本発明は、単一粒子分析器、分析器の使用方法、単一粒子または複合粒子（マルチプレキシング）に関するサンプルを分析するための分析器システム、分析器またはシステムの分析器システムの使用に基づいたビジネスを行う方法、および本発明の分析器および分析器システムで有用なパラメータを保存するための電子媒体を含む分析器および分析器システムを包含する。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数のサンプルを自動的にサンプリングして、サンプル容器と第１取り調べ空間との間の流体通路を提供可能であるサンプリングシステムと、
（ｂ）単一粒子を検出可能である分析器とを備え、
該分析器は、（ｉ）電磁放射を発生する電磁放射源と、
（ｉｉ）電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされた第１取り調べ空間と、
（ｉｉｉ）電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされた第２取り調べ空間であって、
第２取り調べ空間は、第１取り調べ空間との流体通路中にあり、
粒子が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間で移動可能なように、推進力が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間に存在するようにした、第２取り調べ空間と、
（ｉｖ）第１取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性を測定する第１電磁放射検出器と、
（ｖ）第２取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性および粒子の第２電磁放射特性のうちの少なくとも１つを測定する第２電磁放射検出器とを備えるようにした、単一粒子分析器システム。
【請求項２】
サンプルのほぼ全てを回収可能である、第２取り調べ空間との流体通路におけるサンプル回収システムをさらに備える請求項１記載の分析器システム。
【請求項３】
サンプル調製システムをさらに備える請求項２記載の分析器システム。
【請求項４】
サンプル調製システムは、遠心分離、フィルタリング、クロマトグラフィ、細胞溶解、ｐＨの変更、バッファの追加、試薬の追加、加熱または冷却、光照射、ラベルの追加、ラベルの結合、結合していないラベルの分離、およびこれらの組合せからなるグループから選択されるサンプル調製を実施するようにした請求項３記載の分析器システム。
【請求項５】
第１および第２電磁放射特性を分析して、分析結果を報告するデータ分析システムをさらに備える請求項１記載の分析器システム。
【請求項６】
電磁放射源は、連続波電磁放射源である請求項１記載の分析器システム。
【請求項７】
連続波電磁放射源は、発光ダイオードおよび連続波レーザからなるグループから選択される請求項６記載の分析器システム。
【請求項８】
サンプリングシステムのサンプル残物は、約０．０２％未満である請求項１記載の分析器システム。
【請求項９】
第１および第２取り調べ空間は、それぞれ約０．０２ｐＬと約３００ｐＬの間の容積を有する請求項１記載の分析器システム。
【請求項１０】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間の少なくとも１つは、約０．０５ｐＬと約５０ｐＬの間の容積を有する請求項１記載の分析器システム。
【請求項１１】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間の少なくとも１つは、約０．１ｐＬと約２５ｐＬの間の容積を有する請求項１記載の分析器システム。
【請求項１２】
第１および第２取り調べ空間の少なくとも１つの容積は、調整可能である請求項１記載の分析器システム。
【請求項１３】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間のうちの少なくとも１つに動作可能に連結され、粒子の第１電磁放射特性および粒子の第２電磁放射特性のうちの少なくとも１つを測定する第３電磁放射検出器をさらに備える請求項１記載の分析器システム。
【請求項１４】
推進力は、圧力を含む請求項１記載の分析器システム。
【請求項１５】
圧力は、ポンプ、真空源、遠心分離機、およびこれらの組合せからなるグループから選択される供給源によって提供されるようにした請求項１３記載の分析器システム。
【請求項１６】
流体通路は、マイクロ流体素子内部の配管またはチャネルを含み、圧力は、ポンプまたは複数のポンプによって供給されるようにした請求項１４記載の分析器システム。
【請求項１７】
分析は、粒子の存在、不在および必要に応じて濃度を決定することと、存在、不在及び／又は濃度に基づいて、可能性ある診断、予後、治療状態または提案する治療を決定することを含む請求項５記載の分析器システム。
【請求項１８】
（ａ）サンプル容器と第１取り調べ空間との間の流体通路を提供するサンプリングシステムと、
（ｂ）前記第１取り調べ空間および第２取り調べ空間を含み、第２取り調べ空間は、第１取り調べ空間との流体通路中にあり、
粒子が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間で移動可能なように、推進力が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間に存在するようにした単一粒子分析器と、
（ｃ）第１及び／又は第２取り調べ空間に動作可能に連結され、もし存在していれば、粒子の検出可能な特性を検出するための検出器と、
、
（ｄ）サンプルが、サンプル容器から取り調べ部分へ移動して、分析器の他の構成要素と接触せずに、分析器内部の清浄なバッファとほぼ接触することなくサンプル容器に戻ることができるサンプル回収システムと、
（ｅ）検出器から入力を受けて、粒子の存在または不在を分析し、前記存在または不在に基づいて結果を報告するデータ分析器と、を備える分析器システム。
【請求項１９】
サンプル調製システムをさらに備える請求項１８記載の分析器システム。
【請求項２０】
（ａ）複数のサンプルを自動的にサンプリングして、サンプル容器と第１取り調べ空間との間の流体通路を提供するサンプリングシステムと、
（ｂ）単一分子を検出可能である分析器とを備え、
分析器は、（ｉ）電磁放射を発生するための電磁放射源と、
（ｉｉ）電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされた前記第１取り調べ空間と、
（ｉｉｉ）第１取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性を測定する第１電磁放射検出器とを備えるようにした、単一粒子分析器システム。
【請求項２１】
第１サンプルと第２サンプルが分析器に導入される場合、第１サンプルと第２サンプルとの間で検体濃度で２０％未満の差を検出可能である分析器を含む分析器システムであって、
分析器に導入される第１サンプルおよび第２サンプルの体積が５μｌ未満であり、
検体は、第１および第２サンプル中で５０フェムトモル未満の濃度で存在している分析器システム。
【請求項２２】
電磁放射を発生するための、少なくとも１つの連続波電磁放射源と、
電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされ、約０．０２ｐＬと約３００ｐＬの間の容積を有する第１取り調べ空間と、
電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされ、約０．０２ｐＬと約３００ｐＬの間の容積を有し、第１取り調べ空間との流体通路中にある第２取り調べ空間と、を備え、
粒子が、少なくとも部分的に電気運動力を用いて第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間で移動可能なように、電位が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間に存在しており、
第１取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性を測定する第１電磁放射検出器と、
第２取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性および粒子の第２電磁放射特性のうちの少なくとも１つを測定する第２電磁放射検出器と、を備える単一粒子分析器。
【請求項２３】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間のうちの少なくとも１つに動作可能に連結され、粒子の第１電磁放射特性および粒子の第２電磁放射特性のうちの少なくとも１つを測定する第３電磁放射検出器をさらに備える請求項２２記載の分析器。
【請求項２４】
連続波電磁放射源は、発光ダイオードおよび連続波レーザからなるグループから選択されるようにした請求項２２記載の分析器。
【請求項２５】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間の少なくとも１つは、約０．１ｐＬと約２５ｐＬの間の容積を有する請求項２２記載の分析器。
【請求項２６】
第１および第２取り調べ空間の少なくとも１つの容積は、調整可能である請求項２２記載の分析器。
【請求項２７】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間の少なくとも１つは、電磁放射源から受けた電磁放射ビームの断面積、および第１電磁放射検出器および第２電磁放射検出器の少なくとも１つの検出範囲のうち少なくとも１つによって規定されるようにした請求項２２記載の分析器。
【請求項２８】
検出範囲は、第１電磁放射検出器および第２電磁放射検出器の少なくとも１つに隣接して位置決めされた空間フィルタにおけるスリット幅により決定されるようにした請求項２７記載の分析器。
【請求項２９】
第１および第２取り調べ空間の少なくとも１つは、ガラス、石英、溶融シリカ、プラスチック、またはこれらの組合せからなるグループから選択される固体材料を備えたハウジングによって少なくとも部分的に規定されるようにした請求項２２記載の分析器。
【請求項３０】
第１取り調べ空間および第２取り調べ空間の少なくとも１つは、流体境界によって少なくとも部分的に規定されるようにした請求項２２記載の分析器。
【請求項３１】
第１電磁放射検出器および第２電磁放射検出器の少なくとも１つは、ＣＣＤカメラ、ビデオ入力モジュールカメラ、ストリークカメラ、ボロメータ、フォトダイオード、フォトダイオードアレイ、アバランシェフォトダイオード検出器、光電子増倍管検出器、およびこれらの組合せからなるグループから選択される請求項２２記載の分析器。
【請求項３２】
第１取り調べ空間と第２取り調べ空間の間で粒子の移動を促進するための、ポンプ、真空源および遠心分離機のうちの少なくとも１つをさらに備える請求項２２記載の分析器。
【請求項３３】
単一粒子分析器システムを用いて、個体から得られるサンプルでの粒子の存在または不在を決定することを含む分析方法であって、
該単一粒子分析器システムは、（ａ）複数のサンプルを自動的にサンプリングして、サンプル容器と第１取り調べ空間との間の流体通路を提供可能であるサンプリングシステムと、
（ｂ）単一粒子を検出可能である分析器と、を含み、
該分析器は、（ｉ）電磁放射を発生する電磁放射源と、
（ｉｉ）電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされた第１取り調べ空間と、
（ｉｉｉ）電磁放射源から発生した電磁放射を受けるように位置決めされた第２取り調べ空間と、を含み、
第２取り調べ空間は、第１取り調べ空間との流体通路中にあり、
粒子が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間で移動可能なように、推進力が第１取り調べ空間と第２取り調べ空間との間に存在しており、
（ｉｖ）第１取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性を測定する第１電磁放射検出器と、
（ｖ）第２取り調べ空間と動作可能に連結して、粒子の第１電磁放射特性および粒子の第２電磁放射特性のうちの少なくとも１つを測定する第２電磁放射検出器と、を含むようにした分析方法。
【請求項３４】
前記第１および第２電磁放射特性を分析して、前記分析結果を報告するデータ分析システムをさらに備える請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記分析結果に基づいて、診断、予後、治療状態及び／又は治療方法を決定することをさらに含む請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記サンプルのほぼ全てを回収可能である、第２取り調べ空間との流体通路におけるサンプル回収システムをさらに備える請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
サンプル調製システムをさらに備える請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
電磁放射源は、連続波電磁放射源である請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
第１および第２取り調べ空間は、それぞれ約０．０２ｐＬと約３００ｐＬの間の容積を有する請求項３３記載の方法。
【請求項４０】
第１および第２取り調べ空間は、それぞれ約０．０５ｐＬと約５０ｐＬの間の容積を有する請求項３３記載の方法。
【請求項４１】
第１および第２取り調べ空間は、それぞれ約０．１ｐＬと約２５ｐＬの間の容積を有する請求項３３記載の方法。
【請求項４２】
第１および第２取り調べ空間の少なくとも１つの容積は、調整可能である請求項３３記載の方法。
【請求項４３】
推進力は、圧力を備える請求項３３記載の方法。
【請求項４４】
圧力は、ポンプ、真空源、遠心分離機またはこれらの組合せからなるグループから選択される供給源によって提供される請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
個体は、動物または植物である請求項３３記載の方法。
【請求項４６】
個体は、動物である請求項４５記載の方法。
【請求項４７】
個体は、哺乳動物である請求項４６記載の方法。
【請求項４８】
個体は、人間である請求項４７記載の方法。
【請求項４９】
サンプル中の複数の粒子について分析を実施することを含む請求項３３記載の方法。
【請求項５０】
複数の粒子のそれぞれ検出された粒子は、ラベルを備え、
それぞれ検出された粒子は、ラベル識別、ラベル強度、移動度またはこれらの組合せからなるグループから選択された特性によって他と弁別されるようにした請求項４９記載の方法。
【請求項５１】
サンプルは、血液、血清、血漿、気管支肺胞洗浄液、尿、脳脊髄液、肋膜液、滑液、腹膜液、羊水、胃液、リンパ液、間質液、組織ホモジェネート、細胞抽出物、唾液、痰、大便、生理学分泌物、涙、粘液、汗、乳、精液、精漿、膣分泌物、潰瘍や他の表面の発疹、水疱、膿瘍からの液、良性、悪性および疑わしい組織の生体組織検査を含む組織抽出物、または、粒子を含むことがある他の何れかの身体要素なるグループから選択される、請求項３３記載の方法。
【請求項５２】
サンプルは、血液、血漿、血清からなるグループから選択される請求項５１記載の方法。
【請求項５３】
前記サンプル中の粒子をラベル付けすることをさらに含み、
前記サンプルを分析することは、前記ラベル付けした粒子の存在または不在を検出することを含むようにした、請求項５２記載の方法。
【請求項５４】
前記サンプルから結合していないラベルを除去することをさらに含む、請求項５３記載の方法。
【請求項５５】
前記個体から前記サンプルを入手することをさらに含む、請求項３３記載の方法。
【請求項５６】
粒子は、蛋白質、核酸、ナノ粒子、マイクロ粒子、デンドリマー、染色体、炭水化物、ウイルス、バクテリア、細胞、およびこれらの組合せからなるグループから選択される、請求項５３記載の方法。
【請求項５７】
粒子は、蛋白質、核酸、ウイルス、菌類、バクテリアおよびこれらの組合せからなるグループから選択される、請求項５３記載の方法。
【請求項５８】
粒子は、アミノ酸、ヌクレオチド、脂質、糖、微粒子毒素、ペプチド毒素、毒液、薬剤、およびこれらの組合せからなるグループから選択される、請求項５３記載の方法。
【請求項５９】
サンプルは、対象となる粒子に限定的である、蛍光ラベル付けした抗体と接触した血清サンプルであって、
前記分析は、ラベル付けした粒子の存在、不在及び／又は濃度を検出することを含むようにした、請求項５２記載の方法。
【請求項６０】
ラベル付けした粒子の存在、不在及び／又は濃度に基づいて、診断、予後、治療状態及び／又は治療方法を決定することをさらに含む請求項５９記載の方法。
【請求項６１】
前記診断、予後、治療状態及び／又は治療方法を個体に報告することをさらに含む請求項６０記載の方法。。
【請求項６２】
バイオマーカーは、ＴＲＥＭ−１である請求項６０記載の方法。
【請求項６３】
該方法は、１時間未満で完了するようにした請求項６２記載の方法。
【請求項６４】
診断、予後、治療状態及び／又は治療方法を決定することは、バイオマーカーパネルの存在、不在及び／又は濃度に基づくようにした、請求項６０記載の方法。
【請求項６５】
該方法は、２時間未満で実施されるようにした請求項５９記載の方法。
【請求項６６】
個体から得られたサンプル中の粒子の存在、不在及び／又は濃度に基づいて、診断、予後、治療状態及び／又は治療方法を決定することを含む分析方法であって、
前記存在、不在及び／又は濃度は、単一分子を決定可能な分析器を備えた分析器システムを用いて決定され、
前記分析器は、少なくとも１つの取り調べ空間を備えるようにした分析方法。
【請求項６７】
分析器は、少なくとも２つの取り調べ空間を備えるようにした請求項６６記載の方法。
【請求項６８】
該分析器システムは、放射を発生するための少なくとも１つの連続波電磁放射源を備えた、単一分子を決定可能な分析器を備え、
少なくとも１つの取り調べ空間は、前記放射を受けるように位置決めされている請求項６６記載の方法。
【請求項６９】
個体をスクリーニングして、ある状態の存在または不在を決定するための方法であって、
該状態についての１つ又はそれ以上のマーカーに関して個体からのサンプルを分析することを含み、
第１サンプルと第２サンプルが分析器に導入され、第１サンプルおよび第２サンプルの体積が約５μｌ未満であり、該１つ又はそれ以上のマーカーが第１および第２サンプル中で５０フェムトモル未満の濃度で存在している場合、第１サンプルと第２サンプルの間で、該１つ又はそれ以上のマーカー濃度の約２０％未満の差を検出可能な分析器を用いて分析するようにした方法。
【請求項７０】
分析結果を、マーカーに関する既知の値と比較することをさらに含む請求項６９記載の方法。
【請求項７１】
個体は喫煙者であり、癌は肺癌である請求項６９記載の方法。
【請求項７２】
粒子を検出するための方法であって、
粒子を、電気運動力によって、約０．０２ｐＬと約３００ｐＬの間の容積を有する第１取り調べ空間および約０．０２ｐＬと約３００ｐＬの間の容積を有する第２取り調べ空間へ移動することと、
該サンプルを、少なくとも１つの連続波電磁放射源に曝すことと、
粒子が、第１取り調べ空間内で連続波電磁放射と相互作用する際、第１取り調べ空間内で粒子の第１電磁放射特性を測定することと、
粒子が、第２取り調べ空間内で連続波電磁放射と相互作用する際、第２取り調べ空間内で粒子の第１電磁放射特性および第２電磁放射特性の少なくとも１つを測定することとを含む方法。
【請求項７３】
該粒子は、第１粒子であり、
該方法は、第２粒子を、第１取り調べ空間、第２取り調べ空間、第３取り調べ空間および第４取り調べ空間のうちの少なくとも２つに移動することと、
第２粒子が、第１取り調べ空間、第２取り調べ空間、第３取り調べ空間および第４取り調べ空間のうちの少なくとも１つの内部で連続波電磁放射と相互作用する際、第２粒子の第１電磁放射特性および第２粒子の第２電磁放射特性の少なくとも１つを測定することとを含む請求項７２記載の方法。
【請求項７４】
ディスプレイユニットを備えたユーザインタフェースを有する汎用コンピュータについての命令セットを収納するコンピュータ読み取り可能な保存媒体であって、
該命令セットは、
（ａ）２つの取り調べ空間を持つ単一粒子検出器を用いてサンプルの分析からの値を入力するためのロジックと、
（ｂ）前記ディスプレイユニットを用いて、入力値の結果を表示するための表示ルーチン、とを備えるようにした、コンピュータ読み取り可能な保存媒体。
【請求項７５】
該命令セットは、入力値とデータベースとを比較するための比較ルーチンをさらに備え、
表示ルーチンは、比較ルーチンの結果を表示するためのロジックをさらに備えるようにした、請求項７４記載のコンピュータ読み取り可能な保存媒体。
【請求項７６】
ディスプレイユニットを備えたユーザインタフェースを有する汎用コンピュータのための命令セットを備えたコンピュータ間のインターネット経由で伝搬する電子信号または搬送波であって、
該命令セットは、ディスプレイユニットを備えたユーザインタフェースを有する汎用コンピュータについての命令セットを収納するコンピュータ読み取り可能な保存媒体を備え、
該命令セットは、
（ａ）２つの取り調べ空間を持つ単一粒子検出器を用いてサンプルの分析からの値を入力するためのロジックと、
（ｂ）前記ディスプレイユニットを用いて、入力値の結果を表示するための表示ルーチン、とを備えるようにした、信号または搬送波。
【請求項７７】
該命令セットは、入力値とデータベースとを比較するための比較ルーチンをさらに備え、
表示ルーチンは、比較ルーチンの結果を表示するためのロジックをさらに備えるようにした、請求項７６記載の信号または搬送波。
。
【請求項７８】
サンプルの分析結果を得るために、２つの取り調べ空間を有し、単一粒子を検出可能な検出器の団体による使用と、
前記結果を報告することと、
結果の報告に関する団体への支払いとを備える、ビジネスを行う方法。
【請求項７９】
団体は、ＣＬＩＡ(Clinical Laboratory Improvement Amendments)研究所である、請求項７８記載の方法。
【請求項８０】
団体は、ＣＬＩＡ研究所ではない請求項７８記載の方法。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０Ａ】

【図２０Ｂ】

【図２０Ｃ】

【図２１】

【図２２ａ】

【図２２ｂ】

【図２３】

【図２４】

【図２５】

【図２６】

【図２７】

【図２８Ａ】

【図２８Ｂ】

【図２９】

【公表番号】特表２００８−５１４９５５（Ｐ２００８−５１４９５５Ａ）
【公表日】平成２０年５月８日（２００８．５．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５３４５６１（Ｐ２００７−５３４５６１）
【出願日】平成１７年１月２８日（２００５．１．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／００３５２４
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０３６１８２
【国際公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【出願人】（３０４０２３０４２）シンギュレックス・インコーポレイテッド (4)
【Ｆターム（参考）】