JP7496368B2 - 診療地点濃度分析器 - Google Patents
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- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
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- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
- G01N35/00029—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides
- G01N35/00069—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor provided with flat sample substrates, e.g. slides whereby the sample substrate is of the bio-disk type, i.e. having the format of an optical disk
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- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
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Description
本願は、参照することによってその全体として本明細書に組み込まれる、2019年3月12日に出願された、米国仮特許出願第62/817,433号の利益を主張する。
1.他のサンプル成分からの標的被分析物の第1の単離を実施するための分離ステップ
2.結合パートナおよび試薬の導入
3.標的被分析物を標識し、基質に結合するための混合およびインキュベーション
4.緩衝剤の導入および非結合標識および他の汚染物質を洗い流すためのステップ
5.処理の間の精密な計測およびサンプル格納のための無菌コンテナ
6.サンプル移送の効率的かつ精密な手段
7.標的被分析物の存在および存在量を測定するための高い感度ならびに精度を提供する測定の手段
サンプルを受容するように構成される、カートリッジであって、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための複数のチャンバを含む、カートリッジと、
電磁放射線を提供し、カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するように構成される、第1の電磁放射線源と、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を検出するように構成される、第1の検出器と、
第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別するように構成される、コントローラと、
を備える、分析器システムを提供する。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
サンプル内の標的被分析物の濃度を測定するための分析器システムであって、前記分析器システムは、
モータと、
前記モータの作動によって回転されるように前記モータに結合されるドックと、
カートリッジであって、前記カートリッジは、前記ドック内に保持され、流体システムを含み、前記流体システムは、サンプルを受容し、前記サンプルの標的被分析物を単離し、前記サンプル内の前記標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成され、前記流体システムは、
入口チャンバと、
混合チャンバであって、前記混合チャンバは、前記入口チャンバの下流にあり、前記標的被分析物を前記第1の標識と結合するように、前記サンプルの少なくとも一部を混合するように構成される、混合チャンバと、
洗浄チャンバであって、前記洗浄チャンバは、前記混合チャンバの下流にあり、チャネルによって前記混合チャンバに接続され、前記洗浄チャンバは、前記混合チャンバ内で実行される混合プロセスの間に前記洗浄チャンバの中への前記サンプルの流動を妨げるように、前記混合チャンバから半径方向にオフセットされる、洗浄チャンバと
を含む、カートリッジと、
第1の電磁放射線源であって、前記第1の電磁放射線源は、電磁放射線を提供し、前記カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するように構成される、第1の電磁放射線源と、
第1の検出器であって、前記第1の検出器は、前記第1の標識が前記照会空間内に存在する場合、前記第1の標識によって前記照会空間内で放出される電磁放射線を検出するように構成される、第1の検出器と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、前記サンプル内の前記標的被分析物の存在を識別するように構成される、コントローラと
を備える、分析器システム。
(項目2)
前記混合チャンバから前記洗浄チャンバまで延在するチャネルは、毛細管中断を含み、前記毛細管中断は、前記混合チャンバから離れるように導く方向に拡張する断面積を有する、項目1に記載の分析器システム。
(項目3)
前記カートリッジの流体システムはさらに、前記入口チャンバと前記混合チャンバとの間に配置される分離面積を含み、前記分離面積は、縮径部によって接続される半径方向内側分離チャンバと、半径方向外側分離チャンバとを含む、項目1に記載の分析器システム。
(項目4)
サイフォンが、前記半径方向内側分離チャンバから前記混合チャンバまで延在する、項目3に記載の分析器システム。
(項目5)
平坦な円盤の形態のカートリッジ内で液体を混合する方法であって、前記方法は、
前記混合チャンバから半径方向内向きに延在するチャネルを通して、液体を前記カートリッジの混合チャンバに導入することであって、前記混合チャンバは、その中に混合ボールを含む、ことと、
半径方向外向きに前記液体を押勢し、前記混合チャンバ内に前記液体を留めるように、第1の円周方向に前記カートリッジを回転させることと、
前記混合チャンバを通して再帰的に前記混合ボールを前後に移動させるように、前記カートリッジの回転を断続的に加速および減速することと
を含む、方法。
(項目6)
前記混合チャンバは、前記液体の導入に先立って、凍結乾燥試薬を提供され、
前記混合チャンバを通した前記混合ボールの移動に起因する混合は、前記凍結乾燥試薬から前記液体の中にガスを放出する、
項目5に記載の方法。
(項目7)
前記放出されたガスは、半径方向内向きに前記混合チャンバから外に移動する、項目6に記載の方法。
(項目8)
前記混合ボールは、非磁性である、項目5に記載の方法。
(項目9)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、前記方法は、
前記サンプルをカートリッジの中に導入することであって、前記カートリッジは、前記サンプルの標的被分析物を単離し、前記サンプル内の前記標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、前記流体システムは、
流体ラインであって、前記流体ラインは、流体を受容するように構成される流体入口ポートと、第1のチャンバと、流体出口ポートとを含む、流体ラインと、
検出チャンバと、
前記第1のチャンバと前記検出チャンバとの間の接続通路と
を備える、ことと、
前記標的被分析物を前記第1のチャンバに移送することと、
前記接続通路内で空気の塊を維持しながら、前記流体ラインに沿って前記第1のチャンバの中に流体を圧送することと、
前記標的被分析物を前記検出チャンバに移送することと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、前記カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成することと、
前記第1の標識が前記照会空間内に存在する場合、前記第1の標識によって前記照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容することと、
コントローラを使用して、前記第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、前記サンプル内の前記標的被分析物の存在を識別することと
を含む、方法。
(項目10)
前記標的被分析物を前記検出チャンバに移送することをさらに含み、前記標的被分析物は、磁石を使用して運搬される常磁性ビーズによって前記検出チャンバの中に搬送される、項目9に記載の方法。
(項目11)
前記検出チャンバは、溶出入口ポートと、溶出出口ポートとを含む溶出ライン内に配置され、
前記方法はさらに、前記常磁性ビーズから前記標的被分析物を結合解除するように、溶出流体を前記溶出ラインの中に圧送することを含む、
項目10に記載の方法。
(項目12)
前記流体は、前記流体入口ポートにおいて流体を前記流体ラインの中に送給し、前記流体出口ポートにおいて前記流体ラインから流体を引き出すことによって、前記流体ラインに沿って圧送される、項目9に記載の方法。
(項目13)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、前記方法は、
前記サンプルをカートリッジの中に導入することであって、前記カートリッジは、前記サンプルの標的被分析物を単離し、前記サンプル内の前記標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、前記流体システムは、
第1のチャンバと、
第2のチャンバと、
前記第1のチャンバから前記第2のチャンバまで延在するチャネルと
を備える、ことと、
前記標的被分析物を常磁性ビーズから成る基質に結合することと、
前記カートリッジの第1の表面の近傍に、かつ前記第1のチャンバに隣接して第1の磁石を位置付けることと、
前記常磁性ビーズを懸濁液から外に、かつボーラスの中に引動するように、前記第1の磁石および前記カートリッジの相対移動を促進することであって、前記相対移動は、前記第1の表面を横断して前記第1の磁石を移動させること、または前記カートリッジを回転させることのうちの少なくとも1つによって促進される、ことと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、前記カートリッジ内に照会空間を形成することと、
前記第1の標識が前記照会空間内に存在する場合、前記第1の標識によって前記照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容することと、
コントローラを使用して、前記第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、前記サンプル内の前記標的被分析物の存在を識別することと
を含む、方法。
(項目14)
前記第1のチャンバから第2のチャンバに前記常磁性ビーズおよび前記標的被分析物を移送するように、前記第1の磁石および前記カートリッジの相対移動を促進することをさらに含む、項目13に記載の方法。
(項目15)
前記サンプルの他の構成成分から前記標的被分析物を単離するように、前記第2のチャンバ内で洗浄動作を実施することをさらに含む、項目14に記載の方法。
(項目16)
前記洗浄動作は、
前記常磁性ビーズが前記第2のチャンバ内で分散するように、前記カートリッジの第1の表面から離れるように前記第1の磁石を移動させることと、
前記常磁性ビーズが前記第2の磁石の近傍に集合するように、前記カートリッジの第2の表面に向かって第2の磁石を移動させることと、
前記常磁性ビーズが前記第2のチャンバ内で分散するように、前記カートリッジの第2の表面から離れるように前記第2の磁石を移動させることと、
前記常磁性ビーズが前記第1の磁石の近傍に集合するように、前記カートリッジの第1の表面に向かって前記第1の磁石を移動させることと
を含む、項目15に記載の方法。
(項目17)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、前記方法は、
サンプルをカートリッジの中に導入することであって、前記カートリッジは、前記サンプルの標的被分析物を単離し、前記サンプル内の前記標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、前記流体システムは、
入口チャンバと、
前記入口チャンバに接続される分離面積であって、前記分離面積は、内側分離チャンバと、外側分離チャンバとを含む、分離面積と
前記分離面積の下流の検出チャンバと
を備える、ことと、
前記入口チャンバから前記分離面積に前記血液サンプルを移送することと、
前記外側分離チャンバに向かって前記血液サンプルの赤血球を移動させ、前記内側分離チャンバに向かって血漿を移動させるように、遠心分離機を使用して、前記カートリッジを回転させることと、
カメラを使用して、前記分離面積内の前記血液サンプルの画像を捕捉することと、
コントローラを使用して、前記分離面積内の前記血液サンプルの画像を分析し、前記分離面積内の前記赤血球の位置を決定することと、
前記内側分離チャンバから混合チャンバに血漿を移送することと、
前記血漿から前記標的被分析物を単離することと、
前記標的被分析物を前記検出チャンバに移送することと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、前記カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成することと、
前記第1の標識が前記照会空間内に存在する場合、前記第1の標識によって前記照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容することと、
コントローラを使用して、前記第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、前記サンプル内の前記標的被分析物の存在を識別することと
を含む、方法。
(項目18)
前記赤血球の決定された位置に応答して、前記外側分離チャンバに向かって前記赤血球をさらに移動させるように、前記遠心分離機を使用して、前記カートリッジをさらに回転させることをさらに含む、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記遠心分離機を使用して、前記カートリッジを回転させた後に、前記コントローラを使用して、前記血液サンプルの画像を分析し、前記内側分離チャンバ内の血漿の透明度を決定することをさらに含み、前記分離面積から前記混合チャンバに前記サンプルの一部を移送することは、事前決定された値を上回る前記血漿の透明度に応答して実行される、項目17に記載の方法。
(項目20)
前記混合チャンバ内の前記血漿の画像を捕捉することと、
前記コントローラを使用して、前記混合チャンバ内の前記血漿の画像を分析し、前記混合チャンバ内の前記血漿の体積を計算することと
をさらに含む、項目17に記載の方法。
(例示的実施形態の概観)
分離および計測
試薬および結合パートナ
混合およびインキュベーション
洗浄緩衝剤の導入および洗浄
洗浄のための磁気移送
洗浄シーケンス
エアダム除去および溶出緩衝剤充填
検出チャンバへの磁気移送
測定の準備
測定
(例示的実施形態)
例示的分析器システム
処理品質制御カメラ
光学品質制御カメラ
例示的方法
装填およびサンプル分離
サンプル構成成分の分離
上清の移送
サンプル混合
サンプルの磁気移動
シングルプレックスおよびマルチプレックス検定
電磁放射電力およびビンサイズ
照会体積
検出器
濃度分析のための分子
標識
結合パートナ
(実施形態)
(実施形態1)
サンプル内の標的被分析物の濃度を測定するための分析器システムであって、
モータと、
モータの作動によって回転されるようにモータに結合される、ドックと、
ドック内に保持され、サンプルを受容し、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成される、流体システムを含む、カートリッジであって、流体システムは、
入口チャンバと、
入口チャンバの下流にあり、標的被分析物を第1の標識と結合するように、サンプルの少なくとも一部を混合するように構成される、混合チャンバと、
混合チャンバの下流にあり、チャネルによって混合チャンバに接続される、洗浄チャンバであって、洗浄チャンバは、混合チャンバ内で実行される混合プロセスの間に洗浄チャンバの中へのサンプルの流動を妨げるように、混合チャンバから半径方向にオフセットされる、洗浄チャンバと、
を含む、カートリッジと、
電磁放射線を提供し、カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するように構成される、第1の電磁放射線源と、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を検出するように構成される、第1の検出器と、
第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別するように構成される、コントローラと、
を備える、分析器システム。
(実施形態2)
混合チャンバから洗浄チャンバまで延在するチャネルは、毛細管中断を含み、毛細管中断は、混合チャンバから離れるように導く方向に拡張する断面積を有する、実施形態1に記載の分析器システム。
(実施形態3)
カートリッジの流体システムはさらに、入口チャンバと混合チャンバとの間に配置される分離面積を含み、分離面積は、縮径部によって接続される、半径方向内側分離チャンバと、半径方向外側分離チャンバとを含む、実施形態1に記載の分析器システム。
(実施形態4)
サイフォンが、半径方向内側分離チャンバから混合チャンバまで延在する、実施形態3に記載の分析器システム。
(実施形態5)
サイフォン通気口が、サイフォンの頂点の近傍でサイフォンから延在する、実施形態4に記載の分析器システム。
(実施形態6)
サンプル内の標的被分析物の濃度を測定するための分析器システムであって、
モータと、
モータの作動によって回転されるようにモータに結合される、ドックと、
ドック内に保持され、サンプルを受容し、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成される、流体システムを含む、カートリッジであって、流体システムは、
入口チャンバと、
入口チャンバの下流にあり、標的被分析物を第1の標識と結合するように、サンプルの少なくとも一部を混合するように構成される、混合チャンバと、
を含む、カートリッジと、
プロセッサと、プロセッサによる実行に応じて、
カートリッジを回転させるように、モータを回転させるステップと、
混合チャンバを通して、再帰的に混合チャンバ内の混合ボールを前後に移動させるように、遠心分離機の回転を断続的に加速および減速するステップと、
を含む、動作のセットの実施を引き起こす、プログラム命令をその上に記憶している、非一過性のコンピュータ可読媒体とを含む、コントローラと、
を備える、分析器システム。
(実施形態7)
混合チャンバ内に配置される、凍結乾燥試薬をさらに備える、実施形態6に記載の分析器。
(実施形態8)
混合ボールは、非磁性である、実施形態6に記載の分析器。
(実施形態9)
サンプル内の標的被分析物の濃度を測定するための分析器システムであって、
モータと、
モータの作動によって回転されるようにモータに結合される、ドックと、
ドック内に保持され、サンプルを受容し、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成される、流体システムを含む、カートリッジであって、流体システムは、
流体を受容するように構成される流体入口ポートと、第1のチャンバと、流体出口ポートとを含む、流体ラインと、
検出チャンバと、
第1のチャンバと検出チャンバとの間の接続通路と、
を含む、カートリッジと、
プロセッサと、プロセッサによる実行に応じて、
接続通路内で空気の塊を維持しながら、流体ラインに沿って第1のチャンバの中に流体を圧送するステップを含む、
動作のセットの実施を引き起こす、プログラム命令をその上に記憶している、非一過性のコンピュータ可読媒体とを含む、コントローラと、
を備える、分析器システム。
(実施形態10)
流体ラインは、洗浄ラインである、実施形態9に記載の分析器システム。
(実施形態11)
接続通路は、第1のチャンバから直接延在する、実施形態9に記載の分析器システム。
(実施形態12)
接続通路は、検出チャンバまで直接延在する、実施形態9に記載の分析器システム。
(実施形態13)
サンプル内の標的被分析物の濃度を測定するための分析器システムであって、
モータと、
モータの作動によって回転されるようにモータに結合される、ドックと、
ドック内に保持され、サンプルを受容し、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成される、流体システムを含む、カートリッジであって、
流体を受容するように構成される流体入口ポートと、第1のチャンバと、流体出口ポートとを含む、流体ラインと、
検出チャンバと、
第1のチャンバと検出チャンバとの間の接続通路と、
を含む、カートリッジと、
第1のチャンバを用いて標的被分析物のための基質を提供するように構成される、複数の常磁性ビーズと、
可動ステージ上に配置される、第1の磁石と、
プロセッサと、プロセッサによる実行に応じて、
常磁性ビーズを懸濁液から外に、かつボーラスの中に引動するように、第1の磁石およびカートリッジの相対移動を促進するステップであって、相対移動は、第1の表面を横断して第1の磁石を移動させること、またはカートリッジを回転させることのうちの少なくとも1つによって促進される、ステップを含む、
動作のセットの実施を引き起こす、プログラム命令をその上に記憶している、非一過性のコンピュータ可読媒体とを含む、コントローラと、
を備える、分析器システム。
(実施形態14)
コントローラはさらに、第1のチャンバから第2のチャンバに常磁性ビーズおよび標的被分析物を移送するように、第1の磁石およびカートリッジの相対移動を促進するように構成される、実施形態13に記載の分析器システム。
(実施形態15)
第2の磁石をさらに備える、実施形態14に記載の分析器システム。
(実施形態16)
コントローラはさらに、洗浄動作を行うように構成され、洗浄動作は、
常磁性ビーズが第2のチャンバ内で分散するように、カートリッジの第1の表面から離れるように第1の磁石を移動させるステップと、
常磁性ビーズが第2の磁石の近傍に集合するように、カートリッジの第2の表面に向かって第2の磁石を移動させるステップと、
常磁性ビーズが第2のチャンバ内で分散するように、カートリッジの第2の表面から離れるように第2の磁石を移動させるステップと、
常磁性ビーズが第1の磁石の近傍に集合するように、カートリッジの第1の表面に向かって第1の磁石を移動させるステップと、
を含む、実施形態15に記載の分析器システム。
(実施形態17)
サンプル内の標的被分析物の濃度を測定するための分析器システムであって、
モータと、
モータの作動によって回転されるように、モータに結合されるドックと、
ドック内に保持され、サンプルを受容し、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成される、流体システムを含む、カートリッジと、
分析動作の間にカートリッジの画像を捕捉するように構成される、品質制御カメラと、
電磁放射線を提供し、カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するように構成される、第1の電磁放射線源と、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を検出するように構成される、第1の検出器と、
品質制御カメラによって捕捉される画像を分析し、画像の分析に応答して、分析動作を継続し、
第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別する、
ように構成される、コントローラと、
を備える、分析器システム。
(実施形態18)
コントローラは、画像の分析に応答して、カートリッジをさらに回転させるように構成される、実施形態17に記載の分析器システム。
(実施形態19)
モータは、カートリッジに結合され、サンプルの成分を分離するように、少なくとも100rpmの速度においてカートリッジを回転させるように構成される、遠心分離機を含む、実施形態1-18のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態20)
複数のポートを含み、複数のポートのそれぞれをカートリッジの個別の対応するポートに結合するように構成される、マニホールドをさらに備える、施形態1-19のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態21)
モータは、カートリッジに結合され、カートリッジの検出ゾーンを第1の電磁放射線源からの電磁放射線と整合させるように、カートリッジを枢動させるように構成される、位置付けモータを含む、実施形態1-18のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態22)
第1の電磁放射線源からの電磁放射線をカートリッジの検出チャンバに指向するように、かつ標識によって放出される電磁放射線を検出器に指向するように構成される、光学システムをさらに備える、実施形態1-21のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態23)
光学システムは、共焦点システムである、実施形態22に記載の分析器システム。
(実施形態24)
分析器システムの構成要素の全ては、共通筐体内に配置され、共通筐体の寸法は、任意の方向に任意の方向に1メートルと同程度である、実施形態1-23のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態25)
コントローラは、ユーザから制御情報を受信するため、かつ分析データをユーザに出力するためのネットワークインターフェースを含む、実施形態1-24のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態26)
カートリッジは、平面的であり、カートリッジ内のチャンバは、単一の平面内に位置する、実施形態1-25のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態27)
カートリッジは、円盤であり、カートリッジのチャンバは、円盤の周囲に円周方向に位置付けられる、実施形態1-26のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態28)
カートリッジは、弁がない、実施形態1-27のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態29)
カートリッジは、50マイクロリットル~1ミリリットルの範囲内のサンプルを受容するように構成される、実施形態1-28のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態30)
カートリッジは、その中に貯蔵された試薬を含む、実施形態1-29のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態31)
標的被分析物の濃度を測定するためのサンプルを調製および含有するためのカートリッジであって、
サンプルを受容し、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成される、流体システムであって、
混合チャンバと、
混合チャンバと連通する第1のチャネルと、
混合チャンバと連通する第2のチャネルと、
を含む、流体システムと、
混合チャンバ内に配置される、混合ボールであって、混合ボールは、第1のチャネルおよび第2のチャネルよりも大きい、混合ボールと、
を備える、カートリッジ。
(実施形態30)
カートリッジは、
基部と、
基部にわたって配置される、本体と、
本体にわたって配置される、カバーと、
を備え、本体は、カートリッジの複数のチャンバを画定する、それを通して延在する開放経路を含む、
実施形態25に記載のカートリッジ。
(実施形態31)
カートリッジは、平面的であり、カートリッジ内のチャンバは、単一の平面内に位置する、実施形態30に記載のカートリッジ。
(実施形態32)
カートリッジは、円盤であり、カートリッジのチャンバは、円盤の周囲に円周方向に位置付けられる、実施形態30または31のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態33)
カートリッジは、弁がない、実施形態30-32のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態34)
カートリッジは、50マイクロリットル~1ミリリットルの範囲内のサンプルを受容するように構成される、実施形態30-33のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態35)
カートリッジは、その中に貯蔵された試薬を含む、実施形態30-34のいずれかに記載の分析器システム。
(実施形態36)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、
サンプルをカートリッジの中に導入するステップであって、カートリッジは、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、流体システムは、
第1のチャンバと、
第2のチャンバと、
第1のチャンバから第2のチャンバまで延在するチャネルと、
を備える、ステップと、
標的被分析物を常磁性ビーズから成る基質に結合するステップと、
カートリッジの第1の表面の近傍に、かつ第1のチャンバに隣接して第1の磁石を位置付けるステップと、
常磁性ビーズを懸濁液から外に、かつボーラスの中に引動するように、第1の磁石およびカートリッジの相対移動を促進するステップであって、相対移動は、第1の表面を横断して第1の磁石を移動させること、またはカートリッジを回転させることのうちの少なくとも1つによって促進される、ステップと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、カートリッジ内に照会空間を形成するステップと、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容するステップと、
コントローラを使用して、第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別するステップと、
を含む、方法。
(実施形態37)
平坦な円盤の形態のカートリッジ内で液体を混合する方法であって、
混合チャンバから半径方向内向きに延在するチャネルを通して、液体をカートリッジの混合チャンバに導入するステップであって、混合チャンバは、その中に混合ボールを含む、ステップと、
半径方向外向きに液体を押勢し、混合チャンバ内に液体を留めるように、第1の円周方向にカートリッジを回転させるステップと、
混合チャンバを通して再帰的に混合ボールを前後に移動させるように、カートリッジの回転を断続的に加速および減速するステップと、
を含む、方法。
(実施形態38)
混合チャンバは、液体の導入に先立って、凍結乾燥試薬を提供され、
混合チャンバを通した混合ボールの移動に起因する混合は、凍結乾燥試薬から液体の中にガスを放出する、
実施形態37に記載の方法。
(実施形態39)
放出されたガスは、半径方向内向きに混合チャンバから外に移動する、実施形態38に記載の方法。
(実施形態40)
混合ボールは、非磁性である、実施形態37-39のいずれかに記載の方法。
(実施形態41)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、
サンプルをカートリッジの中に導入するステップであって、カートリッジは、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、流体システムは、
流体を受容するように構成される流体入口ポートと、第1のチャンバと、流体出口ポートとを含む、流体ラインと、
検出チャンバと、
第1のチャンバと検出チャンバとの間の接続通路と、
を備える、ステップと、
標的被分析物を第1のチャンバに移送するステップと、
接続通路内で空気の塊を維持しながら、流体ラインに沿って第1のチャンバの中に流体を圧送するステップと、
標的被分析物を検出チャンバに移送するステップと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するステップと、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容するステップと、
コントローラを使用して、第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別するステップと、
を含む、方法。
(実施形態42)
接続通路は、第1のチャンバから直接延在する、実施形態41に記載の方法。
(実施形態43)
接続通路は、検出チャンバまで直接延在する、実施形態41または42に記載の方法。
(実施形態44)
標的被分析物を検出チャンバに移送するステップをさらに含み、標的被分析物は、磁石を使用して運搬される常磁性ビーズによって検出チャンバの中に搬送される、実施形態41-43のいずれかに記載の方法。
(実施形態45)
検出チャンバは、溶出入口ポートと、溶出出口ポートとを含む、溶出ライン内に配置され、
本方法はさらに、常磁性ビーズから標的被分析物を結合解除するように、溶出流体を溶出ラインの中に圧送するステップを含む、
実施形態44に記載の方法。
(実施形態46)
流体は、流体入口ポートにおいて流体を流体ラインの中に送給し、流体出口ポートにおいて流体ラインから流体を引き出すことによって、流体ラインに沿って圧送される、実施形態41-45のいずれかに記載の方法。
(実施形態47)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、
サンプルをカートリッジの中に導入するステップであって、カートリッジは、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、流体システムは、
第1のチャンバと、
第2のチャンバと、
第1のチャンバから第2のチャンバまで延在するチャネルと、
を備える、ステップと、
標的被分析物を常磁性ビーズから成る基質に結合するステップと、
カートリッジの第1の表面の近傍に、かつ第1のチャンバに隣接して第1の磁石を位置付けるステップと、
常磁性ビーズを懸濁液から外に、かつボーラスの中に引動するように、第1の磁石およびカートリッジの相対移動を促進するステップであって、相対移動は、第1の表面を横断して第1の磁石を移動させること、またはカートリッジを回転させることのうちの少なくとも1つによって促進される、ステップと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、カートリッジ内に照会空間を形成するステップと、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容するステップと、
コントローラを使用して、第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別するステップと、
を含む、方法。
(実施形態48)
第1のチャンバから第2のチャンバに常磁性ビーズおよび標的被分析物を移送するように、第1の磁石およびカートリッジの相対移動を促進するステップをさらに含む、実施形態47に記載の方法。
(実施形態49)
サンプルの他の構成成分から標的被分析物を単離するように、第2のチャンバ内で洗浄動作を実施するステップをさらに含む、実施形態47または48に記載の方法。
(実施形態50)
洗浄動作は、
常磁性ビーズが第2のチャンバ内で分散するように、カートリッジの第1の表面から離れるように第1の磁石を移動させるステップと、
常磁性ビーズが第2の磁石の近傍に集合するように、カートリッジの第2の表面に向かって第2の磁石を移動させるステップと、
常磁性ビーズが第2のチャンバ内で分散するように、カートリッジの第2の表面から離れるように第2の磁石を移動させるステップと、
常磁性ビーズが第1の磁石の近傍に集合するように、カートリッジの第1の表面に向かって第1の磁石を移動させるステップと、
を含む、実施形態49に記載の方法。
(実施形態51)
サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、
サンプルをカートリッジの中に導入するステップであって、カートリッジは、サンプルの標的被分析物を単離し、サンプル内の標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するための流体システムを含み、流体システムは、
入口チャンバと、
入口チャンバに接続される、分離面積であって、内側分離チャンバと、外側分離チャンバとを含む、分離面積と、
分離面積の下流の検出チャンバと、
を備える、ステップと、
入口チャンバから分離面積に血液サンプルを移送するステップと、
外側分離チャンバに向かって血液サンプルの赤血球を移動させ、内側分離チャンバに向かって血漿を移動させるように、遠心分離機を使用して、カートリッジを回転させるステップと、
カメラを使用して、分離面積内の血液サンプルの画像を捕捉するステップと、
コントローラを使用して、分離面積内の血液サンプルの画像を分析し、分離面積内の赤血球の位置を決定するステップと、
内側分離チャンバから混合チャンバに血漿を移送するステップと、
血漿から標的被分析物を単離するステップと、
標的被分析物を検出チャンバに移送するステップと、
第1の電磁放射線源から電磁放射線を指向し、カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するステップと、
第1の標識が照会空間内に存在する場合、第1の標識によって照会空間内で放出される電磁放射線を第1の検出器内で受容するステップと、
コントローラを使用して、第1の検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、サンプル内の標的被分析物の存在を識別するステップと、
を含む、方法。
(実施形態52)
赤血球の決定された位置に応答して、外側分離チャンバに向かって赤血球をさらに移動させるように、遠心分離機を使用して、カートリッジをさらに回転させるステップをさらに含む、実施形態51に記載の方法。
(実施形態53)
遠心分離機を使用して、カートリッジを回転させた後に、コントローラを使用して、血液サンプルの画像を分析し、内側分離チャンバ内の血漿の透明度を決定するステップをさらに含み、分離面積から混合チャンバにサンプルの一部を移送するステップは、事前決定された値を上回る血漿の透明度に応答して実行される、実施形態51または52に記載の方法。
(実施形態54)
混合チャンバ内の血漿の画像を捕捉するステップと、
コントローラを使用して、混合チャンバ内の血漿の画像を分析し、混合チャンバ内の血漿の体積を計算するステップと、
をさらに含む、実施形態53に記載の方法。
Claims (15)
- サンプル内の標的被分析物の存在を検出する方法であって、前記方法は、
カートリッジが分析器システムのモータに結合されるように、前記カートリッジを前記分析器システム内に受容することと、
前記サンプルの少なくとも一部を前記カートリッジ内の混合チャンバまで移動させるように、前記モータを使用して前記カートリッジを回転させることと、
前記標的被分析物および蛍光標識を常磁性捕捉ビーズに結合するように前記カートリッジをさらに回転させることによって、前記混合チャンバ内で前記サンプルの前記一部を混合することと、
前記混合チャンバ内に前記結合された標的被分析物および蛍光標識とともに前記常磁性捕捉ビーズを保持するように、磁石を前記カートリッジに隣接して移動させることと、
前記常磁性捕捉ビーズから非結合蛍光標識を洗い流すように、洗浄緩衝剤を前記カートリッジの中に導入し、前記常磁性捕捉ビーズが前記磁石によって保持されている間に前記混合チャンバを通して前記洗浄緩衝剤を圧送することと、
前記磁石を使用して前記常磁性捕捉ビーズを前記混合チャンバの外に移動させることと、
前記蛍光標識を前記常磁性捕捉ビーズから溶出するように溶出緩衝剤を前記カートリッジの中に導入することと、
電磁放射線源からの電磁放射線を指向し、前記カートリッジ内に照会空間を形成することと、
前記蛍光標識が前記照会空間内に存在する場合、検出器において、前記蛍光標識によって前記照会空間内で放出される電磁放射線を受容することと、
コントローラを使用して、前記検出器によって検出される電磁放射線に基づいて、前記サンプル内の前記標的被分析物の存在を識別することと
を含む、方法。 - 前記カートリッジは、前記カートリッジが回転させられる間に前記混合チャンバ内に流体を留めるように前記混合チャンバから半径方向内向きに延在する第1および第2のチャネルを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記混合チャンバ内で前記サンプルの前記一部を混合した後に前記カートリッジをマニホールドに結合することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記洗浄緩衝剤および前記溶出緩衝剤は、前記マニホールドを通して前記カートリッジに導入される、請求項3に記載の方法。
- 前記洗浄緩衝剤は、第1のポンプを使用して前記カートリッジの中に導入される、請求項4に記載の方法。
- 前記溶出緩衝剤は、第2のポンプを使用して前記カートリッジの中に導入される、請求項5に記載の方法。
- 前記マニホールドは、前記常磁性捕捉ビーズを移動させるために前記磁石に対して前記カートリッジを枢動させる位置付けモータに結合される、請求項3に記載の方法。
- 前記磁石を使用して前記導入された洗浄緩衝剤を通して前記常磁性捕捉ビーズを移動させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記磁石を使用して前記導入された溶出緩衝剤を通して前記常磁性捕捉ビーズを移動させることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記混合チャンバ内で前記サンプルの前記一部を混合することは、前記混合チャンバを通して前後に混合ボールを移動させて前記常磁性捕捉ビーズおよび蛍光標識と前記標的被分析物を混合するように、同一の円周方向に前記カートリッジを回転させ続けながら前記カートリッジの回転を断続的に加速および減速することによって、促進される、請求項1に記載の方法。
- サンプル内の標的被分析物の存在を検出するための分析器システムであって、前記分析器システムは、
モータと、
前記モータの作動によって回転させられるように前記モータに結合されるドックと、
カートリッジであって、前記カートリッジは、前記ドック内に保持され、流体システムを含み、前記流体システムは、サンプルを受容し、前記サンプルの標的被分析物を単離し、前記サンプル内の前記標的被分析物の数量に比例する第1の標識の数量を収集するように構成され、前記流体システムは、
入口チャンバと、
混合チャンバであって、前記混合チャンバは、前記入口チャンバの下流にあり、前記標的被分析物を前記第1の標識と結合するように、前記サンプルの少なくとも一部を混合するように構成される、混合チャンバと
を含む、カートリッジと、
前記カートリッジの中への導入のために洗浄リザーバから洗浄緩衝剤を受容するように構成される洗浄緩衝剤ラインと、
前記カートリッジの中への導入のために溶出リザーバから溶出緩衝剤を受容するように構成される溶出ラインと、
前記カートリッジに係合し、前記洗浄緩衝剤および溶出緩衝剤を前記カートリッジの中に導入するように構成されるマニホールドと、
ステージ上に固着される磁石であって、前記磁石は、前記カートリッジに対して移動可能であり、前記カートリッジ内で常磁性捕捉ビーズを移動させるように構成される、磁石と、
前記マニホールドに結合される位置付けモータであって、前記位置付けモータは、前記カートリッジ内で前記常磁性捕捉ビーズを移動させるために前記磁石に対して前記カートリッジを枢動させるように構成される、位置付けモータと、
第1の電磁放射線源であって、前記第1の電磁放射線源は、電磁放射線を提供し、前記カートリッジの検出チャンバ内に照会空間を形成するように構成される、第1の電磁放射線源と、
第1の検出器であって、前記第1の検出器は、標識が前記照会空間内に存在する場合、前記標識によって前記照会空間内で放出される電磁放射線を検出するように構成される、第1の検出器と、
コントローラであって、前記コントローラは、前記第1の検出器によって検出される前記電磁放射線に基づいて、前記サンプル内の前記標的被分析物の存在を識別するように構成される、コントローラと
を備える、分析器システム。 - 前記カートリッジは、前記カートリッジが回転させられる間に前記混合チャンバ内に流体を留めるように前記混合チャンバから半径方向内向きに延在する第1および第2のチャネルを含む、請求項11に記載の分析器システム。
- 前記マニホールドを介して前記洗浄緩衝剤を前記カートリッジの中に導入するように構成されるポンプをさらに備える、請求項11に記載の分析器システム。
- 前記マニホールドを介して前記溶出緩衝剤を前記カートリッジの中に導入するように構成される別のポンプをさらに備える、請求項13に記載の分析器システム。
- 前記混合チャンバ内に配置される混合ボールをさらに備える、請求項11に記載の分析器システム。
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