使い捨てのカードにおける白血球鑑別
カード又はカートリッジ中で白血球の３，４及び５要素鑑別等の複数要素鑑別を行う装置及び手法。この装置は、白血球の鑑別を達成するための変化する連続及び並行した数種の溶解又は染色／マーク付けの組み合わせとすることができる。また、種々の細胞の計数ができる。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本特許出願は、２００４年５月１４日に出願された仮特許出願第６０／５７１,２３５号の利益を主張する、２００５年５月１２日に出願された米国特許出願第１０／９０８,４６０号の一部継続出願である。また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願であり、更に、後者の一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２４号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５９７,４３８号として特許付与されている。
【０００２】
また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の上記米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００４年１１月３日出願の米国特許出願第１０／９８０,６８５号の一部継続出願であり、後者の一部継続出願は、２００２年６月１９日出願の米国特許出願第１０／１７４,８５１号の分割出願であって、現在、米国特許第６,８３７,４７６号として特許付与されている。また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の上記米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２００３年１月１０日出願の米国特許出願第１０／３４０,２３１号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,８８９,５６７号として特許付与されており、後者の一部継続出願は、２０００年６月２日出願の米国特許出願第０９／５８６,０９３号の分割出願であって、現在、米国特許第６,５６８,２８６号として特許付与されている。
【０００３】
また、本特許出願は、２００４年９月２７日出願の米国特許出願第１０／９５０,８９８号の一部継続出願である。また、本特許出願は、２００４年９月９日出願の米国特許出願第１０／９３８,２６５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願である。
【０００４】
[Para 7] また、本特許出願は、２００４年９月９日出願の上記米国特許出願第１０／９３８,２６５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２００２年８月２１日出願の米国特許出願第１０／２２５,３２５号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,９７０,２４５号として特許付与されている。 [Para 8] また、本特許出願は、２００５年４月１１日出願の米国特許出願第１０／９３２,６６２号の一部継続出願である。
【０００５】
[Para 9] また、本特許出願は、２００４年７月２７日出願の米国特許出願第１０／８９９,６０７号の一部継続出願である。 [Para 10] また、本特許出願は、２００４年９月９日出願の上記米国特許出願第１０／９３８,２４５号の一部継続出願である。この一部継続出願は２００４年４月１４日出願の米国特許出願第１０／８２４,８５９号の継続出願であり、この継続出願は、上述のように、２００２年８月２１日出願の上記米国特許出願第１０／２２５,３２５号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,９７０,２４５号として特許付与されている。後者の一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２７号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５４９,２７５号として特許付与されている。
【０００６】
[Para 11] また、本特許出願は、２００４年１月１６日出願の米国特許出願第１０／７５９,８７５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２００１年６月２９日出願の米国特許出願第０９／８９６,２３０号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,７００,１３０号として特許付与されている。 [Para 12] また、本特許出願は、２００４年１月１６日出願の上記米国特許出願第１０／７５９,８７５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願である。
【０００７】
[Para 13] また、本特許出願は、２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２４号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５９７,４３８号として特許付与されている。 [Para 14] また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の前記米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００４年９月２８日出願の米国特許出願第１０／９５３,１９７号の一部継続出願である。
【０００８】
[Para 15] また、本特許出願は、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７,１３４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願であり、上述のように、後者の一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２４号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５９７,４３８号として特許付与されている。 [Para 16] また、本特許出願は、２００５年１２月２７日出願の米国特許出願第１１／３０６,４０２号の一部継続出願である。
【０００９】
[Para 17] ２００４年５月１４日出願の前記仮特許出願第６０／５７１,２３５号は、参照することにより本明細書に援用される。２０００年６月２日の出願であって、米国特許第６,５６８,２８６号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／５８６,０９３号は、参照することにより本明細書に援用される。２０００年８月２日の出願であって、米国特許第６,５９７,４３８号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／６３０,９２４号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１０】
２０００年８月２日の出願であって、米国特許第６,５４９,２７５号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／６３０,９２７号は、参照することにより本明細書に援用される。２００１年６月２９日の出願であって、米国特許第６,７００,１３０号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／８９６,２３０号は、参照することにより本明細書に援用される。２００２年６月１９日の出願であって、米国特許第６,８３７,４７６号として現在特許付与されている米国特許出願第１０／１７４,８５１号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１１】
２００２年８月２１日の出願であって、米国特許第６,９７０,２４５号として現在特許付与されている米国特許出願第１０／２２５,３２５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００２年１１月２６日出願の米国特許出願第１０／３０４,７７３号は、参照することにより本明細書に援用される。２００３年１月１０日の出願であって、米国特許第６,８８９,５６７号として現在特許付与されている米国特許出願第１０／３４０,２３１号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１２】
２００４年１月１６日出願の米国特許出願第１０／７５９,８７５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年４月１４日出願の米国特許出願第１０／８２４,８５９号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年７月２７日出願の米国特許出願第１０／８９９,６０７号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１３】
２００５年４月２５日出願の米国特許出願第１０／９０８,０１４号は、参照することにより本明細書に援用される。２００５年５月１２日出願の米国特許出願第１０／９０８,４６０号は、参照することにより本明細書に援用される。２００５年４月１１日出願の米国特許出願第１０／９３２,６６２号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１４】
２００４年９月９日出願の米国特許出願第１０／９３８,２４５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年９月９日出願の米国特許出願第１０／９３８,２６５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年９月２７日出願の米国特許出願第１０／９５０,８９８号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１５】
２００４年９月２８日出願の米国特許出願第１０／９５３,１９７号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年１１月３日出願の米国特許出願第１０／９８０,６８５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７,１３４号は、参照することにより本明細書に援用される。２００５年１２月２７日出願の米国特許出願第１１／３０６,４０２号は、参照することにより本明細書に援用される。
【技術分野】
【００１６】
[Para 18] 本発明は、概ね血球計算に、特に携帯用血球計算に関する。より詳細には、本発明は血液分析に関する。
【背景技術】
【００１７】
[Para 19] 本発明は、“メソバルブ(mesovalve) 変調器”の発明の名称でカブス(Cabuz) らにより２００５年１月２８日に出願され、参照により本明細書に援用される米国特許出願第１０／９０５,９９５号に関連する。また、本発明は、“メディア分離静電駆動弁（Media Isolated Electrostatically Actuated Valve）”の発明の名称でカブスらにより２００４年１２月２１日に出願され、参照により本明細書に援用される米国特許出願第１１／０１８,７９９号に関連する。これらの特許出願は、本発明を所有する同一事業体により所有されている。
【００１８】
[Para 20] 本発明は、また、２００２年５月７日にカブスらに交付され発明の名称が“フロー・サイトメトリー用流体駆動システム”の米国特許第６,３８２,２２８号；２００４年５月４日にカブスらに交付され発明の名称が“弾性的復元力を有する静電駆動ポンプ”の米国特許第６,７２９,８５６号；２００１年７月３日にカブスらに交付され発明の名称が“微視的力及び微小変位を有するポリマー・マイクロアクチュエータ・アレイ（Polymer Microactuator Array with Microscopic Force and Displacement）”の米国特許第６,２５５,７５８号；２００１年６月５日にオーンスタイン(Ohnstein)らに交付され発明の名称が“圧力比例又は流量制御用アドレス可能弁の配列（Addressable Valve Arrays for Proportional Pressure or Flow Control）”の米国特許第６,２４０,９４４号；２００１年１月３０日にハーブ(Herb)らに交付され発明の名称が“二重ダイアフラム、単一チャンバ・メソポンプ”の米国特許第６,１７９,５８６号；及び、１９９８年１１月１７日にカブスに交付され発明の名称が“複数の基本セルを有する静電駆動メソポンプ”の米国特許第５,８３６,７５０号に関連し、これらは全て参照により本明細書に援用される。これらの特許は、本発明を所有する同一事業体により所有されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
[Para 21] 本発明は、白血球の複数要素鑑別（multipart differentiation）を遂行する流体分析カードを含む。[Para 48] 本発明は、概ね試料分析器に関し、より詳細には、診療所、家庭、又は他のどこかの現場等で、患者のケアに際して使用される取外し可能な又は使い捨てのカートリッジ（cartridge）を備えた試料分析器に関する。必要とされる試薬又は流体の全てを備えた取外し可能な又は使い捨てのカートリッジを用意することによって、殆ど又は全く専門的な訓練を受けることなく、実験室環境の外部で試料分析器を確実に使用することができる。これは、例えば、試料分析法の能率化に役立ち、医療又は他の要員のコストや負担を軽減し、比較的頻繁に血液モニタリング／分析を必要とする者など、多くの患者に試料分析の利便性を向上させ得る。
【００２０】
[Para 49] 粒子−懸濁液試料中で素早く効率的な粒子の識別を可能にする方法が、フロー・サイトメトリ（flow cytometry:流れ血球計算）である。この方法では、試料中の個々の粒子に１以上の集束光線が当てられる流路を通って、粒子の懸濁液、典型的には血液試料中の細胞が輸送される。光線と流路を通って流れる個々の粒子との相互作用が、１以上の光検出器により検出される。通常、検出器は、特定の光線又は発光波長で光吸収又は蛍光発光を、又は特定の散乱角度で光散乱を測定するように設計される。
【００２１】
このようにして、吸収、蛍光、光散乱、又は他の光学的もしくは電気的特性に関連する１以上の特徴について、流路を通過する各粒子を特徴付けることができる。検出器により測定される特性によって、中心線が光強度又は検出器により測定される他の特性を表す特徴空間に、各粒子がマッピングされることを可能にする。理想的には、試料中の異なる粒子を特徴空間の異なった非重複要素にマッピングさせ、特徴空間におけるそのマッピングに基づいて各粒子の分析を可能にする。このような分析としては、粒子の計数、同定、定量化（１以上の物理特性について）又は仕分け等を挙げることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
[Para 50] 例示のための一例において、採取された全血液試料等の採取された試料を受け入れる、取外し可能なカートリッジを備えた試料分析器を設けることができ、取外し可能なカートリッジを取り付けて分析器を作動させると、分析器及びカートリッジは試料を自動的に処理し、分析器はユーザに十分な情報を提供して臨床決定を行う。ある例では、分析器は、ユーザが更なる計算又は解釈を必要としないように、定量的結果（例えば、予め定められた範囲内及び／又は範囲外で）を表示又は印刷する。
【００２３】
[Para 51] 例えば血液試料中の白血球の数及び／又はタイプを測定するために、試料分析器を用いることができる。例示のための一例において、分析器はハウジング及び取外し可能な流体カートリッジを含み、ハウジングは取外し可能な流体カートリッジを収容するように構成される。ある場合には、取外し可能な流体カートリッジは使い捨てカートリッジである。例示のための一例において、取外し可能な流体カートリッジは、１以上の試薬（例えば、溶解試薬、染色剤、希釈剤等）、１以上の分析チャンネル、１以上の流量センサ、１以上の弁、又は試料を処理して（例えば、溶解、染色、混合する等）、処理された試料をカートリッジ上の適当な分析チャンネルに送達するように構成された流体回路を含むことができる。カードを支援するために、ハウジングは、例えば、圧力源、１以上の光源、１以上の光検出器、プロセッサ、及び電源を含むことができる。圧力源は、取外し可能な流体カートリッジのポートに適切な圧力を供給して、必要に応じて流体回路を通る流体を駆動することができる。分析器の１以上の光源は、取外し可能なカートリッジの少なくとも選択された分析チャンネルで調製された試料を問い質すために使用することができる。
【００２４】
分析器の１以上の光検出器は、透過し、試料により吸収又は散乱される光を検出することができる。プロセッサは、光源及び検出器の少なくとも一部に接続して、試料の１以上のパラメータを決定することができる。ある例では、取外し可能な流体カートリッジ上の１以上の分析チャンネルは、１以上のフロー・サイトメトリ・チャンネルを含むことができる。[Para 52] 例示のためのある例において、全血液試料を取外し可能な流体カートリッジに用意することができ、取外し可能なカートリッジは血液分析を実施するように構成することができる。
【００２５】
[Para 53] 白血球を計数し分類するために、全血液試料の少なくとも一部を取外し可能なカートリッジの白血球測定チャンネルに供給することができる。白血球測定チャンネルに供給された血液試料は例えば必要に応じて希釈されてもよく、また、赤血球を急いで溶解してもよく、得られる試料をコア形成のために流体力学的に集束して、最終的に第二血球計算チャンネルに供給してもよい。また、対応する光源及び検出器により流体流中の細胞を光学的に問い質すことができるように、血球計算チャンネルを取外し可能なカートリッジの透明な流体流窓に沿って又はその下に位置させることができる。ある場合には、流量センサを取外し可能なカートリッジ上に設けて、第二血球計算チャンネルを通る流量（flow rate）の測定を行うことができる。
【００２６】
[Para 54] ある場合には、白血球測定チャンネルで測定されるパラメータの例として、例えば、２要素（tow part）、３要素、４要素又は５要素白血球の鑑別（differentiation）、全白血球の数、又は軸上の白血球の容積（on-axis white blood cell volume）を挙げることができる。白血球の鑑別については、白血球の第一、第二、第三、第四及び第五要素、そのタイプ又は種類は、それぞれ、リンパ球、単球、好中球、好酸球、及び好塩基球を引き合いに出すことができる。白血球は、また、一部が、リンパ球、単球、及び顆粒球（ＬＭＧ）の３グループに分類されてもよい。顆粒球としては、好中球、好酸球、及び好塩基球を挙げることができる。
【００２７】
[Para 55] また、望ましい用途に応じて、５つの他のパラメータを測定又は計算することができる。ある場合には、細胞の鑑別にある場合に役立つ血球計算チャンネルに試料を供給する前に、染色及び／又は蛍光タグを試料に付加してもよい。
【００２８】
[Para 56] フロー・サイトメトリにおいて幾つかの一般的なタイプの光散乱測定を行うことができる。通常前方散乱又は小角散乱と称される、小さな角度（入射光線に対して約１〜２５°）でなされる光強度の測定は、細胞の大きさに関する情報を提供する。また、膜が損傷した細胞を例えば区別できるため、前方散乱は細胞と細胞外培地との屈折率の差に強く依存する。通常直角又は大角散乱と称される、入射光から約６５°〜１１５°の角度でなされる光強度の測定は、粒子構造の大きさ及び度合いに関する情報を提供することができる。
【００２９】
[Para 57] 異なる角度での又は吸収もしくは蛍光測定と組み合わせた同時光散乱測定を、フロー・サイトメトリ法で用いることができる。例えば、光散乱と組み合わせた光の吸収をフロー・サイトメトリで用いて、様々な種類の白血球を区別することができる。この方法は時々細胞の染色を利用する。
【００３０】
[Para 58] 典型的には、かかる粒子の弁別法は、本明細書でまとめて試料分析器と呼ぶ１以上の機器を用いて、少なくとも部分的に実施される。多くの試料分析器は、訓練された要員が実験室環境で用いるかなり大きなデバイスである。多くの試料分析器を用いるには、調製した試料を試料分析器に供する前に、試料を望ましい濃度に希釈、適当な試薬の添加、望ましい分離を行う試料の遠心分離などにより、採取した試料を最初に処理しなければならない。正確な結果を得るために、かかる試料の処理は典型的には訓練された要員により行われなければならず、試料分析の実施に要するコスト及び時間を増大させる可能性がある。
【００３１】
[Para 59] 多くの試料分析器は、また、例えば更なる情報の入力又は試料の更なる処理を要する分析時に、オペレータの介入を必要とする。これは、望ましい試料分析の実施に要するコスト及び時間を更に増大させる可能性がある。また、多くの試料分析器は単に出力として粗い分析データを提供するだけで、適切な臨床決定を行うためには、更なる計算及び／又は介入がしばしば訓練された要員により行われなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
[Para 60] 図１は例示のための試料分析器とカートリッジの斜視図である。例示のための試料分析器は、全般的に符号１０で示され、ハウジング１２と取外し可能な又は使い捨てのカートリッジ１４とを含む。図示のハウジング１２は、ベース１６、カバー１８、及びベース１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含むが、ヒンジは必ずしも必要でない。図示の例では、ベース１６は、関連する光学素子、及び試料分析器の作動に必要な電子機器と共に、第一光源２２ａ、第二光源２２ｂ、及び第三光源２２ｃを含む。光源の各々は、用途に応じて、単一の光源でも又は複数の光源であってもよい。ある場合には、ハウジング全体の寸法は、１立方フィート(ft３)（２.８３２×１０４cm３）以下、１／２立方フィート以下、１／４立方フィート以下又は必要に応じてこれ以下であってもよい。同様に、ハウジング全体の重量は、１０ポンド(lb)（４.５３６×１０３ｇ）以下、５ポンド以下、１ポンド以下又は必要に応じてこれ以下であってもよい。
【００３３】
[Para 61] 図示のカバー１８は、圧力源（例えば、マイクロ制御弁を有する圧力チャンバ）、第一光検出器２４ａ、第二光検出器２４ｂ、及び第三光検出器２４ｃを含み、各々は関連する光学素子及び電子機器を有する。光検出器の各々は、また、用途に応じて、単一の光検出器でも又は複数の光検出器であってもよい。また、必要ならば用途に応じて、偏光子及び／又はフィルタを備えていてもよい。
【００３４】
[Para 62] 図示の取外し可能なカートリッジ１４は、図示の例ではランセット３２を含む試料採取器ポートを介して、試料流体を受け入れるように構成されている。ランセット３２は、ある例では、引込み式でも及び／又はバネ付勢されていてもよい。取外し可能なカートリッジ１４の非使用時には、試料採取器ポート及び／又はランセット３２を保護するためにキャップ３８を用いることができる。
【００３５】
[Para 63] 図示の例において、取外し可能なカートリッジ１４は、全血液試料について血液分析を行う。ランセット（lancet:ひらき針）３２はユーザの指を突き刺すように用いられ、毛細管作用により、取外し可能なカートリッジ１４中の抗凝固剤が被覆された毛細管に、吸い込まれ得る血液試料を生成することができる。取外し可能なカートリッジ１４はマイクロニクス・テクノロジーズ社から入手可能な流体回路と同様に構成されることができ、その一部はチャンネルを食刻した積層構造体を用いて組み立てられる。しかし、射出成形によるなどあらゆる好適な方法で又は必要に応じて他のあらゆる好適な製造プロセスもしくは方法で、取外し可能なカートリッジ１４を構成できると考えられる。
【００３６】
[Para 64] 使用時及び血液試料が取外し可能なカートリッジ１４に吸い込まれた後に、カバー１８が開放位置にある時、取外し可能なカートリッジ１４をハウジングに挿入することができる。ある場合には、取外し可能なカートリッジ１４は、ベース１６のレジストレーション（registration）・ピン２８ａ，２８ｂを受け入れる穴２６ａ，２６ｂを含むことができ、これは機器の異なる部品間の位置合わせ及び連結を与えるのに役立つであろう。取外し可能なカートリッジ１４は、また、第一、第二、及び第三光源２２ａ，２２ｂ，２２ｃ並びに第一、第二、及び第三光検出器２４ａ，２４ｂ，２４ｃに、それぞれ整列する第一透明流体流窓３０ａ、第二透明流体流窓３０ｂ、及び第三透明窓３０ｃを含むことができる。
【００３７】
[Para 65] カバーが閉位置に移動し、システムが加圧されると、カバー１８は、圧力供給ポート３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを介して、それぞれ図示の取外し可能なカートリッジ１４中の圧力受入れポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄに制御された圧力を供給することができる。用途に応じて、多少の過不足はあるが大凡の圧力供給及び圧力受入れポートを使用できると考えられる。あるいは、又は更に、静電駆動メソポンプ等の１以上のマイクロポンプを取外し可能なカートリッジ１４上又はその中に設け、必要な圧力を提供して、取外し可能なカートリッジ１４上の流体回路を作動できると考えられる。説明に役立つ幾つかの静電駆動メソポンプが、例えば、米国特許第５,８３６,７５０号明細書、同第６,１０６,２４５号明細書、同第６,１７９,５８６号明細書、同第６,７２９,８５６号明細書、及び同第６,７６７,１９０号明細書に記載されている。これら全ては、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に援用される。
【００３８】
[Para 66] 加圧されると、例示のための機器は採取された血液試料について血液分析を行うことができる。ある場合には、血液分析として白血球の数（ＷＢＣ）を挙げることができる。
【００３９】
[Para 67] 白血球を計数し分類するために、全血液試料を取外し可能なカートリッジ１４の白血球測定チャンネルに供給することができる。その際、血液試料は、必要ならば希釈されてもよく、赤血球を急いで溶解してもよく、得られる試料をコア形成のために流体力学的に集束して、最終的に第二血球計算チャンネルに供給してもよい。第二光源２２ｂ及び第二光検出器２４ｂにより流体流中の細胞を光学的に問い質すことができるように、血球計算チャンネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第二透明流体流窓３０ｂに沿って位置することができる。流量センサを取外し可能なカートリッジ１４上に設けて、血球計算チャンネルを通る流量の測定を行うことができる。ある場合には、測定される白血球パラメータとして、例えば、３要素又は５要素白血球鑑別、全白血球の数、及び／又は軸上の白血球の容積を挙げることができる。また、用途に応じて、他のパラメータを測定又は計算することができる。
【００４０】
[Para 68] 図１には例示のための１つの試料分析器とカートリッジ組立部品を示しているけれども、他の試料分析器の機器構成を使用できると考えられる。例えば、試料分析器１０と取外し可能なカートリッジは、シュヴィヒテンベルク（Schwichtenberg）らの米国特許出願第２００４／０２１１０７７号に記載のものと同様であってもよく、この特許出願は参照により本明細書に援用される。
【００４１】
[Para 69] ある場合には、診療所、家庭、又は他のどこかの現場等で、患者のケアに際して使用されるように試料分析器１０を構成してもよい。殆ど又は全く専門的な訓練を受けることなく、実験室環境の外部で確実に使用できる試料分析器１０を提供する能力は、試料分析法の能率化に役立ち、医療要員にかかるコストや負担を軽減し、比較的頻繁に血液モニタリング／分析を要する者など、多くの患者に試料分析の利便性を向上させるであろう。
【００４２】
[Para 70] 作動中に、試料分析器１０は採取された全血液試料等の採取された試料を受け入れることができ、分析器を作動させると、試料分析器１０は試料を自動的に処理し、ユーザに情報を提供して臨床決定を行うことができる。ある例では、試料分析器１０は、ユーザが更なる計算又は解釈を必要としないように、定量的結果（例えば、予め定められた範囲内及び／又は範囲外で）を表示又は印刷することができる。
【００４３】
[Para 71] 図２は、図１の例示のための試料分析器及びカートリッジの概略図である。先に詳述したように、また図示の例では、ベース１６は、多数の光源２２と、関連する光学素子と、分析器の作動に必要な制御及び処理を行う電子機器４０とを含むことができる。ベース１６は、また、バッテリ４２、変圧器又は他の電源を含むことができる。圧力源／流量制御ブロック４４と関連する光学素子を備えた多数の光検出器２４とを有するカバー１８が図示されている。
【００４４】
[Para 72] 取外し可能なカートリッジ１４は、試料採取器ポート又はランセット３２を介して試料流体を受け入れることができる。圧力源／流量制御ブロック４４により加圧されると、取外し可能なカートリッジ１４は、受け入れた血液試料について血液分析を行うことができる。ある例では、また前述のように、取外し可能なカートリッジ１４は、多数の試薬４９と、試薬を血液試料と混合する流体回路とを含み、分析用血液試料を調製することができる。また、取外し可能なカートリッジ１４は、流体回路の作動を適切に制御及び／又は確認するのに役立つ、多数の流量センサを含むことができる。
【００４５】
[Para 73] ある場合には、血液試料は、調製され（例えば、溶解、染色、希釈、及び／又は他の方法で処理され）、その後、血球計算チャンネル５０等の機器内に設けられた１以上の血球計算チャンネル内で、コア形成のために流体力学的に集束される。図示の例では、血球計算チャンネル５０は、取外し可能なカートリッジ１４中の第一透明流体流窓３０ａ等の透明な流体流窓を通り越えることができる。ベース１６における一連の光源２２及び関連する光学素子は、流体流窓３０ａを介してコアの流れを透過する光を与えることができる。一連の光検出器２４及び関連する光学素子は、コアから、また流体流窓３０ａを介して、散乱した及び散乱しない光を受け入れることができる。制御装置又はプロセッサ４０は、一連の検出器２４から出力信号を受信することができ、コアの流れに存在する特定細胞を鑑別及び／又は計算することができる。
【００４６】
[Para 74] 取外し可能なカートリッジ１４は、カートリッジ１４上の少なくとも一部の流体の速度を制御するのに役立つ、流体制御ブロック４８を含むことができると考えられる。図示の例では、流体制御ブロック４８は、各種流体の速度を検知する流量センサを含み、制御装置又はプロセッサ４０に速度を伝えることができる。制御装置又はプロセッサ４０は、その際、圧力源／流量制御ブロック４４に提供される１以上の制御信号を制御して、望ましい圧力を、ひいては、分析器の適切な作動にとって望ましい流速を実現することができる。
【００４７】
[Para 75] 血液及び他のバイオ廃棄物は病気を蔓延させることがあるので、取外し可能なカートリッジ１４は、図示の血球計算チャンネル５０の下流に廃棄物貯蔵容器５２を備えることができる。廃棄物貯蔵容器５２は、取外し可能なカートリッジ１４を流れる流体を受け入れ及び貯蔵することができる。検査が完了すると、取外し可能なカートリッジ１４を分析器から取り外して、好ましくはバイオ廃棄物に適合する容器に廃棄することができる。
【００４８】
[Para 76] 図３は、図２における試料分析器とカートリッジの流量制御を示すより詳細な概略図である。図示の例において、カバー１８における圧力源／流量制御装置４４は、試料プッシュ(Ｐ)圧力３６ａ、溶解(Ｌ)圧力３６ｂ、染色(ＳＴ)圧力３６ｃ、及びシース(ＳＨ：sheath)圧力３６ｄを含む制御された４つの圧力を供給する。これらは一例にすぎず、用途に応じて、より多くの、より少ない又は異なる圧力（例えば、希釈剤貯蔵容器への希釈圧力）を圧力源／流量制御装置４４により供給できると考えられる。また、カバー１８は圧力源／流量制御装置４４を含まなくてもよいと考えられる。代わりに、取外し可能なカートリッジ１４は、圧縮空気貯蔵容器等の機器内に設けられた圧力源、前述のような静電駆動メソポンプ等の１以上のマイクロポンプ、又は必要に応じて他のあらゆる好適な圧力源を含んでいてもよい。光源及び検出器の配列は図３に示されていない。
【００４９】
[Para 77] 図示の例において、圧力源３６ａは押込み流体６５を経由して血液試料貯蔵容器６２に圧力を供給し、圧力源３６ｂは溶解貯蔵容器６４に圧力を供給し、圧力源３６ｃは染色剤貯蔵容器６６に圧力を供給し、圧力源３６ｄはシース貯蔵容器６８に圧力を供給する。
【００５０】
[Para 78] 例示のための一例において、各圧力源は、入力圧力を受け入れる第一圧力チャンバと、制御された圧力を取外し可能なカートリッジに供給する第二圧力チャンバとを含むことができる。第一圧力チャンバと第二圧力チャンバの間に第一弁を設けて、第一圧力チャンバの圧力を第二圧力チャンバに制御可能に放出することができる。第二圧力チャンバに流体接続する第二弁は、第二圧力チャンバの圧力を大気に制御可能に放出することができる。これにより、圧力源／流量制御装置４４が取外し可能なカートリッジ１４上の各圧力受入れポートに制御された圧力を供給できるようになる。各弁は、例えば、同時係属中の“圧力比例又は流量制御用アドレス可能弁の配列”なる発明の名称の米国特許出願第０９／４０４,５６０号に記載のように、個別にアドレス可能かつ制御可能な一連の静電駆動マイクロ弁であってもよい。なお、上記特許出願は参照により本明細書に援用される。あるいは、各弁は制御可能なデューティ・サイクルでパルス変調された一連の静電駆動マイクロ弁であってもよく、制御された“有効”流量又は漏出量を得ることができる。また、必要ならばその他の弁も使用できる。
【００５１】
[Para 79] 図示の取外し可能なカートリッジ１４は４つの圧力受入れポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを含み、各々は圧力源／流量制御装置４４から対応する制御された圧力を受け入れる。図示の例において、圧力受入れポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、それぞれ制御された圧力を血液貯蔵容器６２、溶解貯蔵容器６４、染色剤貯蔵容器６６、及びシース貯蔵容器６８に導くことができる。血液貯蔵容器６２は試料採取器ポート又はランセット３２を介して現場で充填され得るが、溶解貯蔵容器６４、染色剤貯蔵容器６６、及びシース貯蔵容器６８は、取外し可能なカートリッジ１４が使用のために出荷される前に充填され得る。
【００５２】
[Para 80] 図示のように、流量センサを各々の又は選択された流体と直列状に設けることができる。各流量センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄは、対応する流体の速度を測定することができる。流量センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄは、好ましくは熱流速計型流量センサであり、より好ましくはブリッジ型マイクロ流量センサである。マイクロブリッジ流量センサについては、例えば、米国特許第４,４７８,０７６号明細書、同第４,４７８,０７７号明細書、同第４,５０１,１４４号明細書、同第４,６５１,５６４号明細書、同第４,６８３,１５９号明細書、及び同第５,０５０,４２９号明細書に記載されており、これら全ては参照により本明細書に援用される。各流量センサ８０ａ〜８０ｄからの出力信号を制御装置又はプロセッサ４０に提供することができる。制御装置又はプロセッサ４０は、図示の通り、制御信号を圧力源／制御装置４４に提供することができる。例えば、血液試料に供給される圧力を制御するために、制御装置又はプロセッサ４０は、血液試料の速度が第一の所定値以下に降下すると、圧力源／制御装置４４における第一圧力チャンバと第二圧力チャンバの間の第一弁を開成して、第一圧力チャンバの圧力を第二圧力チャンバに制御可能に放出することができる。同様に、制御装置又はプロセッサ４０は、血液試料の速度が第二の所定値以上に上昇すると、第二圧力チャンバの圧力を放出する第二弁を開成することができる。制御装置又はプロセッサ４０は、同様にして、溶解試薬や、染色剤及びシース流体の速度を制御することができる。
【００５３】
[Para 81] ある場合には、制御装置又はプロセッサ４０は、流路を通過する１以上の流量の変化を検出することができる。流量の変化は、例えば、流路内の１以上の気泡、例えば血液試料の凝集によって引き起こされる流路の閉塞又は要素的な閉塞、流路内の好ましからざる物質又は異物、及び／又は、流路の望ましくないその他の特性に対応するであろう。制御装置又はプロセッサ４０は、流量からのかかる特性を検出するようにプログラム化されてもよく、ある場合には、警告を発したり、及び／又は、試料分析器の作動を停止してもよい。
【００５４】
[Para 82] 熱流速計型流量センサは、典型的には、電圧を印加すると、流体中に熱パルスを発生させる加熱器要素を含み、更に、１以上の熱パルスを検出するように、加熱器要素の上流及び／又は下流に位置する１以上の熱センサを含む。流路を通る流体の速度は、熱パルスが加熱器要素から間隔を空けた１以上の熱センサへの移動に要する時間に関係するであろう。
【００５５】
[Para 83] ある場合には、流体の熱伝導率及び／又は比熱の検出に熱流速計型流量センサを使用することができる。流体の熱伝導率及び／又は比熱の変化は、流体の状態変化（血液試料の凝集）、流体中の気泡、流体中の好ましからざる物質又は異物等の流体特性の変化に対応するであろう。このように、またある例では、制御装置又はプロセッサ４０は、熱流速計型流量センサを通りすぎる流体の熱伝導率及び／又は比熱をモニタリングすることによって、流体の特性を検出できると考えられる。
【００５６】
[Para 84] ある場合には、流路に流体接続するインピーダンス・センサを設けてもよい。制御装置又はプロセッサ４０は、インピーダンス・センサに接続することができる。流体のインピーダンス変化は、流体の状態変化（血液試料の凝集）、流体中の気泡、流体中の好ましからざる物質又は異物等の流体特性の変化を示すであろう。このように、またある場合には、制御装置又はプロセッサ４０は、インピーダンス・センサを通りすぎる流体のインピーダンスをモニタリングすることによって、流体の特性を検出できると考えられる。
【００５７】
[Para 85] また、全般的に符号１１１で示される下流弁を設けることができる。制御装置又はプロセッサ４０は、必要に応じて下流弁１１１を開成／閉成することができる。例えば、下流弁１１１は、システムが十分に加圧されるまで閉成状態を保持することができる。これは、システムが十分に加圧される前に、血液、溶解試薬、球状化（sphering）試薬、シース流体及び希釈剤の流体回路８６への流入を防止するのに役立つであろう。また、下流弁１１１を制御して、０(零)流れ試験等のような所定の試験を実施するのに役立ててもよい。別の例では、例えばカバーが閉じられると、機械的作用により下流弁１１１を開成してもよい。
【００５８】
[Para 86] 図４ａは、１回の作業（run）で白血球の４要素鑑別を行うことできる、機器構成４３０用取外し可能なカード又はカートリッジの各種構成要素の図表又は概略図である。供給源４３１から試料採取器４３２に全血液の液滴を供給することができる。血液を急速に溶解させる注入器機構（lysing on the fly injector mechanism）又はブロック４３４に供給することができる。流量制御機構又はブロック４３３により、ブロック４３４への血液の流量を制御することができる。流量制御機構４３３により制御された流量で、溶解試薬を溶解試薬貯蔵容器４３５から急速に溶解させる（以下、急速溶解という）注入器４３４に供給することができる。溶解した血液を急速溶解機構４３４から流体力学収束チャンバ４３７に供給することができる。貯蔵容器４３６からのシース試薬は収束チャンバ４３７に進み、血球が光チャンネル４３８に流入する際に、血球の周りにシースを提供することができる。制御ブロック４３３によりシース試薬の流れを制御することができる。光学及び処理システム４３９により血球を鑑別することができる。システム４３９による散乱及び分析は細胞の４要素鑑別を行うことができる。細胞及び関連する流体は、光チャンネルから廃棄物貯蔵容器４４１に進むことができる。溶解及びシース試薬は、同一又は異なる試薬であってもよい。溶解及びシース試薬の供給源は、それぞれ貯蔵容器４３５，４３６であり、カード又はカートリッジ上でも又はこれから離れていてもよい。廃棄物貯蔵容器４４１は、カード又はカートリッジ上でも又はこれから離れていてもよい。流量制御機構４３３は、カード上でも又はこれから離れていてもよく、あるいは、カード又はカートリッジ上に要素的に位置してもよい。
【００５９】
[Para 87] 図４ｂは、使い捨て可能に設計できる例示のための取外し可能なカード又はカートリッジ中での、図４ａにおける機器構成４３０の実装の概略図を示す。カートリッジは、全般的に本図面の符号１００で示され、図１，２，３を参照して図示され先に説明された取外し可能なカートリッジ１４と同じようなものとすることができる。当然のことながら、取外し可能なカートリッジ１００は一例にすぎず、形態、機能又は機器構成が何であれ、多くのマイクロ流体カートリッジに本発明を適用することができる。例えば、フロー・サイトメトリ、血液学、臨床化学、血液化学分析、尿検査、血液ガス分析、ウィルス分析、バクテリア分析、電解質測定等に適した取外し可能なカートリッジに本発明を適用することができる。また、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン、１以上のポリマー、ハイブリッド材料等を含むあらゆる好適な材料もしくは材料システム、又は他のあらゆる好適な材料もしくは材料システム、又は材料もしくは材料システムの組合せから、取外し可能なカートリッジ１００等の本発明の取外し可能なカートリッジを製作できると考えられる。
【００６０】
[Para 88] 測定チャンネルを多かれ少なかれ必要に応じて使用できるが、図示の取外し可能なカートリッジ１００は測定チャンネル１０４を含む。測定チャンネル１０４は白血球測定チャンネルである。全血液試料は、毛細管作用により、抗凝集剤被覆の血液試料貯蔵毛細管１０８に既知量の血液を吸引する血液受入れポート１０６を介して、取外し可能なカートリッジ１００により受け入れられる。図３の試料プッシュ(Ｐ)圧力３６ａ等の試料プッシュ(Ｐ)圧力が、図３の試料プッシュ流体貯蔵容器６５等の試料プッシュ流体貯蔵容器に供給される。圧力を加えると、試料プッシュ流体が、試料プッシュ流体貯蔵容器から強制的に血液試料プッシュ・チャンネル１１０に押し込まれる。
【００６１】
[Para 89] 例示のためのある例において、弁１１２及び流量センサ１１４を血液試料プッシュ・チャンネル１１０に合わせて設けることができる。流体回路を通る血液試料をプッシュすることが望ましいとき、弁１１２を開成するように制御することができる。流量センサ１１４は、血液試料プッシュ流体の流量を測定し、ひいては抗凝集剤被覆の毛細管１０８を通る血液試料の流量を測定することができる。流量センサ１１４により提供される流量を利用して、取外し可能なカートリッジ１００に供給される試料プッシュ(Ｐ)圧力の制御に役立てることができる。
【００６２】
[Para 90] 例示のための例において、全血液試料は、毛細管１０８を経由して白血球測定チャンネル１０４に供給される。毛細管１０８から白血球測定チャンネル１０４への血液試料の流れを制御する弁１２０が設けられている。
【００６３】
[Para 91] 白血球測定チャンネル１０４については、図３の溶解圧力（ＰＩＮ(Ｌ)）３６ｂ等の白血球溶解試薬(Ｌ)圧力が、図３の溶解貯蔵容器６４等の溶解試薬貯蔵容器に供給される。圧力を加えると、溶解貯蔵容器６４内の溶解試薬が強制的に溶解試薬チューブ又はチャンネル１５４に押し込まれる。チャンネルとは、ある文脈では、チューブ、毛細管、蛇行流路、又は輸送（conveyance）等を意味することがある。しかし、用語“チャンネル”は、本明細書では一般的な意味で用いられるであろう。
【００６４】
[Para 92] 例示のためのある例において、弁１５６及び流量センサ１５８を溶解試薬チャンネル１５４に合わせて設けることができる。流体回路に溶解試薬をプッシュすることが望ましいとき、弁１５６を開成するように制御することができる。流量センサ１５８は、溶解試薬の流量を測定でき、溶解試薬チャンネル１５４を通る溶解試薬の流量の測定を行うことができる。流量センサ１５８により提供される流量を利用して、圧力源／制御装置４４により取外し可能な又は使い捨てカートリッジ１００に供給される溶解圧力の制御に役立てることができる。
【００６５】
[Para 93] 図示の取外し可能なカートリッジ１００の通常の機能操作中には、溶解試薬が結合、接続又は交差領域１６０に溶解試薬のある流量で供給され、血液試料が交差領域１６０に血液試料のある流量で供給される。血液試料の流量及び溶解試薬の流量は、図３の圧力源／制御装置４４等の圧力源／制御装置により制御され得る。
【００６６】
[Para 94] 両方の流体が交差領域１６０を通って流れているとき、溶解試薬が血液試料周囲の円周方向に流れるように、交差領域１６０を構成することができる。分岐合流点又は結合、接続もしくは交差領域１６０又は１７０は、目的をより詳細に説明する用語（例えば、流体力学集束チャンバ）で呼称されることがあるけれど、用語“交差領域”は本明細書では一般的な意味で用いられるであろう。ある場合には、溶解試薬の流量を血液試料の流量より多くすることができ、これは、急速溶解（lysing-on-the-fly）チャンネル１６２（蛇行経路をとることもある）中の流れ特性の向上に役立ち、ある場合には、溶解試薬により完全かつ均一に取り囲まれる薄いリボン状の血液の形成に役立つであろう。かかるリボン状の流れは、赤血球が急速溶解チャンネル１６２を通って移動する際に、溶解試薬が赤血球を均一に溶解させるのに役立つであろう。更に、血液試料が適当な時間溶解試薬に曝されるように、溶解試薬及び血液試料の流速と連携して、急速溶解チャンネル１６２の長さを設定することができる。
【００６７】
[Para 95] 図３のシース流体貯蔵容器６８等のシース流体貯蔵容器に、図３のシース(ＳＨ)圧力３６ｄ等のシース流体(ＳＨ)圧力を供給することができる。圧力を加えると、シース流体が強制的にシース流体貯蔵容器６８からシース・チャンネル１６４に押し込まれる。例示のためのある例において、弁１６６及び流量センサ１６８をシース・チャンネル１６４に合わせて設けることができる。シース流体を流体回路にプッシュすることが望ましいとき、弁１６６を開成するように制御することができる。流量センサ１６８は、シース流体の流量を測定でき、シース・チャンネル１６４を通るシース流量の測定を行うことができる。流量センサ１６８により提供される流量を利用して、取外し可能なカートリッジ１００に供給されるシース圧力(ＳＨ)の制御に役立てることができる。
【００６８】
[Para 96] 例示のための例において、シース流体は交差領域１７０にシース流体のある流量で供給され、溶解した血液試料が交差領域１７０に溶解した血液試料のある流量で供給される。この領域１７０は、例えば、シースを形成する、流体力学的に集束する、又は他の目的の達成する等の領域と呼称することがあるけれど、本明細書では全般的に“交差領域”を引用するであろう。溶解した血液試料の流量及びシース流量は、図３の圧力源／制御装置４４等の圧力源／制御装置により制御され得る。
【００６９】
[Para 97] 両方の流体が交差領域１７０を通って流れているとき、シース流体が溶解した血液試料周囲の円周方向に流れるように、交差領域１７０を構成することができる。ある場合には、シースの流速が溶解した血液試料の流速より著しく速く、これは、下流のフロー・サイトメトリ・光チャンネル１７２内でのコア形成の向上に役立つであろう。例えば、フロー・サイトメトリの使用目的によっては、溶解した血液試料中の白血球を一列のコアに流体力学的に集束及び配列させるように、交差領域１７０を構成して、白血球が取外し可能なカートリッジ１００における光学窓領域１７４を通過する際に、分析器が各白血球を個別に光学的に問い質すことができる。ある場合には、血球計算チャンネル１７２を通過する流体は、配管又はチャンネル１８６を経由して図３の機器内に設けられた廃棄物貯蔵容器５２に供給される。
【００７０】
[Para 98] 図５は、取外し可能なカートリッジに含めることができる例示のための多数の貯蔵容器の概略図である。例示のための例において、図４の取外し可能なカートリッジ１００等の取外し可能なカートリッジは、例えば、溶解試薬貯蔵容器６４、プッシャ流体貯蔵容器６５、染色剤貯蔵容器６６、シース流体貯蔵容器６８、及び廃棄物貯蔵容器５２を含むことができる。これらは一例にすぎず、より多くの、より少ない又は異なる貯蔵容器を取外し可能なカートリッジ上に又はその中に設け得ると考えられる。
【００７１】
[Para 99] 各貯蔵容器は、標準サイズとして、取外し可能なカートリッジの望ましい操作を支援する適当量の流体及び／又は試薬を含むことができる。同様に、またある例では、染色剤貯蔵容器６６等の貯蔵容器は、白血球の鑑別を支援する白血球チャンネルに、染色剤を添加することが望ましいであろう。貯蔵容器に貯蔵される試薬及び／又は流体は、用途に応じて、最初液状又は凍結乾燥された形態であってもよいと考えられる。
【００７２】
[Para 100] 図６は、取外し可能なカートリッジを用いて、血液試料を分析する説明方法を示す概略フロー図である。説明方法において、ステップ２００でまず血液試料を入手する。次に、取外し可能なカートリッジにおける抗凝集剤被覆の毛細管２０２に血液試料を供給することができる。次いで、血液試料を白血球（ＷＢＣ）測定チャンネル２０６に供給することができる。
【００７３】
[Para 101] 図示のＷＢＣ測定チャンネル２０６において、全血液２３０の赤血球を符号２３２で示すようにまず溶解し、符号２３３で示すように染色又はマーク付けをし、次いで、流体力学的に集束して、取外し可能なカートリッジにおけるＷＢＣ血球計算チャンネル２３４に一列で供給することができる。細胞がＷＢＣ血球計算チャンネル２３４の分析領域を通りすぎる際に、垂直空洞面発光レーザー（vertical cavity surface emitting laser;ＶＣＳＥＬ）等の光源２３６により、個々の細胞に光を当てることができる。ある場合には、一連のＶＣＳＥＬ素子を設けることができ、ＷＢＣ血球計算チャンネル２３４の分析領域を通りすぎる際に、個々の細胞と一直線上に並ぶＶＣＳＥＬのみが作動する。ＶＣＳＥＬにより供給される入射光の一部が散乱され、検出器２３８が散乱光を検出する。他の種類の光源を使用してもよい。ある場合には、検出器２３８は、前角散乱光（ＦＡＬＳ）、小角散乱（ＳＡＬＳ）、及び大角散乱光（ＬＡＬＳ）を検出してもよい。検出器２３９は複数の細胞の一部から蛍光発光を検出することができる。ある場合には、また符号２４０で示すように、例えば、軸上の細胞容積、全ＷＢＣ数、ＷＢＣの５要素鑑別等の分析時に、多数のパラメータを測定してもよい。
【００７４】
[Para 102] 図７は、血液試料を分析する別の説明方法を示す概略フロー図である。この説明方法において、血液試料を入手して、ステップ３００で示すように血液試料貯蔵容器に供給することができる。次に、取外し可能なカートリッジにおける抗凝集剤被覆の毛細管３０２に血液試料を供給して、希釈することができる。血液試料を白血球（ＷＢＣ）測定チャンネル３４０に供給することができる。
【００７５】
[Para 103] 図示のＷＢＣ測定チャンネル３４０において、符号３４２で示すように、赤血球を溶解し、必要に応じて染料を注入することができる。次いで、細胞を流体力学的に集束し、取外し可能なカートリッジにおけるＷＢＣ血球計算チャンネル３４４に一列で供給することができる。細胞がＷＢＣ血球計算チャンネル３４４の分析領域を通りすぎる際に、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）等の光源３４６により、個々の細胞に光を当てることができる。ある場合には、一連のＶＣＳＥＬ素子を設けることができ、ＷＢＣ血球計算チャンネル３４４の分析領域を通りすぎる際に、個々の細胞と一直線上に並ぶＶＣＳＥＬのみが作動する。
【００７６】
[Para 104] 個々の細胞／粒子が集束された入射光線を通過する際に、光の一部は、遮断、散乱され、さもなければ妨害され、これらを検出器（図示せず）により検出することができる。２以上の光源がＷＢＣ血球計算チャンネル３４４に沿って異なる間隔のスポットに焦点を合わせると、各細胞の前縁及び／又は後縁を検出することができる。焦点を合わせた１つのスポットから次のスポットまでの距離を細胞が横断するに要する時間を測定することにより、流量を、ひいては細胞の速度を測定することができる。測定される細胞の速度と共に、符号３４８で示すような細胞のサイズ及び／又は細胞容積と、細胞が光線を遮断、散乱するかさもなければ妨害する時間の長さを相互に関連付けることができる。
【００７７】
[Para 105] ある場合には、光源３５０と関連する光学素子及び／又は偏光子とを設けてもよい。光源３４６，３５０を合体して、全ての測定を同時にかつ同じ細胞について行える１つの光源（所望の測定では１つの光線にさえも）としてもよい。光源３５０の関連する光学素子は、光を平行とし、符号３５４で示すように、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、ＬＡＬＳ散乱等の軸外散乱を測定することができる。上記と同様に、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、及びＬＡＬＳ散乱を利用して、例えば計測される白血球の数（ＮＷＢＣ）３５２の測定だけでなく、符号３５６で示すように、白血球の鑑別に役立てることができる。ある場合には、光源から供給される光を偏光させる１以上の偏光子を設け、検出器で検出される偏光の減衰及び／又は回転レベルを利用して、白血球の鑑別を実施するのに役立てることができるが、これは必ずしも全ての例で必要ではない。また、符号３５５で示すように、複数の細胞（例えば、染色、マーク付け又はタグ付けされた）の一部から蛍光発光を検出することができる。
【００７８】
[Para 106] 図８は白血球５要素鑑別の測定図面５００の概要である。まず最初に、散乱により３要素鑑別５０１を行うことができる。例えば３要素アプローチと共に、散乱により第四要素鑑別５０２を行うこともできる。そこで散乱による第四要素に対する回答が“ＹＥＳ”であれば、その時は第五要素ブロック５０３に進むことができる。ブロック５０３から、他の４要素に対する散乱測定と並行して、第五要素の測定が行われる矢線５０４に向う測定を行うことができる。第五要素の並行アプローチには、選択的染色、蛍光を伴うＣＤ４５、及び散乱を挙げることができる。代わりに、ブロック５０３からの測定は、他の４要素の散乱測定に続いて、第五要素の測定が行われる矢線５０５の方向に向かうことができる。かかる第五要素の測定には、選択的溶解又は蛍光を挙げることができる。
【００７９】
[Para 107] 第四要素が例えば３要素散乱と同様に散乱により行われるかどうか、とのブロック５０２の質問に対する回答が“ＮＯ”であれば、その時は、第四要素及び第五要素の鑑別がやがて行われることを示すブロック５０６への矢線に従うことができる。矢線５０７の方向に、３要素の散乱測定と並行して、第四要素及び第五要素に対する鑑別では、ニュートラル・レッド等の選択的染色を行う、及び／又は、適当な染色剤の使用を伴うことがある蛍光を生じさせることができる。他方、他の３要素の散乱測定に対して連続した方法で、矢線５０８の方向に第四要素及び第五要素の鑑別を行うことができる。連続した鑑別では、選択的溶解及び／又は蛍光を行うことができる。
【００８０】
[Para 108] 図９ａは、図４ａの機器構成４３０と同様の機器構成４４０における取外し可能なカード又はカートリッジの変形を示す。機器構成４４０は、光チャンネル４３８を流れる細胞の４要素鑑別を行うことができる。これは採取器４３２からの試料の選択的溶解を含む。この選択的溶解を行うために、選択的溶解試薬を急速溶解注入器４３４に供給できる選択的溶解試薬貯蔵容器４４２がある。流量制御機構４３３により、貯蔵容器４４２からの選択的溶解試薬の流量を制御することができる。血液の１つの試料について２連続作業を行うことができる。溶解を行う第一の作業により３要素鑑別をもたらすことができる。同じ試料について選択的溶解を行う第二の作業は、光チャンネル４３８を通って移動する血球の第四要素鑑別を行うことができる。
【００８１】
[Para 109] 図９ｂは、それぞれ図９ａ及び図４ａにおける機器構成４４０，４３０の実装に関連して、図４ｂと同様である。図９ｂにおける実装の更なる特徴に気付くであろう。即ち、選択的溶解試薬４１４をチャンネル４５１に供給することができ、チャンネル４５１が第一溶解試薬の交差領域１６０への輸送に用いられるチャンネル１５４に接続している。選択的溶解試薬４１４が領域１６０に流れるとき、チャンネル４５１上の弁４１３を制御することができる。流量センサ４１２は、選択的溶解試薬の流れをモニターして、流れを示す信号を流量制御機構に送ることができる。
【００８２】
[Para 110] 図９ｃは、流量センサ４１２が存在せず、選択的溶解試薬４１４を輸送するチャンネル４５１が、流量センサ１５８の上流の溶解試薬チャンバ・チューブ１５４に接続している以外には、図９ｂと同様である。流量センサ１５８は、溶解作業と、異なる又は間隔を空けた時間に行われるであろう選択的溶解作業とに利用することができる。
【００８３】
[Para 111] 図１０ａは、１つの試料について３連続作業で白血球の５要素鑑別を行うことができる、機器構成４５０の図表又は概略図である。溶解試薬貯蔵容器４３５から溶解を行う第一の作業では、光チャンネル４３８において血球の３要素鑑別をもたらすことができる。試薬貯蔵容器４４２から第一選択的溶解を行う第二の作業では、チャンネル４３８において血球の第四要素鑑別をもたらすことができる。別の選択的試薬貯蔵容器４４３から第二選択的溶解を行う第三の作業では、チャンネル４３８において血球の第五要素鑑別をもたらすことができる。
【００８４】
[Para 112] 図１０ｂは、それぞれ図１０ａ及び図９ａにおける機器構成４５０，４４０の実装に関連して、図９ｂと同様である。図１０ｂにおける更なる特徴は、チャンネル１５４を介して溶解試薬を交差領域１６０に輸送する、チャンネル４５２に供給される第二選択的溶解試薬４０６にある。第二選択的溶解試薬４０６が領域１６０に流れるとき、チャンネル４５２上の弁４０７を制御することができる。流量センサ４１１は、チャンネル４５２を通る第二選択的溶解試薬の流れをモニターして、流れを示す信号を流量制御機構に送ることができる。
【００８５】
[Para 113] 図１０ｃは、流量センサ４１２，４１１が存在せず、第一選択的溶解試薬４１４及び第二選択的溶解試薬４０６をそれぞれ輸送するチューブ又はチャンネル４５１，４５２が、流量センサ１５８から下流の溶解試薬チャンネル１５４に接続している以外には、図１０ｂと同様である。流量センサ１５８は、異なる時間に行われることがある溶解作業、第一選択的溶解作業、及び第二選択的溶解作業に利用することができる。
【００８６】
[Para 114] 図１１ａは、試料について１回の作業で血球の４要素鑑別を行うことができる、機器構成４６０の図表又は概略図である。急速溶解注入器４３４に供給され得る溶解試薬と混合する、染色／蛍光剤を収容する貯蔵容器４４４を設けてもよい。貯蔵容器４４４に上述の混合物があり、かつ貯蔵容器４３５が存在しない点を除くと、機器構成４６０は図４ａの機器構成４３０と同様である。３要素散乱と第四要素染色／蛍光測定とを並行して行うことができる。
【００８７】
[Para 115] 図１１ｂは図１１ａの機器構成４６０の実装を示す。図１１ｂは、溶解試薬に代えて、チャンネル１５４に溶解試薬及び染色剤を投入した混合物がある以外には、図４ｂと同様である。
【００８８】
[Para 116] 図１２ａは、１つの試料について２連続作業で白血球の５要素鑑別を行うことができる、機器構成４７０の図表又は概略図である。図１１ａに存在する溶解試薬と染色剤の混合物貯蔵容器４４４を保有することができる。選択的溶解試薬貯蔵容器４４２が追加されている（図９ａと同じように）。両方の貯蔵容器４４２，４４４は、同じ作業では必ずしも必要でないが、各々のチューブ又はチャンネルを経由して急速溶解注入器４３４に供給され得る、選択的溶解試薬、及び溶解試薬と染色剤の混合物を用意することができる。染色剤と溶解試薬の混合を行う第一の作業では、光チャンネル４３８における血球の散乱検出による３要素鑑別に加えて、蛍光／散乱検出による第四要素鑑別を行うことができる。試薬の選択的溶解を行う第二の作業では、細胞の第五要素鑑別を行うことができる。
【００８９】
[Para 117] 図１２ｂは図１２ａの機器構成４７０の実装を示す。図１２ｂは、弁１５６を介してチャンネル１５４に供給される溶解試薬と染色剤の混合物４０１がある点で、図１１ｂと同様であろう。また、混合物４０１の流れをモニターして、流量制御機構に信号を送る流量センサ１５８を備えていてもよい。また、図９ｂと同様の弁４１３を介してチャンネル４５１に供給される選択的溶解試薬４１４が存在しもよい。試薬４１４は、流量センサ４１２を通り、チャンネル４５１を経由してチャンネル１５４に進むことができる。センサ４１２は、試薬４１４の流れをモニターして流量制御機構に信号を送ることができる。
【００９０】
[Para 118] 図１２ｃは、選択的溶解試薬４１４をモニターする流量センサ４１２が取り外されている以外には、図１２ｂにおける実装と同様であろう。また、試薬を輸送するチャンネル４５１が、溶解試薬と染色剤の混合物４０１用流量センサ１５８から上流のチャンネル１５４に連結している。試薬４０１，４１４を異なる時間に別の作業として存在させることができるので、溶解試薬４０１と混合する染色剤及び選択的溶解試薬４１４の双方が同じ流量センサを利用することができる。
【００９１】
[Para 119] 図１３ａは、光チャンネル４３８において細胞の４要素鑑別を行うことができる、機器構成４８０の図表又は概略図である。この機器構成４８０は、急速溶解注入器４３４に出力する染色剤貯蔵容器４４５を機器構成４８０が更に備えている以外には、図４ａの機器構成４３０と同様であろう。また、貯蔵容器４４５は、注入器機構４３４への染色剤の流れを制御する流量制御機構４３３に接続している。機器構成４８０は、光チャンネル４３８において血球を３要素鑑別するために、貯蔵容器４３５からの溶解試薬による第一の作業を行うことができる。貯蔵容器４４５からの染色剤による血球の染色と光チャンネル４３８における細胞の蛍光／散乱の観測とを利用する第二の作業は、細胞の第四要素鑑別を行うことができる。
【００９２】
[Para 120] 図１３ｂは図１３ａの機器構成４８０の実装を示す。構造的展望から、カード１００のレイアウトは、選択的溶解試薬４１４に代えて染色剤４１７がチャンネル４５３を経由してチャンネル１５４に流入する以外には、図９ｂと同様のように見える。染色剤４１７は、弁４１６及び流量センサ４１５を介してチャンネル４５３に流入し、チューブ１５４及び交差領域１６０に向かうことができる。
【００９３】
[Para 121] 図１３ｃは、染色剤の流れをモニターする流量センサ４１５が存在せず、染色剤４１７を輸送するチャンネル４５３が流量センサ１５８の上流のチャンネル１５４に接続している以外には、図１３ｂと同様であろう。溶解試薬及び剤４１７を異なる時間に別の２回の作業で使用できるので、溶解試薬及び染色剤は同じ流量センサ１５８を利用することができる。
【００９４】
[Para 122] 図１４ａは、光チャンネル４３８において血球の４要素鑑別を行うことができる、機器構成４９０の図表又は概略図である。機器構成４９０は、染色剤貯蔵容器４４５の出力部が急速溶解注入器４３４の入力部に接続しておらず、むしろ、注入器機構４３４の出力部と流体力学集束チャンバ４３７の入力部の間のチャンネルに接続している以外には、機器構成４８０と同様であろう。
【００９５】
[Para 123] 図１４ｂは図１４ａの機器構成４９０の実装を示す。図１４ｂにおける実装は、交差領域１７０から少しだけ上流の位置でチャンネル４５４がチャンネル１６２に接続している以外には、図４ｂにおける実装と同様であろう。このチャンネル４５４は、染色剤貯蔵容器に接続し、弁４０３及び流量センサ４０２を介して染色剤４０４をチャンネル１６２に輸送することができる。センサ４０２は、剤４０４の流量に関する信号を流量制御機構に送ることができる。
【００９６】
[Para 124] 図１５ａ及び図１５ｂは、本明細書で説明したものと同様の機器構成を利用して、血球の４要素鑑別のデータ及びプロットを示している。
【００９７】
[Para 125] 図４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂ，９ｃ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，及び１４ｂの機器構成は、血球の複数要素の鑑別に用いられる各種アプローチの代表的なものであることが、留意されるであろう。本明細書に開示された機器構成の様々な置換を組み入れた他の機器構成や、他の配置を血球の複数要素の鑑別に用いることができる。
【００９８】
[Para 126] 本明細書では、一部の事柄がたとえ別の態様又は時制（manner or tense）で述べられていても、これは仮説上又は予言的性質の場合がある。[Para 127]少なくとも１つの例示のための例について本発明を説明したが、当業者ならば本明細書を読むと数多くの変更や修正が明らかになるであろう。従って、かかる変更及び修正の全てを包含する先行技術を考慮に入れて、添付の特許請求の範囲をできるだけ広く解釈することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】例示のための試料分析器及びカートリッジの斜視図。
【図２】図１の例示のための試料分析器及びカートリッジの概略図。
【図３】図２の試料分析器及びカートリッジの流量制御を示すより詳細な概略図。
【図４ａ】様々な分析回路を有する例示のためのカートリッジの図表。
【図４ｂ】図４ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図５】カートリッジに含めることができる例示のための多くの貯蔵容器の概略図。
【図６】血液試料を分析する例示のための方法を示す概略フロー図。
【図７】血液試料を分析する別の例示のための方法を示す概略フロー図。
【図８】複数要素の測定手法のための各種構成要素の概略図。
【図９ａ】様々な分析回路を有する例示のためのカートリッジの図表。
【図９ｂ】図９ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図９ｃ】図９ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１０ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１０ｂ】図１０ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１０ｃ】図１０ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１１ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１１ｂ】図１１ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１２ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１２ｂ】図１２ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１２ｃ】図１２ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１３ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１３ｂ】図１３ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１３ｃ】図１３ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１４ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１４ｂ】図１４ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１５ａ】図１５ａは、血球の４要素鑑別のデータ及びプロットである。
【図１５ｂ】図１５ｂは、血球の４要素鑑別のデータ及びプロットである。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本特許出願は、２００４年５月１４日に出願された仮特許出願第６０／５７１,２３５号の利益を主張する、２００５年５月１２日に出願された米国特許出願第１０／９０８,４６０号の一部継続出願である。また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願であり、更に、後者の一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２４号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５９７,４３８号として特許付与されている。
【０００２】
また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の上記米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００４年１１月３日出願の米国特許出願第１０／９８０,６８５号の一部継続出願であり、後者の一部継続出願は、２００２年６月１９日出願の米国特許出願第１０／１７４,８５１号の分割出願であって、現在、米国特許第６,８３７,４７６号として特許付与されている。また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の上記米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２００３年１月１０日出願の米国特許出願第１０／３４０,２３１号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,８８９,５６７号として特許付与されており、後者の一部継続出願は、２０００年６月２日出願の米国特許出願第０９／５８６,０９３号の分割出願であって、現在、米国特許第６,５６８,２８６号として特許付与されている。
【０００３】
また、本特許出願は、２００４年９月２７日出願の米国特許出願第１０／９５０,８９８号の一部継続出願である。また、本特許出願は、２００４年９月９日出願の米国特許出願第１０／９３８,２６５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願である。
【０００４】
[Para 7] また、本特許出願は、２００４年９月９日出願の上記米国特許出願第１０／９３８,２６５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２００２年８月２１日出願の米国特許出願第１０／２２５,３２５号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,９７０,２４５号として特許付与されている。 [Para 8] また、本特許出願は、２００５年４月１１日出願の米国特許出願第１０／９３２,６６２号の一部継続出願である。
【０００５】
[Para 9] また、本特許出願は、２００４年７月２７日出願の米国特許出願第１０／８９９,６０７号の一部継続出願である。 [Para 10] また、本特許出願は、２００４年９月９日出願の上記米国特許出願第１０／９３８,２４５号の一部継続出願である。この一部継続出願は２００４年４月１４日出願の米国特許出願第１０／８２４,８５９号の継続出願であり、この継続出願は、上述のように、２００２年８月２１日出願の上記米国特許出願第１０／２２５,３２５号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,９７０,２４５号として特許付与されている。後者の一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２７号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５４９,２７５号として特許付与されている。
【０００６】
[Para 11] また、本特許出願は、２００４年１月１６日出願の米国特許出願第１０／７５９,８７５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２００１年６月２９日出願の米国特許出願第０９／８９６,２３０号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,７００,１３０号として特許付与されている。 [Para 12] また、本特許出願は、２００４年１月１６日出願の上記米国特許出願第１０／７５９,８７５号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願である。
【０００７】
[Para 13] また、本特許出願は、２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願であり、この一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２４号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５９７,４３８号として特許付与されている。 [Para 14] また、本特許出願は、２００５年４月２５日出願の前記米国特許出願第１０／９０８,０１４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００４年９月２８日出願の米国特許出願第１０／９５３,１９７号の一部継続出願である。
【０００８】
[Para 15] また、本特許出願は、２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７,１３４号の一部継続出願であり、この一部継続出願は２００２年１１月２６日出願の前記米国特許出願第１０／３０４,７７３号の一部継続出願であり、上述のように、後者の一部継続出願は、２０００年８月２日出願の米国特許出願第０９／６３０,９２４号の一部継続出願であって、現在、米国特許第６,５９７,４３８号として特許付与されている。 [Para 16] また、本特許出願は、２００５年１２月２７日出願の米国特許出願第１１／３０６,４０２号の一部継続出願である。
【０００９】
[Para 17] ２００４年５月１４日出願の前記仮特許出願第６０／５７１,２３５号は、参照することにより本明細書に援用される。２０００年６月２日の出願であって、米国特許第６,５６８,２８６号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／５８６,０９３号は、参照することにより本明細書に援用される。２０００年８月２日の出願であって、米国特許第６,５９７,４３８号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／６３０,９２４号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１０】
２０００年８月２日の出願であって、米国特許第６,５４９,２７５号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／６３０,９２７号は、参照することにより本明細書に援用される。２００１年６月２９日の出願であって、米国特許第６,７００,１３０号として現在特許付与されている米国特許出願第０９／８９６,２３０号は、参照することにより本明細書に援用される。２００２年６月１９日の出願であって、米国特許第６,８３７,４７６号として現在特許付与されている米国特許出願第１０／１７４,８５１号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１１】
２００２年８月２１日の出願であって、米国特許第６,９７０,２４５号として現在特許付与されている米国特許出願第１０／２２５,３２５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００２年１１月２６日出願の米国特許出願第１０／３０４,７７３号は、参照することにより本明細書に援用される。２００３年１月１０日の出願であって、米国特許第６,８８９,５６７号として現在特許付与されている米国特許出願第１０／３４０,２３１号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１２】
２００４年１月１６日出願の米国特許出願第１０／７５９,８７５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年４月１４日出願の米国特許出願第１０／８２４,８５９号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年７月２７日出願の米国特許出願第１０／８９９,６０７号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１３】
２００５年４月２５日出願の米国特許出願第１０／９０８,０１４号は、参照することにより本明細書に援用される。２００５年５月１２日出願の米国特許出願第１０／９０８,４６０号は、参照することにより本明細書に援用される。２００５年４月１１日出願の米国特許出願第１０／９３２,６６２号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１４】
２００４年９月９日出願の米国特許出願第１０／９３８,２４５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年９月９日出願の米国特許出願第１０／９３８,２６５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年９月２７日出願の米国特許出願第１０／９５０,８９８号は、参照することにより本明細書に援用される。
【００１５】
２００４年９月２８日出願の米国特許出願第１０／９５３,１９７号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年１１月３日出願の米国特許出願第１０／９８０,６８５号は、参照することにより本明細書に援用される。２００４年１２月３０日出願の米国特許出願第１１／０２７,１３４号は、参照することにより本明細書に援用される。２００５年１２月２７日出願の米国特許出願第１１／３０６,４０２号は、参照することにより本明細書に援用される。
【技術分野】
【００１６】
[Para 18] 本発明は、概ね血球計算に、特に携帯用血球計算に関する。より詳細には、本発明は血液分析に関する。
【背景技術】
【００１７】
[Para 19] 本発明は、“メソバルブ(mesovalve) 変調器”の発明の名称でカブス(Cabuz) らにより２００５年１月２８日に出願され、参照により本明細書に援用される米国特許出願第１０／９０５,９９５号に関連する。また、本発明は、“メディア分離静電駆動弁（Media Isolated Electrostatically Actuated Valve）”の発明の名称でカブスらにより２００４年１２月２１日に出願され、参照により本明細書に援用される米国特許出願第１１／０１８,７９９号に関連する。これらの特許出願は、本発明を所有する同一事業体により所有されている。
【００１８】
[Para 20] 本発明は、また、２００２年５月７日にカブスらに交付され発明の名称が“フロー・サイトメトリー用流体駆動システム”の米国特許第６,３８２,２２８号；２００４年５月４日にカブスらに交付され発明の名称が“弾性的復元力を有する静電駆動ポンプ”の米国特許第６,７２９,８５６号；２００１年７月３日にカブスらに交付され発明の名称が“微視的力及び微小変位を有するポリマー・マイクロアクチュエータ・アレイ（Polymer Microactuator Array with Microscopic Force and Displacement）”の米国特許第６,２５５,７５８号；２００１年６月５日にオーンスタイン(Ohnstein)らに交付され発明の名称が“圧力比例又は流量制御用アドレス可能弁の配列（Addressable Valve Arrays for Proportional Pressure or Flow Control）”の米国特許第６,２４０,９４４号；２００１年１月３０日にハーブ(Herb)らに交付され発明の名称が“二重ダイアフラム、単一チャンバ・メソポンプ”の米国特許第６,１７９,５８６号；及び、１９９８年１１月１７日にカブスに交付され発明の名称が“複数の基本セルを有する静電駆動メソポンプ”の米国特許第５,８３６,７５０号に関連し、これらは全て参照により本明細書に援用される。これらの特許は、本発明を所有する同一事業体により所有されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
[Para 21] 本発明は、白血球の複数要素鑑別（multipart differentiation）を遂行する流体分析カードを含む。[Para 48] 本発明は、概ね試料分析器に関し、より詳細には、診療所、家庭、又は他のどこかの現場等で、患者のケアに際して使用される取外し可能な又は使い捨てのカートリッジ（cartridge）を備えた試料分析器に関する。必要とされる試薬又は流体の全てを備えた取外し可能な又は使い捨てのカートリッジを用意することによって、殆ど又は全く専門的な訓練を受けることなく、実験室環境の外部で試料分析器を確実に使用することができる。これは、例えば、試料分析法の能率化に役立ち、医療又は他の要員のコストや負担を軽減し、比較的頻繁に血液モニタリング／分析を必要とする者など、多くの患者に試料分析の利便性を向上させ得る。
【００２０】
[Para 49] 粒子−懸濁液試料中で素早く効率的な粒子の識別を可能にする方法が、フロー・サイトメトリ（flow cytometry:流れ血球計算）である。この方法では、試料中の個々の粒子に１以上の集束光線が当てられる流路を通って、粒子の懸濁液、典型的には血液試料中の細胞が輸送される。光線と流路を通って流れる個々の粒子との相互作用が、１以上の光検出器により検出される。通常、検出器は、特定の光線又は発光波長で光吸収又は蛍光発光を、又は特定の散乱角度で光散乱を測定するように設計される。
【００２１】
このようにして、吸収、蛍光、光散乱、又は他の光学的もしくは電気的特性に関連する１以上の特徴について、流路を通過する各粒子を特徴付けることができる。検出器により測定される特性によって、中心線が光強度又は検出器により測定される他の特性を表す特徴空間に、各粒子がマッピングされることを可能にする。理想的には、試料中の異なる粒子を特徴空間の異なった非重複要素にマッピングさせ、特徴空間におけるそのマッピングに基づいて各粒子の分析を可能にする。このような分析としては、粒子の計数、同定、定量化（１以上の物理特性について）又は仕分け等を挙げることができる。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
[Para 50] 例示のための一例において、採取された全血液試料等の採取された試料を受け入れる、取外し可能なカートリッジを備えた試料分析器を設けることができ、取外し可能なカートリッジを取り付けて分析器を作動させると、分析器及びカートリッジは試料を自動的に処理し、分析器はユーザに十分な情報を提供して臨床決定を行う。ある例では、分析器は、ユーザが更なる計算又は解釈を必要としないように、定量的結果（例えば、予め定められた範囲内及び／又は範囲外で）を表示又は印刷する。
【００２３】
[Para 51] 例えば血液試料中の白血球の数及び／又はタイプを測定するために、試料分析器を用いることができる。例示のための一例において、分析器はハウジング及び取外し可能な流体カートリッジを含み、ハウジングは取外し可能な流体カートリッジを収容するように構成される。ある場合には、取外し可能な流体カートリッジは使い捨てカートリッジである。例示のための一例において、取外し可能な流体カートリッジは、１以上の試薬（例えば、溶解試薬、染色剤、希釈剤等）、１以上の分析チャンネル、１以上の流量センサ、１以上の弁、又は試料を処理して（例えば、溶解、染色、混合する等）、処理された試料をカートリッジ上の適当な分析チャンネルに送達するように構成された流体回路を含むことができる。カードを支援するために、ハウジングは、例えば、圧力源、１以上の光源、１以上の光検出器、プロセッサ、及び電源を含むことができる。圧力源は、取外し可能な流体カートリッジのポートに適切な圧力を供給して、必要に応じて流体回路を通る流体を駆動することができる。分析器の１以上の光源は、取外し可能なカートリッジの少なくとも選択された分析チャンネルで調製された試料を問い質すために使用することができる。
【００２４】
分析器の１以上の光検出器は、透過し、試料により吸収又は散乱される光を検出することができる。プロセッサは、光源及び検出器の少なくとも一部に接続して、試料の１以上のパラメータを決定することができる。ある例では、取外し可能な流体カートリッジ上の１以上の分析チャンネルは、１以上のフロー・サイトメトリ・チャンネルを含むことができる。[Para 52] 例示のためのある例において、全血液試料を取外し可能な流体カートリッジに用意することができ、取外し可能なカートリッジは血液分析を実施するように構成することができる。
【００２５】
[Para 53] 白血球を計数し分類するために、全血液試料の少なくとも一部を取外し可能なカートリッジの白血球測定チャンネルに供給することができる。白血球測定チャンネルに供給された血液試料は例えば必要に応じて希釈されてもよく、また、赤血球を急いで溶解してもよく、得られる試料をコア形成のために流体力学的に集束して、最終的に第二血球計算チャンネルに供給してもよい。また、対応する光源及び検出器により流体流中の細胞を光学的に問い質すことができるように、血球計算チャンネルを取外し可能なカートリッジの透明な流体流窓に沿って又はその下に位置させることができる。ある場合には、流量センサを取外し可能なカートリッジ上に設けて、第二血球計算チャンネルを通る流量（flow rate）の測定を行うことができる。
【００２６】
[Para 54] ある場合には、白血球測定チャンネルで測定されるパラメータの例として、例えば、２要素（tow part）、３要素、４要素又は５要素白血球の鑑別（differentiation）、全白血球の数、又は軸上の白血球の容積（on-axis white blood cell volume）を挙げることができる。白血球の鑑別については、白血球の第一、第二、第三、第四及び第五要素、そのタイプ又は種類は、それぞれ、リンパ球、単球、好中球、好酸球、及び好塩基球を引き合いに出すことができる。白血球は、また、一部が、リンパ球、単球、及び顆粒球（ＬＭＧ）の３グループに分類されてもよい。顆粒球としては、好中球、好酸球、及び好塩基球を挙げることができる。
【００２７】
[Para 55] また、望ましい用途に応じて、５つの他のパラメータを測定又は計算することができる。ある場合には、細胞の鑑別にある場合に役立つ血球計算チャンネルに試料を供給する前に、染色及び／又は蛍光タグを試料に付加してもよい。
【００２８】
[Para 56] フロー・サイトメトリにおいて幾つかの一般的なタイプの光散乱測定を行うことができる。通常前方散乱又は小角散乱と称される、小さな角度（入射光線に対して約１〜２５°）でなされる光強度の測定は、細胞の大きさに関する情報を提供する。また、膜が損傷した細胞を例えば区別できるため、前方散乱は細胞と細胞外培地との屈折率の差に強く依存する。通常直角又は大角散乱と称される、入射光から約６５°〜１１５°の角度でなされる光強度の測定は、粒子構造の大きさ及び度合いに関する情報を提供することができる。
【００２９】
[Para 57] 異なる角度での又は吸収もしくは蛍光測定と組み合わせた同時光散乱測定を、フロー・サイトメトリ法で用いることができる。例えば、光散乱と組み合わせた光の吸収をフロー・サイトメトリで用いて、様々な種類の白血球を区別することができる。この方法は時々細胞の染色を利用する。
【００３０】
[Para 58] 典型的には、かかる粒子の弁別法は、本明細書でまとめて試料分析器と呼ぶ１以上の機器を用いて、少なくとも部分的に実施される。多くの試料分析器は、訓練された要員が実験室環境で用いるかなり大きなデバイスである。多くの試料分析器を用いるには、調製した試料を試料分析器に供する前に、試料を望ましい濃度に希釈、適当な試薬の添加、望ましい分離を行う試料の遠心分離などにより、採取した試料を最初に処理しなければならない。正確な結果を得るために、かかる試料の処理は典型的には訓練された要員により行われなければならず、試料分析の実施に要するコスト及び時間を増大させる可能性がある。
【００３１】
[Para 59] 多くの試料分析器は、また、例えば更なる情報の入力又は試料の更なる処理を要する分析時に、オペレータの介入を必要とする。これは、望ましい試料分析の実施に要するコスト及び時間を更に増大させる可能性がある。また、多くの試料分析器は単に出力として粗い分析データを提供するだけで、適切な臨床決定を行うためには、更なる計算及び／又は介入がしばしば訓練された要員により行われなければならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
[Para 60] 図１は例示のための試料分析器とカートリッジの斜視図である。例示のための試料分析器は、全般的に符号１０で示され、ハウジング１２と取外し可能な又は使い捨てのカートリッジ１４とを含む。図示のハウジング１２は、ベース１６、カバー１８、及びベース１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含むが、ヒンジは必ずしも必要でない。図示の例では、ベース１６は、関連する光学素子、及び試料分析器の作動に必要な電子機器と共に、第一光源２２ａ、第二光源２２ｂ、及び第三光源２２ｃを含む。光源の各々は、用途に応じて、単一の光源でも又は複数の光源であってもよい。ある場合には、ハウジング全体の寸法は、１立方フィート(ft３)（２.８３２×１０４cm３）以下、１／２立方フィート以下、１／４立方フィート以下又は必要に応じてこれ以下であってもよい。同様に、ハウジング全体の重量は、１０ポンド(lb)（４.５３６×１０３ｇ）以下、５ポンド以下、１ポンド以下又は必要に応じてこれ以下であってもよい。
【００３３】
[Para 61] 図示のカバー１８は、圧力源（例えば、マイクロ制御弁を有する圧力チャンバ）、第一光検出器２４ａ、第二光検出器２４ｂ、及び第三光検出器２４ｃを含み、各々は関連する光学素子及び電子機器を有する。光検出器の各々は、また、用途に応じて、単一の光検出器でも又は複数の光検出器であってもよい。また、必要ならば用途に応じて、偏光子及び／又はフィルタを備えていてもよい。
【００３４】
[Para 62] 図示の取外し可能なカートリッジ１４は、図示の例ではランセット３２を含む試料採取器ポートを介して、試料流体を受け入れるように構成されている。ランセット３２は、ある例では、引込み式でも及び／又はバネ付勢されていてもよい。取外し可能なカートリッジ１４の非使用時には、試料採取器ポート及び／又はランセット３２を保護するためにキャップ３８を用いることができる。
【００３５】
[Para 63] 図示の例において、取外し可能なカートリッジ１４は、全血液試料について血液分析を行う。ランセット（lancet:ひらき針）３２はユーザの指を突き刺すように用いられ、毛細管作用により、取外し可能なカートリッジ１４中の抗凝固剤が被覆された毛細管に、吸い込まれ得る血液試料を生成することができる。取外し可能なカートリッジ１４はマイクロニクス・テクノロジーズ社から入手可能な流体回路と同様に構成されることができ、その一部はチャンネルを食刻した積層構造体を用いて組み立てられる。しかし、射出成形によるなどあらゆる好適な方法で又は必要に応じて他のあらゆる好適な製造プロセスもしくは方法で、取外し可能なカートリッジ１４を構成できると考えられる。
【００３６】
[Para 64] 使用時及び血液試料が取外し可能なカートリッジ１４に吸い込まれた後に、カバー１８が開放位置にある時、取外し可能なカートリッジ１４をハウジングに挿入することができる。ある場合には、取外し可能なカートリッジ１４は、ベース１６のレジストレーション（registration）・ピン２８ａ，２８ｂを受け入れる穴２６ａ，２６ｂを含むことができ、これは機器の異なる部品間の位置合わせ及び連結を与えるのに役立つであろう。取外し可能なカートリッジ１４は、また、第一、第二、及び第三光源２２ａ，２２ｂ，２２ｃ並びに第一、第二、及び第三光検出器２４ａ，２４ｂ，２４ｃに、それぞれ整列する第一透明流体流窓３０ａ、第二透明流体流窓３０ｂ、及び第三透明窓３０ｃを含むことができる。
【００３７】
[Para 65] カバーが閉位置に移動し、システムが加圧されると、カバー１８は、圧力供給ポート３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを介して、それぞれ図示の取外し可能なカートリッジ１４中の圧力受入れポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄに制御された圧力を供給することができる。用途に応じて、多少の過不足はあるが大凡の圧力供給及び圧力受入れポートを使用できると考えられる。あるいは、又は更に、静電駆動メソポンプ等の１以上のマイクロポンプを取外し可能なカートリッジ１４上又はその中に設け、必要な圧力を提供して、取外し可能なカートリッジ１４上の流体回路を作動できると考えられる。説明に役立つ幾つかの静電駆動メソポンプが、例えば、米国特許第５,８３６,７５０号明細書、同第６,１０６,２４５号明細書、同第６,１７９,５８６号明細書、同第６,７２９,８５６号明細書、及び同第６,７６７,１９０号明細書に記載されている。これら全ては、本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に援用される。
【００３８】
[Para 66] 加圧されると、例示のための機器は採取された血液試料について血液分析を行うことができる。ある場合には、血液分析として白血球の数（ＷＢＣ）を挙げることができる。
【００３９】
[Para 67] 白血球を計数し分類するために、全血液試料を取外し可能なカートリッジ１４の白血球測定チャンネルに供給することができる。その際、血液試料は、必要ならば希釈されてもよく、赤血球を急いで溶解してもよく、得られる試料をコア形成のために流体力学的に集束して、最終的に第二血球計算チャンネルに供給してもよい。第二光源２２ｂ及び第二光検出器２４ｂにより流体流中の細胞を光学的に問い質すことができるように、血球計算チャンネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第二透明流体流窓３０ｂに沿って位置することができる。流量センサを取外し可能なカートリッジ１４上に設けて、血球計算チャンネルを通る流量の測定を行うことができる。ある場合には、測定される白血球パラメータとして、例えば、３要素又は５要素白血球鑑別、全白血球の数、及び／又は軸上の白血球の容積を挙げることができる。また、用途に応じて、他のパラメータを測定又は計算することができる。
【００４０】
[Para 68] 図１には例示のための１つの試料分析器とカートリッジ組立部品を示しているけれども、他の試料分析器の機器構成を使用できると考えられる。例えば、試料分析器１０と取外し可能なカートリッジは、シュヴィヒテンベルク（Schwichtenberg）らの米国特許出願第２００４／０２１１０７７号に記載のものと同様であってもよく、この特許出願は参照により本明細書に援用される。
【００４１】
[Para 69] ある場合には、診療所、家庭、又は他のどこかの現場等で、患者のケアに際して使用されるように試料分析器１０を構成してもよい。殆ど又は全く専門的な訓練を受けることなく、実験室環境の外部で確実に使用できる試料分析器１０を提供する能力は、試料分析法の能率化に役立ち、医療要員にかかるコストや負担を軽減し、比較的頻繁に血液モニタリング／分析を要する者など、多くの患者に試料分析の利便性を向上させるであろう。
【００４２】
[Para 70] 作動中に、試料分析器１０は採取された全血液試料等の採取された試料を受け入れることができ、分析器を作動させると、試料分析器１０は試料を自動的に処理し、ユーザに情報を提供して臨床決定を行うことができる。ある例では、試料分析器１０は、ユーザが更なる計算又は解釈を必要としないように、定量的結果（例えば、予め定められた範囲内及び／又は範囲外で）を表示又は印刷することができる。
【００４３】
[Para 71] 図２は、図１の例示のための試料分析器及びカートリッジの概略図である。先に詳述したように、また図示の例では、ベース１６は、多数の光源２２と、関連する光学素子と、分析器の作動に必要な制御及び処理を行う電子機器４０とを含むことができる。ベース１６は、また、バッテリ４２、変圧器又は他の電源を含むことができる。圧力源／流量制御ブロック４４と関連する光学素子を備えた多数の光検出器２４とを有するカバー１８が図示されている。
【００４４】
[Para 72] 取外し可能なカートリッジ１４は、試料採取器ポート又はランセット３２を介して試料流体を受け入れることができる。圧力源／流量制御ブロック４４により加圧されると、取外し可能なカートリッジ１４は、受け入れた血液試料について血液分析を行うことができる。ある例では、また前述のように、取外し可能なカートリッジ１４は、多数の試薬４９と、試薬を血液試料と混合する流体回路とを含み、分析用血液試料を調製することができる。また、取外し可能なカートリッジ１４は、流体回路の作動を適切に制御及び／又は確認するのに役立つ、多数の流量センサを含むことができる。
【００４５】
[Para 73] ある場合には、血液試料は、調製され（例えば、溶解、染色、希釈、及び／又は他の方法で処理され）、その後、血球計算チャンネル５０等の機器内に設けられた１以上の血球計算チャンネル内で、コア形成のために流体力学的に集束される。図示の例では、血球計算チャンネル５０は、取外し可能なカートリッジ１４中の第一透明流体流窓３０ａ等の透明な流体流窓を通り越えることができる。ベース１６における一連の光源２２及び関連する光学素子は、流体流窓３０ａを介してコアの流れを透過する光を与えることができる。一連の光検出器２４及び関連する光学素子は、コアから、また流体流窓３０ａを介して、散乱した及び散乱しない光を受け入れることができる。制御装置又はプロセッサ４０は、一連の検出器２４から出力信号を受信することができ、コアの流れに存在する特定細胞を鑑別及び／又は計算することができる。
【００４６】
[Para 74] 取外し可能なカートリッジ１４は、カートリッジ１４上の少なくとも一部の流体の速度を制御するのに役立つ、流体制御ブロック４８を含むことができると考えられる。図示の例では、流体制御ブロック４８は、各種流体の速度を検知する流量センサを含み、制御装置又はプロセッサ４０に速度を伝えることができる。制御装置又はプロセッサ４０は、その際、圧力源／流量制御ブロック４４に提供される１以上の制御信号を制御して、望ましい圧力を、ひいては、分析器の適切な作動にとって望ましい流速を実現することができる。
【００４７】
[Para 75] 血液及び他のバイオ廃棄物は病気を蔓延させることがあるので、取外し可能なカートリッジ１４は、図示の血球計算チャンネル５０の下流に廃棄物貯蔵容器５２を備えることができる。廃棄物貯蔵容器５２は、取外し可能なカートリッジ１４を流れる流体を受け入れ及び貯蔵することができる。検査が完了すると、取外し可能なカートリッジ１４を分析器から取り外して、好ましくはバイオ廃棄物に適合する容器に廃棄することができる。
【００４８】
[Para 76] 図３は、図２における試料分析器とカートリッジの流量制御を示すより詳細な概略図である。図示の例において、カバー１８における圧力源／流量制御装置４４は、試料プッシュ(Ｐ)圧力３６ａ、溶解(Ｌ)圧力３６ｂ、染色(ＳＴ)圧力３６ｃ、及びシース(ＳＨ：sheath)圧力３６ｄを含む制御された４つの圧力を供給する。これらは一例にすぎず、用途に応じて、より多くの、より少ない又は異なる圧力（例えば、希釈剤貯蔵容器への希釈圧力）を圧力源／流量制御装置４４により供給できると考えられる。また、カバー１８は圧力源／流量制御装置４４を含まなくてもよいと考えられる。代わりに、取外し可能なカートリッジ１４は、圧縮空気貯蔵容器等の機器内に設けられた圧力源、前述のような静電駆動メソポンプ等の１以上のマイクロポンプ、又は必要に応じて他のあらゆる好適な圧力源を含んでいてもよい。光源及び検出器の配列は図３に示されていない。
【００４９】
[Para 77] 図示の例において、圧力源３６ａは押込み流体６５を経由して血液試料貯蔵容器６２に圧力を供給し、圧力源３６ｂは溶解貯蔵容器６４に圧力を供給し、圧力源３６ｃは染色剤貯蔵容器６６に圧力を供給し、圧力源３６ｄはシース貯蔵容器６８に圧力を供給する。
【００５０】
[Para 78] 例示のための一例において、各圧力源は、入力圧力を受け入れる第一圧力チャンバと、制御された圧力を取外し可能なカートリッジに供給する第二圧力チャンバとを含むことができる。第一圧力チャンバと第二圧力チャンバの間に第一弁を設けて、第一圧力チャンバの圧力を第二圧力チャンバに制御可能に放出することができる。第二圧力チャンバに流体接続する第二弁は、第二圧力チャンバの圧力を大気に制御可能に放出することができる。これにより、圧力源／流量制御装置４４が取外し可能なカートリッジ１４上の各圧力受入れポートに制御された圧力を供給できるようになる。各弁は、例えば、同時係属中の“圧力比例又は流量制御用アドレス可能弁の配列”なる発明の名称の米国特許出願第０９／４０４,５６０号に記載のように、個別にアドレス可能かつ制御可能な一連の静電駆動マイクロ弁であってもよい。なお、上記特許出願は参照により本明細書に援用される。あるいは、各弁は制御可能なデューティ・サイクルでパルス変調された一連の静電駆動マイクロ弁であってもよく、制御された“有効”流量又は漏出量を得ることができる。また、必要ならばその他の弁も使用できる。
【００５１】
[Para 79] 図示の取外し可能なカートリッジ１４は４つの圧力受入れポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄを含み、各々は圧力源／流量制御装置４４から対応する制御された圧力を受け入れる。図示の例において、圧力受入れポート３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄは、それぞれ制御された圧力を血液貯蔵容器６２、溶解貯蔵容器６４、染色剤貯蔵容器６６、及びシース貯蔵容器６８に導くことができる。血液貯蔵容器６２は試料採取器ポート又はランセット３２を介して現場で充填され得るが、溶解貯蔵容器６４、染色剤貯蔵容器６６、及びシース貯蔵容器６８は、取外し可能なカートリッジ１４が使用のために出荷される前に充填され得る。
【００５２】
[Para 80] 図示のように、流量センサを各々の又は選択された流体と直列状に設けることができる。各流量センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄは、対応する流体の速度を測定することができる。流量センサ８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄは、好ましくは熱流速計型流量センサであり、より好ましくはブリッジ型マイクロ流量センサである。マイクロブリッジ流量センサについては、例えば、米国特許第４,４７８,０７６号明細書、同第４,４７８,０７７号明細書、同第４,５０１,１４４号明細書、同第４,６５１,５６４号明細書、同第４,６８３,１５９号明細書、及び同第５,０５０,４２９号明細書に記載されており、これら全ては参照により本明細書に援用される。各流量センサ８０ａ〜８０ｄからの出力信号を制御装置又はプロセッサ４０に提供することができる。制御装置又はプロセッサ４０は、図示の通り、制御信号を圧力源／制御装置４４に提供することができる。例えば、血液試料に供給される圧力を制御するために、制御装置又はプロセッサ４０は、血液試料の速度が第一の所定値以下に降下すると、圧力源／制御装置４４における第一圧力チャンバと第二圧力チャンバの間の第一弁を開成して、第一圧力チャンバの圧力を第二圧力チャンバに制御可能に放出することができる。同様に、制御装置又はプロセッサ４０は、血液試料の速度が第二の所定値以上に上昇すると、第二圧力チャンバの圧力を放出する第二弁を開成することができる。制御装置又はプロセッサ４０は、同様にして、溶解試薬や、染色剤及びシース流体の速度を制御することができる。
【００５３】
[Para 81] ある場合には、制御装置又はプロセッサ４０は、流路を通過する１以上の流量の変化を検出することができる。流量の変化は、例えば、流路内の１以上の気泡、例えば血液試料の凝集によって引き起こされる流路の閉塞又は要素的な閉塞、流路内の好ましからざる物質又は異物、及び／又は、流路の望ましくないその他の特性に対応するであろう。制御装置又はプロセッサ４０は、流量からのかかる特性を検出するようにプログラム化されてもよく、ある場合には、警告を発したり、及び／又は、試料分析器の作動を停止してもよい。
【００５４】
[Para 82] 熱流速計型流量センサは、典型的には、電圧を印加すると、流体中に熱パルスを発生させる加熱器要素を含み、更に、１以上の熱パルスを検出するように、加熱器要素の上流及び／又は下流に位置する１以上の熱センサを含む。流路を通る流体の速度は、熱パルスが加熱器要素から間隔を空けた１以上の熱センサへの移動に要する時間に関係するであろう。
【００５５】
[Para 83] ある場合には、流体の熱伝導率及び／又は比熱の検出に熱流速計型流量センサを使用することができる。流体の熱伝導率及び／又は比熱の変化は、流体の状態変化（血液試料の凝集）、流体中の気泡、流体中の好ましからざる物質又は異物等の流体特性の変化に対応するであろう。このように、またある例では、制御装置又はプロセッサ４０は、熱流速計型流量センサを通りすぎる流体の熱伝導率及び／又は比熱をモニタリングすることによって、流体の特性を検出できると考えられる。
【００５６】
[Para 84] ある場合には、流路に流体接続するインピーダンス・センサを設けてもよい。制御装置又はプロセッサ４０は、インピーダンス・センサに接続することができる。流体のインピーダンス変化は、流体の状態変化（血液試料の凝集）、流体中の気泡、流体中の好ましからざる物質又は異物等の流体特性の変化を示すであろう。このように、またある場合には、制御装置又はプロセッサ４０は、インピーダンス・センサを通りすぎる流体のインピーダンスをモニタリングすることによって、流体の特性を検出できると考えられる。
【００５７】
[Para 85] また、全般的に符号１１１で示される下流弁を設けることができる。制御装置又はプロセッサ４０は、必要に応じて下流弁１１１を開成／閉成することができる。例えば、下流弁１１１は、システムが十分に加圧されるまで閉成状態を保持することができる。これは、システムが十分に加圧される前に、血液、溶解試薬、球状化（sphering）試薬、シース流体及び希釈剤の流体回路８６への流入を防止するのに役立つであろう。また、下流弁１１１を制御して、０(零)流れ試験等のような所定の試験を実施するのに役立ててもよい。別の例では、例えばカバーが閉じられると、機械的作用により下流弁１１１を開成してもよい。
【００５８】
[Para 86] 図４ａは、１回の作業（run）で白血球の４要素鑑別を行うことできる、機器構成４３０用取外し可能なカード又はカートリッジの各種構成要素の図表又は概略図である。供給源４３１から試料採取器４３２に全血液の液滴を供給することができる。血液を急速に溶解させる注入器機構（lysing on the fly injector mechanism）又はブロック４３４に供給することができる。流量制御機構又はブロック４３３により、ブロック４３４への血液の流量を制御することができる。流量制御機構４３３により制御された流量で、溶解試薬を溶解試薬貯蔵容器４３５から急速に溶解させる（以下、急速溶解という）注入器４３４に供給することができる。溶解した血液を急速溶解機構４３４から流体力学収束チャンバ４３７に供給することができる。貯蔵容器４３６からのシース試薬は収束チャンバ４３７に進み、血球が光チャンネル４３８に流入する際に、血球の周りにシースを提供することができる。制御ブロック４３３によりシース試薬の流れを制御することができる。光学及び処理システム４３９により血球を鑑別することができる。システム４３９による散乱及び分析は細胞の４要素鑑別を行うことができる。細胞及び関連する流体は、光チャンネルから廃棄物貯蔵容器４４１に進むことができる。溶解及びシース試薬は、同一又は異なる試薬であってもよい。溶解及びシース試薬の供給源は、それぞれ貯蔵容器４３５，４３６であり、カード又はカートリッジ上でも又はこれから離れていてもよい。廃棄物貯蔵容器４４１は、カード又はカートリッジ上でも又はこれから離れていてもよい。流量制御機構４３３は、カード上でも又はこれから離れていてもよく、あるいは、カード又はカートリッジ上に要素的に位置してもよい。
【００５９】
[Para 87] 図４ｂは、使い捨て可能に設計できる例示のための取外し可能なカード又はカートリッジ中での、図４ａにおける機器構成４３０の実装の概略図を示す。カートリッジは、全般的に本図面の符号１００で示され、図１，２，３を参照して図示され先に説明された取外し可能なカートリッジ１４と同じようなものとすることができる。当然のことながら、取外し可能なカートリッジ１００は一例にすぎず、形態、機能又は機器構成が何であれ、多くのマイクロ流体カートリッジに本発明を適用することができる。例えば、フロー・サイトメトリ、血液学、臨床化学、血液化学分析、尿検査、血液ガス分析、ウィルス分析、バクテリア分析、電解質測定等に適した取外し可能なカートリッジに本発明を適用することができる。また、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン、１以上のポリマー、ハイブリッド材料等を含むあらゆる好適な材料もしくは材料システム、又は他のあらゆる好適な材料もしくは材料システム、又は材料もしくは材料システムの組合せから、取外し可能なカートリッジ１００等の本発明の取外し可能なカートリッジを製作できると考えられる。
【００６０】
[Para 88] 測定チャンネルを多かれ少なかれ必要に応じて使用できるが、図示の取外し可能なカートリッジ１００は測定チャンネル１０４を含む。測定チャンネル１０４は白血球測定チャンネルである。全血液試料は、毛細管作用により、抗凝集剤被覆の血液試料貯蔵毛細管１０８に既知量の血液を吸引する血液受入れポート１０６を介して、取外し可能なカートリッジ１００により受け入れられる。図３の試料プッシュ(Ｐ)圧力３６ａ等の試料プッシュ(Ｐ)圧力が、図３の試料プッシュ流体貯蔵容器６５等の試料プッシュ流体貯蔵容器に供給される。圧力を加えると、試料プッシュ流体が、試料プッシュ流体貯蔵容器から強制的に血液試料プッシュ・チャンネル１１０に押し込まれる。
【００６１】
[Para 89] 例示のためのある例において、弁１１２及び流量センサ１１４を血液試料プッシュ・チャンネル１１０に合わせて設けることができる。流体回路を通る血液試料をプッシュすることが望ましいとき、弁１１２を開成するように制御することができる。流量センサ１１４は、血液試料プッシュ流体の流量を測定し、ひいては抗凝集剤被覆の毛細管１０８を通る血液試料の流量を測定することができる。流量センサ１１４により提供される流量を利用して、取外し可能なカートリッジ１００に供給される試料プッシュ(Ｐ)圧力の制御に役立てることができる。
【００６２】
[Para 90] 例示のための例において、全血液試料は、毛細管１０８を経由して白血球測定チャンネル１０４に供給される。毛細管１０８から白血球測定チャンネル１０４への血液試料の流れを制御する弁１２０が設けられている。
【００６３】
[Para 91] 白血球測定チャンネル１０４については、図３の溶解圧力（ＰＩＮ(Ｌ)）３６ｂ等の白血球溶解試薬(Ｌ)圧力が、図３の溶解貯蔵容器６４等の溶解試薬貯蔵容器に供給される。圧力を加えると、溶解貯蔵容器６４内の溶解試薬が強制的に溶解試薬チューブ又はチャンネル１５４に押し込まれる。チャンネルとは、ある文脈では、チューブ、毛細管、蛇行流路、又は輸送（conveyance）等を意味することがある。しかし、用語“チャンネル”は、本明細書では一般的な意味で用いられるであろう。
【００６４】
[Para 92] 例示のためのある例において、弁１５６及び流量センサ１５８を溶解試薬チャンネル１５４に合わせて設けることができる。流体回路に溶解試薬をプッシュすることが望ましいとき、弁１５６を開成するように制御することができる。流量センサ１５８は、溶解試薬の流量を測定でき、溶解試薬チャンネル１５４を通る溶解試薬の流量の測定を行うことができる。流量センサ１５８により提供される流量を利用して、圧力源／制御装置４４により取外し可能な又は使い捨てカートリッジ１００に供給される溶解圧力の制御に役立てることができる。
【００６５】
[Para 93] 図示の取外し可能なカートリッジ１００の通常の機能操作中には、溶解試薬が結合、接続又は交差領域１６０に溶解試薬のある流量で供給され、血液試料が交差領域１６０に血液試料のある流量で供給される。血液試料の流量及び溶解試薬の流量は、図３の圧力源／制御装置４４等の圧力源／制御装置により制御され得る。
【００６６】
[Para 94] 両方の流体が交差領域１６０を通って流れているとき、溶解試薬が血液試料周囲の円周方向に流れるように、交差領域１６０を構成することができる。分岐合流点又は結合、接続もしくは交差領域１６０又は１７０は、目的をより詳細に説明する用語（例えば、流体力学集束チャンバ）で呼称されることがあるけれど、用語“交差領域”は本明細書では一般的な意味で用いられるであろう。ある場合には、溶解試薬の流量を血液試料の流量より多くすることができ、これは、急速溶解（lysing-on-the-fly）チャンネル１６２（蛇行経路をとることもある）中の流れ特性の向上に役立ち、ある場合には、溶解試薬により完全かつ均一に取り囲まれる薄いリボン状の血液の形成に役立つであろう。かかるリボン状の流れは、赤血球が急速溶解チャンネル１６２を通って移動する際に、溶解試薬が赤血球を均一に溶解させるのに役立つであろう。更に、血液試料が適当な時間溶解試薬に曝されるように、溶解試薬及び血液試料の流速と連携して、急速溶解チャンネル１６２の長さを設定することができる。
【００６７】
[Para 95] 図３のシース流体貯蔵容器６８等のシース流体貯蔵容器に、図３のシース(ＳＨ)圧力３６ｄ等のシース流体(ＳＨ)圧力を供給することができる。圧力を加えると、シース流体が強制的にシース流体貯蔵容器６８からシース・チャンネル１６４に押し込まれる。例示のためのある例において、弁１６６及び流量センサ１６８をシース・チャンネル１６４に合わせて設けることができる。シース流体を流体回路にプッシュすることが望ましいとき、弁１６６を開成するように制御することができる。流量センサ１６８は、シース流体の流量を測定でき、シース・チャンネル１６４を通るシース流量の測定を行うことができる。流量センサ１６８により提供される流量を利用して、取外し可能なカートリッジ１００に供給されるシース圧力(ＳＨ)の制御に役立てることができる。
【００６８】
[Para 96] 例示のための例において、シース流体は交差領域１７０にシース流体のある流量で供給され、溶解した血液試料が交差領域１７０に溶解した血液試料のある流量で供給される。この領域１７０は、例えば、シースを形成する、流体力学的に集束する、又は他の目的の達成する等の領域と呼称することがあるけれど、本明細書では全般的に“交差領域”を引用するであろう。溶解した血液試料の流量及びシース流量は、図３の圧力源／制御装置４４等の圧力源／制御装置により制御され得る。
【００６９】
[Para 97] 両方の流体が交差領域１７０を通って流れているとき、シース流体が溶解した血液試料周囲の円周方向に流れるように、交差領域１７０を構成することができる。ある場合には、シースの流速が溶解した血液試料の流速より著しく速く、これは、下流のフロー・サイトメトリ・光チャンネル１７２内でのコア形成の向上に役立つであろう。例えば、フロー・サイトメトリの使用目的によっては、溶解した血液試料中の白血球を一列のコアに流体力学的に集束及び配列させるように、交差領域１７０を構成して、白血球が取外し可能なカートリッジ１００における光学窓領域１７４を通過する際に、分析器が各白血球を個別に光学的に問い質すことができる。ある場合には、血球計算チャンネル１７２を通過する流体は、配管又はチャンネル１８６を経由して図３の機器内に設けられた廃棄物貯蔵容器５２に供給される。
【００７０】
[Para 98] 図５は、取外し可能なカートリッジに含めることができる例示のための多数の貯蔵容器の概略図である。例示のための例において、図４の取外し可能なカートリッジ１００等の取外し可能なカートリッジは、例えば、溶解試薬貯蔵容器６４、プッシャ流体貯蔵容器６５、染色剤貯蔵容器６６、シース流体貯蔵容器６８、及び廃棄物貯蔵容器５２を含むことができる。これらは一例にすぎず、より多くの、より少ない又は異なる貯蔵容器を取外し可能なカートリッジ上に又はその中に設け得ると考えられる。
【００７１】
[Para 99] 各貯蔵容器は、標準サイズとして、取外し可能なカートリッジの望ましい操作を支援する適当量の流体及び／又は試薬を含むことができる。同様に、またある例では、染色剤貯蔵容器６６等の貯蔵容器は、白血球の鑑別を支援する白血球チャンネルに、染色剤を添加することが望ましいであろう。貯蔵容器に貯蔵される試薬及び／又は流体は、用途に応じて、最初液状又は凍結乾燥された形態であってもよいと考えられる。
【００７２】
[Para 100] 図６は、取外し可能なカートリッジを用いて、血液試料を分析する説明方法を示す概略フロー図である。説明方法において、ステップ２００でまず血液試料を入手する。次に、取外し可能なカートリッジにおける抗凝集剤被覆の毛細管２０２に血液試料を供給することができる。次いで、血液試料を白血球（ＷＢＣ）測定チャンネル２０６に供給することができる。
【００７３】
[Para 101] 図示のＷＢＣ測定チャンネル２０６において、全血液２３０の赤血球を符号２３２で示すようにまず溶解し、符号２３３で示すように染色又はマーク付けをし、次いで、流体力学的に集束して、取外し可能なカートリッジにおけるＷＢＣ血球計算チャンネル２３４に一列で供給することができる。細胞がＷＢＣ血球計算チャンネル２３４の分析領域を通りすぎる際に、垂直空洞面発光レーザー（vertical cavity surface emitting laser;ＶＣＳＥＬ）等の光源２３６により、個々の細胞に光を当てることができる。ある場合には、一連のＶＣＳＥＬ素子を設けることができ、ＷＢＣ血球計算チャンネル２３４の分析領域を通りすぎる際に、個々の細胞と一直線上に並ぶＶＣＳＥＬのみが作動する。ＶＣＳＥＬにより供給される入射光の一部が散乱され、検出器２３８が散乱光を検出する。他の種類の光源を使用してもよい。ある場合には、検出器２３８は、前角散乱光（ＦＡＬＳ）、小角散乱（ＳＡＬＳ）、及び大角散乱光（ＬＡＬＳ）を検出してもよい。検出器２３９は複数の細胞の一部から蛍光発光を検出することができる。ある場合には、また符号２４０で示すように、例えば、軸上の細胞容積、全ＷＢＣ数、ＷＢＣの５要素鑑別等の分析時に、多数のパラメータを測定してもよい。
【００７４】
[Para 102] 図７は、血液試料を分析する別の説明方法を示す概略フロー図である。この説明方法において、血液試料を入手して、ステップ３００で示すように血液試料貯蔵容器に供給することができる。次に、取外し可能なカートリッジにおける抗凝集剤被覆の毛細管３０２に血液試料を供給して、希釈することができる。血液試料を白血球（ＷＢＣ）測定チャンネル３４０に供給することができる。
【００７５】
[Para 103] 図示のＷＢＣ測定チャンネル３４０において、符号３４２で示すように、赤血球を溶解し、必要に応じて染料を注入することができる。次いで、細胞を流体力学的に集束し、取外し可能なカートリッジにおけるＷＢＣ血球計算チャンネル３４４に一列で供給することができる。細胞がＷＢＣ血球計算チャンネル３４４の分析領域を通りすぎる際に、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）等の光源３４６により、個々の細胞に光を当てることができる。ある場合には、一連のＶＣＳＥＬ素子を設けることができ、ＷＢＣ血球計算チャンネル３４４の分析領域を通りすぎる際に、個々の細胞と一直線上に並ぶＶＣＳＥＬのみが作動する。
【００７６】
[Para 104] 個々の細胞／粒子が集束された入射光線を通過する際に、光の一部は、遮断、散乱され、さもなければ妨害され、これらを検出器（図示せず）により検出することができる。２以上の光源がＷＢＣ血球計算チャンネル３４４に沿って異なる間隔のスポットに焦点を合わせると、各細胞の前縁及び／又は後縁を検出することができる。焦点を合わせた１つのスポットから次のスポットまでの距離を細胞が横断するに要する時間を測定することにより、流量を、ひいては細胞の速度を測定することができる。測定される細胞の速度と共に、符号３４８で示すような細胞のサイズ及び／又は細胞容積と、細胞が光線を遮断、散乱するかさもなければ妨害する時間の長さを相互に関連付けることができる。
【００７７】
[Para 105] ある場合には、光源３５０と関連する光学素子及び／又は偏光子とを設けてもよい。光源３４６，３５０を合体して、全ての測定を同時にかつ同じ細胞について行える１つの光源（所望の測定では１つの光線にさえも）としてもよい。光源３５０の関連する光学素子は、光を平行とし、符号３５４で示すように、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、ＬＡＬＳ散乱等の軸外散乱を測定することができる。上記と同様に、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、及びＬＡＬＳ散乱を利用して、例えば計測される白血球の数（ＮＷＢＣ）３５２の測定だけでなく、符号３５６で示すように、白血球の鑑別に役立てることができる。ある場合には、光源から供給される光を偏光させる１以上の偏光子を設け、検出器で検出される偏光の減衰及び／又は回転レベルを利用して、白血球の鑑別を実施するのに役立てることができるが、これは必ずしも全ての例で必要ではない。また、符号３５５で示すように、複数の細胞（例えば、染色、マーク付け又はタグ付けされた）の一部から蛍光発光を検出することができる。
【００７８】
[Para 106] 図８は白血球５要素鑑別の測定図面５００の概要である。まず最初に、散乱により３要素鑑別５０１を行うことができる。例えば３要素アプローチと共に、散乱により第四要素鑑別５０２を行うこともできる。そこで散乱による第四要素に対する回答が“ＹＥＳ”であれば、その時は第五要素ブロック５０３に進むことができる。ブロック５０３から、他の４要素に対する散乱測定と並行して、第五要素の測定が行われる矢線５０４に向う測定を行うことができる。第五要素の並行アプローチには、選択的染色、蛍光を伴うＣＤ４５、及び散乱を挙げることができる。代わりに、ブロック５０３からの測定は、他の４要素の散乱測定に続いて、第五要素の測定が行われる矢線５０５の方向に向かうことができる。かかる第五要素の測定には、選択的溶解又は蛍光を挙げることができる。
【００７９】
[Para 107] 第四要素が例えば３要素散乱と同様に散乱により行われるかどうか、とのブロック５０２の質問に対する回答が“ＮＯ”であれば、その時は、第四要素及び第五要素の鑑別がやがて行われることを示すブロック５０６への矢線に従うことができる。矢線５０７の方向に、３要素の散乱測定と並行して、第四要素及び第五要素に対する鑑別では、ニュートラル・レッド等の選択的染色を行う、及び／又は、適当な染色剤の使用を伴うことがある蛍光を生じさせることができる。他方、他の３要素の散乱測定に対して連続した方法で、矢線５０８の方向に第四要素及び第五要素の鑑別を行うことができる。連続した鑑別では、選択的溶解及び／又は蛍光を行うことができる。
【００８０】
[Para 108] 図９ａは、図４ａの機器構成４３０と同様の機器構成４４０における取外し可能なカード又はカートリッジの変形を示す。機器構成４４０は、光チャンネル４３８を流れる細胞の４要素鑑別を行うことができる。これは採取器４３２からの試料の選択的溶解を含む。この選択的溶解を行うために、選択的溶解試薬を急速溶解注入器４３４に供給できる選択的溶解試薬貯蔵容器４４２がある。流量制御機構４３３により、貯蔵容器４４２からの選択的溶解試薬の流量を制御することができる。血液の１つの試料について２連続作業を行うことができる。溶解を行う第一の作業により３要素鑑別をもたらすことができる。同じ試料について選択的溶解を行う第二の作業は、光チャンネル４３８を通って移動する血球の第四要素鑑別を行うことができる。
【００８１】
[Para 109] 図９ｂは、それぞれ図９ａ及び図４ａにおける機器構成４４０，４３０の実装に関連して、図４ｂと同様である。図９ｂにおける実装の更なる特徴に気付くであろう。即ち、選択的溶解試薬４１４をチャンネル４５１に供給することができ、チャンネル４５１が第一溶解試薬の交差領域１６０への輸送に用いられるチャンネル１５４に接続している。選択的溶解試薬４１４が領域１６０に流れるとき、チャンネル４５１上の弁４１３を制御することができる。流量センサ４１２は、選択的溶解試薬の流れをモニターして、流れを示す信号を流量制御機構に送ることができる。
【００８２】
[Para 110] 図９ｃは、流量センサ４１２が存在せず、選択的溶解試薬４１４を輸送するチャンネル４５１が、流量センサ１５８の上流の溶解試薬チャンバ・チューブ１５４に接続している以外には、図９ｂと同様である。流量センサ１５８は、溶解作業と、異なる又は間隔を空けた時間に行われるであろう選択的溶解作業とに利用することができる。
【００８３】
[Para 111] 図１０ａは、１つの試料について３連続作業で白血球の５要素鑑別を行うことができる、機器構成４５０の図表又は概略図である。溶解試薬貯蔵容器４３５から溶解を行う第一の作業では、光チャンネル４３８において血球の３要素鑑別をもたらすことができる。試薬貯蔵容器４４２から第一選択的溶解を行う第二の作業では、チャンネル４３８において血球の第四要素鑑別をもたらすことができる。別の選択的試薬貯蔵容器４４３から第二選択的溶解を行う第三の作業では、チャンネル４３８において血球の第五要素鑑別をもたらすことができる。
【００８４】
[Para 112] 図１０ｂは、それぞれ図１０ａ及び図９ａにおける機器構成４５０，４４０の実装に関連して、図９ｂと同様である。図１０ｂにおける更なる特徴は、チャンネル１５４を介して溶解試薬を交差領域１６０に輸送する、チャンネル４５２に供給される第二選択的溶解試薬４０６にある。第二選択的溶解試薬４０６が領域１６０に流れるとき、チャンネル４５２上の弁４０７を制御することができる。流量センサ４１１は、チャンネル４５２を通る第二選択的溶解試薬の流れをモニターして、流れを示す信号を流量制御機構に送ることができる。
【００８５】
[Para 113] 図１０ｃは、流量センサ４１２，４１１が存在せず、第一選択的溶解試薬４１４及び第二選択的溶解試薬４０６をそれぞれ輸送するチューブ又はチャンネル４５１，４５２が、流量センサ１５８から下流の溶解試薬チャンネル１５４に接続している以外には、図１０ｂと同様である。流量センサ１５８は、異なる時間に行われることがある溶解作業、第一選択的溶解作業、及び第二選択的溶解作業に利用することができる。
【００８６】
[Para 114] 図１１ａは、試料について１回の作業で血球の４要素鑑別を行うことができる、機器構成４６０の図表又は概略図である。急速溶解注入器４３４に供給され得る溶解試薬と混合する、染色／蛍光剤を収容する貯蔵容器４４４を設けてもよい。貯蔵容器４４４に上述の混合物があり、かつ貯蔵容器４３５が存在しない点を除くと、機器構成４６０は図４ａの機器構成４３０と同様である。３要素散乱と第四要素染色／蛍光測定とを並行して行うことができる。
【００８７】
[Para 115] 図１１ｂは図１１ａの機器構成４６０の実装を示す。図１１ｂは、溶解試薬に代えて、チャンネル１５４に溶解試薬及び染色剤を投入した混合物がある以外には、図４ｂと同様である。
【００８８】
[Para 116] 図１２ａは、１つの試料について２連続作業で白血球の５要素鑑別を行うことができる、機器構成４７０の図表又は概略図である。図１１ａに存在する溶解試薬と染色剤の混合物貯蔵容器４４４を保有することができる。選択的溶解試薬貯蔵容器４４２が追加されている（図９ａと同じように）。両方の貯蔵容器４４２，４４４は、同じ作業では必ずしも必要でないが、各々のチューブ又はチャンネルを経由して急速溶解注入器４３４に供給され得る、選択的溶解試薬、及び溶解試薬と染色剤の混合物を用意することができる。染色剤と溶解試薬の混合を行う第一の作業では、光チャンネル４３８における血球の散乱検出による３要素鑑別に加えて、蛍光／散乱検出による第四要素鑑別を行うことができる。試薬の選択的溶解を行う第二の作業では、細胞の第五要素鑑別を行うことができる。
【００８９】
[Para 117] 図１２ｂは図１２ａの機器構成４７０の実装を示す。図１２ｂは、弁１５６を介してチャンネル１５４に供給される溶解試薬と染色剤の混合物４０１がある点で、図１１ｂと同様であろう。また、混合物４０１の流れをモニターして、流量制御機構に信号を送る流量センサ１５８を備えていてもよい。また、図９ｂと同様の弁４１３を介してチャンネル４５１に供給される選択的溶解試薬４１４が存在しもよい。試薬４１４は、流量センサ４１２を通り、チャンネル４５１を経由してチャンネル１５４に進むことができる。センサ４１２は、試薬４１４の流れをモニターして流量制御機構に信号を送ることができる。
【００９０】
[Para 118] 図１２ｃは、選択的溶解試薬４１４をモニターする流量センサ４１２が取り外されている以外には、図１２ｂにおける実装と同様であろう。また、試薬を輸送するチャンネル４５１が、溶解試薬と染色剤の混合物４０１用流量センサ１５８から上流のチャンネル１５４に連結している。試薬４０１，４１４を異なる時間に別の作業として存在させることができるので、溶解試薬４０１と混合する染色剤及び選択的溶解試薬４１４の双方が同じ流量センサを利用することができる。
【００９１】
[Para 119] 図１３ａは、光チャンネル４３８において細胞の４要素鑑別を行うことができる、機器構成４８０の図表又は概略図である。この機器構成４８０は、急速溶解注入器４３４に出力する染色剤貯蔵容器４４５を機器構成４８０が更に備えている以外には、図４ａの機器構成４３０と同様であろう。また、貯蔵容器４４５は、注入器機構４３４への染色剤の流れを制御する流量制御機構４３３に接続している。機器構成４８０は、光チャンネル４３８において血球を３要素鑑別するために、貯蔵容器４３５からの溶解試薬による第一の作業を行うことができる。貯蔵容器４４５からの染色剤による血球の染色と光チャンネル４３８における細胞の蛍光／散乱の観測とを利用する第二の作業は、細胞の第四要素鑑別を行うことができる。
【００９２】
[Para 120] 図１３ｂは図１３ａの機器構成４８０の実装を示す。構造的展望から、カード１００のレイアウトは、選択的溶解試薬４１４に代えて染色剤４１７がチャンネル４５３を経由してチャンネル１５４に流入する以外には、図９ｂと同様のように見える。染色剤４１７は、弁４１６及び流量センサ４１５を介してチャンネル４５３に流入し、チューブ１５４及び交差領域１６０に向かうことができる。
【００９３】
[Para 121] 図１３ｃは、染色剤の流れをモニターする流量センサ４１５が存在せず、染色剤４１７を輸送するチャンネル４５３が流量センサ１５８の上流のチャンネル１５４に接続している以外には、図１３ｂと同様であろう。溶解試薬及び剤４１７を異なる時間に別の２回の作業で使用できるので、溶解試薬及び染色剤は同じ流量センサ１５８を利用することができる。
【００９４】
[Para 122] 図１４ａは、光チャンネル４３８において血球の４要素鑑別を行うことができる、機器構成４９０の図表又は概略図である。機器構成４９０は、染色剤貯蔵容器４４５の出力部が急速溶解注入器４３４の入力部に接続しておらず、むしろ、注入器機構４３４の出力部と流体力学集束チャンバ４３７の入力部の間のチャンネルに接続している以外には、機器構成４８０と同様であろう。
【００９５】
[Para 123] 図１４ｂは図１４ａの機器構成４９０の実装を示す。図１４ｂにおける実装は、交差領域１７０から少しだけ上流の位置でチャンネル４５４がチャンネル１６２に接続している以外には、図４ｂにおける実装と同様であろう。このチャンネル４５４は、染色剤貯蔵容器に接続し、弁４０３及び流量センサ４０２を介して染色剤４０４をチャンネル１６２に輸送することができる。センサ４０２は、剤４０４の流量に関する信号を流量制御機構に送ることができる。
【００９６】
[Para 124] 図１５ａ及び図１５ｂは、本明細書で説明したものと同様の機器構成を利用して、血球の４要素鑑別のデータ及びプロットを示している。
【００９７】
[Para 125] 図４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂ，９ｃ，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，及び１４ｂの機器構成は、血球の複数要素の鑑別に用いられる各種アプローチの代表的なものであることが、留意されるであろう。本明細書に開示された機器構成の様々な置換を組み入れた他の機器構成や、他の配置を血球の複数要素の鑑別に用いることができる。
【００９８】
[Para 126] 本明細書では、一部の事柄がたとえ別の態様又は時制（manner or tense）で述べられていても、これは仮説上又は予言的性質の場合がある。[Para 127]少なくとも１つの例示のための例について本発明を説明したが、当業者ならば本明細書を読むと数多くの変更や修正が明らかになるであろう。従って、かかる変更及び修正の全てを包含する先行技術を考慮に入れて、添付の特許請求の範囲をできるだけ広く解釈することを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】例示のための試料分析器及びカートリッジの斜視図。
【図２】図１の例示のための試料分析器及びカートリッジの概略図。
【図３】図２の試料分析器及びカートリッジの流量制御を示すより詳細な概略図。
【図４ａ】様々な分析回路を有する例示のためのカートリッジの図表。
【図４ｂ】図４ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図５】カートリッジに含めることができる例示のための多くの貯蔵容器の概略図。
【図６】血液試料を分析する例示のための方法を示す概略フロー図。
【図７】血液試料を分析する別の例示のための方法を示す概略フロー図。
【図８】複数要素の測定手法のための各種構成要素の概略図。
【図９ａ】様々な分析回路を有する例示のためのカートリッジの図表。
【図９ｂ】図９ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図９ｃ】図９ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１０ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１０ｂ】図１０ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１０ｃ】図１０ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１１ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１１ｂ】図１１ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１２ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１２ｂ】図１２ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１２ｃ】図１２ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１３ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１３ｂ】図１３ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１３ｃ】図１３ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１４ａ】様々な分析回路を有する別の例示のためのカートリッジの図表。
【図１４ｂ】図１４ａの回路を組み込んだ例示のためのカートリッジの平面図。
【図１５ａ】図１５ａは、血球の４要素鑑別のデータ及びプロットである。
【図１５ｂ】図１５ｂは、血球の４要素鑑別のデータ及びプロットである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使い捨てのカードと、
カード内に位置する流体光チャンネルと、
カード内に位置する第一結合領域と、
第一結合領域に接続する流体試料供給源と、
第一結合領域に接続する溶解試薬供給源と、
第一結合領域に接続する溶解チャンネルと、
シース試薬供給源と、
溶解チャンネル及びシース試薬供給源に接続する第二結合領域と、
第二結合領域に接続する流体光チャンネルと、
流体光チャンネルに近接した光源及び検出器と、を含む流体分析装置。
【請求項２】
前記第二結合領域が流体力学集束チャンバである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記検出器からの光散乱測定により、白血球の３要素鑑別（リンパ球、単球、及び好中球）を行う、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記第一結合領域に接続する染色剤供給源を更に含む、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記検出器が、光吸収又は蛍光発光測定を行って、白血球の第四要素（好酸球）及び第五要素（好塩基球）を鑑別する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記光散乱測定により白血球の第四要素（好酸球）鑑別を行う、請求項３記載の装置。
【請求項７】
前記光源及び検出器が、光吸収又は蛍光発光測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記光散乱により白血球の数を測定する、請求項３記載の装置。
【請求項９】
前記第一結合領域に接続する選択的溶解試薬供給源を更に含む、請求項３記載の装置。
【請求項１０】
前記光散乱測定により白血球の第四要素（好酸球）鑑別を行う、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記第一結合領域に接続する第二選択的溶解試薬供給源を更に含む、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記光散乱測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
光測定が９０°を含むあらゆる方向から可能である、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記溶解試薬供給源が、血球を溶解及び染色する第一結合領域に溶解試薬及び染色剤を供給する、請求項３記載の装置。
【請求項１５】
前記光源及び検出器が、光吸収又は蛍光発光測定により白血球の第四要素（好酸球）鑑別を行う、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記光源及び検出器が、蛍光測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記第一結合領域に接続する選択的溶解試薬供給源を更に含み、前記光源及び検出器が光散乱測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記第二結合領域に接続する染色剤供給源を更に含み、前記光源及び検出器が白血球の第四要素（好酸球）及び第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項３記載の装置。
【請求項１９】
前記使い捨てのカードがマイクロ流体工学をベースとするカードである、請求項５記載の装置。
【請求項２０】
装置がＦＤＡ臨床検査向上改正のウェイヴィア特徴（wavier features）に合致する、請求項５記載の装置。
【請求項２１】
前記使い捨てのカードが積層法により製作される、請求項５記載の装置。
【請求項２２】
前記使い捨てのカードが射出成形法により製作される、請求項５記載の装置。
【請求項２３】
前記使い捨てのカードがプラスチックから構成される、請求項５記載の装置。
【請求項２４】
前記使い捨てのカードがガラスから構成される、請求項５記載の装置。
【請求項２５】
前記使い捨てのカードが、プラスチック、ガラス、又はこれらのハイブリッド混合物から構成される、請求項５記載の装置。
【請求項２６】
複数の供給源が前記使い捨てのカードに位置する、請求項５記載の装置。
【請求項２７】
複数の供給源が前記使い捨てのカードから離れて位置する、請求項５記載の装置。
【請求項２８】
血液試料を用意するステップ、
血液試料の赤血球を溶解するステップ、
白血球を一列に集束するステップ、
白血球に光を当てるステップ、及び
白血球により散乱された光から白血球のパラメータを得るステップを含む、使い捨てのカード内での測定方法。
【請求項２９】
前記パラメータが、恐らく９０°を含むあらゆる方向から散乱された光によるものである、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記パラメータが白血球の４要素（リンパ球、単球、好中球、及び好酸球）鑑別を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記パラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を更に含む、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記パラメータが白血球の数を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３３】
前記パラメータが白血球の３要素（リンパ球、単球、及び好中球）鑑別を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３４】
前記白血球の第四要素（好酸球）鑑別を得るために、血液の第一選択的溶解を更に含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を得るために、血液の第二選択的溶解を含む、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
白血球を染色するステップ、及び白血球の染色から光吸収又は蛍光発光により追加のパラメータを得るステップを更に含み、
追加のパラメータが白血球の第四要素（好酸球）鑑別を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
前記追加のパラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を含む、請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を得るために、血球の選択的溶解を更に含む、請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
血液を染色するステップ、及び白血球の染色から光吸収又は蛍光発光により追加のパラメータを得るステップを更に含み、
追加のパラメータが白血球の第四要素（好酸球）鑑別を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項４０】
前記追加のパラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を更に含む、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
白血球を染色するステップ、及び白血球の染色から光吸収又は蛍光発光により追加のパラメータを得るステップを更に含み、
追加のパラメータが白血球の第四要素（好酸球）鑑別を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項４２】
前記追加のパラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を更に含む、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記使い捨てのカードがマイクロ流体工学をベースとするカードである、請求項３８記載の方法。
【請求項４４】
前記方法がＦＤＡ臨床検査改正のウェイヴィア特徴（wavier features）に合致する、請求項３８記載の方法。
【請求項４５】
前記使い捨てのカードが積層法により製作される、請求項３８記載の方法。
【請求項４６】
前記使い捨てのカードが射出成形法により製作される、請求項３８記載の方法。
【請求項４７】
前記使い捨てのカードがプラスチックから構成される、請求項３８記載の方法。
【請求項４８】
前記使い捨てのカードがガラスから構成される、請求項３８記載の方法。
【請求項４９】
前記使い捨てのカードが、プラスチック、ガラス、又はこれらのハイブリッド混合物から構成される、請求項３８記載の方法。
【請求項１】
使い捨てのカードと、
カード内に位置する流体光チャンネルと、
カード内に位置する第一結合領域と、
第一結合領域に接続する流体試料供給源と、
第一結合領域に接続する溶解試薬供給源と、
第一結合領域に接続する溶解チャンネルと、
シース試薬供給源と、
溶解チャンネル及びシース試薬供給源に接続する第二結合領域と、
第二結合領域に接続する流体光チャンネルと、
流体光チャンネルに近接した光源及び検出器と、を含む流体分析装置。
【請求項２】
前記第二結合領域が流体力学集束チャンバである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記検出器からの光散乱測定により、白血球の３要素鑑別（リンパ球、単球、及び好中球）を行う、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記第一結合領域に接続する染色剤供給源を更に含む、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記検出器が、光吸収又は蛍光発光測定を行って、白血球の第四要素（好酸球）及び第五要素（好塩基球）を鑑別する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記光散乱測定により白血球の第四要素（好酸球）鑑別を行う、請求項３記載の装置。
【請求項７】
前記光源及び検出器が、光吸収又は蛍光発光測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記光散乱により白血球の数を測定する、請求項３記載の装置。
【請求項９】
前記第一結合領域に接続する選択的溶解試薬供給源を更に含む、請求項３記載の装置。
【請求項１０】
前記光散乱測定により白血球の第四要素（好酸球）鑑別を行う、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記第一結合領域に接続する第二選択的溶解試薬供給源を更に含む、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
前記光散乱測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
光測定が９０°を含むあらゆる方向から可能である、請求項１２記載の装置。
【請求項１４】
前記溶解試薬供給源が、血球を溶解及び染色する第一結合領域に溶解試薬及び染色剤を供給する、請求項３記載の装置。
【請求項１５】
前記光源及び検出器が、光吸収又は蛍光発光測定により白血球の第四要素（好酸球）鑑別を行う、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記光源及び検出器が、蛍光測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
前記第一結合領域に接続する選択的溶解試薬供給源を更に含み、前記光源及び検出器が光散乱測定により白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記第二結合領域に接続する染色剤供給源を更に含み、前記光源及び検出器が白血球の第四要素（好酸球）及び第五要素（好塩基球）鑑別を行う、請求項３記載の装置。
【請求項１９】
前記使い捨てのカードがマイクロ流体工学をベースとするカードである、請求項５記載の装置。
【請求項２０】
装置がＦＤＡ臨床検査向上改正のウェイヴィア特徴（wavier features）に合致する、請求項５記載の装置。
【請求項２１】
前記使い捨てのカードが積層法により製作される、請求項５記載の装置。
【請求項２２】
前記使い捨てのカードが射出成形法により製作される、請求項５記載の装置。
【請求項２３】
前記使い捨てのカードがプラスチックから構成される、請求項５記載の装置。
【請求項２４】
前記使い捨てのカードがガラスから構成される、請求項５記載の装置。
【請求項２５】
前記使い捨てのカードが、プラスチック、ガラス、又はこれらのハイブリッド混合物から構成される、請求項５記載の装置。
【請求項２６】
複数の供給源が前記使い捨てのカードに位置する、請求項５記載の装置。
【請求項２７】
複数の供給源が前記使い捨てのカードから離れて位置する、請求項５記載の装置。
【請求項２８】
血液試料を用意するステップ、
血液試料の赤血球を溶解するステップ、
白血球を一列に集束するステップ、
白血球に光を当てるステップ、及び
白血球により散乱された光から白血球のパラメータを得るステップを含む、使い捨てのカード内での測定方法。
【請求項２９】
前記パラメータが、恐らく９０°を含むあらゆる方向から散乱された光によるものである、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記パラメータが白血球の４要素（リンパ球、単球、好中球、及び好酸球）鑑別を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
前記パラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を更に含む、請求項３０記載の方法。
【請求項３２】
前記パラメータが白血球の数を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３３】
前記パラメータが白血球の３要素（リンパ球、単球、及び好中球）鑑別を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３４】
前記白血球の第四要素（好酸球）鑑別を得るために、血液の第一選択的溶解を更に含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３５】
前記白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を得るために、血液の第二選択的溶解を含む、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
白血球を染色するステップ、及び白血球の染色から光吸収又は蛍光発光により追加のパラメータを得るステップを更に含み、
追加のパラメータが白血球の第四要素（好酸球）鑑別を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３７】
前記追加のパラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を含む、請求項３６記載の方法。
【請求項３８】
前記白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を得るために、血球の選択的溶解を更に含む、請求項３６記載の方法。
【請求項３９】
血液を染色するステップ、及び白血球の染色から光吸収又は蛍光発光により追加のパラメータを得るステップを更に含み、
追加のパラメータが白血球の第四要素（好酸球）鑑別を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項４０】
前記追加のパラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を更に含む、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
白血球を染色するステップ、及び白血球の染色から光吸収又は蛍光発光により追加のパラメータを得るステップを更に含み、
追加のパラメータが白血球の第四要素（好酸球）鑑別を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項４２】
前記追加のパラメータが白血球の第五要素（好塩基球）鑑別を更に含む、請求項４１記載の方法。
【請求項４３】
前記使い捨てのカードがマイクロ流体工学をベースとするカードである、請求項３８記載の方法。
【請求項４４】
前記方法がＦＤＡ臨床検査改正のウェイヴィア特徴（wavier features）に合致する、請求項３８記載の方法。
【請求項４５】
前記使い捨てのカードが積層法により製作される、請求項３８記載の方法。
【請求項４６】
前記使い捨てのカードが射出成形法により製作される、請求項３８記載の方法。
【請求項４７】
前記使い捨てのカードがプラスチックから構成される、請求項３８記載の方法。
【請求項４８】
前記使い捨てのカードがガラスから構成される、請求項３８記載の方法。
【請求項４９】
前記使い捨てのカードが、プラスチック、ガラス、又はこれらのハイブリッド混合物から構成される、請求項３８記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１３ｃ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図９ｃ】
【図１０ａ】
【図１０ｂ】
【図１０ｃ】
【図１１ａ】
【図１１ｂ】
【図１２ａ】
【図１２ｂ】
【図１２ｃ】
【図１３ａ】
【図１３ｂ】
【図１３ｃ】
【図１４ａ】
【図１４ｂ】
【図１５ａ】
【図１５ｂ】
【公表番号】特表２００９−５２２５４６（Ｐ２００９−５２２５４６Ａ）
【公表日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５４８５７３（Ｐ２００８−５４８５７３）
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４７７９２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０８４２３２
【国際公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月１４日（２００６．１２．１４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０４７７９２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／０８４２３２
【国際公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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