KR20070117696A - 혈액 분석 장치용 유압 기기, 관련 방법, 및 이 기기를구비한 분석 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 샘플 유동 주위에 슬리빙 액체로 액체 슬리빙 유동(303)을 생성하기 위해 순환 광학 용기(300)에 혈액 샘플 유동을 주입하기 위한 수단(302, 106)을 포함하는 장치(100)에 관한 것이다. 본 발명은 슬리빙 유량에 대해 샘플 유량을 조정하기 위한 수단(134, 150)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
혈액 샘플, 슬리빙 유동, 샘플 유동, 변위 액체, 압력 강하, 단일 모터, 주사기, 희석 비율
Description
본 발명은 혈액 분석 장치용 유압 기기, 관련 방법, 및 이 기기를 구비한 분석 장치에 관한 것이다.
혈액 샘플의 분석은 일반적으로 이하의 것들을 결정하기 위해 시도된다:
- 백혈구의 전체 개수
- 구체적으로는, 아모집단(sub-population)[(호염기구(basophils), 호산구(eosinophils), 호중구(neutrophils), 단핵구(monocytes), 및 림프구)에 의한 백혈구의 개수
- 적혈구 및 혈소판의 개수
- 헤모글로빈 레벨.
여러 가지 분석 기법이 알려져 있다. 특히:
- 헤모글로빈의 평가(assay)는 적혈구의 용해 후, 즉 적혈구 세포의 막 파괴 이후에 그리고, 배지에서 분리된 헤모글로빈의 분광광도법(spectrophotometry)에 의한 측정에 의해 수행되며; 또한, 헤모글로빈의 평가는 또한 적절한 파장에서 단일 화합물의 흡수능을 측정하기 위해 복합 형태의 헤모글로빈(옥시헤모글로빈 또는 시안메트헤모글로빈)의 안정화를 필요로 한다.
- 적혈구의 특정 용해 및 백혈구의 보호가 겸비된 저항성(resistivity)에 의해 혈액 샘플에 대한 전체 백혈구 계수(count)가 이루어진다.
- 아모집단에 의한 백혈구의 분화(differentiation) 및 그 계수는 적혈구의 특정 용해, 백혈구의 보호, 및 pH의 조정 이후의 저항성 용적 측정(그러나, 이 기법은 한 번의 분석으로 모든 아모집단을 분화시킬 수 없다)에 의해서, 또는 적혈구의 특정 용해 및 백혈구의 보호 이후의 광학적인 방식, 특히 유세포분석법(flow cytometry)과, 좁은 각도, 중간 각도 및 넓은 각도의 축에서 그리고 선택적으로 라벨링 작용제(labelling agent)(예를 들면, 클로라졸 블랙, 또는 DNA 또는 RNA 표지 염료 또는 형광 염료)를 추가한 후의 백혈구의 유동에 대해 상이한 파라미터(특히, 회절, 형광, 흡수능)을 측정과, 상이한 파장에서 측정(이 기법은 백혈구의 아모집단을 분화시킬 수 있다)에 의해서 수행될 수 있다.
- 적혈구 및 혈소판 계수는 희석된 샘플에 대해 저항성 측정에 의해 특정 시약의 추가 없이 이루어진다.
가능한 한 완전한 혈액 샘플 분석을 얻기 위해 이들 기법을 사용하는 여러 가지 자동 혈구 분석기가 존재한다.
이들 자동 장치에는, 두 가지 다른 분석 회로, 즉
- 헤모글로빈 및/또는 전체 백혈구 계수를 측정하도록 설계된 제1 회로, 및
- 혈액 샘플에 대해 유세포분석법에 의한 분화 및/또는 백혈구 계수를 수행하도록 설계된 제2 회로가 함께 사용되어 왔다.
각각의 회로는 사용되는 측정 수단에 적합한 혈액 샘플의 희석 비율, 하나 이상의 시약 추가, 및 실행 및 측정을 위한 적절한 수단을 특징으로 한다.
따라서, 헤모글로빈의 측정 및 백혈구의 계수를 위해서, 상기 회로는 통상 그 안에서 혈액 샘플이 희석되는 소위 계수 탱크와, 특히 적혈구의 용해 화합물, 헤모글로빈으로부터 형성된 복합물의 안정화 화합물 및 그에 첨가되는 백혈구보호 화합물을 포함하는 시약과, 이러한 세포에서 분광광도법(spectrophotometry)에 의해 직접 측정되는 헤모글로빈 및 저항성에 의해 직접 측정되는 백혈구 개수를 포함한다. 희석 비율은 분석 용액이 완전 균질화되도록 그리고 검출 장치가 포화되지 않도록 선택된다. 이 희석 비율은 1/100 내지 1/500, 일반적으로 1/160 내지 1/180으로 구성된다.
유세포분석법에 의한 백혈구 분화를 위해서, 상기 회로는 적혈구 용해제를 함유하고 선택적으로는 분화제(예를 들면, DNA 또는 RNA 백혈구 형광 염료)를 함유하는 하나 이상의 시약이 첨가되는 혈액 샘플의 희석을 위해 탱크를 사용한 후, 유세포분석기의 순환 광학 탱크(flow-through optical tank)에 주입하기 위해 이 용액의 일부가 취해진다. 여기에 사용된 희석 비율은 1/100 미만이며, 이로 인해, 시장(하이드로포커스 형태)에서 현재 구입할 수 있는 세포분석기에서 최적의 분석 시간이 얻어질 수 있게 한다.
따라서, 종래에는 두 개의 분석 회로에 대해 적어도 두 개의 다른 시약이 대개 사용되어야 하며, 이들 두 개의 분석 회로에서 혈액 샘플의 두 가지 다른 희석이 수행된다.
제조업자의 주목적은 부품 및 시약의 개수를 감소시켜, 자동 장치의 크기 및 생산 유지 비용을 감소시키는 반면에, 완전한 혈액 샘플 분석의 시간은 감소시키지 않게 함으로써 기존의 자동 장치를 단순화하는 것이다.
본 발명은 특히 이들 목적을 달성하고자 한다.
이러한 목적으로 문헌 WO 2004/003517호는 두 개의 분석 회로가 공통으로 수단을 갖는 방법 및 장비를 제안한다. 그 원리는 단일 희석 탱크 내에서 혈액 샘플의 제1 희석을 수행한 후 이 희석액의 소정 체적의 일부를 측정 또는 계수 유닛으로 전달하여 매회 상기 혈액 샘플에 함유된 상이한 요소를 측정 또는 계수하는 것이다. 완전한 분석, 즉 적혈구와 혈소판의 계수, 백혈구의 계수, 헤모글로빈의 측정 및 백혈구 분화를 수행하기 위해, 상기 문헌은 하기 해결책을 기재하고 있다: 적혈구와 혈소판의 계수를 위해 제1 전달을 이용하고, 희석 탱크로 용해제를 첨가한 후, 백혈구 계수를 위해 제2 전달 수행하고, 헤모글로빈 레벨 측정을 위해 용해된 희석액의 제3 전달 수행하고, 백혈구 분화 시약을 첨가하고, 측정 유닛에서 백혈구 분화를 실현하기 위해 제4 전달을 수행한다.
이 원리는 단일의 소위 희석 탱크 사용을 가능하게 할 수 있지만, 측정 또는 계수가 희석액 일부의 각각의 전달 이후에 연속적으로 수행되기 때문에 분석 시간을 단축할 수는 없다. 더욱이, 이는 측정 유닛에 전달되는 시약 및 희석액의 연속 체적의 완전한 제어를 필요로 한다. 더욱이, 이는 여러 가지 주사기 및 용해 시약의 사용 또한 요구한다.
본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하는 것이다.
제1 목적에 따르면, 본 발명은 혈액 샘플과 모노-시약(mono-reagent)의 자동 분석 방법, 및 이 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방법은, 상기 혈액 샘플, 희석액, 적혈구를 용해하기 위한 적어도 하나의 화합물, 백혈구를 보호하기 위한 적어도 하나의 화합물, 및 헤모글로빈을 유색 복합체(chromogenic complex) 형태로 안정화시키기 위한 적어도 하나의 화합물을 함유하는 분석 용액이 단일 희석 및 분석 탱크에 형성되고,
적혈구의 용해 이후에 상기 탱크 내에서 분광광도법에 의해 상기 분석 용액 내의 헤모글로빈 레벨이 측정되고,
상기 분석 용액의 적정량이 백혈구 분화가 광학 수단에 의해 수행되는 상기 탱크로부터 취해지는 것을 특징으로 한다.
백혈구의 계수는 분석 탱크 내에서 및/또는 광학 수단과 함께 수행될 수 있다.
적혈구 및 선택적으로 혈소판의 계수는 예를 들어 단일 희석 및 분석 탱크에서 샘플에 대해 수행되는 방법의 이전 단계에서 수행될 수 있다.
따라서, 본 발명은 대체로 두 개의 개별 회로에서 수행되던 두 가지 형태의 분석을 위해서, 즉 한편으로는 헤모글로빈의 측정과 선택적으로 백혈구의 계수를 위해서 그리고 다른 한편으로는 광학 수단에 의한 백혈구 분화를 위해서 사용되는 단일 분석 용액의 개념에 기초하며, 상기 분석 용액은 적어도 이들 분석을 수행할 수 있는 "시약" 화합물을 그 속성 및 그 품질에 의해 조합한다. 도입되는 시약 화합물은 화학적으로 상호 친화적이도록 또한 목표한 분석에 적합한 양으로 선택된다. 이 화합물은 종래 기술에서 통상 사용되던 화합물에서 선택될 수 있다. 백혈구 분화를 수행하기 위해 종래에 사용되는 시판 제제, 즉 적혈구를 용해하기 위한 화합물 및 백혈구보호 화합물을 함유하는 시판 제제를 사용하고, 이것에 헤모글로빈을 유색 복합체 형태로 안정화시키기 위한 제3 시약 화합물을 첨가할 수도 있다.
이 단일 분석 용액으로 인해, 본 발명은 특히 다음과 같은 장점을 갖는다:
- 자동 장치는 분석 용액 조제용 단일 탱크를 포함할 수 있다.
- 이 탱크 내에서 헤모글로빈의 측정이 직접 수행될 수 있으며, 분석 용액의 저항성 측정에 의한 백혈구의 전체 계수도 수행될 수 있다.
- 헤모글로빈의 측정 및 광학 수단에 의한 백혈구 분화에 필요한 모든 "시약" 화합물을 조합한 모노-시약을 사용할 수 있으며, 이는 특히 후술하는 바와 같이 유압 회로를 간단하게 할 수 있다.
- 혈액 샘플의 모노-희석은 사용되는 측정 및 검출 수단의 함수로서 결정되는 희석 비율로 단일 희석 및 분석 탱크 내에서 직접 수행될 수 있다. 모노-시약은 이 모노-희석을 수행하기 위한 희석액으로서 작용할 수 있다. 희석 비율은 헤모글로빈 레벨의 측정에 요구되는 희석 비율에 대응하는 1/100 내지 1/500 사이에서 선택되는 것이 바람직할 것이며, 대략 1/175의 비율인 것도 바람직하다(하기 실시예에서는 1/173).
모노-희석 및 모노-시약을 사용할 수 있게 되면, 그로 인해 본 발명의 이 제1 태양에 따라서, 혈액 샘플의 완전한 분석을 제공하면서도 분석 장비를 상당히 간단하게 할 수 있다.
본 발명에 따르면 1/100 보다 큰 희석 비율의 백혈구를 분석(아모집단에 의한 계수 및 분화)할 수 있는 광학 측정 수단도 제공되며, 이는 이하에서 정의되고 기술된다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 방법을 실행하기 위한 용해 모노-시약을 제안하며, 이 시약은
적혈구를 용해하기 위한 적어도 하나의 화합물,
백혈구를 보호하기 위한 적어도 하나의 화합물, 및
헤모글로빈을 유색 복합체 형태로 안정화시키기 위한 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 모노-시약은 혈액 샘플의 헤모글로빈 농도의 분광광도법에 의한 측정 및 광학 수단에 의한 백혈구 분화를 가능하게 한다. 이는 또한 백혈구의 저항적 및/또는 광학적 계수를 가능하게 한다. 이는 적어도 다섯 개의 아모집단의 분화를 가능하게 하도록 선택되는 것이 바람직하다. 이는 시안화물을 함유하지 않도록 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 적혈구를 용해하기 위한 화합물은 적어도 하나의 양이온 계면활성제로 구성되는 것이 바람직하다. 공지된 우선적인 방식에서, 이는 옥시헤모글로빈 복합체를 형성하도록(시안화물 이온을 포함하는 시안메트헤모글로빈 복합체에 비해 독성이 없기 때문에) 선택된다. 따라서 양이온 계면활성제 역시 유출된(released) 헤모글로빈을 산화시켜 옥시헤모글로빈 복합체만을 형성하도록 선택된다. 따라서 양이온 계면활성제의 양은 적혈구를 효과적으로 용혈시키고 유출된 헤모글로빈을 산화시키도록 선택된다. 이는 이하의 것으로부터 선택되는 것이 바람직하다:
- 제4 암모늄염, 바람직하게는 알킬트리메틸암모늄염, 구체적으로는 세틸-(cetyl-), 도데실-(dodecyl-), 테트라데실-(tetradecyl-), 및 헥사데실트리메틸암모늄 브롬화물 및 염화물;
- 피리디늄 염;
- 긴 사슬(long-chain) 에톡시레이티드 아민, 및
- 알킬 설페이트(SDS).
본 발명에 따른 백혈구보호 화합물은 백혈구의 파괴를 지연 또는 방지하는 화합물이다. 바람직하게는, 이는 이하의 것으로부터 선택되는 것이 바람직한 비이온성 또는 양성 계면활성제이다:
- 에톡시레이티드 알콜, 특히 시판 제품 IPEGAL990®, TERGITOL NP9®, TRITON®×100 또는 ×114, plurafac® A38 또는 Brij35®와 같은 2-페녹시에탄올, 폴리오시에틸렌알킬페닐에테르;
- 제4 암모늄의 베타인 및 설포베타인, 특히 라우라미도프로필 베타인(LAB), 및 도데실디메틸-3-암모니오-1-프로판설포네이트(DDAPS) 또는 테트라데실디메틸-3-암모니오-1프로판설포네이트(TDAPS);
- N,N-디메틸라우릴아민-N-산화물(LDAO) 또는 3-[(콜아미도프로필)-디메틸아미노-]-1-프로판 설포네이트(CHAPS 또는 CHAPSO)와 같은 제3 아민 산화물;
- 글리코시드형 화합물 및 보다 구체적으로 트리테르펜 사포닌;
- 글루시드형 화합물(마니톨, D-글루코스, 트레할로스, 덱스트란 설페이트).
헤모글로빈을 유색 복합체 형태로 안정화시키는 화합물은 이하의 것으로부터 선택되는 것이 바람직하다:
- 리간드 원자(비결합 쌍: O, N, S, 및 카르복시 COO-기 등)를 제공하는 한자리 또는 여러자리(mono or polydentate) 킬레이트, 특히:
·에틸렌 디아민 테트라아세트산(EDTA) 또는 에틸렌 글리콜-비스-(3-아미노에틸에테트)N-N'-테트라아세트산(EGTA) 및 특히 그 나트륨 또는 디칼륨 염;
·수산 칼륨 K2OXOX = C2O4 2 -;
·히드록실아민 염(바람직하게는 차아염소산); 및
·유기산(특히 포름산 도는 아세트산)
- 리간드 원자(비결합 쌍을 구비: O, N, S 등)를 포함하는 방향족 화합물(한자리 또는 여러자리 킬레이트), 특히:
·Tiron®
·8-히드록시퀴놀린 및 그 유도체;
·피리딘 또는 바이피리딘 및 그 유도체;
·1,10-페난트롤린 및 그 유도체;
·페놀 화합물(모노 또는 비스 및 그 유도체);
·피라졸 및/또는 피라졸론 및 그 유도체;
·이미다졸 및 그 유도체
·설포살리실산; 및
- 사포닌, 제3 아민 산화물, (DDAPS, TDAPS, LAB와 같은) 제4 암모늄의 베타인 및 설포베타인.
본 발명에 따라 한정된 세 개의 화합물에 추가적으로, (모노)-시약에 대해 이하의 것들을 첨가할 수 있다:
- 적어도 다섯 개의 메인 백혈구 아모집단의 식별이 가능하도록 특정 백혈구 및 보다 구체적으로는 호산구(또는 호염기구)를 특정하게 라벨링(labelling)하는, 이하의 것으로부터 선택되는 적어도 하나의 염료(또는 혼합물):
·시아닌
·옥사진(Oxazine) 750;
·라이트 및 로마노프스키(Wright and Romanowsky) 시약;
·DAPI;
·클로라졸 블랙(Clorazole black) E;
·톨루이딘 블루(Toluidine blue);
·아스트라 블루(Astra Blue);
·티아졸 오렌지 G. 또는 블루;
·기타 형광 시약.
- 백혈구의 멤브레인을 강고하게 할 수 있는 적어도 하나의 고정제(바람직하게는 알데히드, 보다 바람직하게는 글루타르알데히드 또는 포름알데히드);
- 유체공학을 최적화하고 파편의 용해제(solubilizer)로서도 작용하는 기포 형성을 방지하기 위한, 이하의 것으로부터 선택되는 적어도 하나의 습윤제:
·알콜(메탄올 에탄올 또는 프로판-2-올);
·글리콜(에틸렌 또는 프로필렌 글리콜);
·에톡시레이티드 글리콜(특히 Triton X100® 또는 Brij35®);
·글리코시드 화합물 TWEEN80® 또는 TWEEN20®;
상기 고정제 및 용해제의 농도는 지나칠 경우 적혈구의 용해를 방지하고 백혈구의 광학 특성을 변질시킬 수 있기 때문에 엄격히 제한된다.
- pH를 5.0 내지 10.0으로, 바람직하게는 6.0 내지 8.0으로 설정하고 최적하게는 중성(7.0±0.4)에 가깝게 설정하기 위한 완충제 시스템. 이러한 pH의 선택은 세포의 생래 조건(native condition)을 고려하기 위한 것이다. 더욱이 이 pH는 본 발명에 따라 사용되는 구성성분의 양호한 용해를 가능하게 한다. 상기 완충재는 이하의 것으로부터 선택되는, 염화수소산 또는 소다(4-6N)에 의해 상기 pH로 조정된 한 쌍의 염(무기 또는 유기)으로 구성된다:
·이수소 인산 나트륨 또는 칼륨/수소 인산염 H2PO4 -/HPO4 -2;
·탄산 수소 나트륨/탄산염 NaHCO3/Na2CO3
·구연산/구연산 나트륨(Ⅲ) 완충제
·TRIS-HCl
·트리에탄올아민(TEA)
·이미다졸
- 이하의 것으로부터 선택되는 산:
·유기산: 프탈산, 설포살리실산 또는 포름산(헤모글로빈의 유색 복합체의 형성 및 안정화에도 기여) 및
·무기산: HCl, H3PO4 등.
- 저항성 측정에 필요한 10 내지 50 ms/cm 정도의 전도성과 120 내지 500 mOsm 정도 및 등장성(isotonicity)에(290±5 mOsm) 근접한 정도의 삼투 몰농도(osmolarity)를 보장하는, 이하의 것으로부터 선택되는 바탕 염(background salt):
·염화나트륨 NaCl;
·염화칼륨 KCl;
·염화마그네슘 MgCl2;
·염화칼슘 CaCl2;
·무수 황산나트륨 Na2SO4;
이 바탕 염은 완충제 시스템에 포함될 수 있다.
- 산화방지 및/또는 항균 특성을 갖는, 이하의 것으로부터 선택되는 적어도 하나의 보존제:
·2-페녹시에탄올;
·파라벤;
·BHT;
·이소티아졸론(Proclin® 150 또는 300);
·이미다졸 또는 요소 유도체;
·항생제;
- 단수 또는 복수의 염료의 제조를 또한 촉진하는, 이하의 것으로부터 선택되는 천연 항균 세포 투과 화합물(이온수용체):
·NH4 +용 이온수용체I(노나틴);
·Ca2+용 이온수용체Ⅲ(칼시마이신);
·Cl-용 이온수용체;
·K+용 이온수용체(발리노마이신).
본 발명에 따른 구성성분은 하기 표에 요약되어 있으며, 적정 농도의 범위도 요약되어 있다.
| 구성성분 | 양 |
| 양이온 계면활성제(용해제) | 0.1-50 g/L |
| 백혈구보호 계면활성제 | 0.1-20 g/L |
| 헤모글로빈 복합체의 킬레이트 | 0.0001-10 g/L |
| 염료 | 0.01-1 g/L |
| 고정제 | 0.01-2 % w/v |
| 습윤제 | 0-50 % v/v |
| 완충제 | 0-6 g/L |
| 바탕염 | 1-50 g/L |
| 산 | pH 조정을 위한 적정 양 |
| 보존제 | 적정 양 0.1-3 g/L |
| 이온 수용체 | 유효 양 0-200 mg/L |
| 증류수 qsf | Qsf 1 L |
본 발명은 또한 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서,
- 상기 분석 용액을 수용할 수 있는 분석 탱크;
- 상기 분석 용액에 존재하는 헤모글로빈의 레벨을 분광광도법에 의해 상기 탱크 내에서 측정하기 위한 수단;
- 상기 분석 용액을 샘플링하기 위한 수단;
- 상기 샘플을 광학 측정하여 백혈구 분석을 도출하기 위한 수단을 특징으로 하는 장치를 제공한다.
제2 목적에 따르면, 본 발명은 혈액 샘플의 자동 분석을 위한 자동 장치, 특히 본 발명의 제1 목적에 따른 방법을 실행에 특히 유리한 장치용 광학 기기에 관한 것이다.
전술한 바와 같이, 백혈구의 특정 아모집단은 광학 측정에 의해, 예를 들면 세포에 의한 하나 이상의 각도에서의 회절, 또는 세포의 흡수능의 측정에 의해서만 분화될 수 있다. 혈구의 특성 확인을 위한 광학 시스템은 광 빔을 방출하는 광원이 배치되는 공통 베이스, 혈구가 광 빔을 가로지르는 광학 탱크, 세포의 유동에 대한 광 빔 조정을 위한 시스템, 광학 탱크에서 기원하는 광을 세포에 의한 차단 이후 측정하기 위한 수단을 구비한다. 특히, 백혈구 특성확인의 경우에, 백혈구는 탱크 내의 유동에서 이동한다. 이들 백혈구는 샘플 유동으로 지칭되는 유동에 포커싱된 광 빔에 의해 조사된다.
이러한 장치는 고가이며: 특히 부피도 크고 일반적으로 방열 시스템을 필요로 하며, 광원으로 사용되는 레이저 및 레이저와 같은 레이저 다이오드는 고가의 정렬 시스템을 필요로 한다. 이들 광원에 의해 방출되는 광 빔은 횡방향의 광 분포가 대략 가우스(Gaussian) 형상을 갖는다. 따라서, 광도가 대략 일정하며, 광 빔의 좁은 중심부에서 최대가 된다. 정렬 시스템은 이 중심부가 샘플 유동과 정렬될 수 있게 한다. 더욱이, 샘플 유동의 폭은 이 중심부의 폭을 초과하지 않아야 하며, 이들 두 폭이 근사할수록, 정렬 시스템의 정밀도가 커져야 한다. 그 결과, 샘플 유동의 폭을 최대한 감소시킬 필요가 있다.
계수 및/또는 분화될 혈구를 함유한 샘플 유동은 광이 더 많이 포커싱될수록 더 좁아져야 한다. 따라서, 샘플 유동의 단면보다 큰 단면을 갖는 좁은 광 빔으로 그 자체가 포커싱되는 광 빔과 교차하여야 하며 단면 폭이 50㎛ 미만인 유동이 사용된다. 이는 특별히 정확하고 따라서 고가인 광학 탱크 내로의 유동 주입 시스템을 필요로 한다. 종래 기술에서, 이러한 결과는 하이드로포커스("유체역학적 포커싱(hydraulic focusing)"의 약자)형 시스템을 사용하여 얻어진다. 샘플 유동은 슬리빙(sleeving) 유동으로 둘러싸인다. 샘플 유동 주입기가 슬리빙 유동의 중심에 침지된다. 이렇게 생성된 샘플 유동은 주입기에서 광 빔 조사 영역으로 이동함에 따라 넓어지거나 포커싱되며, 따라서 이 시점에서 대략 5 내지 50㎛ 직경의 소정 폭을 갖는다. 이 목적을 달성하기 위해서는 단일 또는 더블 슬리빙이 때때로 필요하다.
더욱이, 전술한 바와 같이, 소정 정밀도가 요구될 경우, 혈구 유동을 광 빔과 일치시키기 위해 조정 시스템이 필수적이다. 혈구 유동 또는 광 빔이 이동될 수 있는 두 가지 방법이 가능하다. 혈구 유동의 이동을 선택할 경우, 광학 탱크 유닛의 전체가 이동해야 한다. 이 옵션이 채택되면, 탱크는 그 볼 베어링에 의해 두 축을 따른 정밀하고 균일한 이동을 보장해주는 병진 이동 테이블 상에 장착된다. 이러한 정밀 기계 조립체는 상당히 비싸다. 광 빔을 혈구 유동과 일치되도록 이동시키는 것도 가능하다. 이는 일반적으로 조정가능한 몇 개의 프리즘을 사용하여 달성된다. 광학 소자들을 정밀 기계장비와 조합하는 이 해결책도 고비용이 소요된다.
더욱이, 광 빔과 교차할 때, 혈구는 광 레이(light ray)의 궤적을 편향시킨다. 편향된 광 레이의 광도 및 각도는 세포 형태에 대한 정보를 얻을 수 있게 해준다. 광축에 대한 10도 미만의 좁은 각도와 광축에 대해 거의 수직한 각도의 두 가지 각도 범위가 일반적으로 사용된다. 좁은 각도의 범위에서는, 두 개의 정보 아이템, 즉 축에서의 손실 및 회절이 유용하다. 광축에 수직하게, 확산 및 형광이 일반적으로 측정된다. 두 각도 범위에서, 결국 광은 두 개의 상이한 채널에 분포되어야 한다. 이는 일반적으로 2색 미러에 의해 또는 간섭 필터에 의해 달성된다. 광학 부품은 둘 다 유리 기판에 박막을 적층함으로써 제조된다. 이들은 양호한 효율을 갖지만, 하나의 필터와 다른 필터 사이에 커다란 격차가 존재하며, 그 수명이 제한된다. 이들은 따라서 정기적으로 교체되어야 한다.
이들 대체로 큰 부피의 기기 전부는 또한 깨지기 쉽고 유지보수를 요하며, 이 또한 많은 비용이 든다. 따라서, 이러한 기기는 이러한 자동 장치에 대한 투자가 충분히 가능한 대형 분석 연구소에 제한된다.
본 발명의 목적은 제조 및 유지에 있어서 더욱 간단하고 보다 경제적인 백혈구 분화 및/또는 백혈구 계수용 기기를 제공하여, 작은 연구소에서 상기 기기가 구비된 자동 장치를 적절한 측정 품질을 유지하면서 사용할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 제2 목적에 따르면, 자동 혈액 분석기에서 백혈구를 계수 및/또는 분화하기 위한 광학 기기에 있어서, 주입축에 따라 광학 탱크 내에서 순환하는 혈액 샘플에 소스 광 빔을 사용하여 조사하기 위한 전계발광 다이오드 형태의 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 기기가 제공된다. 이러한 다이오드는 그 단면 폭에 걸쳐서 또한 그로 인해 더 크고 더 균질한 독출 영역의 폭에 걸쳐서 보다 균질한 광 빔이 얻어질 수 있게 한다.
다이오드는 바람직하게 그 파장이 600나노미터 미만이며 더 바람직하게는 그 파장이 500나노미터 미만인 광을 발광한다. 이러한 파장은 보다 양호한 회절 효율을 허용하며, 따라서 회절을 이용한 측정에 있어서 더욱 양호한 정밀도를 허용한다.
더욱이, 광학 기기에 의해 방출된 광 빔, 즉 샘플 유동에 조사되는 소스 빔의 폭은 주입축 근처에서 50 내지 200미크론(㎛)으로 구성되는 것이 유리하며, 이는 더 넓은 샘플 유동의 조사를 가능하게 하는 한편, 수행되는 측정에서 적절한 정밀도를 허용한다. 이 폭은 90 내지 120미크론으로 구성되는 것이 보다 유리하다. 이러한 유동 폭은 특히 전계발광 다이오드의 사용에 의해 허용된다.
바람직하게, 소스 광 빔은 대략 탱크의 방향으로, 대략 샘플의 유동 방향에 대해 횡방향으로 방출된다. 다이오드와 탱크 사이에 배열되고 회전가능하게 장착되고 두 대향 표면 사이에서 소스 광 빔이 통과하도록 설계된 투명 슬라이드는 광 빔이 슬라이드를 통과할 때 그 이중 굴절로 인해 광 빔을 횡방향으로 이동시킬 수 있다. 슬라이드의 회전은 슬라이드에 입사되는 광 빔의 입사 각도의 수정, 및 그로 인한 횡방향 시프트 값의 조정을 가능하게 한다. 바람직하게, 투명 슬라이드는 탱크 내에서의 혈액 샘플의 이동에 대략 평행한 축 주위로 회전가능하게 장착된다.
광학 탱크 너머에서는, 소스 광 빔으로부터 기원하는 입사 파생 광 빔(incident resulting light beam)에 대해 프레넬 손실(Fresnel loss)에 의한 분리 수단이 유리하게 사용되며, 이로 인해 상기 광 빔은 축방향-파생 광 빔, 및 프레넬 손실에 의해 구성되는 손실에 기인하고 상기 분리 수단을 통과하는 적어도 하나의 광 빔으로 분리한다. 상기 분리 수단은 투명 분리 재료에서의 표면인 적어도 하나의 분리 표면을 포함하고, 상기 축방향 광 빔은 상기 투명 재료를 통과하며, 프레넬 손실로부터 기원하는 광 빔은 분리 표면에 의해 반사되고, 상기 표면은 탱크 너머에서 광 빔에 대해 경사진다. 단일의 저렴한 유리 슬라이드가 분리 수단으로서 작용할 수 있다. 더욱이, 이는 2색 미러 또는 간섭 필터와 달리, 실질적으로 제한되지 않고 유지보수가 필요없는 수명을 갖는다.
상기 기기는 또한 축방향-파생 빔의 광을 측정하기 위한 장치, 및 프레넬 손실로부터 기원하는 적어도 하나의 빔의 광을 측정하기 위한 다른 장치를 포함할 수 있다. 이들 측정 장치는 특히 형광, 축 근처에서의 광 손실 또는 축 근처에서의 회절의 측정 수단을 포함할 수 있다. 이는 또한 탱크 내에서의 샘플에 의한 넓은 각도에서의 광 빔 회절을 측정하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 예로서, 이들 넓은 각도는 60°내지 150°를 포함하는 각도일 수 있다.
상기 기기는 또한, 위조 광을 차단하는 적어도 하나의 격벽을 탱크 전방의 빔 경로에 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 혈액검사 장치, 특히 이러한 장치가 구비된 자동 혈액 분석기에 관한 것이다.
제3 목적에 따르면, 본 발명은 또한 백혈구의 계수 및 분화에 적합한 예를 들어 유세포분석기와 같은 광학 기기용 순환 광학 탱크뿐 아니라 이러한 탱크가 구비된 분석 장치에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 제조 및 유지에 있어서 더욱 간단하고 보다 경제적인 탱크를 제공하여, 작은 연구소에서 상기 탱크가 구비된 자동 장치를 적절한 측정 품질을 유지하면서 사용할 수 있게 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 자동 혈액 분석기에서 백혈구의 계수 및 분화를 위한 광학 기기용 순환 탱크는, 상기 탱크의 분석 구역에서, 탱크의 단면이 1 내지 5밀리미터로 구성된 적어도 하나의 횡치수를 갖는 것을 특징으로 한다. 이 단면은 대략 장방형일 수 있으며, 횡방향은 장방형의 일측 변 및/또는 타측 변에서 측정될 수 있다.
이러한 탱크는 따라서, 적어도 부분적으로, 사출 플라스틱 재료로 제조될 수 있다. 이러한 탱크는, 일반적으로 접합 조립된 석영 벽으로 형성되는 종래 기술의 탱크에 비해 특히 유리한 방식으로 제조된다.
또한, 상기 탱크는 이 탱크와 일체로 몰딩되는 적어도 하나의 렌즈를 포함할 수 있다. 이 적어도 하나의 렌즈는 광축에 대해 측방향으로 배열될 것으로 파악되는 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 탱크는 광축을 따라서 광 빔 진입용 창과 광 빔 방출용 창을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 창은 탱크와 일체로 몰딩될 수 있으며, 또는 예를 들어 석영이나 유리와 같은 투명한 재료 내의 삽입체일 수 있으며, 둘 다일 수 있다.
상기 탱크는 샘플 유동용 주입기, 및 주입 유동 주위에 슬리빙 유동을 형성하기 위한 수단을 유리하게 포함할 수 있다. 주입기는 그 직경이 20미크론 내지 150미크론으로 구성됨으로써 종래 기술의 유동에 비해 현저히 큰 샘플을 얻을 수 있게 하는 유출구 오리피스를 포함할 수 있다. 종래 기술의 기기와 대조적으로, 이것은 신장(stretching)에 의해 샘플 유동의 폭을 기술하는 슬리빙 유동이 아닌, 주입기 유출구의 형상 및 단면이다. 슬리빙 유동은 따라서 적극적 역할을 하지 않고, 특히 예를 들면 와이드 탱크에서 샘플을 중심 조정하는 것과 같은 소극적 역할을 한다.
제1 실시예에 따르면, 이 주입기는 다소 강성의 재료로 일체로 형성될 수 있다. 이 재료는 예를 들어, 스테인레스 스틸, 세라믹, 인조 루비 또는 플라스틱 재료이거나 이들 재료의 다수일 수 있다.
제2 실시예에 따르면, 이 주입기는 예를 들어 스테인레스 스틸과 같은 금속으로 제조된 강성 구조 튜브를 포함하고 상기 구조 튜브 내부에는 노즐에서 종료되는 플라스틱 피복 튜브를 포함할 수 있으며, 상기 노즐은 플라스틱 피복 튜브와 일체로 형성된다. 주입기의 플라스틱 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있으며, 이는 샘플이 튜브 내에서 더 쉽게 순환할 수 있게 해주며 오염 위험을 감소시킨다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 탱크용 주입기에 관한 것으로, 이 주입기는 이들 실시 예 중 하나에 따라 제조된다.
본 발명은 또한 혈액검사 장치, 특히 본 발명에 따른 탱크가 구비된 자동 혈액 분석기에 관한 것이다.
제4 목적에 따르면, 본 발명은 또한 제조 및 유지가 보다 간단하고 보다 경제적이며, 작은 연구소에서 상기 기기가 구비된 자동 장치를 적절한 측정 품질을 유지하면서 사용할 수 있게 하는, 혈액검사 분석 장치용 유압 기기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이러한 기기에 적합한 분석 방법에 관한 것이다.
본 발명은 따라서 혈액 분석 장치용 유압 기기, 특히 순환 광학 탱크에 샘플 유동을 가압 주입하고 샘플 유동 주위에 슬리빙 액체로 액체 슬리빙 유동을 생성하기 위한 수단을 포함하는 유압 기기에 있어서, 슬리빙 액체의 유량에 대한 샘플 유동의 유량을 조정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기를 제공한다. 이러한 조정은 탱크 내에서 균질하고 대략 비난류성 유동을 유지할 수 있다.
상기 주입 수단은 주사기, 유압 회로, 및 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 이들 수단은 슬리빙 유동에 대해 샘플을 가압 주입하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
이 기기는 변위 액체에 의해 주입되는 샘플 용도의 피스톤을 형성하기 위한 수단을 유리하게 포함할 수 있다. 이러한 변위 액체는 분석에 충분한 작은 샘플만을 사용할 수 있게 하며, 주입에 필요한 액체의 나머지는 분석 장치에서 이용가능하지만, 샘플만큼 귀중하지는 않은 액체이다.
슬리빙은, 넓은 단면을 갖지만 샘플 유동에 대해서는 작은 단면을 유지하는 탱크를 사용할 때 특히 유용하다. 슬리빙 유동에 대한 샘플 유동의 조정 수단 중 하나로서, 상기 기기는 슬리빙 액체의 유량에 대한 변위 액체의 유량을 조정하기 위한 수단을 유리하게 포함할 수 있다. 조정 수단은 변위 액체용 분기 회로에서의 압력 강하 수단 및/또는 슬리빙 액체용 분기 회로에서의 압력 강하 수단을 포함할 수 있다. 예를 들어, 압력 강하 수단은 공지된 길이의 교정된 튜브, 고정 유압 저항 및 가변 저항으로부터 선택될 수 있다.
유압 기기는 샘플 유동과 슬리빙 유동을 동시에 생성하기 위해 단 하나의 모터, 예를 들면 단일 전동 모터를 포함할 수 있다. 더욱이, 이는 샘플 유동과 슬리빙 유동을 발생하기 위해 적어도 두 개의 주사기를 포함할 수 있으며, 주사기 피스톤은 상호 단단히 부착된다. 따라서 이들은 공통 움직임을 가지며, 샘플 유동과 슬리빙 유동은 실제로 동시적이다.
특히, 종래 기술로부터의 하이드로포커스 탱크는 본 발명에 따라 전술된 바와 같은 회로에 사용될 수 있으며, 이 탱크로의 샘플 주입은 슬리빙 유동에 대한 압력 없이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 순환 세포분석기에서 혈액 샘플을 분석하기 위한 방법에 있어서, 혈액 샘플이 세포분석기의 순환 탱크에 선택적으로 가압 하에 주입되고, 샘플은 그곳에 샘플 유동을 형성하며, 샘플 유동 주위에는 슬리빙 액체에 의해 액체 슬리빙 유동이 생성되고, 상기 샘플 유동의 유량은 슬리빙 액체의 유량에 대해 조정되는 분석 방법이 제공된다.
특히, 샘플을 유압 회로의 주입 브랜치(injection branch)에 도입하고 주입 브랜치에서 샘플의 상류에 변위 액체를 도입할 수 있으며, 상기 변위 액체는 탱크 내로의 그 주입 중에 샘플을 가압하도록 작용한다. 이 변위 액체는 시약 및 희석액으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 시약으로부터 선택될 수 있다. 따라서 분석을 목적으로 샘플을 제조하기 위해 반드시 필요한 것 이외의 액체를 제공하는 것은 아무런 의미가 없다.
또한, 탱크 내의 샘플 유동 주위에 슬리빙 액체로 슬리빙 유동을 생성할 수 있다. 이 슬리빙 액체는 또한 시약과 희석액으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 희석액으로 선택될 수 있다. 이 경우에도, 분석을 목적으로 샘플을 제조하기 위해 반드시 필요한 것 이외의 액체를 제공하는 것은 아무런 의미가 없다.
하이드로포커스 방법 또는 본 발명의 제3 목적에 따른 탱크가 사용되는 경우에는, 예를 들어 변위 액체용 분기 회로에 압력 강하를 도입하고 및/또는 슬리빙 액체용 분기 회로에 압력 강하 수단을 도입함으로써 슬리빙 액체의 유량에 대한 변위 액체의 유량을 조정하는 것이 유리하다.
본 발명에 따른 방법에서는, 특히 본 발명의 제3 목적에 따른 탱크에 있어서, 혈액 샘플이 적어도 1/100의 희석 비율을 갖는 것이 쉽게 제공될 수 있다. 사실, 이러한 방법에서, 샘플은 슬리빙 액체에 대한 압력 하에 종래 기술의 방법의 속도보다 빠른 속도로 그리고 탱크 내 샘플 유동에 대한 단면 폭이 더 큰 상태로 탱크에 도입될 수 있다. 따라서, 분석 시간의 증가 없이, 백혈구의 분화 및 계수를 위해, 헤모글로빈의 측정을 위해 종래 사용되던 것과 동일한 희석 비율 특히 1/100 내지 1/500, 특히 1/160 내지 1/180의 희석 비율이 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 혈액분석 장치(haematology device), 특히 본 발명에 따른 유압 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 혈액 분석 장치에 관한 것이다.
본 발명은 첨부도면을 참조하여 이루어지는 하기 실시예 설명에 의해 더욱 잘 이해될 것이며 다른 장점이 명료해질 것이다.
도1은 본 발명의 제1 목적에 따른 장비의 일 예의 개략도이다.
도2a-2e는 본 발명의 방법에 따른 분광광도법에 의한 헤모글로빈 측정의 선형도 테스트의 그래프이다.
도2f-2i는 대응하는 세포분석도이다.
도3은 본 발명의 제4 목적에 따른 유압 기기를 이용한 혈액 샘플 분석용 자동 장치의 개략도이다.
도4는 본 발명의 제2 목적에 따른 광학 기기 유닛의 개략 종방향 도시도이다.
도5는 도4의 평면에 수직한 평면에서의, 도4의 광학 기기의 보다 상세한 개략 종방향 도시도이다.
도6은 본 발명의 제3 목적에 따른 광학 탱크의 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 광학 탱크용 주입기의 제1 실시예의 종단면도이다.
도8은 본 발명에 따른 광학 탱크용 주입기의 제2 실시예의 종단면도이다.
도9는 도8의 주입기의 일 단부의 종단면도이다.
도10은 탱크에 혈액 샘플을 주입하기 위한 종래 기술의 방법을 도시하는 탱크의 종단면도이다.
도11a-11c는 본 발명의 방법을 사용하고 본 발명에 따른 광학 기기 및 탱크에 의한 세포분석도를 사용하는 자동 장치에서 얻어진 결과를 도시하는 그래프이다.
도1은 분석 용액을 함께 구성하는 분석될 혈액 샘플(2), 희석제(3) 및 시약(4)이 공급될 수 있는 단일 희석 및 분석 탱크(1)를 개략 도시한다. 이 탱크(1)에는 상기 분석 용액 내의 헤모글로빈 레벨을 광도계측법(photometry)에 의해 측정하기 위한 수단, 및 백혈구의 전체 개수를 계수하기 위해 상기 분석 용액의 저항성을 측정하기 위한 수단(6)이 구비된다. 일반적으로 분석 탱크(1)로부터 분석 용액의 일부를 취하여 이를 백혈구 분석을 위한 광학 측정 수단(8)(예를 들면 유세포분석기)이 구비된 광학 탱크(7)에 주입하기 위한 수단이 제공된다. 선택된 예에 따르면, 혈액 샘플과 희석액으로 구성되는 예비-용액의 일부를 취하고, 이를 적혈구 및 혈소판을 계수하기 위해 상기 예비-용액의 일부의 저항성을 측정하기 위한 수단(10)이 구비된 계수 및 희석 탱크(9)에 도입하기 위한 수단도 제공된다. 종래에는 상기 장비에 대략 35℃의 자동온도제어되는 온도를 얻기 위한 가열 수단이 구비되었다. 이 온도는 최적의 용해 반응 시간 및 적혈구 품질을 가능하게 한다.
상기 장비는 다음과 같이 작동한다:
- 1분취량(aliquot)(15.6㎕)의 혈액이 분석 탱크(1)에 주입되고 2㎖의 희석제로 희석되어 분석 예비-용액을 형성하여, 희석 비율은 1/130이다;
- 이 분석 예비-용액으로부터 매우 소량(대략 20㎕)을 취하여 적혈구 및 혈소판 계수를 위해 탱크(9)에 넣는다;
- 분석 탱크(1) 내의 잔여 예비-용액에 0.7㎖의 시약을 첨가하고, (적혈구를 파괴하고, 옥시헤모글로빈 복합체를 형성하여 안정화시키기 위해) 대략 10초간 용해가 지속되며, 이렇게 형성된 분석 용액은 최종적으로 대략 1/173의 희석 비율을 갖고, 상기 분석 용액의 일부를 취하여 광학 탱크(7)에 주입하며 이 광학 탱크에서 백혈구의 분석(아모집단에 의한 백혈구의 계수 및/또는 분화)이 이루어질 수 있고, 동시에 분석 탱크(1)에서는 저항성 측정에 의해 백혈구가 계수되며 형성된 옥시헤모글로빈 복합체의 파장에서의 흡수능 측정에 의해 헤모글로빈이 계수된다.
본 발명에 따른 광학 기기, 특히 1/100 미만의 희석 비율을 갖는 분석 용액의 백혈구 분석에 적합하고, 특히 1/160 내지 1/180의 희석에 적합한 광학 기기를 후술한다. 종래에는, 1/160의 희석 비율이 1/100의 비율보다 낮은 것으로 간주된다.
물론 전술한 방법 및 장비의 변형예도 있을 수 있다:
- 장비에 있어서: 용해 화합물, 백혈구보호 화합물, 및 분석 탱크(1)에서 헤모글로빈과 함께 형성된 복합체를 안정화시켜서 오히려 더욱 모노-시약 형태인 화합물을 개별적으로 도입하기 위한 수단이 제공될 수 있다; 분석 용액의 저항성을 측정하기 위한 수단(6)은 선택적인 것이며; 백혈구의 전체 개수는 분석 용액의 광학 분석에 의해 얻어질 수 있고; 마찬가지로 계수 탱크(9) 및 이 탱크 내의 저항성 측정 수단(10)은 혈액 샘플의 완전한 분석이 요망될 경우에만 제공될 수 있다.
- 방법에 있어서도: 반응 화합물들의 도입은 모노-시약 대신에 독립적으로 또는 일괄적으로 구성될 수 있으며, 상기 도입은 동시에 또는 연속적으로 이루어질 수 있고; 적혈구 및 혈소판의 계수의 사전 단계 및 백혈구의 전체 계수 단계는 생략될 수 있으며; 더욱이, 혈액 샘플의 두 가지 연속적인 희석이 수행될 수 있고; 백혈구 분화에 특히 적합한 제1 희석(대략 1/180)이 공지의 표준 하이드로포커스형 세포분석기에서 일어나며, 이로부터 이 백혈구 분화에 필요한 일부를 취하고 이후 적시에 제2 시점에 헤모글로빈(1/100 내지 1/500로 구성)의 측정에 적합한 제2 희석이 공지의 분광광도계로 이루어질 수 있다.
또 다른 변형예에 따르면, 탱크(1)는 조만간 제2 시점에 주사기 바늘에서 대기하는 샘플을 탱크에 충진함으로써 적혈구 및 혈소판을 세척 후 계수하는 작용을 할 수 있다.
얻어진 결과는 이제 본 발명에 따른 (모노)-시약의 특정 예와 함께 설명될 것이다:
유세포분석법에서의 백혈구 판정을 위해 출시되었으며 이 목적을 위해 적혈구 용해 화합물 및 백혈구보호 화합물을 함유하는 ABX사의 Eosinofix®제제를 사용하여 모노-시약을 조제하였다(ABX의 EP 0430750 특허 참조). 본 발명에 따르면, 헤모글로빈 복합체를 안정화하는 화합물이 첨가되었다.
분광광도법에
의한 헤모글로빈 측정 :
분광광도계를 사용하여 542nm에서 선형도 테스트가 이루어졌다. 도2a-2e에 그래프가 도시되어 있다. 이들 그래프는 예상 농도에 대해 측정된 헤모글로빈 농도를 나타낸다. 보다 구체적으로:
- 도2a는 분광광도계(ORPHEE사가 판매하는 LMG®)에 의한 헤모글로빈 측정을 위한 기준 용해에 대응하고;
- 도2b, 2c, 2d는 각각 헤모글로빈 복합체의 안정제로서 Tiron, DDAPS, 및 이미다졸을 갖는 실시예4에 따른 모노-시약에 대응하며,
- 도2e는 모노-시약 Eosinofix®만을 사용하여 수행되는, 즉 본 발명에 따른 헤모글로빈 복합체의 안정제를 전혀 함유하지 않는 본 발명의 방법에 대응한다.
본 발명에 따라 수행되는 세 가지 테스트에 있어서, 1±10-4의 상관계수(R2)(도면에 도시됨)를 갖는 각각에 대해 포지티브 선형도 테스트가 얻어진다. 이 결과는 도2a의 기준 용해에서 얻어진 것에 따른 것이다. 이는 본 발명의 방법이 실제로 혈액 샘플에서의 실제 헤모글로빈 레벨의 측정을 가능하게 함을 의미한다.
대조적으로, 도2e에 도시하듯이, 헤모글로빈 안정제가 없는 시약(Eosinofix) 에서는, 선형 관계가 얻어지지 않는다. 이는 이 시약만으로는 헤모글로빈 레벨의 측정에 사용될 수 없음을 의미한다.
유세포분석법에
의한 백혈구 분화
도2f 내지 도2i는 Eosinofix 단독, 및 DDAPS, Tiron, 이미다졸이 첨가된 Eosinofix에 각각 대응하는, BD FACSan®을 사용하여 얻어진 세포분석도이다. 이들 도면에서는, 아모집단의 분화가 백혈구 분화용 표준 시약에 비견되는 방식(도2f에서 Eosinofix에 의해 얻어진 매트릭스)으로 실제로 달성됨을 알 수 있다.
특히 본 발명에 따른 세포분석기에서 얻어진 도11b의 세포분석도(후술됨) 역시 참조될 수 있다.
이제 본 발명의 제4 목적에 따른 유압 기기에 대해 설명할 것이다.
도3은 본 발명에 따른 유압 기기의 이해가 가능하도록 자동 혈액 분석기(20)의 장비의 일부와 유압 시스템(100)을 부분적으로 도시한다.
도3에 도시된 자동 장치는 특히, 그 보관 및 자동 장치로의 그 운송을 위해 사용된 튜브에서 분석될 샘플링 혈액용 니들(101)을 포함한다. 취해진 혈액은 니들에 의해 샘플 형태로 탱크(102)에 주입된다. 탱크(102)는 특히 혈액 샘플의 적혈구를 희석 및/또는 용해하도록 설계된다. 희석 전후의 샘플의 전부 또는 일부는 자동 장치의 다른 부분, 예를 들면 후술하는 기기(120)에서의 분석을 목적으로 취해질 수 있다. 헤모글로빈 분석 기기(110)(예를 들면 분광광도계)가 탱크(102) 근처에 배치된다. 희석 제품용 저장소(103)와 시약, 특히 용해 시약용 저장소(104)가 유압 회로(100)를 통해서 탱크(102)에 연결된다.
다른 분석 기기(120)는 특히, 예를 들면 탱크(102)에서 취해진 샘플의 전부 또는 일부에 대한 백혈구의 계수 및 분화에 전용된다. 이후 샘플 역시 이 전부 또는 이 일부를 지칭할 것이다. 백혈구 분석 기기(120)는 특히 광학 기기(200)와 광학 탱크(300)를 포함한다. 광학 탱크는 유압 회로를 거쳐서 탱크(102)에 연결된다.
주사기 세트는 유압 회로에서의 액체 이동을 가능하게 한다. 이들 주사기 중에서, 본 발명의 이해를 돕기 위해, 희석에 전용되는 주사기(105)와 시약에 전용되는 주사기(106)를 도시하였다. 본 발명의 이해에 필요치 않기 때문에 도시되지 않은 다른 주사기들이 이 기기를 완성할 수 있다.
액체의 순환을 위한 파이프뿐 아니라, 유압 회로는 주어진 분석 시점에서의 그 사용에 따라 유압 회로(100)에서의 다른 회로의 교체를 위한 솔레노이드 밸브를 포함한다. 유압 회로(100)의 솔레노이드 밸브 중 여덟 개의 솔레노이드 밸브(111-119)가 도3에 도시되어있다. 각각의 솔레노이드 밸브는 문자 A 또는 B로 각각 지칭되는 두 군데의 위치를 포함한다.
후술될 유압 회로의 설계는 도시된 주사기에 대해 단 하나의 모터(M)의 사용을 가능하게 한다. 동일 모터는 다른 주사기에도 사용될 수 있다. 따라서, 주사기(105, 106)의 피스톤이 상호 견고하게 부착된다. 따라서 그 운동이 동시적이며, 각 주사기의 각 실린더 내로 구동될 때는 밀어내고(P) 후퇴될 때는 인출한다(T).
이제 자동 장치의 배열 및 유압 동작을 설명한다.
탱크(300)는 외부 본체(301)와, 상기 본체 내부의 주입기(302)를 포함하며, 본체와 주입기 사이에는 슬리빙 체적(303)이 형성된다.
상기 유압 회로(100)는
- 주입기와 밸브(111) 사이에서 주입기의 상류로 연장되는 주입 브랜치(131);
- 샘플 분기점에서 주입 브랜치에 연결되고 탱크(102)로 연장되는 샘플 브랜치(132);
- 샘플 분기점(142) 상류의 흡입 분기점(143)에서 밸브(113)를 거쳐서 주입 브랜치에 연결되고 예를 들어 주사기나 튜브연동식 펌프와 같은 진공 소스(107)로 연장되는 흡입 브랜치(133);
- 흡입 분기점(143) 상류의 토출 분기점(144)에서 주입 브랜치에 연결되고 시약 제품 저장소(104)로 연장되는 토출 브랜치(134);
- 본체(301)의 상류로 연장되고 슬리빙 체적과 밸브(115)를 연결하는 슬리빙 브랜치(135);
- 밸브(115)를 거쳐서 밸브(116)와 희석제 용처(108) 사이에서 연장되는 희석제 브랜치(136);
- 희석제 저장소(103)와 밸브(116) 사이에서 연장되는 희석제 브랜치(137);
- 시약 저장소(104)와 밸브(117) 사이에서 연장되는 시약 브랜치(140);
- 밸브(111)를 거쳐서 밸브(117)와 시약 용처(109) 사이에서 연장되는 시약 브랜치(141);
- 밸브(118)를 거쳐서 탱크(102)와 진공 소스(107) 사이에서 연장되는 탱 크(102)용 배수 브랜치(138)로서, 샘플 브랜치(132)가 탱크(102)와 밸브(118) 사이에서 배수 브랜치와 연결되고, 흡입 브랜치가 탱크에 관해 밸브(118)를 지나서 출구 브랜치(132)에 연결되는 배수 브랜치; 및
- 탱크(300)의 하류를 밸브(119)를 거쳐서 폐기물 탱크에 예를 들어 대기압으로 또는 흡입 소스, 주사기 또는 튜브연동 펌프를 통해서 연결하는 출구 브랜치(138)를 포함한다.
밸브(116)의 제1 위치(116A)에서, 희석 주사기(105)는 희석제 저장소와 연통하며, 따라서 견인 운동(T)에 의해 주사기(105)에 희석제가 충진된다.
희석 주사기에 희석액이 담겨있고 밸브(116)가 주사기(105)를 희석 브랜치(136)에 연결하는 제2 위치(116B)에 있으며 밸브(115)가 희석 브랜치를 희석제 용처(108)에 연결하는 그 제1 위치(115A)에 있는 제1 경우에, 가압 운동(P)은 예를 들어 전체 샘플의 희석을 위해서 희석제를 예를 들어 탱크(102) 내의 이 용처(108)로 이동시킬 수 있다.
밸브(116)가 그 제2 위치(116B)에 있고 밸브(115)가 희석 브랜치를 슬리빙 브랜치(135)에 연결하는 그 제2 위치(115B)에 있는 제2 경우에, 가압 운동(P)은 희석제를 광학 탱크(300) 내로 이동시켜 그곳에 슬리빙 유동을 형성할 수 있다. 본 발명에서 이 슬리빙 유동의 유용성은 후술하는 탱크(300)에 관한 설명에서 분석될 것이다.
밸브(117)가 시약 주사기를 시약 저장소(104)에 연결하는 제1 위치(117A)에 있고 밸브(114)가 토출 브랜치(134)를 차단하는 제1 위치(114A)에 있으면, 견인 운 동(T)에 의해 시약 주사기(106)에 시약이 충진될 수 있다.
시약 주사기에 시약이 담겨있고 밸브(117)가 시약 주사기(104)를 시약 브랜치(141)에 연결하는 그 제2 위치(117B)에 있으며 밸브(111)가 시약 브랜치를 시약 용처(109)에 연결하는 제1 위치(111A)에 있는 제1 경우에, 가압 운동(P)은 예를 들어 전체 샘플의 용해를 위해서 시약을 예를 들어 탱크(102) 내의 이 용처(109)로 이동시킬 수 있다.
밸브(117)가 그 제2 위치(117B)에 있고 밸브(111)가 시약 브랜치(141)를 주입 브랜치(131)에 연결하는 그 제2 위치(111B)에 있는 제2 경우에, 시약 주사기(106)는 주입기(302)에 직접 연결된다.
밸브(118)가 흡입 브랜치(133)를 배수 브랜치를 통해서 샘플 브랜치(132)로부터 격리시키는 제1 위치(118A)에 있고, 밸브(112)가 상류 부분을 샘플 브랜치(132)의 하류 부분에 연결하는 제1 위치(112A)에 있으며, 밸브(113)가 하류 부분를 흡입 브랜치(133)의 상류 부분에 연결되어 진공 소스(107)에 연결되는 제1 위치(113A)에 있으면, 분석될 샘플은 샘플 분기점(142)과 흡입 분기점(143) 사이의 주입 브랜치(131)로 흡입된다.
토출 브랜치(134)는 가변 또는 교정 유체 저항(150)을 갖는다.
희석제 주사기(105)에 희석제가 담겨있고, 시약 주사기(106)에 담겨있으며, 분석될 혈액 샘플이 주입 브랜치(131)에 있을 때; 또한 밸브(112, 113)가 상류 부분과 하류 부분을 그 각각의 아암으로부터 격리하는 그 제2 위치(112B, 113B)에 있을 때; 및 밸브(115, 116)가 희석제 주사기(105)를 슬리빙 체적(303)에 연결하는 그 제2 위치(115B, 116B)에 있을 때; 마지막으로 밸브(111, 117)가 시약 주사기(106)를 주입기(302)에 연결하는 그 제2 위치(111B, 117B)에 있고 밸브(114)가 그 제2 위치(114B)에 있을 때, 단일 모터(M)에 의해 발생되는 단일 가압 운동(P)은 희석제, 시약, 및 혈액 샘플을 탱크(300)의 방향으로 탱크를 통과시킬 수 있고, 유체 저항(150)의 함수인 시약의 일부는 시약 저장소(104)로 복귀된다.
저항(150)은 특히 슬리빙 액체와 변위 액체의 유량을 서로에 대해 조정할 수 있다. 이는 이들 유량이 이들 액체의 다른 기능에 적합하도록 할 수 있다. 특히, 이는 표준 하이드로포커스 탱크가 사용될 때 분석 구역(304)에서 슬리빙 및 샘플에 대해 유사한 유속이 얻어질 수 있게 한다.
특히, 토출 브랜치(134) 및 전술한 배열은 단일 모터의 사용이 가능하게 하며, 따라서 특히 자동 분석 장치의 비용뿐 아니라 그 벌크를 감소시킬 수 있다.
희석제는 탱크(300)의 분석 구역(304)에서, 샘플에 대한 슬리빙 유동을 형성한다(특히 도4 및 도5 참조). 주입 브랜치(131)에서 샘플의 상류에 위치한 시약은 변위 액체로서 작용하며, 시약 주사기의 피스톤 운동을 샘플에 전달시킬 수 있다. 따라서, 샘플 분석을 수행할 수 있도록 시약 주사기에 샘플을 충진하는 것은 아무 의미가 없다. 따라서, 적은 체적의 샘플이라도 분석될 수 있으며, 그 일부가 주입 브랜치(131) 또는 주사기(106)에 남지 않고 샘플 전체가 주입 및 분석될 수 있다.
물론, 자동 분석 장치(20)가 완전히 양호하게 작동하도록 도3에 도시되지 않은 다른 주사기, 밸브, 및 브랜치가 유압 회로(100)를 구성할 수 있다.
이제 본 발명에 따른 광학 기기(200)를 특히 도4 및 도5를 참조하여 설명할 것이다.
광학 기기는 대략 단색의 광원(201)을 포함한다. 이 광원은 전계발광 다이오드이다. 광은 주로 광축(X200)을 따라서 방출된다. 광축(X200)은 광학 탱크(300) 내에서의 샘플 이동을 위한 주입축(X300)에 대략 수직하게 배치된다. 두 축(X200, X300)은 함께 광학 평면을 형성한다.
광원(201)에서 생성된 소스 광 빔(311)이 위조 광에 의해 오염되는 것을 방지하기 위해, 세 격벽의 세트가 광로 상에 각각 수직하게 배열된다. 이들 격벽(202)에는, 그 직경이 빔과 대략 동일하고 광원(201)에서 멀어질수록 측정 빔의 직경에 적합하도록 각 격벽에서 점차 증대되는 구멍이 천공된다. 상기 빔은 이후 하나 이상의 렌즈로 구성되는 포커싱 기기(203)를 통과한다.
포커싱 기기를 지나서, 빔은 조정 장치를 만나며, 이 조정 장치는 광축을 주입축(X300)에 수직한 평면에서, 즉 탱크 내에서의 샘플 이동에 대해 횡방향으로 이동시킬 수 있다. 빔의 측방 시프트는 샘플의 부분 조사를 초래하거나 조사를 전혀 초래하지 않을 수 있어, 분석 결과에 직접적인 영향을 미친다.
전술한 예와 관련하여, 조정 장치는 축(X220) 주위로 회전가능하게 장착되는 투명 슬라이드(220)로 구성된다. 축(221)은 주입축(X300)과 대략 평행하다. 슬라이드가 광축(X200)에 수직하게 배열되면, 빔은 편향되지 않고 이를 통과한다. 대조적으로, 슬라이드가 광축과 각도를 형성하면, 슬라이드의 입구와 출구에서의 이중 굴절이 빔을 조정 축(X220)에 수직한 평면에서 시프트시킨다. 조정 축(X220)이 주입축(X300)과 대략 평행하면, 슬라이드에서의 굴절에 의해 횡방향 시프트만이 발 생된다. 슬라이드의 두께 및/또는 굴절율이 클수록 그리고 슬라이드가 광축에 대해 더 기울어질수록 시프트가 커진다. 따라서, 선택된 두께 및 굴절율을 갖는 슬라이드에 있어서, 광학 탱크(300)의 분석 구역(304)에서 이동하는 샘플에 대한 빔의 위치를 조정하기 위해서는 슬라이드(220)를 그 축(X220) 주위로 회전시키는 것으로 충분하다. 이러한 조정 장치는 특히 정밀한 회전이 일반적으로 고정밀 기계를 사용하는 정밀 병진이동에 비해서 용이하게 수행되므로 특히 종래 기술의 장치에 비해 경제적이다.
탱크를 관통하고 샘플을 통과한 후, 소스 빔(211)은 적어도 부분적으로 축방향-파생 빔(212)이 되며, 이는 대략 광축을 따라서 탱크를 빠져나간다. 축방향-파생 빔(212)은 그것이 통과한 샘플에 대한 정보를 담고 있다.
이들 정보 아이템을 여러 개 동시에 측정할 수 있으려면, 빔을 여러 개의 측정 장치(222, 223)로 분석할 수 있어야 한다. 특히, 광학 분석은 두 각도 범위, 즉 좁은 각도와 넓은 각도에 따라 굴절된 광의 검출에 의존한다. 각각의 각도 범위에서, 두 가지 다른 정보 아이템이 사용된다. 따라서 광을 각각의 범위에 대한 두 개의 다른 채널에 분포시킬 필요가 있다. 따라서 파생 빔(212)을 두 개의 파생 빔(213, 214)으로 분리하기 위한 수단(205)이 사용된다. 분리 수단은 주로 빔 스플리터(205)로 구성된다. 이 빔 스플리터는 투명 유리 슬라이드이다. 이는 광축에 대해 45도로 배치된다. 빔 스플리터를 통과한 광으로 형성되는 이차 축방향-파생 빔(213)과, 프레넬 손실에 의해 즉 빔 스플리터에 의해 반사된 광에 의해 형성되는 손실(214)에 기인한 빔은 이렇게 생성된다.
이러한 빔 스플리터는 종래 기술 및 이 형태의 광학 분석 장치에 사용된 분리 수단에 비해 매우 저렴하다. 특히, 추가 반사 코팅을 전혀 포함하지 않기 때문에, 이는 경시 내성이 양호하고 유지보수가 사실상 필요 없다. 슬라이드 내부에서 다중 반사가 제공되고 축방향 파생 빔의 입사 광 빔이 편광되면, 에너지의 5 내지 15%가 반사되고, 나머지는 이차 축방향 파생 빔 형태로 투과된다.
탱크와 빔 스플리터 사이에서, 축방향-파생 빔(212)은 적합한 수단(206)에 의해 평행하게 된다. 빔 스플리터를 지나면, 파생 빔(213, 214)은 각각의 측정 장치(222, 223)에 의해 분석되도록 다시 각각의 적합한 수단(207, 208)에 의해 포커싱된다.
전술한 예에서, 이차 축방향 파생 빔(213)을 분석하는 측정 장치(222)는 혈구에 의한 광축 근처에서의 회절을 측정(FSC 측정으로 지칭)하기 위한 장치이다. 전술한 예에서, 프레넬 손실(214)에 의해 생성된 빔을 분석하는 측정 장치는 축에서의 광 손실, 즉 샘플에서 혈구에 의한 광 차단을 측정(ALL 측정으로 지칭)하기 위한 장치이다.
도5는 주입축(X300)에 수직하고 광축(X200)을 포함하는 평면에서의 탱크의 단면을 개략 도시한다. 이 도면에 특별히 도시하듯이, 측방향 파생 유동(315)에서 샘플에 의해 측방으로 재방출되고 측정 장치(224)에서 탱크를 지나 포커싱된 광 또한 분석된다.
이제, 특히 전술한 것과 같은 유압 회로에 사용하도록 구상된 본 발명에 따른 광학 탱크를 도6을 참조하여 설명한다. 이 탱크의 작동은 도10에 개략 도시된 종래 기술의 하이드로포커스형 작동에 비교될 수 있다.
도10의 탱크(350)는 본체(351), 주입기(302), 및 분석 구역(354)을 포함한다. 탱크의 내부 횡단 치수(D354)는 대략 250미크론이다. 이 치수는 탱크가 원형 단면을 가질 경우 직경일 수 있고, 정방형 또는 장방형 단면을 가질 경우 하나의 변일 수 있다. 점선으로 도시하듯이, 샘플 유동(361)의 직경을 특히 감소시키기 위해 슬리빙 유동(362)이 사용되며, 따라서 분석 구역(354)에서 샘플 유동은 종래 기술에서 50미크론 미만의 직경(D361)을 갖는다.
도4 내지 도6에 도시된 본 발명에 따른 탱크(300)는 주입축(X300)을 따라서 대략 동축으로 배열되는 본체(301)와 주입기(302)를 포함한다. 분석 구역(304)은 주입기의 하류에 배열된다.
본체는 양호하게는 플라스틱 재료인 주입 재료로 제조된다. 이러한 제조 방법에 의하면 복잡한 형상을 얻을 수 있다. 특히, 본체 내에 렌즈(305)가 몰딩된다. 이 렌즈는 혈구에 의해 차폐, 회절 또는 확산되는 광을 집광할 수 있다.
이 렌즈는 주입되는 재료에서 있을 수 있는 국소적 불균질성이 그에 비해 무시될 수 있는 치수, 특히 충분한 직경을 가져야 한다. 도시된 예에서, 렌즈(305)는 약 3mm의 직경을 갖는다. 이 주입된 렌즈는 측방 파생 빔(315)이 통과하는 측방 렌즈(305)이다. 더욱이, 측방 렌즈는 광이 가능한 많은 방향으로 집광될 수 있게, 즉 가능한 큰 방향장(directional field)을 갖게 해야 한다. 따라서, 렌즈가 샘플에 가까울수록, 방향장이 커진다. 도시된 예에서, 렌즈는 90°렌즈로 불리는 반구형 렌즈이다. 더욱이, 렌즈가 탱크의 벽의 일부이면, 탱크 내 액체와 직접 접 촉하여, 샘플과 렌즈 사이에 공기 공간이 전혀 없어서 굴절율이 낮다. 이는 측정을 향상시킨다.
균질성 부족을 극복하기 위해, 광이 특히 포커싱되는 경우에는 예를 들어 BK7형 유리와 같은 유리가 사용된다. 이는 소스 빔(211)이 탱크를 관통하고 축방향 파생 빔(212)이 탱크를 빠져나가는 경우 축방향 창(306)에 대해 특히 그러하다.
이러한 치수를 갖는 주입 렌즈를 제조할 수 있으려면, 분석 구역에서 탱크(300)가 적어도 비견될 수 있는 치수를 가질 필요가 있다. 더욱이 이들 큰 치수는 플라스틱 벽에 유리창이 장착될 수 있게 하며, 작은 치수의 종래 탱크는 유리나 석영으로 완전히 만들어진다. 도5 및 도6에 특히 도시된 예에서, 탱크의 하부 단면은 광축을 따라서 4.5mm이고 수직 방향으로 3mm이다. 분석될 혈구를 운반하는 샘플의 적은 체적과 연관된 큰 치수를 갖는 이러한 장방형 단면은 샘플의 유체역학적 슬리빙의 사용을 필요로 한다. 비교에 의하면, 종래 기술의 탱크는 250미크론에 가까운, 분석 구역의 내부 횡단 치수(D354)를 갖는다.
분석 구역(304)의 상류에서, 탱크의 본체(301)는 주입기(302)를 둘러싸며, 주입기 주위에 슬리빙 체적(303)을 형성한다. 주입기의 벽은 주입기 내부에 샘플에 의해 형성된 유동(311)을 슬리빙 체적에서의 슬리빙 유동(312)으로부터 분리한다. 샘플 유동은 유압 회로(100)의 주입 브랜치(131)로부터 기원한다. 슬리빙 유동은 유압 회로의 슬리빙 브랜치(135)로부터 기원한다. 분석 구역에서, 두 유동은 접촉하고, 동심 유지되며, 탱크 내에서 동시에 유동한다.
자동 장치의 제조비를 절감하기 위해서는, 부품의 생산 정밀도를 낮추는 것 이 유리할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 목적은 큰 단면을 갖는 샘플 유동을 생성함으로써 달성될 수 있다.
그러나 샘플 유동이 슬리빙 유동에 의해 신장되는 경우에 종래 기술이 사용되면, 큰 단면을 갖는 샘플 유동은 난류가 될 것이며, 이는 특히 측정 정밀도에 악영향을 미친다. 더욱이 샘플 유동의 단면이 점차 감소되며, 이는 큰 단면의 샘플 유동을 갖고자 하는 소망 효과에 반하는 것이다. 이러한 목적은 도1을 참조하여 전술한 본 발명에 따른 유압 회로(100)를 사용함으로써 달성된다. 이러한 회로에 의하면, 샘플 유동에서 난류가 거의 발생하지 않고 이 난류가 분석 결과에 어떠한 주목할 효과를 갖지 않도록 슬리빙 유동과 샘플 유동에 대해 독립적으로 선택되는 유속을 얻을 수 있다. 두 유동은 대략 균일하고, 특정한 적정 속도 범위에서 선택적으로 층류일 수 있다.
더욱이, 도7 또는 도8에 도시된 주입기(302)는 또한 샘플 유동에서의 난류를 제한할 수 있다. 더욱이, 이는 샘플의 유동을 대략 균일하게 유지하면서 샘플을 광학 탱크 내로 고속 주입할 수 있게 한다.
도7에 도시된 주입기(302)는 그 강성을 보장해주는 예를 들어 스테인레스 스틸로 만들어진 구조 튜브(320)를 포함한다. 이 구조 튜브는 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 같은 플라스틱으로 만들어진 튜브(321)에 의해 내부가 피복된다. 도시된 예에서, 구조 튜브와 피복(sheathing) 튜브는 원통형이다. 피복 튜브는 구조 튜브의 하류에서 동일 플라스틱 재료로 만들어진 노즐에 의해 연장된다. 플라스틱 재료의 사용과 관련하여 구조 튜브의 구조 기능과 노즐의 주입 기능 을 구분하는 사실은 저비용으로 충분히 정밀한 형상을 얻을 수 있게 해준다.
노즐은 피복 튜브의 내경(D321)에서부터 노즐(322)의 하류 단부(324)에서의 출구 오리피스(323)의 내경(D323)까지 점차 좁아지는 단면을 갖는다. 개시된 예에서, 하류 단부(324)는 길이(L324)를 갖는 실린더이다. 노즐의 벽은 처음에는 내측으로 오목하고, 이후 팽창되어 내측으로 볼록해지며, 따라서 노즐의 단면은 상류로부터 하류로, 직경(D321)에서 직경(D324)으로 점차 좁아진다. 오목면은 원통형 피복 튜브의 내표면에 접선된다. 볼록면은 원통형 단부(324)의 내표면에 접선된다. 개시된 예에서, 오리피스(323)의 직경(D323)은 대략 60미크론이고, 피복 튜브의 내경(D321)은 대략 1mm이며, 노즐의 길이(L322)는 대략 2.5mm이고, 구조 튜브의 길이(L320)는 대략 6mm이며, 원통형 단부의 길이(L324)는 대략 200미크론이다.
도8 및 도9에 도시된 것과 같은 주입기(302)는 단일 피스이며, 단일의 강성 재료로 만들어진다. 이 재료는 예를 들어, 스테인레스 스틸, 세라믹, 인조 루비 또는 플라스틱 재료일 수 있다. 플라스틱 재료는 폴리테트라플루오로에틸렌이 유리할 수 있다. 주입기는 하류에서 노즐(332)에 의해 연장되는 대략 원통형 튜브(331)를 포함한다.
노즐은 튜브(331)에 대한 내경(D331)으로부터 노즐(332)의 하류 단부(334)에서의 샘플에 대한 출구 오리피스(333)의 내경(D333)까지 점점 내측으로 좁아진다. 도시된 예에서, 좁아짐(narrowing)은 9도 내지 10도 사이로 바람직하게 구성되는 각도로 개방되는 절두원추체에 따라 이루어진다. 절두원추체를 지나서 출구 오리피스(333)까지, 직경은 길이(L335)와 직경(D333)을 갖는 원통형 부분(335)에서 일 정하게 유지된다.
노즐의 외부에서, 그 외경은 대략 8도 내지 9도 사이로 구성되는 각도로 개방되는 절두원추체에 따라 점점 커지며, 이후 대략 35도 내지 45도로 구성되는 각도(A334)로 개방되는 절두원추체에 따라 출구 오리피스(333) 주위의 외경(D334)까지 현저히 더 감소된다. D334는 D333보다 대략 3배 내지 4배 크다.
예로서 D333= 60㎛, D334= 200㎛, A334= 40°이다.
전술한 상이한 배열로 인해, 높은 주입 속도를 얻을 수 있다. 따라서, 전술한 예에서는 10초 이내에 200㎕ 이상의 샘플을 주입할 수 있다. 특히, 이러한 주입 속도는 종래 기술의 자동 장치에 비해 분석 기간을 증가시키지 않고도 혈액 샘플의 높은 희석 비율을 사용할 수 있게 한다. 특히, 분석 기기(110)(도3 참조)에 의한 헤모글로빈 분석과 광학 기기(120)에 의한 백혈구 분석에 있어서 예를 들어 1/160와 같은 동일 희석이 백혈구 분석에 보통 사용되는 1/80 대신 사용될 수 있다.
도11a 내지 도11c는 본 발명의 제1 목적에 따른 방법 및 장비를 사용하여 얻어진 결과를 도시하며, 상기 장비는 본 발명의 제3 목적에 다른 광학 탱크(7)와 본 발명의 제2 목적에 따른 광학 기기(8)를 사용한다. 도11a는 헤모글로빈 측정의 포지티브 선형도 테스트를 도시하며, 따라서 본 발명에 따른 혈액 샘플의 헤모글로빈 레벨의 가능한 확실한 측정을 나타낸다. 도11b는 본 발명에 따른 제제가 첨가된 30% 호산구를 갖는 테스트 혈액 샘플에서 얻어진 광학 매트릭스를 도시한다. 이 매트릭스에는, 다섯 개의 아모집단이 존재하고 분화된다(세포분석도에서 그룹은 다 음과 같이 구분됨: 호산구는 E, 호중구는 N, 단핵구는 M, 호염기구는 B, 림프구는 L). 도11c는 백혈구 레벨의 저항성에 의한 측정의 포지티브 선형도 테스트를 도시한다.
이들 도면은 본 발명에 의하면 본 발명에 따른 특히 모노-시약 형태의 제제를 사용하여 적어도 헤모글로빈 레벨 및 백혈구 레벨의 분석 및 백혈구 분화를 수행할 수 있음을 나타낸다.
물론, 본 발명은 전술한 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범위 내에서 이들 예에 대한 여러 가지 변형이 가해질 수 있다.
예를 들면, 특히 자동 장치에서 다른 용도로 이용될 수 있으면 희석제나 시약 이외의 제품이 슬리빙 유동 및 유체 피스톤을 각각 형성하도록 사용될 수 있다.
또한, 유체 저항이 주입 회로에만 배치되는 대신에, 유체 저항이 슬리빙 회로에 배치되거나 양 회로에 동시에 배치될 수 있다. 이는 변위 또는 슬리빙을 위해 각각 의도된 액체 변위 수단을 통해서 소정 최대 유량의 함수로서 이루어질 수 있다.
광학 탱크 및/또는 광학 기기의 렌즈의 일부 또는 전부는 따라서 전술한 한가지 대신에, 탱크의 본체가 포함된 주입에 의해 제조될 수 있다. 특히 주입되는 재료의 불균질성이 측정에 요구되는 정밀도에 비해 다소 무시할 만하면 유리창이 주입될 수 있다.
전술한 조정 장치 및/또는 분리 수단은 상호 독립적으로 사용되거나, 선택적으로 전계발광 다이오드 이외의 광원과 함께 사용될 수 있다.
Claims (23)
- 혈액 분석을 위한 장치, 특히 자동 장치(20)용 유압 기기(100)이며,혈액 샘플 유동(311)을 순환 광학 탱크(300)에 주입하고 상기 샘플 유동 주위에 슬리빙 액체로 슬리빙 액체 유동(312)을 생성하기 위한 수단(302, 106, 107)을 포함하는 유압 기기(100),슬리빙 액체의 유량에 대한 샘플 유동의 유량을 조정하기 위한 수단(134, 150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제1항에 있어서, 주입되는 샘플에 대해 변위 액체로 액체 피스톤을 형성하기 위한 수단(106, 104)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 조정 수단은 슬리빙 액체의 유량에 대한 변위 액체의 유량을 조정하기 위한 수단(134, 150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제3항에 있어서, 상기 조정 수단(134, 150)은 변위 액체용 브랜치 회로(134)에서의 압력 강하를 위한 수단(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 조정 수단은 슬리빙 액체용 브랜치 회로에 서의 압력 강하를 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제5항에 있어서, 상기 압력 강하 수단은 공지된 길이의 교정된 튜브, 고정 유압 저항, 및 가변 저항으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 샘플 유동과 슬리빙 유동을 동시에 발생시키기 위해 단일 모터(M)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제7항에 있어서, 샘플 유동과 슬리빙 유동을 발생시키기 위해 적어도 두 개의 주사기(105, 106)를 포함하며, 상기 주사기의 피스톤은 서로에 대해 견고히 부착되는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리빙 유동에 대해 샘플 유동을 가압 주입하기 위한 수단(105, 106, 102)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리빙 액체의 다른 사용 수단(108)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 변위 액체의 다른 사용 수 단(109)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유압 기기.
- 순환 세포분석기(200)에서의 혈액 샘플 분석 방법이며,상기 세포분석기의 순환 탱크(300)에 혈액 샘플이 주입되고, 그 안에서 상기 샘플이 샘플 유동(311)을 형성하며, 상기 샘플 유동의 주위에는 슬리빙 액체에 의해 슬리빙 액체 유동(312)이 생성되는 혈액 샘플 분석 방법에 있어서,상기 샘플 유동의 유량은 슬리빙 액체의 유량에 대해 조정되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 샘플은 유압 회로(100)의 주입 브랜치(131)에 도입되고, 상기 주입 브랜치에서 상기 샘플의 상류에 변위 액체가 도입되며, 상기 변위 액체는 탱크에 주입될 때 샘플을 가압하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제13항에 있어서, 상기 변위 액체는 시약 또는 희석제, 바람직하게는 용해액으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬리빙 액체는 시약 또는 희석제, 바람직하게는 희석제로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플 유동과 상기 슬리빙 유동은 값과 방향이 대략 균일한 속도를 갖는 유동을 함께 형성하는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 슬리빙 액체의 유량에 대해 샘플 유동의 유량을 조정하기 위해, 변위 액체의 유량이 슬리빙 액체의 유량에 대해 조정되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제17항에 있어서, 슬리빙 액체의 유량에 대해 변위 액체의 유량을 조정하기 위해, 변위 액체용 분기 회로 내에 압력 강하가 도입되거나 수정되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제17항 또는 제18항에 있어서, 슬리빙 액체의 유량에 대해 변위 액체의 유량을 조정하기 위해, 슬리빙 액체용 분기 회로 내에 압력 강하가 도입되거나 수정되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플은 적어도 1/100의 희석 비율로 희석된 혈액을 함유하는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 희석 비율은 대체로 1/160 내지 1/180 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 샘플 유동은 슬리빙 유동에 대해 가압 주입되는 것을 특징으로 하는 혈액 샘플 분석 방법.
- 혈액 분석 장치, 특히 자동 혈액 분석 장치에 있어서,제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 기기를 포함하는 것을 특징으로 하는 혈액 분석 장치.
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