波レーザなどのレーザである。例えば、このレーザを、ヘリウムネオン（ＨｅＮｅ）レーザとしてもよい。ある特定の実施形態では、光源はフローサイトメータ内のレーザである。

他の実施形態では、光源は、ハロゲンランプ、重水素アークランプ、キセノンアークランプ、発光ダイオード（連続スペクトルを有した広帯域ＬＥＤ、スーパールミネセンス発光ダイオード、半導体発光ダイオード、広域スペクトルＬＥＤ白色光源、マルチＬＥＤ一体型など）などを含むがこれらに限定されない、ランプなどの非レーザ光源である。場合によっては、非レーザ光源は、他にも光源はあるが、安定化ファイバ結合広帯域光源、白色光源か、またはこれらのいずれかの組合せである。

光源は、試料（フローサイトメータのフロー流束など）から、例えば０．００５ｍｍ以上、例えば０．０１ｍｍ以上、例えば０．０５ｍｍ以上、例えば０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上、例えば５ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上、例えば２５ｍｍ以上、及び例えば１００ｍｍ以上の距離といった、フロー流束から０．００１ｍｍ以上の距離などの、いずれかの好適な距離に配置してもよい。さらに、光源は、いずれかの好適な角度（例えば、フロー流束の垂直軸に対する角度）で、例えば１５°～８５°、例えば２０°～８０°、例えば２５°～７５°、及び例えば３０°～６０°といった、１０°～９０°の範囲の角度でなど、例えば９０°の角度で、試料を照射する。

光源は、試料を連続的に、または離散的な間隔で照射するように構成してもよい。一部の例では、システムは、フローサイトメータのインテロゲーションポイントでフロー流束を連続的に照射する連続波レーザでなど、試料を連続的に照射するように構成された光源を含む。別の例では、対象のシステムは、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び１０００ミリ秒毎など、または他の何らかの間隔などの離散的な間隔で試料を照射するように構成された光源を含む。光源が離散的な間隔で試料を照射するように構成されている場合には、システムは、光源を用いた試料の断続的な照射を提供するために、１つ以上の追加の構成要素を含み得る。例えば、これらの実施形態の主題のシステムは、試料を光源から遮断し、試料を光源に曝すために、１つ以上のレーザビームチョッパ、手動制御またはコンピュータ制御のビームストップを含み得る。

実施形態では、試料によって放出された光は、２つ以上の光検出器アレイを有する（上記のような）本光検出システムに伝えられる。上記のように、本光検出器アレイの光検出器は、数ある光検出器のなかでも特に、アクティブ画素センサ（ＡＰＳ）、アバランシェフォトダイオード、画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）、インテンシファイア付電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、光子計数器、ボロメータ、焦電検出器、フォトレジスタ、光電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体または量子ドットフォトダイオード、及びこれらの組合せなどの光学センサを含み得るが、これらに限定されない。例として、試料からの光を測定するための光収集システムは、例えば３個以上の光検出器、例えば４個以上の光検出器、例えば５個以上の光検出器、例えば１０個以上の光検出器、例えば２５個以上の光検出器、及び例えば５０個以上の光検出器といった、２個以上の光検出器を有する光検出器アレイを含んでもよい。ある特定の実施形態では、システムは、５個の光検出器を備えた光検出器アレイを含む。

本開示の実施形態では、対象の検出器は、例えば２種類以上の波長、例えば５種類以上の波長、例えば１０種類以上の波長、例えば２５種類以上の波長、例えば５０種類以上の波長、例えば１００種類以上の波長、例えば２００種類以上の波長、例えば３００種類以上の波長、及び例えばフロー流束中の試料から放出される４００種類以上の波長の測定光といった、収集される１種類以上の波長の光を測定するように構成されている。

いくつかの実施形態では、対象の検出器は、ある波長の範囲（例えば、２００ｎｍ～１０００ｎｍ）にわたって収集される光を測定するように構成されている。ある特定の実施形態では、対象の検出器は、ある波長の範囲にわたって光のスペクトルを収集するように構成されている。例えば、システムは、２００ｎｍ～１０００ｎｍの１つ以上の波長範囲にわたって光のスペクトルを収集するように構成された１つ以上の検出器を含んでもよい。さらに他の実施形態では、対象の検出器は、フロー流束中の試料によって放出される、１つ以上の特定波長の光を測定するように構成されている。例えば、システムは、４５０ｎｍ、５１８ｎｍ、５１９ｎｍ、５６１ｎｍ、５７８ｎｍ、６０５ｎｍ、６０７ｎｍ、６２５ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６６７ｎｍ、６７０ｎｍ、６６８ｎｍ、６９５ｎｍ、７１０ｎｍ、７２３ｎｍ、７８０ｎｍ、７８５ｎｍ、６４７ｎｍ、６１７ｎｍ、及びこれら任意の組合せのうちの１つ以上の特定波長の光を測定するように構成された１つ以上の検出器を含み得る。ある特定の実施形態では、１つ以上の検出器を、蛍光測定で試料と共に使用されるような特定のフルオロフォアと対になるように構成することができる。

実施形態では、検出器は、光を連続的に、または離散的な間隔で測定するように構成されている。ある場合に、対象の検出器は、収集された光を連続的に測定するように構成されている。他の例では、対象の検出器は、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び例えば１０００ミリ秒毎に光を測定するなど、離散的な間隔で、または他の間隔で測定を行うように構成されている。

いくつかの実施形態では、試料からの光を測定するためのシステムは、試料源（例えば、フロー流束）からの光を収集して、本光検出システムの光検出器アレイに導くための光収集システムを含む。この光収集システムは、接着剤を用いるか、一緒に共成形されるか、または第１の光検出器アレイに統合されるなどして、第１の光検出器アレイに物理的に結合されてもよい。ある特定の実施形態では、光収集システムと光検出システムとは、単一ユニットに統合される。他の実施形態では、光収集システムは、面ファスナ、磁石、掛け金、ノッチ、皿穴、座ぐり穴、溝、ピン、テザー、ヒンジ、ベルクロ、非永久接着剤、またはこれらの組合せなどのコネクタで、光検出システムの第１の光検出器アレイに結合される。

他の実施形態では、光検出システムと光収集システムとは光通信するが、物理的には接触していない。例として、光収集システムは、例えば光検出システムから０．００５ｍｍ以上、例えば０．０１ｍｍ以上、例えば０．０５ｍｍ以上、例えば０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上、例えば２５ｍｍ以上、例えば５０ｍｍ以上、及び例えば１００ｍｍ以上といった、第１の光検出器アレイから０．００１ｍｍ以上のところに配置されてもよい。

いくつかの実施形態では、光収集システムは光ファイバを含む。例えば、場合によっては、光収集システムは光中継用光ファイバ束であってもよく、光は、光中継用光ファイバ束を通って第１の光検出器アレイに伝達される。他の実施形態では、光収集システムは自由空間光中継システムである。例えば、自由空間光中継システムは、近位端及び遠位端を有した筐体を含み得、この近位端は第１の光検出器アレイに結合されている。自由空間中継システムは、１つ以上のレンズ、ミラー、スリット、ピンホール、波長分離器、またはこれらの組合せなど、様々な光学調整構成要素の任意の組合せを含んでもよい。

ある特定の実施形態では、本システムは、フロー流束中の試料によって放出される光を検出するために上記の光検出システムを用いるフローサイトメトリシステムである。試料を分析するための好適なフローサイトメトリシステム及び方法には、Ｏｒｍｅｒｏｄ （ｅｄ．），Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ： Ａ Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｏｘｆｏｒｄ Ｕｎｉｖ．Ｐｒｅｓｓ （１９９７）、Ｊａｒｏｓｚｅｓｋｉ ｅｔ ａｌ．（ｅｄｓ．），Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ Ｎｏ．９１，Ｈｕｍａｎａ Ｐｒｅｓｓ （１９９７）、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，３ｒｄ ｅｄ．，Ｗｉｌｅｙ－Ｌｉｓｓ （１９９５）；Ｖｉｒｇｏ，ｅｔ ａｌ．（２０１２） Ａｎｎ Ｃｌｉｎ Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊａｎ；４９（ｐｔ １）：１７－２８、Ｌｉｎｄｅｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｅｍｉｎ Ｔｈｒｏｍ Ｈｅｍｏｓｔ．２００４ Ｏｃｔ；３０（５）：５０２－１１、Ａｌｉｓｏｎ，ｅｔ ａｌ．Ｊ Ｐａｔｈｏｌ，２０１０ Ｄｅｃ；２２２（４）：３３５－３４４、及びＨｅｒｂｉｇ，ｅｔ ａｌ．（２００７） Ｃｒｉｔ Ｒｅｖ Ｔｈｅｒ Ｄｒｕｇ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｙｓｔ．２４（３）：２０３－２５５に記載されているようなものが含まれるが、これらに限定されない。これらの開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。特定の例では、対象のフローサイトメトリシステムには、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（商標）フローサイトメータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＶａｎｔａｇｅ（商標）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳｏｒｔ（商標）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣｏｕｎｔ（商標）、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳｃａｎ（商標）、及びＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ ＦＡＣＳＣａｌｉｂｕｒ（商標）システム、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｉｎｆｌｕｘ（商標）セルソータ、ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ｊａｚｚ（商標）セルソータ、及びＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ Ａｒｉａ（商標）セルソータなどが含まれる。

ある特定の実施形態では、本システムは、米国特許第３，９６０，４４９号、米国特許第４，３４７，９３５号、米国特許第４，６６７，８３０号、米国特許第４，７０４，８９１号、米国特許第４，７７０，９９２号、米国特許第５，０３０，００２号、米国特許第５，０４０，８９０号、米国特許第５，０４７，３２１号、米国特許第５，２４５，３１８号、米国特許第５，３１７，１６２号、米国特許第５，４６４，５８１号、米国特許第５，４８３，４６９号、米国特許第５，６０２，０３９号、米国特許第５，６２０，８４２号、米国特許第５，６２７，０４０号、米国特許第５，６４３，７９６号、米国特許第５，７００，６９２号、米国特許第６，３７２，５０６号、米国特許第６，８０９，８０４号、米国特許第６，８１３，０１７号、米国特許第６，８２１，７４０号、米国特許第７，１２９，５０５号、米国特許第７，２０１，８７５号、米国特許第７，５４４，３２６号、米国特許第８，１４０，３００号、米国特許第８，２３３，１４６号、米国特許第８，７５３，５７３号、米国特許第８，９７５，５９５号、米国特許第９，０９２，０３４号、米国特許第９，０９５，４９４号、及び米国特許第９，０９７，６４０号に記載されているフローサイトメータの１つ以上の構成要素を組み込むフローサイトメータシステムである。これらの米国特許の開示内容は参照により本明細書に組み込まれる。

照射を受けた試料から収集される光の測定方法
本開示の態様は、試料（例えば、フローサイトメータのフロー流束中の試料）からの光を測定するための方法も含む。実施形態による方法を実施する際には、試料が光源で照射され、試料からの光が、上記のような２つ以上の光検出器アレイを有した光検出システムで検出される。いくつかの実施形態では、試料は生体試料である。「生体試料」とは、生物全体、植物、真菌もしくは動物組織のサブセット、細胞、またはある特定の場合に、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、羊膜帯血、尿、膣液、及び精液の中に見出され得る構成成分を指すものとして、その従来の意味で使われる用語である。したがって、「生体試料」とは、天然の生物またはその組織のサブセット、及び有機体またはその組織のサブセットから調製されたホモジネート、溶解物、または抽出物の両方を指し、例えば、血漿、血清、脊髄液、リンパ液、皮膚の切片、呼吸器、胃腸管、心臓血管、及び尿生殖路、涙液、唾液、乳、血液細胞、腫瘍、器官を含むが、これらに限定されない。生体試料は、健常組織及び疾患組織（例えば、がん性、悪性、壊死性など）の両方を含む、いずれかの種類の生物組織であってもよい。ある特定の実施形態では、生体試料は、例えば血液またはその派生物、例えば、血漿、涙液、尿、精液などの液体試料であり、場合によっては、試料は、静脈穿刺または指穿刺から得られる血液などの全血を含む血液試料である（血液は、アッセイに先立ち、防腐剤、抗凝固剤などの任意の試薬と組み合わせてもよいし、組み合わせなくてもよい）。

ある特定の実施形態では、試料の供給源は、「哺乳動物」または「哺乳類」であり、これらの用語は、哺乳綱内にある生物を説明するために広く使われ、食肉目（例えば、イヌ及びネコ）、齧歯目（例えば、マウス、モルモット、及びラット）、及び霊長目（例えば、ヒト、チンパンジー、及びサル）の目を含む。場合によっては、対象はヒトである。本方法は、両方の性別の、任意の発達段階の被験者（すなわち、新生児、乳児、若年者、青年、成人）から得られた試料に適用してもよく、ある特定の実施形態では、被験者は若年者、青年、または成人である。本発明は、ヒト被験者由来の試料に適用してよいが、本方法は、限定されるものではないが、鳥類、マウス、ラット、イヌ、ネコ、家畜類、及びウマなどの他の動物被験体（すなわち、「非ヒト被験体」）由来の試料に対して実施してもよいことが理解されるべきである。

本方法を実施する際に、試料（例えば、フローサイトメータのフロー流束中の試料）が光源からの光で照射される。いくつかの実施形態では、光源は広帯域光源であり、例えば１００ｎｍ以上、例えば１５０ｎｍ以上、例えば２００ｎｍ以上、例えば２５０ｎｍ以上、例えば３００ｎｍ以上、例えば３５０ｎｍ以上、例えば４００ｎｍ以上、及び５００ｎｍ以上にわたるなど、例えば５０ｎｍ以上にわたるような広範囲の波長を有した光を放出する。例えば、ある好適な広帯域光源は、２００ｎｍ～１５００ｎｍの波長の光を放出する。別の好適な広帯域光源の例としては、４００ｎｍ～１０００ｎｍの波長の光を放出する光源が挙げられる。方法に広帯域光源の照射を含む場合、対象の広帯域光源プロトコルには、数ある広帯域光源のなかでも特に、ハロゲンランプ、重水素アークランプ、キセノンアークランプ、安定化ファイバ結合広帯域光源、連続スペクトルを有した広帯域ＬＥＤ、スーパールミネセンス発光ダイオード、半導体発光ダイオード、広域スペクトルＬＥＤ白色光源、マルチＬＥＤ一体型白色光源、またはこれらの任意の組合せが含まれ得るが、これらに限定されない。

他の実施形態では、方法は、特定の波長または狭い範囲の波長を放出する狭帯域光源、例えば４０ｎｍ以下、例えば３０ｎｍ以下、例えば２５ｎｍ以下、例えば２０ｎｍ以下、例えば１５ｎｍ以下、例えば１０ｎｍ以下、例えば５ｎｍ以下、例えば２ｎｍ以下、及び例えば特定の波長の光（すなわち、単色光）を放出する光源といった、例えば、５０ｎｍ以下の範囲のような狭い範囲の波長の光を放出する光源などで照射することを含む。方法に狭帯域光源の照射を含む場合、対象の狭帯域光源プロトコルには、狭波長ＬＥＤ、レーザダイオード、または１つ以上の光バンドパスフィルタ、回折格子、単色光分光器、もしくはこれらのいずれかの組合せに結合された広帯域光源が含まれ得るが、これらに限定されない。

ある特定の実施形態では、方法は、１つ以上のレーザで試料を照射することを含む。上記のように、レーザの種類と数とは、試料と収集される所望の光とに応じて異なり、ヘリウム－ネオンレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、キセノンレーザ、窒素レーザ、ＣＯ₂ レーザ、ＣＯレーザ、アルゴン－フッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ、クリプトン－フッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ、キセノン－塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザ、もしくはキセノン－フッ素（ＸｅＦ）エキシマレーザ、またはこれらの組合せなどのガスレーザであってもよい。他の例では、本方法は、スチルベンレーザ、クマリンレーザ、またはローダミンレーザなどの色素レーザでフロー流束を照射することを含む。さらに他の例では、方法は、ヘリウム－カドミウム（ＨｅＣｄ）レーザ、ヘリウム－水銀（ＨｅＨｇ）レーザ、ヘリウム－セレン（ＨｅＳｅ）レーザ、ヘリウム－銀（ＨｅＡｇ）レーザ、ストロンチウムレーザ、ネオン－銅（ＮｅＣｕ）レーザ、銅レーザ、または金レーザ、及びこれらの組合せなどの金属蒸気レーザでフロー流束を照射することを含む。さらに他の例では、方法は、ルビーレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ₄ レーザ、Ｎｄ：ＹＣａ₄ Ｏ（ＢＯ₃ ）₃ レーザ、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザ、チタンサファイアレーザ、ツリウムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹＡＧレーザ、Ｙｂ₂ Ｏ₃ レーザ、またはセリウムドープレーザ、及びこれらの組合せなどの固体レーザでフロー流束を照射することを含む。

試料を、例えば２つ以上の光源、例えば３つ以上の光源、例えば４つ以上の光源、例えば５つ以上の光源、及び例えば１０個以上の光源といった、上記の光源の１つ以上で照射することができる。光源には、いかなる種類の光源の組合せも含まれ得る。例えば、いくつかの実施形態では、本方法は、１つ以上のガスレーザ、１つ以上の色素レーザ、及び１つ以上の固体レーザを有したアレイなどのレーザアレイでフロー流束中の試料を照射することを含む。

試料を、例えば２５０ｎｍ～１２５０ｎｍ、例えば３００ｎｍ～１０００ｎｍ、例えば３５０ｎｍ～９００ｎｍ、及び例えば４００ｎｍ～８００ｎｍといった、２００ｎｍ～１５００ｎｍの範囲の波長で照射してもよい。例えば、光源が広帯域光源である場合は、試料を、２００ｎｍ～９００ｎｍの波長で照射してもよい。他の例では、光源が複数の狭帯域光源を含む場合は、試料を、２００ｎｍ～９００ｎｍの範囲の特定の波長で照射してもよい。例えば、光源を、それぞれが別々に２００ｎｍ～９００ｎｍの波長範囲の光を放出する複数の狭帯域ＬＥＤ（１ｎｍ～２５ｎｍ）にしてもよい。他の実施形態では、狭帯域光源は１つ以上のレーザ（レーザアレイなど）を含み、試料は、上記のように、ガスレーザ、エキシマレーザ、色素レーザ、金属蒸気レーザ、及び固体レーザを有するレーザアレイでなど、２００ｎｍ～７００ｎｍの範囲の特定の波長で照射される。

２つ以上の光源が用いられる場合、その光源で試料を同時にもしくは順次、またはこれらの組合せで照射してもよい。例えば、試料を各光源で同時に照射してもよい。他の実施形態では、フロー流束は各光源で順次照射される。複数の光源が用いられて試料を順次照射する場合、各光源が試料を照射する時間を、別々に、例えば０．０１マイクロ秒以上、例えば０．１マイクロ秒以上、例えば１マイクロ秒以上、例えば５マイクロ秒以上、例えば１０マイクロ秒以上、例えば３０マイクロ秒以上、及び例えば６０マイクロ秒以上といった、０．００１マイクロ秒以上にしてもよい。例として、方法は、例えば０．０１マイクロ秒～７５マイクロ秒、例えば０．１マイクロ秒～５０マイクロ秒、例えば１マイクロ秒～２５マイクロ秒、及び例えば５マイクロ秒～１０マイクロ秒といった、０．００１マイクロ秒～１００マイクロ秒の範囲の継続時間にわたって光源（例えばレーザ）で試料を照射することを含んでもよい。試料が２つ以上の光源で順次照射される実施形態では、各光源によって試料が照射される継続時間を、同じにしてもよいし、または異ならせてもよい。

各光源による照射の間の時間間隔をまた、必要に応じて変更してもよく、例えば０．０１マイクロ秒以上、例えば０．１マイクロ秒以上、例えば１マイクロ秒以上、例えば５マイクロ秒以上、例えば１０マイクロ秒以上だけ、例えば１５マイクロ秒以上だけ、例えば３０マイクロ秒以上だけ、及び例えば６０マイクロ秒以上だけといった、０．００１マイクロ秒以上の遅延の分だけ別々に分離される。例として、各光源による照射の間の時間間隔を、例えば０．０１マイクロ秒～５０マイクロ秒、例えば０．１マイクロ秒～３５マイクロ秒、例えば１マイクロ秒～２５マイクロ秒、及び例えば５マイクロ秒～１０マイクロ秒といった、０．００１マイクロ秒～６０マイクロ秒の範囲にしてもよい。ある特定の実施形態では、各光源による照射の間の時間間隔は１０マイクロ秒である。試料が２を超える個数（すなわち、３つ以上）の光源によって順次照射される実施形態では、各光源による照射の間の遅延は、同じであってもよく、または異なっていてもよい。

試料は、連続的に照射することも、離散的な間隔で照射することもできる。場合によっては、方法は、試料内の試料に光源を連続的に照射することを含む。他の例では、内部の試料は、例えば０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎に照射することなど、及び例えば１０００ミリ秒毎といった離散的な間隔、または他の何らかの間隔にて光源で照射される。

光源に応じて、例えば０．０５ｍｍ以上、例えば０．１ｍｍ以上、例えば０．５ｍｍ以上、例えば１ｍｍ以上、例えば２．５ｍｍ以上、例えば５ｍｍ以上、例えば１０ｍｍ以上、例えば１５ｍｍ以上、例えば２５ｍｍ以上、及び例えば５０ｍｍ以上といった、０．０１ｍｍ以上などの様々な距離で試料を照射してもよい。また、角度、照射も様々であってもよく、例えば１５°～８５°、例えば２０°～８０°、例えば２５°～７５°、及び例えば３０°～６０°といった、１０°～９０°の範囲であり、例えば９０°の角度である。

上記のように、実施形態では、照射された試料からの光は、本明細書に記載の光検出システムに伝達され、１つ以上の光検出器によって測定される。本方法を実施する際には、光は、本光検出システムの第１の光検出器アレイに伝えられる。光はさらに、光検出器アレイ間の光路に配置された光学調整構成要素を介して、それぞれの更なる光検出器アレイに伝えられる。光は、例えば５種類以上の波長、例えば１０種類以上の波長、例えば２５種類以上の波長、例えば５０種類以上の波長、例えば１００種類以上の波長、例えば２００種類以上の波長、例えば３００種類以上の波長、及び例えば収集される４００種類以上の波長の光を測定するといった、収集される１つ以上の波長の光を測定する光検出器アレイの各光検出器に導かれる。

いくつかの実施形態では、方法は、ある波長の範囲（例えば、２００ｎｍ～１０００ｎｍ）にわたって収集される光を測定することを含む。たとえば、方法は、２００ｎｍ～１０００ｎｍの１つ以上の波長範囲にわたって光のスペクトルを収集することを含み得る。さらに他の実施形態では、方法は、収集される１つ以上の特定の波長の光を測定することを含む。例えば、収集される光を、４５０ｎｍ、５１８ｎｍ、５１９ｎｍ、５６１ｎｍ、５７８ｎｍ、６０５ｎｍ、６０７ｎｍ、６２５ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６６７ｎｍ、６７０ｎｍ、６６８ｎｍ、６９５ｎｍ、７１０ｎｍ、７２３ｎｍ、７８０ｎｍ、７８５ｎｍ、６４７ｎｍ、６１７ｎｍ、及びこれらの任意の組合せの１つ以上で測定してもよい。ある特定の実施形態では、方法は、特定のフルオロフォアの蛍光ピーク波長に対応した光の波長を測定することを含む。

収集される光は、連続的にまたは離散的な間隔で測定され得る。場合によっては、方法は、光の測定を連続的に行うことを含む。他の例では、光は、０．００１ミリ秒毎、０．０１ミリ秒毎、０．１ミリ秒毎、１ミリ秒毎、１０ミリ秒毎、１００ミリ秒毎、及び例えば１０００ミリ秒毎に光を測定するなど、離散的な間隔で、または他の間隔で測定される。

収集される光の測定は、本方法の間に、例えば２回以上、例えば３回以上、例えば５回以上、及び例えば１０回以上といった、１回以上行われ得る。ある特定の実施形態では、光伝播は、特定の場合のデータを平均化しながら、２回以上測定される。

いくつかの実施形態では、方法は、本光検出システムで光を検出する前に光を調整することを含む。例えば、試料源からの光は、１つ以上のレンズ、ミラー、ピンホール、スリット、格子、光屈折器、及びこれらの任意の組合せを通過する場合がある。場合によっては、上記のように、光検出システムまたは光収集システムに導かれる光のプロファイルを減らすためになど、収集された光が１つ以上の集束レンズを通過させられる。他の例では、試料から放出される光は、１つ以上のコリメータを通過させられて、光検出システムに伝達される光ビームの発散を減少させる。

キット
本発明の態様はさらにキットを含み、キットは、各光検出器アレイが２つ以上の光検出器を有した２つ以上の光検出器アレイと、各光検出器アレイ間の光路に配置するための光学調整構成要素（例えば、ビームスプリッタ、コリメートレンズ、ミラー、波長分離器、ピンホールなど）とを含む。キットは、光ファイバ（例えば、中継用光ファイバ束）などの光収集構成要素、自由空間中継システム用の構成要素を含むこともできる。場合によっては、キットはさらに、光電子増倍管（メタルパッケージ型光電子増倍管）などの１つ以上の光検出器を含む。

いくつかの実施形態では、キットは、本明細書に開示される光検出システムの構成要素のうちの、例えば３つ以上、及び例えば５つ以上といった、２つ以上を含む。場合によっては、キットには、１つ以上のアッセイ構成要素（例えば、先に述べたように、標識された試薬、緩衝液など）を含めることができる。場合によっては、キットにはさらに、必要に応じて、皮膚を刺して全血試料を採取するように構成されたランセットまたは針、ピペットなどの試料収集デバイスを含めてもよい。

キットの様々なアッセイ構成要素は、別々の容器中に存在してもよいし、またはアッセイ構成要素の一部もしくは全部が、予め組み合わされていてもよい。例えば、場合によっては、キットの１つ以上の構成要素の、例えば、コネクタ、オリフィスプレートは、密封されたポーチである、例えば滅菌フォイルポーチまたは滅菌フォイルエンベロープの中に含まれる。

上記の構成要素に加えて、本キットには、本発明の方法を実施するための説明書を（あるある特定の実施形態では）さらに含めてもよい。これらの説明書は、本キット内に多様な形態で存在してもよく、このうちの１つ以上がキット内に存在してもよい。これらの説明書が存在し得る一形態は、キットの包装中、添付文書中などの、情報が印刷された適切な媒体または基材、例えば、１枚または複数枚の紙としてである。これらの説明書のさらに別の形態は、情報が記録されているコンピュータ可読媒体、例えば、ディスケット、コンパクトディスク（ＣＤ）、ポータブルフラッシュドライブなどである。これらの説明書が存在し得るさらに別の形態は、インターネットを通じてリモートサイトの情報にアクセスするために使用できるウェブサイトアドレスである。

有用性
本光検出システムは、光学特性による試料の特性評価で、特に低レベルの光が収集される場合に用途が見出される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるシステム及び方法は、蛍光タグで標識された生体試料のフローサイトメトリによる特性評価に用途が見出される。他の実施形態では、本システム及び方法は、透過光または散乱光の分光分析に用途が見出される。加えて、本システム及び方法は、試料（例えば、フロー流束中の試料）より収集される光から取得可能な信号を増加させることに用途が見出される。ある場合には、本開示は、フローサイトメータのフロー流束で照射される試料から収集された光の測定を向上させることに用途が見出される。本開示の実施形態は、研究、ハイスループット実験室内試験でなど、フローサイトメトリの放出測定の有効性を高めることが望まれる場所で用途が見出される。本開示はまた、細胞選別中に、改良された細胞選別精度、強化された微粒子捕集、削減されたエネルギー消費、微粒子帯電効率、より正確な微粒子帯電、及び強化された微粒子偏向を示すフローサイトメータを提供することが望ましいところでは、有用であることが分かっている。

本開示はまた、生体試料から調製された細胞が、研究、臨床検査のため、または治療での使用のために望まれ得る応用先で有用である。いくつかの実施形態では、本方法及び本装置は、採取個別細胞が標的の流体試料または組織生体試料から調整されることを促進し得る。例えば、本方法及び本システムは、流体試料または組織試料から、がんなどの疾患のための研究用または診断用の検体として使用すべき細胞を採取することを促進する。同様に、本方法及び本システムは、流体試料または組織試料から、治療で使用すべき細胞を採取することを促進する。本開示の方法及び装置は、従来のフローサイトメトリシステムに比べると高効率及び低コストで生体試料（例えば、臓器、組織、組織片、体液）から細胞を分離して捕集することを可能にする。

添付の請求項にもかかわらず、本明細書に記載される開示は、以下の付記によっても定義される。
１．第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイであって、前記第１の光検出器アレイ及び前記第２の光検出器アレイがそれぞれ２つ以上の光検出器を有している、第１の光検出器アレイ、ならびに
前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間の光路に配置された光学調整構成要素
を備える光検出システム。
２．前記光学調整構成要素は、前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間で光をコリメートするコリメータを有する、付記１に記載の光検出システム。
３．前記光学調整構成要素はビームスプリッタを有する、付記１または２に記載の光検出システム。
４．前記光学調整構成要素は波長分離器を有する、付記１～３のいずれか一つに記載の光検出システム。
５．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーを有する、付記１～４のいずれか一つに記載の光検出システム。

６．前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間に２つ以上の光学調整構成要素が配置されている、付記１～５のいずれか一つに記載の光検出システム。
７．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーとコリメータとを有する、付記６に記載の光検出システム。
８．前記各光検出器アレイの１つ以上の光検出器に隣接してダイクロイックミラーが配置されている、付記１～７のいずれか一つに記載の光検出システム。
９．第３の光検出器アレイと、
前記第２の光検出器アレイと前記第３の光検出器アレイとの間の光路に配置された光学調整構成要素とを更に備える、
付記１～８のいずれか一つに記載の光検出システム。
１０．前記光学調整構成要素はコリメータを有する、付記９に記載の光検出システム。

１１．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーを有する、付記９または１０に記載の光検出システム。
１２．１０個以上の光検出器アレイを備える、付記１～１１のいずれか一つに記載の光検出システム。
１３．前記光検出器アレイが、単一の軸に沿って配置されている、付記１～１１のいずれか一つに記載の光検出システム。
１４．前記光検出器アレイが、複数の軸に沿って配置されている、付記１～１１のいずれか一つに記載の光検出システム。
１５．前記光検出器アレイが、２つ以上の平行軸に沿って配置されている、付記１～１１のいずれか一つに記載の光検出システム。

１６．前記光検出器アレイは、前記光検出システム内で多角形の配置を有する、付記１～１１のいずれか一つに記載の光検出システム。
１７．前記光検出器アレイは、七角形配置または八角形配置を有する、付記１６に記載の光検出システム。
１８．前記各光検出器アレイは、２つ以上の光検出器アレイを位置合わせするためのアライナを有する、付記１～１７のいずれか一つに記載の光検出システム。
１９．前記各光検出器アレイは、２つ以上の光検出器アレイを結合するためのコネクタを有する、付記１～１８のいずれか一つに記載の光検出システム。
２０．近位端及び遠位端を備えており、
前記近位端は、光を受け入れるためのオリフィスを有し、
前記遠位端は、ビームストップを有する、
付記１～１９いずれか一つに記載の光検出システム。

２１．前記光検出器は光電子増倍管である、付記１～２０のいずれか一つに記載の光検出システム。
２２．前記光電子増倍管はメタルパッケージ型光電子増倍管である、付記２１に記載の光検出システム。
２３．光源と、
第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイであって、第１の光検出器アレイ及び前記第２の光検出器アレイがそれぞれ２つ以上の光検出器を有している、第１の光検出器アレイ、ならびに、前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間の光路に配置された光学調整構成要素を備える光検出システムと
を備えるシステム。
２４．前記光源はレーザである、付記２３に記載のシステム。
２５．前記システムはフローサイトメータである、付記２３または２４に記載のシステム。

２６．光を前記光検出システムに伝えるための光収集システムを更に備える、付記２３～２５のいずれか一つに記載のシステム。
２７．前記光収集構成要素は光ファイバを有する、付記２６に記載のシステム。
２８．前記光収集構成要素は光中継用光ファイバ束である、付記２７に記載のシステム。
２９．前記光収集構成要素は自由空間光中継システムである、付記２７に記載のシステム。
３０．前記光学調整構成要素は、前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間で光をコリメートするコリメータを有する、付記２３～２９のいずれか一つに記載のシステム。

３１．前記光学調整構成要素はビームスプリッタを有する、付記２３～３０のいずれか一つに記載のシステム。
３２．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーを有する、付記２３～３１のいずれか一つに記載のシステム。
３３．前記光学調整構成要素は波長分離器を有する、付記２３～３２のいずれか一つに記載のシステム。
３４．前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間に２つ以上の光学調整構成要素が配置されている、付記２３～３３のいずれか一つに記載のシステム。
３５．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーとコリメータとを有する、付記３４に記載のシステム。

３６．前記各光検出器アレイの１つ以上の光検出器に隣接してダイクロイックミラーが配置されている、付記２３～３５のいずれか一つに記載のシステム。
３７．前記光検出システムは、
第３の光検出器アレイと、
前記第２の光検出器アレイと前記第３の光検出器アレイとの間の光路に配置された光学調整構成要素とを更に備える、付記２３～３６のいずれか一つに記載のシステム。
３８．前記光学調整構成要素はコリメータを有する、付記３７に記載のシステム。
３９．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーを有する、付記３６～３８のいずれか一つに記載のシステム。
４０．前記光検出システムは１０個以上の光検出器アレイを備える、付記２３～３９のいずれか一つに記載のシステム。

４１．前記光検出器アレイが、単一の軸に沿って配置されている、付記２３～４０のいずれか一つに記載のシステム。
４２．前記光検出器アレイが、複数の軸に沿って配置されている、付記２３～４１のいずれか一つに記載のシステム。
４３．前記光検出器アレイが、２つ以上の平行軸に沿って配置されている、付記２３～４２のいずれか一つに記載のシステム。
４４．前記光検出器アレイは、前記光検出システム内で多角形の配置を有する、付記２３～４２のいずれか一つに記載のシステム。
４５．前記光検出器アレイは、七角形配置または八角形配置を有する、付記４４に記載のシステム。

４６．前記各光検出器アレイは、２つ以上の光検出器アレイを位置合わせするためのアライナを有する、付記２３～４５のいずれか一つに記載のシステム。
４７．前記各光検出器アレイは、２つ以上の光検出器アレイを結合するためのコネクタを有する、付記２３～４６のいずれか一つに記載のシステム。
４８．前記光検出システムは、近位端及び遠位端を備えており、
前記近位端が、前記光源によって照射された試料から伝えられる光を受け入れるためのオリフィスを有し、
前記遠位端が、ビームストップを有する、
付記２３～４６のいずれか一つに記載のシステム。
４９．前記光検出器は光電子増倍管である、付記２３～４８のいずれか一つに記載のシステム。
５０．前記光電子増倍管はメタルパッケージ型光電子増倍管である、付記４９に記載のシステム。

５１．第２の光検出器アレイと光通信する第１の光検出器アレイであって、前記第１の光検出器アレイ及び前記第２の光検出器アレイがそれぞれ２つ以上の光検出器を有している、前記第１の光検出器アレイ、ならびに
前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間の光路に配置された光学調整構成要素
を備える光検出システムで、フロー流束からの光を検出することを含む方法。
５２．インテロゲーションフィールドのフロー流束中の試料に光源で照射することを更に含む、付記５１に記載の方法。
５３．前記フロー流束が、２００ｎｍ～８００ｎｍの波長の光源で照射される、付記５１または５２に記載の方法。
５４．前記光源はレーザである、付記５２または５３に記載の方法。
５５．前記フロー流束からの光が、光収集構成要素で前記光検出システムに伝えられる、付記５２～５４のいずれか一つに記載の方法。

５６．前記光収集構成要素は光ファイバを有する、付記５５に記載の方法。
５７．前記光収集構成要素は光中継用光ファイバ束を有する、付記５６に記載の方法。
５８．前記光収集構成要素は自由空間光中継システムを有する、付記５５に記載の方法。
５９．１つ以上の波長で前記検出光を測定することを更に含む、付記５１に記載の方法。
６０．２つ以上の光検出器アレイであって、前記各光検出器アレイが２つ以上の光検出器を有する、２つ以上の光検出器アレイと、
前記各光検出器アレイ間の光路に配置するように構成された光学調整構成要素と
を含むキット。

６１．前記光学調整構成要素はコリメータを有する、付記６０に記載のキット。
６２．前記光学調整構成要素はビームスプリッタを有する、付記６０または６１に記載のキット。
６３．前記光学調整構成要素はダイクロイックミラーを有する、付記６０～６２のいずれか一つに記載のキット。
６４．前記光検出器は光電子増倍管である、付記６０～６３のいずれか一つに記載のキット。
６５．前記光電子増倍管はメタルパッケージ型光電子増倍管である、付記６０～６４のいずれか一つに記載のキット。

上記の本発明は、明白な理解のために、説明したり、例示したりして、ある程度詳細に記載したが、当業者であれば、本開示の教示に照らして、添付の特許請求の範囲の趣旨または範囲から逸脱することなく、本開示に対してある特定の変更及び修正を加え得ることが容易に理解される。

よって、上記は、単に本発明の原理を説明するものに過ぎない。本明細書では明示的に記載されず、また図示していないが、当業者であれば、本発明の原理を具体化し、その趣旨及び範囲の内に含まれる様々な構成に想到できるであろうことが理解される。さらに、本明細書に記述された全ての例と条件付きの文言とは、そのように具体的に記載された例及び条件に限定されずに、主として、読者が、本発明の原理を理解するのを支援することを意図したものである。その上、本発明の原理、態様、及び実施形態、ならびにその具体的な例を記述する本明細書の全ての記載は、その構造的均等物及び機能的均等物の両方を包含することが意図されている。さらに、そのような均等物としては、現在周知の均等物と将来開発される均等物との両方があり、すなわち、構造に関わらず同じ機能を果たすあらゆる要素が開発されることが意図されている。したがって、本発明の範囲は、本明細書に図示し、記載される例示的な実施形態に限定されないことが意図されている。むしろ、本発明の範囲及び趣旨は、添付の特許請求の範囲によって具体化される。

関連出願の相互参照
米国特許法第１１９条（ｅ）により、本出願は、２０１７年２月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／４６４，２８２号の出願日に対する優先権を主張する。なお、この米国仮特許出願の開示内容は、参照により本明細書に援用される。

Claims (16)

1. 第１の光検出器及び第２の光検出器と、
   前記第１の光検出器から前記第２の光検出器に光を直接伝播するように構成されている第１の光学調整構成要素と
   を有する第１の光検出器アレイ、
   第３の光検出器及び第４の光検出器と、
   前記第３の光検出器から前記第４の光検出器に光を直接伝播するように構成されている第２の光学調整構成要素と
   を有する第２の光検出器アレイ、 ならびに、
   前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間の光路に配置された第３の光学調整構成要素
   を備える光検出システム。
2. 前記第３の光学調整構成要素は、前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間で光をコリメートするコリメータを有する、請求項１に記載の光検出システム。
3. 前記第３の光学調整構成要素はビームスプリッタを有する、請求項１または２に記載の光検出システム。
4. 前記第３の光学調整構成要素は波長分離器を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の光検出システム。
5. 前記第３の光学調整構成要素はダイクロイックミラーを有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の光検出システム。
6. 前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間に２つ以上の光学調整構成要素が配置されている、請求項１～５のいずれか１項に記載の光検出システム。
7. 前記第１の光検出器アレイと前記第２の光検出器アレイとの間に配置された２つ以上の光学調整構成要素は、ダイクロイックミラーとコリメータとを有する、請求項６に記載の光検出システム。
8. 前記第１の光学調整構成要素は、前記第１の光検出器アレイの前記第１の光検出器に隣接して配置されているダイクロイックミラーを有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の光検出システム。
9. 第３の光検出器アレイ、ならびに
   前記第２の光検出器アレイと前記第３の光検出器アレイとの間の光路に配置された第４の光学調整構成要素
   を更に備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の光検出システム。
10. 前記光検出器アレイが、単一の軸に沿ってまたは複数の軸に沿って配置されている、請求項１～９のいずれか１項に記載の光検出システム。
11. 前記光検出器アレイは、前記光検出システム内で多角形の配置を有する、請求項１～１０のいずれか１項に記載の光検出システム。
12. 各光検出器アレイは、２つ以上の光検出器アレイを位置合わせするためのアライナを有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の光検出システム。
13. 前記光検出器は光電子増倍管である、請求項１～１２のいずれか１項に記載の光検出システム。
14. 前記第３の光学調整構成要素は、前記第１の光検出器アレイから前記第２の光検出器アレイに光を伝播するように構成されている、請求項１～１３のいずれか１項に記載の光検出システム。
15. 光源と、
    請求項１～１４のいずれか１項に記載の光検出システムと
    を備えるシステム。
16. 請求項１～１４のいずれか１項に記載の光検出システムでフロー流束からの光を検出することを含む方法。

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