取外し可能なカートリッジをもつ可搬型試料分析器
診察室、家庭、または当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用するための、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器。取外し可能および／または使い捨てのカートリッジに、必要な試薬および／または流体をすべて供給することによって、専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で試料分析器を信頼性高く使用することができる。１つまたは複数の白血球パラメータは第１のフローチャネル内で測定され、１つまたは複数の赤血球パラメータは第２のフローチャネル内で測定される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年５月１４日出願の仮出願６０／５７１２３５の優先権を主張し、これに基づき、かつこれを参考により本明細書に組み込む。
本発明は、一般に、試料分析器に関し、より具体的には、診察室、家庭、または当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用できる、試料分析器およびカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子識別方法は、血液試料中の細胞の数および型の判定、体液試料中のバクテリアまたはウィルス粒子の検出、ならびに細胞体積および密度の検査など、様々な臨床検査において有用である。例えば尿試料中の、たんぱく質および検体などの非細胞性粒子の検出も、特定の臨床試験において有益である。懸濁液中の結晶および他の粒子の分析も、重要な工業的用途を有する。
【０００３】
粒子懸濁液試料中の粒子の迅速かつ効率的な識別を可能にする１つの方法は、フローサイトメトリーである。この方法では、粒子の懸濁液、通常は血液試料中の細胞は、フローチャネルを通して運搬され、このフローチャネルにおいて、試料中の個々の粒子は、１つまたは複数の集束されたビームによって照光される。フローチャネルを流れる個々の粒子とビームとの相互作用は、１つまたは複数の光検知器によって検出される。一般に、検出器は、特定のビーム波長または発光波長での吸光または蛍光発光、および／または特定の散乱角での光散乱を測定するように設計されている。したがって、フローチャネルを通過する各粒子を、その吸光、蛍光、光散乱、または他の光学的もしくは電気的特性に関する１つまたは複数の特徴に関して特徴付けることができる。検出器によって測定される特性により、光強度または検出器で測定される他の特性を軸とする特徴空間の中に、各粒子をマッピングすることができるようになる。理想的には、試料中の異なる粒子は、特徴空間の別個かつ重なり合わない領域内にマッピングされ、それによって、特徴空間内のそのマッピングに基づいて各粒子を分析することが可能になる。そのような分析としては、粒子の計数、識別、定量（１つまたは複数の物理的特性に関して）、および／または分類を挙げることができる。
【０００４】
光散乱測定の２つの一般的なタイプは、フローサイトメトリーにおいて定期的に行われる。前方散乱または小角散乱と通常呼ばれる、小角度（入射ビームに対して約１．５〜１３°）で行われる光強度測定は、細胞のサイズに関する情報を提供する。前方散乱は、細胞と細胞外媒質の間の屈折の違いに大きく依存するので、例えば細胞膜が損傷した細胞を識別することができる。直角散乱または大角散乱と通常呼ばれる、入射光から約６５°〜１１５°の角度で行われる光強度測定は、粒子のサイズおよび構造度に関する情報を提供することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
異なる角度で、または吸光もしくは蛍光測定と組み合わせて、同時に光散乱測定を行うことが、フローサイトメトリー方法において提案されてきた。例えば、フローサイトメトリーにおいて、光散乱と組み合わせて吸光を使用して、赤血球と血小板とを、ならびにリンパ球、単球、好塩基性顆粒球、好酸性顆粒球、および好中性顆粒球を識別することができる。しかし、この方法は、細胞の染色を必要とする場合があり、したがって比較的複雑であり、また、細胞の分類後にさらなる研究のために細胞を使用することが不可能なことがある。
【０００６】
円偏光二色性（ＣＤ）および旋光分散（ＯＲＤ）と組み合わせた光散乱測定もまた、ウィルス粒子または細胞の懸濁液中の粒子識別に対する可能性を有する。ウィルス粒子中のＤＮＡのＣＤスペクトルおよびＯＲＤスペクトル上に対するミー（等方性粒子）散乱の影響に関する研究は、散乱測定を使用して、ウィルス粒子および細胞などのより大きな生物学的構造におけるＯＲＤおよびＣＤ測定値を修正することができ、それによって、特徴的なＯＲＤおよびＣＤ特性に基づいた粒子識別が可能になることを示唆している。多数の異なる微生物の識別のための、右円偏光および左円偏光の微分散乱もまた実証されてきた。円形強度微分散乱（ＣＩＤＳ）方法は、左円偏光および右円偏光の差分吸収を活用するＣＤに類似しているが、ＤＮＡなどの螺旋構造による右円偏光および左円偏光の微分散乱を利用する。
【０００７】
通常、このような粒子識別方法は、本明細書では集合的に試料分析器と呼ばれる１つまたは複数の機器を少なくとも部分的に使用して実現される。多くの試料分析器は、訓練された作業者によって実験室環境で使用される、比較的大型の装置である。多くの試料分析器を使用するため、調製された試料を試料分析器に供給する前に、試料を所望のレベルまで希釈する、適切な試薬を添加する、試料を遠心分離して所望の分離を得るなどにより、収集した試料をまず処理しなければならない。正確な結果を得るため、そのような試料の処理は、通常、訓練された作業者によって実施されなければならず、それが、試料分析を実施するのに必要なコストと時間を増加させる場合がある。
【０００８】
多くの試料分析器は、さらに、追加情報の入力または試料のさらなる処理を必要とするなど、分析フェーズの間に操作者の介入を必要とする。これは、所望の試料分析を実施するのに必要なコストと時間をさらに増加させる場合がある。さらに、多くの試料分析器は、単に生の分析データを出力として提供し、適切な臨床判断を下すため、訓練された作業者によるさらなる計算および／または解釈を実施しなければならないことが多い。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一般に、試料分析器に関し、より具体的には、診察室、家庭、および当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用するための、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器に関する。取外し可能および／または使い捨てのカートリッジに、必要な試薬および／または流体をすべて供給することによって、専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で試料分析器を信頼性高く使用することができる。これは、例えば、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者または他の作業者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【００１０】
本発明の例示的な一実施形態では、収集された全血試料などの収集された試料を収容する取外し可能なカートリッジを有する試料分析器が提供され、また、取外し可能なカートリッジが取り付けられ、分析器が起動されると、分析器およびカートリッジは自動的に試料を処理し、分析器はユーザが臨床判断を下すのに十分な情報を提供する。いくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。
【００１１】
試料分析器は、例えば、血液試料中の細胞の数および／または型を判定し、流体、食物、または他の試料中のバクテリア粒子またはウィルス粒子を検出し、かつ／または試料中の細胞体積および密度を検査するのに使用することができる。試料分析器はまた、尿試料中の尿酸結晶などの非細胞性粒子、ならびに流体懸濁液中の結晶および他の粒子の検出、および／または所望によって他の任意の適切なタイプの分析にも使用することができる。
【００１２】
例示的な一実施形態では、分析器は、ハウジングおよ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適合される。場合によっては、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。例示的な一実施形態では、取外し可能な流体カートリッジは、１つまたは複数の試薬（例えば、溶解試薬、球状化試薬、希釈剤など）、１つまたは複数の分析チャネル、１つまたは複数の流量センサ、１つまたは複数のバルブ、および／または、試料を処理（例えば、溶解、球状化、希釈、混合など）し、処理された試料をカートリッジ上の適切な分析チャネルに送達するように適合された流体回路を含んでもよい。カードを支援するため、ハウジングは、例えば、圧力源、１つまたは複数の光源、１つまたは複数の光検出器、プロセッサ、および電源を含んでもよい。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提供して、流体回路を介して流体を必要に応じて推進してもよい。分析器の１つまたは複数の光源は、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ネル内の調製された試料を調査するために使用されてもよく、また、分析器の１つまたは複数の光検出器は、通過する光が、試料によって吸収および／または散乱されることを検出してもよい。プロセッサは、光源および検出器の少なくともいくつかに結合されてもよく、また試料の１つまたは複数のパラメータを判定してもよい。いくつかの実施形態では、取外し可能な流体のカートリッジ上の１つまたは複数の分析チャネルは、１つもしくは複数のフローサイトメトリーチャネルおよび／または１つもしくは複数の吸収チャネルを含んでもよいが、これはすべての実施形態に必須のものではない。
【００１３】
いくつかの例示的な実施形態では、全血試料は取外し可能な流体カートリッジに供給されてもよく、また、取外し可能なカートリッジは完全血球算定（ＣＢＣ）分析などの血液分析を実施するように適合されてもよい。例えば全血試料中の赤血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ内の赤血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、赤血球測定チャネルに供給される血液試料の部分は希釈されてもよく、赤血球はオンザフライで球状化されてもよく、結果として得られる試料は、コア形成のために流体力学的に集束され、最終的に取外し可能なカートリッジ内の第１のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。
【００１４】
場合によっては、第１のサイトメトリーチャネルは、取外し可能なカートリッジ内の第１の透明なフローストリーム窓に沿ってまたはその下に位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞／血小板が、第１の光源および第１の光検出器によって光学的に調査されてもよい。第１のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、流量センサも取外し可能なカートリッジ上に提供されてもよい。
【００１５】
場合によっては、測定されたパラメータは、例えば、試料流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）持続時間、試料希釈係数（ＤＦ）、計数された赤血球数（ＮＲＢ）、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）、各細胞の直径（ｄｒｂｃ）、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣ）を含んでもよい。これらのパラメータから、例えば、赤血球数（ＲＢＣ）、血小板数（Ｐｌｔ）、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ）、平均細胞体積（ＭＣＶ）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ）、相対分布幅（ＲＤＷ）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ）など、多数の赤血球分析パラメータが計算されてもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、血液試料のいくらかはまた、取外し可能なカートリッジ上の吸収測定チャネルに向けられてもよい。吸収測定チャネルは、血液試料を対応する光源および光検出器によって光学的に調査することができるように、透明窓に沿って位置してもよい。所望であれば、取外し可能なカートリッジ上に別の流量センサが提供されて、吸収測定チャネル内への、またはそこを通る流量の基準を提供してもよいが、これは必須ではない。吸収チャネルは、入射光の吸収レベルを測定するのに使用されてもよい。吸収レベルは、例えば、血液試料中の平均またはバルク細胞ヘモグロビン濃度の基準を提供してもよい。
【００１７】
白血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ内の白血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、白血球測定チャネルに供給される血液試料は、例えば希釈されてもよく、赤血球は、オンザフライで溶解されてもよく、結果として得られる試料は、コア生成のために流体力学的に集束され、最終的に第２のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。第２のサイトメトリーチャネルもまた、取外し可能なカートリッジの透明なフローストリーム窓に沿ってまたはその下に位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞を、対応する光源および検出器によって光学的に調査することができる。場合によっては、第２のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、流量センサを取外し可能なカートリッジ上に提供してもよい。
【００１８】
場合によっては、白血球測定チャネルの例示的な測定されたパラメータは、例えば、３または５部分白血球分化、総白血球数、および／または軸上白血球体積を含んでもよい。所望の用途に応じて、他のパラメータも測定または計算されてもよい。場合によっては、試料を第２のサイトメトリーチャネルに供給する前に、染色剤および／または蛍光タグが試料に添加されてもよく、これは、場合によっては細胞分化の助けとなってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明による例示的な試料分析器およびカートリッジの斜視図である。例示的な試料分析器は、全体が１０で示され、ハウジング１２および取外し可能もしくは使い捨てのカートリッジ１４を含む。例示的なハウジング１２は、基部１６、カバー１８、および基部１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含むが、これは必須ではない。例示的な実施形態では、基部１６は、第１の光源２２ａ、第２の光源２２ｂ、および第３の光源２２ｃとともに、関連する光学素子および試料分析器の動作に必要なエレクトロニクスを含む。各光源は、用途に応じて単一の光源または複数の光源であってもよい。場合によっては、ハウジング全体の寸法は、要望に応じて、０．０２８ｃｍ３（１立方フィート）未満、０．０１４ｍ３（２分の１立方フィート）未満、０．００７ｍ３（４分の１フィート）未満、またはそれより小さくてもよい。同様に、ハウジングの全重量は、要望に応じて、４．５４ｋｇ（１０ポンド）未満、２．２７ｋｇ（５ポンド）未満、０．４５ｋｇ（１ポンド）未満、またはそれより少なくてもよい。
【００２０】
例示的なカバー１２は、関連する光学素子およびエレクトロニクスをそれぞれ備えた、圧力源（例えば、制御マイクロバルブを備えた圧力チャンバ）、第１の光検出器２４ａ、第２の光検出器２２ｂ、および第３光検出器２２ｃを含む。各光検出器もまた、用途に応じて単一の光検出器または複数の光検出器であってもよい。所望であれば、用途に応じて偏光子および／またはフィルタも提供されてもよい。
【００２１】
例示的な取外し可能なカートリッジ１４は、例示的な実施形態ではランセット３２を含む試料収集ポートを介して、試料流体を収容するように適合される。ランセット３２は格納式であっても、かつ／またはいくつかの実施形態ではばね荷重式であってもよい。キャップ３８は、取外し可能なカートリッジ１４が使用されていないときに、試料収集ポートおよび／またはランセット３２を保護するために使用されてもよい。
【００２２】
例示的な実施形態では、取外し可能なカートリッジ１４は、全血試料に対する血液分析を実施する。ランセット３２は、ユーザの指を刺して血液の試料を作るのに使用されてもよく、血液の試料は、毛管作用によって取外し可能なカートリッジ１４内の抗凝血性コーティングを施した毛管に引き込まれてもよい。取外し可能なカートリッジ１４は、エッチングされたチャネルを備えた層状組織を使用して作製されるものもある、Ｍｉｃｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能な流体回路に類似して構築されてもよい。しかし、取外し可能なカートリッジ１４は、射出成形、または必要であれば他の適切な製造プロセスもしくは方法によるなど、任意の適切な方法で構築されてもよいことが考えられる。
【００２３】
使用中、および血液試料が取外し可能なカートリッジ１４に引き込まれた後、取外し可能なカートリッジ１４は、カバー１８が開位置にあるときにハウジングに挿入されてもよい。場合によっては、取外し可能なカートリッジ１４は、基部１６にある位置合わせピン２８ａおよび２８ｂを受け入れる穴２６ａおよび２６ｂを含んでもよく、これは、機器の異なる部品間の整列および結合の助けとなってもよい。取外し可能なカートリッジ１４はさらに、第１の透明なフローストリーム窓３０ａ、第２の透明なフローストリーム窓３０ｂ、および第３の透明窓３０ｃを含んでもよく、これらは、第１、第２、および第３の光源２２ａ、２２ｂ、および２２ｃ、ならびに第１、第２、および第３の光検出器２４ａ、２４ｂ、および２４ｃそれぞれと位置が揃う。
【００２４】
カバーが閉位置に移動され、システムが加圧されると、例示的な取外し可能なカートリッジ１４では、カバー１８は、圧力提供ポート３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、および３６ｄを介して、制御された圧力を圧力受取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｃにそれぞれ提供してもよい。用途に応じて、より多いまたはより少ない圧力提供ポートおよび圧力受取りポートが使用されてもよいことが考えられる。あるいは、またはそれに加えて、静電作動式のメソポンプなどの１つまたは複数のマイクロポンプを、取外し可能なカートリッジ１４上またはその中に提供して、取外し可能なカートリッジ１４の流体回路を動作させるのに必要な圧力を提供してもよいことが考えられる。いくつかの例示的な静電作動式のメソポンプは、例えば、すべて本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第５８３６７５０号、第６１０６２４５号、第６１７９５８６号、第６７２９８５６号、および第６７６７１９０号に記載されており、それらすべてを参考により本明細書に組み込む。
【００２５】
加圧されると、例示的な機器は、収集した血液試料に対して血液分析を実施してもよい。場合によっては、血液分析は、完全血球算定（ＣＢＣ）分析を含んでもよいが、用途に応じて他のタイプの分析を実施することができる。
【００２６】
赤血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ１４内の赤血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、血液試料は次に希釈されてもよく、赤血球はオンザフライで球状化されてもよく、結果として得られる試料は、コア形成のために流体力学的に集束され、最終的に第１のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。第１のサイトメトリーチャネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第１の透明なフローストリーム窓３０ａに沿って位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞を、第１の光源２２ａおよび第１の光検出器２４ａによって光学的に調査することができる。場合によっては、第１のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、第１の流量センサが取外し可能なカートリッジ１４上に提供されてもよい。
【００２７】
場合によっては、測定されたパラメータは、例えば、試料流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）持続時間、試料希釈係数（ＤＦ）、計数された赤血球数（ＮＲＢ）、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）、各細胞の直径（ｄｒｂｃ）、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣ）を含んでもよい。これらのパラメータから、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３×ＣＨＣ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）など、多数の赤血球分析パラメータが計算されてもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、血液試料のいくらかはまた、吸収測定チャネルに向けられてもよい。吸収測定チャネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第３の透明窓３０ｃに沿って位置してもよく、それにより、血液試料を、第３の光源２２ｃおよび第３の光検出器２４ｃによって光学的に調査することができる。吸収測定チャネル内への、またはそこを通る流量の基準を提供するため、流量センサが取外し可能なカートリッジ１４上に提供されてもよい。吸収測定チャネルは、第３の光源２２ｃによって提供される入射光の吸収の基準を提供してもよい。測定された吸収レベルは、血液試料中のバルクまたは平均細胞ヘモグロビン濃度の指標を提供してもよい。
【００２９】
白血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ１４内の白血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、血液試料は次に希釈されてもよく、赤血球はオンザフライで溶解されてもよく、結果として得られる試料は、コア形成のために流体力学的に集束され、最終的に第２のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。第２のサイトメトリーチャネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第２の透明なフローストリーム窓３０ｂに沿って位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞を、第２の光源２２ｂおよび第２の光検出器２４ｂによって光学的に調査することができる。第２のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、流量センサが取外し可能なカートリッジ１４上に提供されてもよい。場合によっては、測定された白血球パラメータは、例えば、３または５部分白血球分化、総白血球数、および／または軸上白血球体積を含んでもよい。用途に応じて、他のパラメータも測定または計算されてもよい。
【００３０】
図１は、１つの例示的な試料分析器およびカートリッジのアセンブリを示す。しかし、他の試料分析器構成が使用されてもよいことが考えられる。例えば、試料分析器１０および取外し可能なカートリッジは、参考により本明細書に組み込まれる、Ｓｃｈｗｉｃｈｔｅｎｂｅｒｇらの米国特許出願２００４／０２１１０７７に記載されているものに類似してもよい。
【００３１】
場合によっては、試料分析器１０は、診察室、家庭、または当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用されるように適合される。専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で信頼性高く使用することができる試料分析器１０を提供する能力は、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【００３２】
動作中、試料分析器１０は、収集された全血試料などの収集された試料を収容してもよく、また、分析器が起動されると、試料分析器１０は自動的に試料を処理し、ユーザが臨床判断を下すための情報を提供する。いくつかの実施形態では、試料分析器１０は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷してもよいので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。
【００３３】
図２は、図１の例示的な試料分析器およびカートリッジの概略図である。詳細に上述したように、また例示的な実施形態では、基部１６は、多数の光源２２、関連する光学素子、および分析器の動作に必要な制御および処理エレクトロニクス４０を含んでもよい。基部１６はさらに、バッテリー４２、変圧器、または他の電源も含んでもよい。カバー１２は、圧力源／フロー制御ブロック４４、および関連する光学素子を備えた多数の光検出器２４を有することが示される。
【００３４】
取外し可能なカートリッジ１４は、試料収集ポートまたはランセット３２を介して試料流体を受け入れてもよい。圧力源／フロー制御ブロック４４によって加圧されると、取外し可能なカートリッジ１４は、受け入れた血液試料の血液分析を実施してもよい。いくつかの実施形態では、また上述したように、取外し可能なカートリッジ１４は、多数の試薬４９、および試薬を血液試料と混合して分析のために血液試料を調製する流体回路を含んでもよい。さらに、取外し可能なカートリッジ１４は、流体回路の適切な動作を制御および／または確認する助けとなる多数の流量センサを含んでもよい。
【００３５】
場合によっては、血液試料は、調製され（例えば、溶解され、球状化され、染色され、希釈され、かつ／または別の方法で処理され）、次に、サイトメトリーチャネル５０などの１つまたは複数の搭載型サイトメトリーチャネルにおけるコア化成のために流体力学的に集束される。例示的な実施形態では、サイトメトリーチャネル５０は、取外し可能なカートリッジ１４内の第１の透明なフローストリーム窓３０ａなどの、透明なフローストリーム窓を越えて経路が決められる。基部１６内の複数の光源２２および関連する光学素子のアレイは、フローストリーム窓３０ａを介してコアストリームを通して光を提供してもよい。複数の光検出器２４および関連する光学素子のアレイは、やはりフローストリーム窓３０ａを介してコアからの拡散光および非拡散光を受けてもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、検出器２４のアレイからの出力信号を受けてもよく、また、コアストリーム中に存在する選択された細胞を分化および／または計数してもよい。
【００３６】
取外し可能なカートリッジ１４は、取外し可能なカートリッジ１４上の流体の少なくとも一部の速度を制御するのを助ける流体制御ブロック４８を含んでもよいことが考えられる。例示的な実施形態では、流体制御ブロック４８は、様々な流体の速度を感知する流量センサを含んでもよく、またコントローラまたはプロセッサ４０に速度を報告してもよい。その後、コントローラまたはプロセッサ４０は、圧力源／フロー制御ブロック４４に提供される１つまたは複数の制御信号を調節して、分析器の適切な動作のための所望の圧力、したがって所望の流体速度を達成してもよい。
【００３７】
血液および他の生物学的排出物は疾病を拡散させる恐れがあるので、取外し可能なカートリッジ１４は、例示的なサイトメトリーチャネル５０の下流に排出物容器５２を含んでもよい。排出物容器５２は、取外し可能なカートリッジ１４内のフローストリームの流体を収容し貯蔵してもよい。試験が完了すると、取外し可能なカートリッジ１４は分析器から取り外され、好ましくは生物学的排出物と適合性を有する容器に廃棄されてもよい。
【００３８】
図３は、図２の試料分析器およびカートリッジのフロー制御を示すより詳細な概略図である。例示的な実施形態では、カバー１８内の圧力源／フローコントローラ４４は、試料推進（Ｐ）圧力３６ａ、溶解（Ｌ）圧力３６ｂ、球状化（ＳＰ）圧力３６ｃ、シース（ＳＨ）圧力３６ｄ、および希釈剤（Ｄ）圧力３６ｅを含む５つの制御圧力を提供する。これらは単に例示的なものであり、用途に応じて、より多い、より少ない、または異なる圧力（例えば、染色剤容器への染色圧力）が、圧力源／フローコントローラ４４によって提供されてもよい。さらに、カバー１８は、圧力源／フローコントローラ４４をまったく含まなくてもよいことが考えられる。代わりに、取外し可能なカートリッジ１４は、圧縮空気容器、上述したような静電作動式のメソポンプなどの１つまたは複数のマイクロポンプ、または要望に応じて他の任意の適切な圧力源などの、搭載型圧力源を含んでもよい。光源および検出器のアレイは図３には示されない。
【００３９】
例示的な実施形態では、圧力源３６ａはプッシャ流体６５を介して血液試料容器６２に圧力を提供し、圧力源３６ｂは溶解容器６４に圧力を提供し、圧力源３６ｃは球状化容器６６に圧力を提供し、圧力源３６ｄはシース容器６８に圧力を提供し、圧力源３６ｅは希釈剤容器７０に圧力を提供する。
【００４０】
例示的な一実施形態では、圧力源はそれぞれ、入力圧力を受ける第１の圧力チャンバ、および取外し可能なカートリッジに制御圧力を提供する第２の圧力チャンバを含んでもよい。第１のバルブが、第１の圧力チャンバと第２の圧力チャンバの間に設けられて、第１の圧力チャンバ内の圧力を第２の圧力チャンバに可変に解放してもよい。第２の圧力チャンバと流体連通している第２のバルブは、第２の圧力チャンバ内の圧力を環境に制御可能に放出してもよい。これにより、圧力源／フローコントローラ４４が、取外し可能なカートリッジ１４上の圧力受取りポートそれぞれに制御圧力を提供することを可能にしてもよい。例えば、参考により本明細書に組み込まれる、「ＡＤＤＲＥＳＳＡＢＬＥ ＶＡＬＶＥ ＡＲＲＡＹＳ ＦＯＲ ＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＡＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＯＲ ＦＬＯＷ ＣＯＮＴＲＯＬ」という名称の同時係属中の米国特許出願０９／４０４５６０に記載されるように、各バルブは、個別に取扱い可能かつ制御可能な静電作動式のマイクロバルブのアレイであってもよい。あるいは、各バルブは、制御可能なデューティサイクルでパルス変調されて、制御された「有効な」フローまたは漏れ速度を達成する、静電作動式のマイクロバルブのアレイであってもよい。所望であれば、他のバルブも使用されてもよい。
【００４１】
例示的な取外し可能なカートリッジ１４は、圧力源／フローコントローラ４４から対応する制御圧力をそれぞれ受け取る、５つの圧力受取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、および３４ｅを含む。例示的な実施形態では、圧力受取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄおよび３４ｅはそれぞれ、制御圧力を、血液容器６２、溶解容器６４、球状化容器６６、シース容器６８、および希釈剤容器７０に向ける。溶解容器６４、球状化容器６６、シース容器６８、および希釈剤容器７０は、取外し可能なカートリッジ１４が使用のために輸送される前に、充填されてもよく、血液容器６２は、試料収集ポートまたはランセット３２を介して現場で充填されてもよい。
【００４２】
図に示すように、流量センサは各流体または選択された流体と直列で提供されてもよい。流量センサ８０ａ〜８０ｅはそれぞれ、対応する流体の速度を測定してもよい。流量センサ８０ａ〜８０ｅは、好ましくは熱式風速計タイプの流量センサであり、より好ましくはマイクロブリッジタイプの流量センサである。マイクロブリッジ流量センサは、例えば、米国特許第４４７８０７６号、米国特許第４４７８０７７号、米国特許第４５０１１４４号、米国特許第４６５１５６４号、米国特許第４６８３１５９号、および米国特許第５０５０４２９号に記載されており、これらをすべて参考により本明細書に組み込む。各流量センサ８０ａ〜８０ｅからの出力信号は、コントローラまたはプロセッサ４０に提供されてもよい。図に示すように、コントローラまたはプロセッサ４０は、圧力源／コントローラ４４に制御信号を提供してもよい。例えば、血液試料に提供される圧力を制御するため、コントローラまたはプロセッサ４０は、血液試料の速度が第１の所定値よりも下に低下すると、第１の圧力チャンバ内の圧力を第２の圧力チャンバに可変に放出するために、圧力源／コントローラ４４内の第１の圧力チャンバと第２の圧力チャンバの間の第１のバルブを開いてもよい。同様に、コントローラまたはプロセッサ４０は、血液試料の速度が第２の所定値よりも上に上昇すると、第２のバルブを開いて第２の圧力チャンバ内の圧力を放出してもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、同様のやり方で、溶解試薬、球状化試薬、シース流体、および希釈剤を制御してもよい。
【００４３】
場合によっては、コントローラまたはプロセッサ４０が、フローチャネルを通過する流量の１つまたは複数の変化を検出してもよい。流量の変化は、例えば、フローチャネル内の１つもしくは複数の泡、例えば血液試料の凝結によって生じるフローチャネルの閉塞もしくは部分的な閉塞、フローチャネル内の望ましくない物体もしくは異物、および／またはフローチャネルの好ましくない特性に対応する場合がある。コントローラまたはプロセッサ４０は、流量からのそのような特性を検出し、場合によっては、警告を出す、かつ／または試料分析器を停止するようにプログラムされてもよい。
【００４４】
熱式風速計タイプの流量センサは、通常、通電されると流体中に１つまたは複数の熱パルスを生成する加熱要素を含み、また、加熱要素の上流および／または下流に配置された、１つまたは複数の熱パルスを検出する１つまたは複数の熱センサをさらに含む。フローチャネルを通る流体の速度は、加熱要素から、間隔を空けられた熱センサの１つまで熱パルスが移動するのにかかる時間と関連する場合がある。
【００４５】
場合によっては、熱式風速計タイプの流量センサは、流体の熱伝導率および／または比熱を検出するのに使用されてもよい。流体の熱伝導率および／または比熱の変化は、流体の状態変化（血液試料の凝結）、流体中の泡、流体中の望ましくない物体または異物などの、流体の特性の変化に対応する場合がある。したがって、またいくつかの実施形態では、コントローラまたはプロセッサ４０は、熱式風速計タイプの流量センサを通過する流体の熱伝導率および／または比熱をモニタすることにより、流体の特性を検出してもよいことが考えられる。
【００４６】
場合によっては、インピーダンスセンサがフローチャネルと流体連通して設けられてもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、インピーダンスセンサに連結されてもよい。流体のインピーダンスの変化は、流体の状態変化（血液試料の凝結）、流体中の泡、流体中の望ましくない物体または異物などの、流体の特性の変化を示してもよい。したがって、またいくつかの実施形態では、コントローラまたはプロセッサ４０は、インピーダンスセンサを通過する流体のインピーダンスをモニタすることにより、液体の特性を検出してもよいことが考えられる。
【００４７】
１１０で全体が示される下流のバルブも提供されてもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、要望に応じて下流のバルブ１１０を開閉してもよい。例えば、下流のバルブ１１０は、システムが十分に加圧されるまで閉じたままであってもよい。これは、システムが十分に加圧される前に、血液、溶解試薬、球状化試薬、シース流体、および希釈剤が流体回路８６に流れ込むことを防ぐ助けとなり得る。さらに、下流のバルブ１１０は、ゼロフロー試験などの特定の試験の実施を助けるように制御されてもよい。別の実施形態では、下流のバルブ１１０は、例えば、カバーが閉じているとき、機械的動作によって開かれてもよい。
【００４８】
図４は、本発明による例示的な取外し可能なカートリッジの特定の特徴の概略図である。例示的な取外し可能なカートリッジは、全体が１００で示され、図１〜３を参照して示し上述した取外し可能なカートリッジ１４に類似してもよい。取外し可能なカートリッジ１００は単に例示的なものであり、本発明は、形態、機能、または構成に関わらず、多くのマイクロ流体カートリッジに適用できることが理解されるべきである。例えば、本発明は、フローサイトメトリー、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、電解質測定などに適合された取外し可能なカートリッジに適用されてもよい。取外し可能なカートリッジ１００などの本発明の取外し可能なカートリッジは、例えば、ガラス、シリコン、１つまたは複数の重合体、または他の適切な材料もしくは材料システム、または材料もしくは材料システムの組合せなど、任意の適切な材料または材料システムから作られてもよいことも考えられる。
【００４９】
例示的な取外し可能なカートリッジ１００は、第１の測定チャネル１０２および第２の測定チャネル１０４を含むが、要望に応じて、より多いまたはより少ない測定チャネルが使用されてもよい。第１の測定チャネル１０２は、例示的な実施形態では赤血球測定チャネルであり、第２の測定チャネル１０４は、白血球測定チャネルである。全血試料は、血液受取りポート１０６を介して取外し可能なカートリッジ１００に収容され、それが、毛管作用によって血液の既知量を抗凝血性コーティングを施した血液試料貯蔵毛管１０８に引き込む。図３の試料推進（Ｐ）圧力３６ａなどの試料推進（Ｐ）圧力は、図３の試料推進流体容器６５などの試料推進流体容器に提供される。圧力が印加されると、試料推進流体は、試料推進流体容器から血液試料推進チャネル１１０へ押し込まれる。
【００５０】
いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１１２および流量センサ１１４は、血液試料推進チャネル１１０と直列で提供されてもよい。バルブ１１２は、流体回路を通して血液試料を押しやることが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１１４は、血液試料推進流体の流量、およびすなわち抗凝血性コーティングを施した毛管１０８を通る血液試料の流量を測定してもよい。流量センサ１１４によって提供される流量は、取外し可能なカートリッジ１００に提供される試料推進（Ｐ）圧力を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００５１】
例示的な実施形態では、全血試料は分割され、分枝１１６を介して赤血球測定チャネル１０２および白血球測定チャネル１０４に供給される。例示的な実施形態では、バルブ１１８が分枝と直列で提供されて、赤血球測定チャネル１０２内への血液試料のフローを制御し、バルブ１２０が提供されて、白血球測定チャネル１０４内への血液試料フローを制御する。
【００５２】
特に赤血球測定チャネル１０２を参照すると、図３の球状化圧力（ＳＰ）３６ｃなどの赤血球球状化試薬圧力（ＳＰ）は、図３の球状化容器６６などの球状化試薬容器に提供される。圧力が印加されると、球状化容器６６内の球状化試薬は球状化試薬チャネル１２４へ押し込まれる。
【００５３】
いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１２６および流量センサ１２８も、球状化試薬チャネル１２４と直列で提供されてもよい。バルブ１２６は、流体回路に球状化試薬を押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１２８は、球状化試薬の流量を測定し、球状化試薬チャネル１２４を通る球状化試薬の流量の基準を提供してもよい。流量センサ１２８によって提供される流量は、圧力源／コントローラ４４によって取外し可能なカートリッジ１００に提供される球状化圧力（ＳＰ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００５４】
例示的な取外し可能なカートリッジ１００の正常な機能的動作の間、球状化試薬は、球状化試薬の流量で交差領域１３０に押し込まれ、血液試料は、血液試料の流量で交差領域１３０に押し込まれる。血液試料の流量および球状化試薬の流量は、図３の圧力源／コントローラ４４によって制御されてもよい。
【００５５】
交差領域１３０は、両方の流体が交差領域１３０を貫流しているときに球状化試薬が血液試料の周囲を流れるように形成されてもよい。場合によっては、球状化試薬の流量は血液試料の流量よりも高くてもよく、それが、下流のオンザフライ球状化チャネル１３２におけるフロー特性の改善を助け、また場合によっては、球状化試薬で完全かつ均一に取り囲まれた血液の薄い帯を形成する助けとなってもよい。そのような帯状のフローは、赤血球がオンザフライ球状化チャネル１３２を通ると、球状化試薬が赤血球を均一に球状化する助けとなってもよい。さらに、オンザフライ球状化チャネル１３２の長さは、球状化試薬および血液試料の流量とともに、血液試料が適正な量の時間、球状化試薬に晒されるように設定されてもよい。
【００５６】
図３のシース（ＳＨ）圧力３６ｄなどのシース流体（ＳＨ）圧力は、図３のシース流体容器６８などのシース流体容器に提供されてもよい。圧力が印加されると、シース流体は、シース流体容器６８からシースチャネル１３４へ押し込まれる。いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１３６および流量センサ１３８は、シースチャネル１３４と直列で提供されてもよい。バルブ１３６は、シース流体を流体回路に押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１３８は、シース流体の流量を測定し、シースチャネル１３４を通るシース流量の基準を提供してもよい。流量センサ１３８によって提供される流量は、取外し可能なカートリッジ１００に提供されるシース圧力（ＳＨ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００５７】
例示的な実施形態では、シース流体は、シース流体の流量で交差領域１４０に供給され、また、球状化された血液試料は、球状化された血液試料の流量で交差領域１４０に供給される。球状化された血液試料の流量およびシース流量は、図３の圧力源／コントローラ４４などの圧力源／コントローラによって制御されてもよい。
【００５８】
交差領域１４０は、両方の流体が交差領域１４０を貫流しているときにシース流体が球状化された血液試料の周囲を流れるように形成されてもよい。場合によっては、シース流量は球状化された血液試料の流量よりも著しく高く、それが、下流のフローサイトメトリーチャネル１４２におけるコア形成を改善する助けとなってもよい。例えば、いくつかのフローサイトメトリー用途では、交差領域１４０は、球状化された血球を流体力学的に集束させ、かつ単一列のコアに整列させて、各赤血球が取外し可能なカートリッジ１００内の光学窓領域１４４を通過すると、分析器によってそれを別個に光学的に調査できるように構成されてもよい。場合によっては、サイトメトリーチャネル１４２を通過する流体は、搭載型の排出物容器に向けられる。
【００５９】
次に白血球測定チャネル１０４を参照すると、図３の溶解圧力（Ｌ）３６ｂなどの白血球溶解試薬圧力（Ｌ）は、図３の溶解容器６４などの溶解試薬容器に提供される。圧力が印加されると、溶解容器６４内の溶解試薬は溶解試薬チャネル１５４へ押し込まれる。
【００６０】
いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１５６および流量センサ１５８は、溶解試薬チャネル１５４と直列で供給されてもよい。バルブ１５６は、溶解試薬を流体回路に押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１５８は、溶解試薬の流量を測定し、溶解試薬チャネル１５４を通る溶解試薬の流量の基準を提供してもよい。流量センサ１５８によって提供される流量は、圧力源／コントローラ４４によって取外し可能なカートリッジ１００に提供される溶解圧力（Ｌ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００６１】
例示的な取外し可能なカートリッジ１００の正常な機能的動作の間、溶解試薬は、溶解試薬の流量で交差領域１６０に供給され、また、血液試料は、血液試料の流量で交差領域１６０に供給される。血液試料の流量および溶解試薬の流量は、図３の圧力源／コントローラ４４などの圧力源／コントローラによって制御されてもよい。
【００６２】
交差領域１６０は、両方の流体が交差領域１６０を貫流しているときに溶解試薬が血液試料の周囲を流れるように構成されてもよい。場合によっては、溶解試薬の流量は血液試料の流量よりも高くてもよく、それが、下流のオンザフライ溶解チャネル１６２におけるフロー特性の改善を助け、また場合によっては、溶解試薬で完全かつ均一に取り囲まれた血液の薄い帯を形成する助けとなってもよい。そのような帯状のフローは、赤血球がオンザフライ溶解チャネル１６２を通ると、溶解試薬が赤血球を均一に球状化する助けとなってもよい。さらに、オンザフライ溶解チャネル１６２の長さは、溶解試薬および血液試料の流量とともに、血液試料が適正な量の時間、溶解試薬に晒されるように設定されてもよい。
【００６３】
図３のシース（ＳＨ）圧力３６ｄなどのシース流体（ＳＨ）圧力は、図３のシース流体容器６８などのシース流体容器に提供されてもよい。圧力が印加されると、シース流体はシース流体容器６８からシースチャネル１６４へ押し込まれる。いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１６６および流量センサ１６８はシースチャネル１６４と直列で提供されてもよい。バルブ１６６は、シース流体を流体回路に押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１６８は、シース流体の流量を測定し、シースチャネル１６４を通るシース流量の基準を提供してもよい。流量センサ１６８によって提供される流量は、取外し可能なカートリッジ１００に提供されるシース圧力（ＳＨ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。場合によっては、シースチャネル１６４を通るシース流量はシースチャネル１３４を通るシース流量と同じである。しかし、他の場合では、シースチャネル１６４を通るシース流量は、シースチャネル１３４を通るシース流量とは異なっていてもよい。
【００６４】
例示的な実施形態では、シース流体は、シース流体の流量で交差領域１７０に供給され、また、溶解された血液試料は、溶解された血液試料の流量で交差領域１７０に供給される。溶解された血液試料の流量およびシース流量は、図３の圧力源／コントローラ４４などの圧力源／コントローラによって制御されてもよい。
【００６５】
交差領域１７０は、両方の流体が交差領域１７０を貫流しているときにシース流体が溶解された血液試料の周囲を流れるように構成されてもよい。場合によっては、シース流量は溶解された血液試料の流量よりも著しく高く、それが、下流のフローサイトメトリーチャネル１７２におけるコア形成を改善する助けとなってもよい。例えば、いくつかのフローサイトメトリー用途では、交差領域１７０は、溶解された血液試料中の白血球を流体力学的に集束させ、かつ単一列のコアに整列させて、各白血球が取外し可能なカートリッジ１００内の光学窓領域１７４を通過すると、分析器によってそれを別個に光学的に調査できるように構成されてもよい。場合によっては、サイトメトリーチャネル１７２を通過する流体は、搭載型の排出物容器に向けられる。
【００６６】
場合によっては、吸収測定チャネルも提供されてもよい。例示的な実施形態では、溶解された血液試料の一部は吸収チャネル１８０に供給される。バルブ１８２は、溶解された血液試料の一部が吸収チャネルまたは領域１８４へ移動することを選択的に可能にするために、提供されてもよい。分析器は、吸収チャネルまたは領域１８４、ならびに、吸収チャネルまたは領域１８４内の溶解された血液試料によって吸収されない光を検出する検出器を照光する光源を含んでもよい。分析器は、次に、吸収レベルを判定してもよく、そこから、バルク吸収に基づいたヘモグロビン測定を行うことができる。場合によっては、また図８に示すように、吸収チャネル１８４は、所望であればサイトメトリーチャネル１７２の下流に位置していてもよい。他の場合では、全血試料は、分枝１１６からなど、吸収チャネルに直接供給されてもよい。そのような場合、吸収チャネルは、吸収測定を行う前に赤血球を溶解する機構を含んでもよい。例示的な取外し可能なカートリッジ１００は、全血試料に対する完全血球算定（ＣＢＣ）分析を行うように適合されるが、要望に応じて、他の取外し可能なカートリッジの構成および分析タイプが使用されてもよいことが考えられる。
【００６７】
図５は、本発明による取外し可能なカートリッジに含むことができる、多数の例示的な貯蔵容器の概略図である。例示的な実施形態では、図４の取外し可能なカートリッジ１００などの取外し可能なカートリッジは、例えば、溶解試薬容器６４、プッシャ流体容器６５、球状化試薬容器６６、シース流体容器６８、希釈剤流体容器７０、染色剤容器１９０、および排出物容器５２を含んでもよい。これらは単に例示的なものであり、より多い、より少ない、または異なる容器が取外し可能なカートリッジの上またはその中に提供されてもよい。
【００６８】
各容器は、サイズ決めされてもよく、また、取外し可能なカートリッジの所望の動作を支援するのに適切な流体および／または試薬の量を含んでもよい。希釈剤容器７０は、全血試料などの入ってくる試料を希釈する希釈剤流体を含んでもよい。図４の例示的な実施形態では、球状化試薬および／または溶解試薬は、希釈剤の機能を実施してもよく、したがって、別個の希釈剤容器７０は不要であるか、または好ましいものでさえない場合がある。同様に、いくつかの実施形態では、染色剤容器１９０などの染色剤容器は、染色剤を白血球チャネルに添加して、白血球分化を支援することが望ましい場合がある。容器に貯蔵された試薬および／または流体は、用途に応じて、最初は液体または凍結乾燥された形態であってもよい。
【００６９】
図６は、本発明による取外し可能なカートリッジを使用して、血液試料を分析する例示的な方法を示す概略フローチャートである。例示的な方法では、血液試料は最初に工程２００で得られる。次に、血液試料は、取外し可能なカートリッジ内の抗凝血性コーティングを施した毛管に供給される。血液試料は、次に、分割され、赤血球および血小板（ＲＢＣ／Ｐ）測定チャネル２０４および白血球（ＷＢＣ）測定チャネル２０６に供給される。
【００７０】
ＲＢＣ／Ｐ測定チャネル２０４では、赤血球は、２１２に示すように最初に球状化され、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル２１４を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源２１６は、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル２１４の分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル２１４の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。ＶＣＳＥＬによって提供される入射光のいくらかは散乱し、検出器２１８は散乱光を検出する。場合によっては、検出器２１８は、前角散乱光（ＦＡＬＳ）および小角散乱光（ＳＡＬＳ）の両方を検出する。
【００７１】
場合によっては、レーザー源（または他のソース）は、細長い線状のソースとしてまたは２つの別個のスポットソースとしてのいずれかで、ＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４に集束される。ＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４内のＲＢＣおよび血小板は、集束光を通過する。高品質の集光光学素子は、細胞の鮮明な像と、長手方向軸が好ましくはＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４のフロー方向に直交するように構成された１つ、２つ、またはそれ以上の平行なスリットを含む半透明スクリーン上に集束された照光とを形成するために使用されてもよい。スリット間の距離は、例えば、ＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４内において予測される平均細胞分離のオーダーであってもよい。スリットを含む半透明スクリーンは、１つまたは複数の検出器２１８の前に置かれてもよい。細胞の像がスリットを通過すると、それが、スリットに入射する光を不明瞭にし、検出器２１８上の信号の減少を引き起こして、細胞直径に比例する幅のパルス波形を生成する。２つの離間したスリットが提供される場合、２つの波形により、細胞のフロー速度、すなわち細胞サイズの計算が可能になることがある。高い信号対雑音は、この技術を使用して得られてもよく、それによって、容易な事象の計数および複数の細胞事象の識別が可能になる。パルス幅および振幅によって、さらに、いくつかの細胞タイプの区別が可能になることがある。
【００７２】
場合によっては、細胞および光源の両方の像は、検出器２１８の前に置かれた複スリットアパーチャ上で結像される。複スリットアパーチャは、細胞を計数するため、良好に画定された幾何学的なアパーチャおよび高い信号対雑音比を提供する。上述したように、スリットからの信号によって、細胞のフロー速度の正確な測定が可能になることがあり、それによって次に、細胞直径の計算が可能になることがある。
【００７３】
いくつかの場合には、また２２０で示すように、例えば、試料流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）持続時間、および試料希釈係数（ＤＦ）を含む多数のパラメータは、この分析中に測定されてもよい。１つまたは複数の検出器の出力、および／または対応する散乱特性をモニタすることにより、赤血球数（ＮＲＢ）、血小板数（ＮＰｌｔ）、各細胞の直径（ｄｒｂｃ）、および各細胞のヘモグロビン濃度が測定されてもよい。
【００７４】
これらのパラメータから、また２８２で示すように、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３×ＣＨＣ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）を含む多数の赤血球分析パラメータが計算されてもよい。
【００７５】
例示的なＷＢＣ測定チャネル２０６では、赤血球は２３２で示すように最初に溶解され、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＷＢＣサイトメトリーチャネル２３４を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源２３６は、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル２３４の分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル２３４の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。ＶＣＳＥＬによって提供される入射光のいくらかは散乱し、検出器２３８は散乱光を検出する。場合によっては、検出器２３８は、前角散乱光（ＦＡＬＳ）、小角散乱光（ＳＡＬＳ）、および大角散乱光（ＬＡＳＬ）を検出する。場合によっては、また２４０で示すように、例えば、軸上細胞容積、総ＷＢＣ数、およびＷＢＣ５部分分化を含む多数のパラメータが、分析中に測定されてもよい。
【００７６】
図７は、本発明による多数の赤血球パラメータを得る例示的な方法を示すフローチャートである。例示的な方法では、血液試料は工程２６０で得られる。次に、血液試料は、所望の希釈係数（ＤＦ）に希釈され、２６４で示すように球状化される。希釈され球状化された血球は、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネルを下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源２１６は、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネルの分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。１つまたは複数のＶＣＳＥＬによって提供される入射光のいくらかは散乱し、検出器は散乱光を検出するのに使用されてもよい。場合によっては、検出器は、各細胞に対して前角散乱光（ＦＡＬＳ）および小角散乱光（ＳＡＬＳ）の両方を検出する。プロセッサなどは、次に、各細胞に対して２つの別個の散乱パラメータ、すなわちＳＡＬＳおよびＦＡＬＳを、次のように、細胞直径パラメータおよび細胞ヘモグロビン濃度パラメータにマッピングする。
【００７７】
｛ＳＳＡＬＳｉ，ＳＦＡＬＳｉ｝−＞｛ｄｒｂｃｉ，ＣＨＣｉ｝
２７０で示すように、ＳＳＡＬＳｉにＳＦＡＬＳｉを加えた散乱の強度が予め決められた検出閾値よりも大きくなければ、制御は工程２６８に戻される。しかし、ＳＳＡＬＳｉにＳＦＡＬＳｉを加えた散乱の強度が予め決められた検出閾値よりも大きい場合、制御は工程２７２に移される。工程２７２は、ＳＳＡＬＳｉとＳＦＡＬＳｉの和が予め決められた血小板閾値より大きいか否かを判断する。ＳＳＡＬＳｉとＳＦＡＬＳｉの和が予め決められた血小板閾値よりも大きくなければ、粒子「ｉ」が血小板であると判断され、制御は工程２７４に移される。工程２７４は、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）を１つずつ増分し、制御を工程２６８に戻す。
【００７８】
ＳＳＡＬＳｉとＳＦＡＬＳｉの和が予め決められた血小板閾値よりも大きい場合、細胞は赤血球であり、制御は工程２７６に移される。工程２７６は、計数された赤血球数（ＮＲＢＣ）を１つずつ増分し、制御を工程２７８に移す。工程２７８は、予め決められた測定時間に到達したか否かを判断する。到達していなければ、制御は工程２６８に戻される。
【００７９】
工程２７８で測定時間に到達すると、制御は工程２８０に移される。工程２８０は、例えば、試料流量（ＦＲ），測定時間（Ｔ）持続時間、試料希釈係数（ＤＦ）、計数された赤血球数（ＮＲＢＣ）、計数された血小板数（ＮＰｌｔ），各細胞の直径（ｄｒｂｃｉ）、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣｉ）を含む、多数の測定されたパラメータを示す。これらのパラメータから、また工程２８２で示すように、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢＣ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣｉ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３×ＣＨＣｉ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃｉ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）を含む、多数の血球分析パラメータが計算されてもよく、ここで、表記＜Ｘｉ＞はすべての細胞Ｘｉにわたる平均細胞パラメータを意味する。
【００８０】
図８は、本発明による血液試料を分析する別の例示的な方法を示す概略フローチャートである。この例示的な方法では、血液試料が得られ、工程３００で示すように血液試料容器に供給される。次に、血液試料は、取外し可能なカートリッジ内の抗凝血性コーティングを施した毛管に供給され、希釈される。血液試料は、次に、分割され、赤血球および血小板（ＲＢＣ／Ｐ）測定チャネル３０４および白血球（ＷＢＣ）測定チャネル３４０に供給される。
【００８１】
ＲＢＣ／Ｐ測定チャネル３０４では、赤血球は、３０６に示すように最初に球状化され、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの第１の光源３１０および関連付けられた光学素子は、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８の分析領域を通過するときに、それらに集束光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。
【００８２】
個々の細胞／粒子が集束された入射ビームを通過するときに、光のいくらかは遮断されるか、散乱されるか、または別の方法で妨害され、それを検出器（図示なし）によって検出することができる。２つ以上の光源が、ＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８に沿った異なる離間したスポットに集束される場合、各細胞の前縁および／または後縁を検出することができる。細胞が１つの集束されたスポットから次までの距離を横断するのにかかる時間を測定することによって、流量、およびすなわち細胞速度を決定することができる。決定された細胞速度によって、細胞がビームを遮断、散乱、または別の方法で妨害する時間の長さを、細胞のサイズおよび／または細胞体積と相関させることができる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、別の光源３１４および関連付けられた光学素子が、分析器によって提供されてもよい。光源３１４の関連付けられた光学素子は、光を平行にし、ＳＡＬＳおよびＦＡＬＳ散乱などの軸外散乱を測定してもよい。上述したように、ＳＡＬＳおよびＦＡＬＳ散乱は、例えば、計数された赤血球数（ＮＲＢＣ）３１６、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）３２２、各細胞の直径（ｄｒｂｃｉ）、細胞体積３１８、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣｉ）３２０を測定するのに使用することができる。これらのパラメータから、また上述したように、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢＣ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣｉ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３×ＣＨＣｉ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃｉ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）を含む、多数の血球分析パラメータが計算されてもよく、ここで、表記＜Ｘｉ＞はすべての細胞Ｘｉにわたる平均細胞パラメータを意味する。
【００８４】
例示的なＷＢＣ測定チャネル３４０では、赤血球は溶解され、３４２で示すように、必要に応じて染色剤が注入される。細胞は、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源３４６は、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４の分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。
【００８５】
個々の細胞／粒子が集束された入射ビームを通過するときに、光のいくらかは遮断されるか、散乱されるか、または別の方法で妨害され、それを検出器（図示なし）によって検出することができる。２つ以上の光源が、ＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４に沿った異なる離間したスポットに集束される場合、各細胞の前縁および／または後縁を検出することができる。細胞が１つの集束されたスポットから次までの距離を横断するのにかかる時間を測定することによって、流量、およびすなわち細胞速度を決定することができる。決定された細胞速度によって、細胞がビームを遮断、散乱、または別の方法で妨害する時間の長さを、細胞のサイズおよび／または細胞体積と相関させることができる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、光源３５０および関連付けられた光学素子および／または偏光子が提供されてもよい。光源３５０の関連付けられた光学素子は、光を平行にし、３５４で示すように、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、およびＬＡＬＳ散乱などの軸外散乱を測定してもよい。上述のように、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、およびＬＡＬＳ散乱は、例えば、計数された白血球数（ＮＷＢＣ）３５２を測定し、ならびに３５６で示すように白血球分化の助けとするのに使用することができる。場合によっては、１つまたは複数の偏光子が提供されて、光源によって提供される光を偏光し、また、検出器で検出される偏光消光／回転のレベルを使用して、白血球分化を実施する助けとしてもよいが、これはすべての実施形態において必須ではない。
【００８７】
例示的な実施形態では、ＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４を出る細胞はバルク吸収チャネル３６０に供給されてもよい。光源３６２は、吸収チャネル３６０内に存在する細胞上に光を照射してもよく、検出器３６４は、常在細胞によって吸収されない光を検出してもよい。吸収チャネル３６０は、したがって、常在細胞のバルク吸収レベルを測定するために使用されてもよい。吸収レベルは、例えば、血液試料中のバルクまたは平均細胞ヘモグロビン濃度の基準を提供してもよい。
【００８８】
図９は、本発明による試料分析器を操作する例示的な方法を示す概略フローチャートである。例示的な実施形態では、３５０で示すように、血液分析カートリッジが使用され分析されてもよく、対照カートリッジが使用され分析されて、３７０で示すように、分析器の性能を検証するのを助けてもよく、かつ／または、校正カートリッジが使用され分析されて、３８０で示すように、分析器を校正するのを助けてもよい。血液分析カートリッジは、血液分析が実施されるごとに装填されてもよい。対照カートリッジは、１日１回など周期的に分析器に装填されて、分析器が正確な結果を生成していることを検証してもよい。校正カートリッジは、３か月に１回などのより低い頻度で分析器に装填されて、分析器を再校正してもよい。
【００８９】
カートリッジはそれぞれ、対応する機能を実施するために必要な流体および／または構成要素をすべて含んでもよい。このように、分析器を操作および／または維持するのにほとんど訓練が要らず、依然として正確な結果を得られることがある。専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で信頼性高く使用することができる、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器を提供する能力は、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【００９０】
３５０で示すように、血液分析カートリッジが使用される場合、３５２および３５４で示すように、血液試料が収集され、血液分析カートリッジに装填される。血液試料は、所望であれば毛管作用または手動ポンピングによって血液分析カートリッジに引き込まれてもよい。血液分析カートリッジは、次に、分析器機器に装填されてもよい。例示的な実施形態では、分析器は次に、３５６で示すように、血液分析カートリッジおよび分析器の対応する構成要素（例えば、光源／光検出器など）を自己整列させてもよい。次に、１つまたは複数のボタンが押されて、血液分析プロセスを開始してもよい。ボタンなどを押すのではなく、また場合によっては、単にカートリッジを分析器に装填する工程により、分析器に整列および血液分析工程を開始させてもよい。
【００９１】
分析器が作動されると、分析器は多数の試験を実施してもよい。例えば、分析器は、血液分析カード上のバルブをすべて閉じて、カード上の様々な流体ポートに圧力を印加してもよい。分析器は、次に、カード上の１つまたは複数の流量センサを越えて流れる流量を測定してもよい。バルブがすべて閉まっているので、フローはゼロであるべきである。ただし、流量センサがゼロではない流量を示す場合、分析器は流量センサをゼロフローに再校正してもよい。これは、流量センサ測定の精度を増大させる助けとなってもよい。あるいは、またはそれに加えて、分析器は、例えば、血液試料の流量を（例えば流量センサを使用して）印加された圧力とともに測定することによって、また、印加された圧力に対して流量が低すぎる場合は、血液試料が凝固していると判断することによって、取外し可能なカートリッジ中の血液凝固を検査してもよい。血液凝固が検出された場合、分析器は、測定が失敗したことを示すメッセージを表示してもよい。
【００９２】
分析器は、次に、血液分析カートリッジタイミングプロトコルを実施してもよい。血液分析カートリッジタイミングプロトコルは、本発明の譲受人に譲渡され、参考により本明細書に組み込まれた、米国特許出願１０／９３２６６２に示され記載されたものに類似してもよい。特定の血液分析カートリッジタイミングプロトコルは、血液分析カートリッジの特定の設計によって決まってもよい。分析器は、さらに、血液分析カートリッジ上のいずれのサイトメトリーチャネル内にも安定したコアフローがあることを検証し、コアフローがあればその位置を特定してもよい。
【００９３】
血液分析カートリッジは、次に、例えば、白血球測定に使用される血液試料の部分中の赤血球を溶解し、赤血球測定に使用される血液試料の部分中の赤血球を球状化し、血液分析カートリッジ上の任意のサイトメトリーチャネル内にコアフローを形成し、かつ／または他の望ましい機能を実施してもよい。分析器は、任意のサイトメトリーチャネルなどの血液分析カートリッジの選択された領域に光を提供し、選択された領域を通過する光を検出してもよい。
【００９４】
これから、分析器は、白血球、赤血球、血小板などの試料中の粒子を計数し分類し、次に、ユーザに対して血液分析の結果を表示、印刷、音声として生成、または別の方法でそれを示してもよい。いくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。最後に、血液分析カートリッジは分析器から除去され、廃棄されてもよい。
【００９５】
３７０で示すように、対照運転が実施されるべきである場合、対照カートリッジが使用されてもよい。場合によっては、対照運転は、１日１回または週１回など、周期的に実施されてもよい。対照カートリッジは、既知の特性を有する対照試料を含んでもよい。したがって、対照試料に対して分析器による分析が実施されると、既知の結果が得られるべきである。例示的な方法では、３７２で示すように対照カートリッジは分析器に装填される。次に、３７４で示すように分析器が作動され、分析器は分析を実施し、３７６で示すような結果を表示する。いくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。最後に、対照カートリッジは分析器から除去され、廃棄されてもよい。対照運転の結果が予め定義された範囲外である場合、校正運転３８０などの校正運転を実施するのが望ましいことがある。
【００９６】
３８０で示すように、校正運転が実施されるべきである場合、校正カートリッジが使用されてもよい。場合によっては、校正運転は、月１回など周期的に、または必要に応じて実施されてもよい。校正カートリッジは、既知の特性を備えた校正試料を含んでもよい。したがって、校正試料に対して分析器による分析が実施されると、既知の結果が得られるべきである。例示的な方法では、３８２で示すように校正カートリッジは分析器に装填される。次に、３８４で示すように分析器が作動され、また多くの結果が得られる。校正運転中に得られた結果を予測される結果と比較することにより、分析器は、メモリ内の１つまたは複数の校正係数を自動的に調節して、分析器を再校正してもよいので、後続の運転中、３８６で示すように、分析器は予測されるまたは所望の結果を生成する。
【００９７】
図１０は、本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。例示的な方法は、４００で全体が示され、工程４０２で開始される。制御は工程４０４に移され、そこで、血液試料は使い捨ての流体カートリッジに供給される。制御は次に工程４０６に移され、そこで、使い捨ての流体カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程４０８に移される。工程４０８は、血液試料分析器を作動させ、工程４１０は、血液試料分析器のユーザからのさらなる何らかの相互作用なしに、血液試料分析器から血液分析結果を得る。制御は次に工程４１２に移され、そこで方法は終了する。
【００９８】
図１１は、本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。例示的な方法は、５００で全体が示され、工程５０２で開始される。制御は工程５０４に移され、そこで、血液試料は使い捨ての流体カートリッジに供給される。制御は次に工程５０６に移され、そこで、使い捨ての流体カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程５０８に移される。工程５０８は、血液試料分析器を作動させ、工程５１０は、血液試料分析器のユーザからのさらなる何らかの相互作用なしに、血液試料分析器から血液分析結果を得る。制御は次に工程５１２に移される。工程５１２は、血液分析結果が予め定義された範囲内にあるか否かを判断する。上述したように、またいくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。制御は次に工程５１４に移され、そこで方法は終了する。
【００９９】
図１２は、本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。方法は、６００で全体が示され、工程６０２で開始される。例示的な方法では、６０４で示すように、血液分析カートリッジが使用され分析されてもよく、対照カートリッジが使用され分析されて、６２０で示すように、分析器の性能を検証するのを助けてもよく、かつ／または、校正カートリッジが使用され分析されて、６４０で示すように、分析器を校正するのを助けてもよい。血液分析カートリッジは、血液分析が実施されるごとに装填されてもよい。対照カートリッジは、１日１回など周期的に分析器に装填されて、分析器が正確な結果を生成していることを検証してもよい。校正カートリッジは、３か月に１回などのより低い頻度で、または必要に応じて分析器に装填されて、分析器を再校正してもよい。
【０１００】
各カートリッジタイプは、対応する機能を実行するために必要な流体および／または構成要素をすべて含んでもよい。このように、分析器を操作および／または維持するのにほとんど訓練が要らず、依然として正確な結果を得られることがある。専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で信頼性高く使用することができる、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器を提供する能力は、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【０１０１】
図１２の例示的な方法では、血液分析カートリッジが使用される場合、制御は工程６０４に移される。工程６０６で、血液試料は使い捨ての流体カートリッジに供給される。制御は次に工程６０８に移され、そこで、使い捨ての流体カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程６１０に移される。工程６１０は、血液試料分析器を作動させ、工程６１２は、血液試料分析器から血液分析結果を得る。
【０１０２】
対照カートリッジが使用されるべきである場合、制御は工程６２０に移される。工程６２０は制御を工程６２２に移し、そこで、対照カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程６２４に移される。工程６２４は、血液試料分析器を作動させ、工程６２６は、対照流体カートリッジを使用して対照分析結果を得る。制御は次に工程６２８に移される。工程６２８は、対照分析結果が予測された対照範囲内にあるか否かを判断する。対照分析結果が予測された範囲内にない場合、血液分析カートリッジに対して得られた結果は信頼されるべきでない。場合によっては、校正カートリッジが運転されて、試料分析器を再校正し、次に別の対照カートリッジで試料分析器の操作／校正を検証してもよい。
【０１０３】
校正カートリッジが使用されるべきである場合、制御は工程６４０に移される。工程６４０は制御を工程６４２に移す。工程６４２は、血液試料分析器に校正カートリッジを挿入する。制御は次に工程６４４に移される。工程６４４は、血液試料分析器を作動させ、工程６４６は校正流体カートリッジを使用して校正分析結果を得る。制御は次に工程６４８に移される。校正分析結果に基づいて、工程６４８は必要に応じて分析器を調節する。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明による例示的な試料分析器およびカートリッジの斜視図である。
【図２】図１の例示的な試料分析器およびカートリッジの概略図である。
【図３】図２の試料分析器およびカートリッジのフロー制御を示すより詳細な概略図である。
【図４】本発明による例示的なカートリッジの特定の特徴の概略図である。
【図５】本発明によるカートリッジに含むことができる多数の例示的な貯蔵容器の概略図である。
【図６】本発明による血液試料を分析する例示的な方法を示す概略フローチャートである。
【図７】本発明による多数の赤血球パラメータを得る例示的な方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明による血液試料を分析する別の例示的な方法を示す概略フローチャートである。
【図９】本発明による試料分析器を操作する例示的な方法を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年５月１４日出願の仮出願６０／５７１２３５の優先権を主張し、これに基づき、かつこれを参考により本明細書に組み込む。
本発明は、一般に、試料分析器に関し、より具体的には、診察室、家庭、または当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用できる、試料分析器およびカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子識別方法は、血液試料中の細胞の数および型の判定、体液試料中のバクテリアまたはウィルス粒子の検出、ならびに細胞体積および密度の検査など、様々な臨床検査において有用である。例えば尿試料中の、たんぱく質および検体などの非細胞性粒子の検出も、特定の臨床試験において有益である。懸濁液中の結晶および他の粒子の分析も、重要な工業的用途を有する。
【０００３】
粒子懸濁液試料中の粒子の迅速かつ効率的な識別を可能にする１つの方法は、フローサイトメトリーである。この方法では、粒子の懸濁液、通常は血液試料中の細胞は、フローチャネルを通して運搬され、このフローチャネルにおいて、試料中の個々の粒子は、１つまたは複数の集束されたビームによって照光される。フローチャネルを流れる個々の粒子とビームとの相互作用は、１つまたは複数の光検知器によって検出される。一般に、検出器は、特定のビーム波長または発光波長での吸光または蛍光発光、および／または特定の散乱角での光散乱を測定するように設計されている。したがって、フローチャネルを通過する各粒子を、その吸光、蛍光、光散乱、または他の光学的もしくは電気的特性に関する１つまたは複数の特徴に関して特徴付けることができる。検出器によって測定される特性により、光強度または検出器で測定される他の特性を軸とする特徴空間の中に、各粒子をマッピングすることができるようになる。理想的には、試料中の異なる粒子は、特徴空間の別個かつ重なり合わない領域内にマッピングされ、それによって、特徴空間内のそのマッピングに基づいて各粒子を分析することが可能になる。そのような分析としては、粒子の計数、識別、定量（１つまたは複数の物理的特性に関して）、および／または分類を挙げることができる。
【０００４】
光散乱測定の２つの一般的なタイプは、フローサイトメトリーにおいて定期的に行われる。前方散乱または小角散乱と通常呼ばれる、小角度（入射ビームに対して約１．５〜１３°）で行われる光強度測定は、細胞のサイズに関する情報を提供する。前方散乱は、細胞と細胞外媒質の間の屈折の違いに大きく依存するので、例えば細胞膜が損傷した細胞を識別することができる。直角散乱または大角散乱と通常呼ばれる、入射光から約６５°〜１１５°の角度で行われる光強度測定は、粒子のサイズおよび構造度に関する情報を提供することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
異なる角度で、または吸光もしくは蛍光測定と組み合わせて、同時に光散乱測定を行うことが、フローサイトメトリー方法において提案されてきた。例えば、フローサイトメトリーにおいて、光散乱と組み合わせて吸光を使用して、赤血球と血小板とを、ならびにリンパ球、単球、好塩基性顆粒球、好酸性顆粒球、および好中性顆粒球を識別することができる。しかし、この方法は、細胞の染色を必要とする場合があり、したがって比較的複雑であり、また、細胞の分類後にさらなる研究のために細胞を使用することが不可能なことがある。
【０００６】
円偏光二色性（ＣＤ）および旋光分散（ＯＲＤ）と組み合わせた光散乱測定もまた、ウィルス粒子または細胞の懸濁液中の粒子識別に対する可能性を有する。ウィルス粒子中のＤＮＡのＣＤスペクトルおよびＯＲＤスペクトル上に対するミー（等方性粒子）散乱の影響に関する研究は、散乱測定を使用して、ウィルス粒子および細胞などのより大きな生物学的構造におけるＯＲＤおよびＣＤ測定値を修正することができ、それによって、特徴的なＯＲＤおよびＣＤ特性に基づいた粒子識別が可能になることを示唆している。多数の異なる微生物の識別のための、右円偏光および左円偏光の微分散乱もまた実証されてきた。円形強度微分散乱（ＣＩＤＳ）方法は、左円偏光および右円偏光の差分吸収を活用するＣＤに類似しているが、ＤＮＡなどの螺旋構造による右円偏光および左円偏光の微分散乱を利用する。
【０００７】
通常、このような粒子識別方法は、本明細書では集合的に試料分析器と呼ばれる１つまたは複数の機器を少なくとも部分的に使用して実現される。多くの試料分析器は、訓練された作業者によって実験室環境で使用される、比較的大型の装置である。多くの試料分析器を使用するため、調製された試料を試料分析器に供給する前に、試料を所望のレベルまで希釈する、適切な試薬を添加する、試料を遠心分離して所望の分離を得るなどにより、収集した試料をまず処理しなければならない。正確な結果を得るため、そのような試料の処理は、通常、訓練された作業者によって実施されなければならず、それが、試料分析を実施するのに必要なコストと時間を増加させる場合がある。
【０００８】
多くの試料分析器は、さらに、追加情報の入力または試料のさらなる処理を必要とするなど、分析フェーズの間に操作者の介入を必要とする。これは、所望の試料分析を実施するのに必要なコストと時間をさらに増加させる場合がある。さらに、多くの試料分析器は、単に生の分析データを出力として提供し、適切な臨床判断を下すため、訓練された作業者によるさらなる計算および／または解釈を実施しなければならないことが多い。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、一般に、試料分析器に関し、より具体的には、診察室、家庭、および当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用するための、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器に関する。取外し可能および／または使い捨てのカートリッジに、必要な試薬および／または流体をすべて供給することによって、専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で試料分析器を信頼性高く使用することができる。これは、例えば、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者または他の作業者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【００１０】
本発明の例示的な一実施形態では、収集された全血試料などの収集された試料を収容する取外し可能なカートリッジを有する試料分析器が提供され、また、取外し可能なカートリッジが取り付けられ、分析器が起動されると、分析器およびカートリッジは自動的に試料を処理し、分析器はユーザが臨床判断を下すのに十分な情報を提供する。いくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。
【００１１】
試料分析器は、例えば、血液試料中の細胞の数および／または型を判定し、流体、食物、または他の試料中のバクテリア粒子またはウィルス粒子を検出し、かつ／または試料中の細胞体積および密度を検査するのに使用することができる。試料分析器はまた、尿試料中の尿酸結晶などの非細胞性粒子、ならびに流体懸濁液中の結晶および他の粒子の検出、および／または所望によって他の任意の適切なタイプの分析にも使用することができる。
【００１２】
例示的な一実施形態では、分析器は、ハウジングおよ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適合される。場合によっては、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。例示的な一実施形態では、取外し可能な流体カートリッジは、１つまたは複数の試薬（例えば、溶解試薬、球状化試薬、希釈剤など）、１つまたは複数の分析チャネル、１つまたは複数の流量センサ、１つまたは複数のバルブ、および／または、試料を処理（例えば、溶解、球状化、希釈、混合など）し、処理された試料をカートリッジ上の適切な分析チャネルに送達するように適合された流体回路を含んでもよい。カードを支援するため、ハウジングは、例えば、圧力源、１つまたは複数の光源、１つまたは複数の光検出器、プロセッサ、および電源を含んでもよい。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提供して、流体回路を介して流体を必要に応じて推進してもよい。分析器の１つまたは複数の光源は、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ネル内の調製された試料を調査するために使用されてもよく、また、分析器の１つまたは複数の光検出器は、通過する光が、試料によって吸収および／または散乱されることを検出してもよい。プロセッサは、光源および検出器の少なくともいくつかに結合されてもよく、また試料の１つまたは複数のパラメータを判定してもよい。いくつかの実施形態では、取外し可能な流体のカートリッジ上の１つまたは複数の分析チャネルは、１つもしくは複数のフローサイトメトリーチャネルおよび／または１つもしくは複数の吸収チャネルを含んでもよいが、これはすべての実施形態に必須のものではない。
【００１３】
いくつかの例示的な実施形態では、全血試料は取外し可能な流体カートリッジに供給されてもよく、また、取外し可能なカートリッジは完全血球算定（ＣＢＣ）分析などの血液分析を実施するように適合されてもよい。例えば全血試料中の赤血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ内の赤血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、赤血球測定チャネルに供給される血液試料の部分は希釈されてもよく、赤血球はオンザフライで球状化されてもよく、結果として得られる試料は、コア形成のために流体力学的に集束され、最終的に取外し可能なカートリッジ内の第１のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。
【００１４】
場合によっては、第１のサイトメトリーチャネルは、取外し可能なカートリッジ内の第１の透明なフローストリーム窓に沿ってまたはその下に位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞／血小板が、第１の光源および第１の光検出器によって光学的に調査されてもよい。第１のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、流量センサも取外し可能なカートリッジ上に提供されてもよい。
【００１５】
場合によっては、測定されたパラメータは、例えば、試料流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）持続時間、試料希釈係数（ＤＦ）、計数された赤血球数（ＮＲＢ）、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）、各細胞の直径（ｄｒｂｃ）、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣ）を含んでもよい。これらのパラメータから、例えば、赤血球数（ＲＢＣ）、血小板数（Ｐｌｔ）、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ）、平均細胞体積（ＭＣＶ）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ）、相対分布幅（ＲＤＷ）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ）など、多数の赤血球分析パラメータが計算されてもよい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、血液試料のいくらかはまた、取外し可能なカートリッジ上の吸収測定チャネルに向けられてもよい。吸収測定チャネルは、血液試料を対応する光源および光検出器によって光学的に調査することができるように、透明窓に沿って位置してもよい。所望であれば、取外し可能なカートリッジ上に別の流量センサが提供されて、吸収測定チャネル内への、またはそこを通る流量の基準を提供してもよいが、これは必須ではない。吸収チャネルは、入射光の吸収レベルを測定するのに使用されてもよい。吸収レベルは、例えば、血液試料中の平均またはバルク細胞ヘモグロビン濃度の基準を提供してもよい。
【００１７】
白血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ内の白血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、白血球測定チャネルに供給される血液試料は、例えば希釈されてもよく、赤血球は、オンザフライで溶解されてもよく、結果として得られる試料は、コア生成のために流体力学的に集束され、最終的に第２のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。第２のサイトメトリーチャネルもまた、取外し可能なカートリッジの透明なフローストリーム窓に沿ってまたはその下に位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞を、対応する光源および検出器によって光学的に調査することができる。場合によっては、第２のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、流量センサを取外し可能なカートリッジ上に提供してもよい。
【００１８】
場合によっては、白血球測定チャネルの例示的な測定されたパラメータは、例えば、３または５部分白血球分化、総白血球数、および／または軸上白血球体積を含んでもよい。所望の用途に応じて、他のパラメータも測定または計算されてもよい。場合によっては、試料を第２のサイトメトリーチャネルに供給する前に、染色剤および／または蛍光タグが試料に添加されてもよく、これは、場合によっては細胞分化の助けとなってもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、本発明による例示的な試料分析器およびカートリッジの斜視図である。例示的な試料分析器は、全体が１０で示され、ハウジング１２および取外し可能もしくは使い捨てのカートリッジ１４を含む。例示的なハウジング１２は、基部１６、カバー１８、および基部１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含むが、これは必須ではない。例示的な実施形態では、基部１６は、第１の光源２２ａ、第２の光源２２ｂ、および第３の光源２２ｃとともに、関連する光学素子および試料分析器の動作に必要なエレクトロニクスを含む。各光源は、用途に応じて単一の光源または複数の光源であってもよい。場合によっては、ハウジング全体の寸法は、要望に応じて、０．０２８ｃｍ３（１立方フィート）未満、０．０１４ｍ３（２分の１立方フィート）未満、０．００７ｍ３（４分の１フィート）未満、またはそれより小さくてもよい。同様に、ハウジングの全重量は、要望に応じて、４．５４ｋｇ（１０ポンド）未満、２．２７ｋｇ（５ポンド）未満、０．４５ｋｇ（１ポンド）未満、またはそれより少なくてもよい。
【００２０】
例示的なカバー１２は、関連する光学素子およびエレクトロニクスをそれぞれ備えた、圧力源（例えば、制御マイクロバルブを備えた圧力チャンバ）、第１の光検出器２４ａ、第２の光検出器２２ｂ、および第３光検出器２２ｃを含む。各光検出器もまた、用途に応じて単一の光検出器または複数の光検出器であってもよい。所望であれば、用途に応じて偏光子および／またはフィルタも提供されてもよい。
【００２１】
例示的な取外し可能なカートリッジ１４は、例示的な実施形態ではランセット３２を含む試料収集ポートを介して、試料流体を収容するように適合される。ランセット３２は格納式であっても、かつ／またはいくつかの実施形態ではばね荷重式であってもよい。キャップ３８は、取外し可能なカートリッジ１４が使用されていないときに、試料収集ポートおよび／またはランセット３２を保護するために使用されてもよい。
【００２２】
例示的な実施形態では、取外し可能なカートリッジ１４は、全血試料に対する血液分析を実施する。ランセット３２は、ユーザの指を刺して血液の試料を作るのに使用されてもよく、血液の試料は、毛管作用によって取外し可能なカートリッジ１４内の抗凝血性コーティングを施した毛管に引き込まれてもよい。取外し可能なカートリッジ１４は、エッチングされたチャネルを備えた層状組織を使用して作製されるものもある、Ｍｉｃｒｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能な流体回路に類似して構築されてもよい。しかし、取外し可能なカートリッジ１４は、射出成形、または必要であれば他の適切な製造プロセスもしくは方法によるなど、任意の適切な方法で構築されてもよいことが考えられる。
【００２３】
使用中、および血液試料が取外し可能なカートリッジ１４に引き込まれた後、取外し可能なカートリッジ１４は、カバー１８が開位置にあるときにハウジングに挿入されてもよい。場合によっては、取外し可能なカートリッジ１４は、基部１６にある位置合わせピン２８ａおよび２８ｂを受け入れる穴２６ａおよび２６ｂを含んでもよく、これは、機器の異なる部品間の整列および結合の助けとなってもよい。取外し可能なカートリッジ１４はさらに、第１の透明なフローストリーム窓３０ａ、第２の透明なフローストリーム窓３０ｂ、および第３の透明窓３０ｃを含んでもよく、これらは、第１、第２、および第３の光源２２ａ、２２ｂ、および２２ｃ、ならびに第１、第２、および第３の光検出器２４ａ、２４ｂ、および２４ｃそれぞれと位置が揃う。
【００２４】
カバーが閉位置に移動され、システムが加圧されると、例示的な取外し可能なカートリッジ１４では、カバー１８は、圧力提供ポート３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、および３６ｄを介して、制御された圧力を圧力受取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｃにそれぞれ提供してもよい。用途に応じて、より多いまたはより少ない圧力提供ポートおよび圧力受取りポートが使用されてもよいことが考えられる。あるいは、またはそれに加えて、静電作動式のメソポンプなどの１つまたは複数のマイクロポンプを、取外し可能なカートリッジ１４上またはその中に提供して、取外し可能なカートリッジ１４の流体回路を動作させるのに必要な圧力を提供してもよいことが考えられる。いくつかの例示的な静電作動式のメソポンプは、例えば、すべて本発明の譲受人に譲渡された、米国特許第５８３６７５０号、第６１０６２４５号、第６１７９５８６号、第６７２９８５６号、および第６７６７１９０号に記載されており、それらすべてを参考により本明細書に組み込む。
【００２５】
加圧されると、例示的な機器は、収集した血液試料に対して血液分析を実施してもよい。場合によっては、血液分析は、完全血球算定（ＣＢＣ）分析を含んでもよいが、用途に応じて他のタイプの分析を実施することができる。
【００２６】
赤血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ１４内の赤血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、血液試料は次に希釈されてもよく、赤血球はオンザフライで球状化されてもよく、結果として得られる試料は、コア形成のために流体力学的に集束され、最終的に第１のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。第１のサイトメトリーチャネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第１の透明なフローストリーム窓３０ａに沿って位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞を、第１の光源２２ａおよび第１の光検出器２４ａによって光学的に調査することができる。場合によっては、第１のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、第１の流量センサが取外し可能なカートリッジ１４上に提供されてもよい。
【００２７】
場合によっては、測定されたパラメータは、例えば、試料流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）持続時間、試料希釈係数（ＤＦ）、計数された赤血球数（ＮＲＢ）、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）、各細胞の直径（ｄｒｂｃ）、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣ）を含んでもよい。これらのパラメータから、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３×ＣＨＣ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）など、多数の赤血球分析パラメータが計算されてもよい。
【００２８】
いくつかの実施形態では、血液試料のいくらかはまた、吸収測定チャネルに向けられてもよい。吸収測定チャネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第３の透明窓３０ｃに沿って位置してもよく、それにより、血液試料を、第３の光源２２ｃおよび第３の光検出器２４ｃによって光学的に調査することができる。吸収測定チャネル内への、またはそこを通る流量の基準を提供するため、流量センサが取外し可能なカートリッジ１４上に提供されてもよい。吸収測定チャネルは、第３の光源２２ｃによって提供される入射光の吸収の基準を提供してもよい。測定された吸収レベルは、血液試料中のバルクまたは平均細胞ヘモグロビン濃度の指標を提供してもよい。
【００２９】
白血球を計数し分類するため、全血試料の一部が分割され、取外し可能なカートリッジ１４内の白血球測定チャネルに供給されてもよい。所望であれば、血液試料は次に希釈されてもよく、赤血球はオンザフライで溶解されてもよく、結果として得られる試料は、コア形成のために流体力学的に集束され、最終的に第２のサイトメトリーチャネルに供給されてもよい。第２のサイトメトリーチャネルは、取外し可能なカートリッジ１４の第２の透明なフローストリーム窓３０ｂに沿って位置してもよく、それにより、フローストリーム中の細胞を、第２の光源２２ｂおよび第２の光検出器２４ｂによって光学的に調査することができる。第２のサイトメトリーチャネルを通る流量の基準を提供するため、流量センサが取外し可能なカートリッジ１４上に提供されてもよい。場合によっては、測定された白血球パラメータは、例えば、３または５部分白血球分化、総白血球数、および／または軸上白血球体積を含んでもよい。用途に応じて、他のパラメータも測定または計算されてもよい。
【００３０】
図１は、１つの例示的な試料分析器およびカートリッジのアセンブリを示す。しかし、他の試料分析器構成が使用されてもよいことが考えられる。例えば、試料分析器１０および取外し可能なカートリッジは、参考により本明細書に組み込まれる、Ｓｃｈｗｉｃｈｔｅｎｂｅｒｇらの米国特許出願２００４／０２１１０７７に記載されているものに類似してもよい。
【００３１】
場合によっては、試料分析器１０は、診察室、家庭、または当該分野における他の場所など、患者の治療現場で使用されるように適合される。専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で信頼性高く使用することができる試料分析器１０を提供する能力は、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【００３２】
動作中、試料分析器１０は、収集された全血試料などの収集された試料を収容してもよく、また、分析器が起動されると、試料分析器１０は自動的に試料を処理し、ユーザが臨床判断を下すための情報を提供する。いくつかの実施形態では、試料分析器１０は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷してもよいので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。
【００３３】
図２は、図１の例示的な試料分析器およびカートリッジの概略図である。詳細に上述したように、また例示的な実施形態では、基部１６は、多数の光源２２、関連する光学素子、および分析器の動作に必要な制御および処理エレクトロニクス４０を含んでもよい。基部１６はさらに、バッテリー４２、変圧器、または他の電源も含んでもよい。カバー１２は、圧力源／フロー制御ブロック４４、および関連する光学素子を備えた多数の光検出器２４を有することが示される。
【００３４】
取外し可能なカートリッジ１４は、試料収集ポートまたはランセット３２を介して試料流体を受け入れてもよい。圧力源／フロー制御ブロック４４によって加圧されると、取外し可能なカートリッジ１４は、受け入れた血液試料の血液分析を実施してもよい。いくつかの実施形態では、また上述したように、取外し可能なカートリッジ１４は、多数の試薬４９、および試薬を血液試料と混合して分析のために血液試料を調製する流体回路を含んでもよい。さらに、取外し可能なカートリッジ１４は、流体回路の適切な動作を制御および／または確認する助けとなる多数の流量センサを含んでもよい。
【００３５】
場合によっては、血液試料は、調製され（例えば、溶解され、球状化され、染色され、希釈され、かつ／または別の方法で処理され）、次に、サイトメトリーチャネル５０などの１つまたは複数の搭載型サイトメトリーチャネルにおけるコア化成のために流体力学的に集束される。例示的な実施形態では、サイトメトリーチャネル５０は、取外し可能なカートリッジ１４内の第１の透明なフローストリーム窓３０ａなどの、透明なフローストリーム窓を越えて経路が決められる。基部１６内の複数の光源２２および関連する光学素子のアレイは、フローストリーム窓３０ａを介してコアストリームを通して光を提供してもよい。複数の光検出器２４および関連する光学素子のアレイは、やはりフローストリーム窓３０ａを介してコアからの拡散光および非拡散光を受けてもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、検出器２４のアレイからの出力信号を受けてもよく、また、コアストリーム中に存在する選択された細胞を分化および／または計数してもよい。
【００３６】
取外し可能なカートリッジ１４は、取外し可能なカートリッジ１４上の流体の少なくとも一部の速度を制御するのを助ける流体制御ブロック４８を含んでもよいことが考えられる。例示的な実施形態では、流体制御ブロック４８は、様々な流体の速度を感知する流量センサを含んでもよく、またコントローラまたはプロセッサ４０に速度を報告してもよい。その後、コントローラまたはプロセッサ４０は、圧力源／フロー制御ブロック４４に提供される１つまたは複数の制御信号を調節して、分析器の適切な動作のための所望の圧力、したがって所望の流体速度を達成してもよい。
【００３７】
血液および他の生物学的排出物は疾病を拡散させる恐れがあるので、取外し可能なカートリッジ１４は、例示的なサイトメトリーチャネル５０の下流に排出物容器５２を含んでもよい。排出物容器５２は、取外し可能なカートリッジ１４内のフローストリームの流体を収容し貯蔵してもよい。試験が完了すると、取外し可能なカートリッジ１４は分析器から取り外され、好ましくは生物学的排出物と適合性を有する容器に廃棄されてもよい。
【００３８】
図３は、図２の試料分析器およびカートリッジのフロー制御を示すより詳細な概略図である。例示的な実施形態では、カバー１８内の圧力源／フローコントローラ４４は、試料推進（Ｐ）圧力３６ａ、溶解（Ｌ）圧力３６ｂ、球状化（ＳＰ）圧力３６ｃ、シース（ＳＨ）圧力３６ｄ、および希釈剤（Ｄ）圧力３６ｅを含む５つの制御圧力を提供する。これらは単に例示的なものであり、用途に応じて、より多い、より少ない、または異なる圧力（例えば、染色剤容器への染色圧力）が、圧力源／フローコントローラ４４によって提供されてもよい。さらに、カバー１８は、圧力源／フローコントローラ４４をまったく含まなくてもよいことが考えられる。代わりに、取外し可能なカートリッジ１４は、圧縮空気容器、上述したような静電作動式のメソポンプなどの１つまたは複数のマイクロポンプ、または要望に応じて他の任意の適切な圧力源などの、搭載型圧力源を含んでもよい。光源および検出器のアレイは図３には示されない。
【００３９】
例示的な実施形態では、圧力源３６ａはプッシャ流体６５を介して血液試料容器６２に圧力を提供し、圧力源３６ｂは溶解容器６４に圧力を提供し、圧力源３６ｃは球状化容器６６に圧力を提供し、圧力源３６ｄはシース容器６８に圧力を提供し、圧力源３６ｅは希釈剤容器７０に圧力を提供する。
【００４０】
例示的な一実施形態では、圧力源はそれぞれ、入力圧力を受ける第１の圧力チャンバ、および取外し可能なカートリッジに制御圧力を提供する第２の圧力チャンバを含んでもよい。第１のバルブが、第１の圧力チャンバと第２の圧力チャンバの間に設けられて、第１の圧力チャンバ内の圧力を第２の圧力チャンバに可変に解放してもよい。第２の圧力チャンバと流体連通している第２のバルブは、第２の圧力チャンバ内の圧力を環境に制御可能に放出してもよい。これにより、圧力源／フローコントローラ４４が、取外し可能なカートリッジ１４上の圧力受取りポートそれぞれに制御圧力を提供することを可能にしてもよい。例えば、参考により本明細書に組み込まれる、「ＡＤＤＲＥＳＳＡＢＬＥ ＶＡＬＶＥ ＡＲＲＡＹＳ ＦＯＲ ＰＲＯＰＯＲＴＩＯＮＡＬ ＰＲＥＳＳＵＲＥ ＯＲ ＦＬＯＷ ＣＯＮＴＲＯＬ」という名称の同時係属中の米国特許出願０９／４０４５６０に記載されるように、各バルブは、個別に取扱い可能かつ制御可能な静電作動式のマイクロバルブのアレイであってもよい。あるいは、各バルブは、制御可能なデューティサイクルでパルス変調されて、制御された「有効な」フローまたは漏れ速度を達成する、静電作動式のマイクロバルブのアレイであってもよい。所望であれば、他のバルブも使用されてもよい。
【００４１】
例示的な取外し可能なカートリッジ１４は、圧力源／フローコントローラ４４から対応する制御圧力をそれぞれ受け取る、５つの圧力受取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、および３４ｅを含む。例示的な実施形態では、圧力受取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄおよび３４ｅはそれぞれ、制御圧力を、血液容器６２、溶解容器６４、球状化容器６６、シース容器６８、および希釈剤容器７０に向ける。溶解容器６４、球状化容器６６、シース容器６８、および希釈剤容器７０は、取外し可能なカートリッジ１４が使用のために輸送される前に、充填されてもよく、血液容器６２は、試料収集ポートまたはランセット３２を介して現場で充填されてもよい。
【００４２】
図に示すように、流量センサは各流体または選択された流体と直列で提供されてもよい。流量センサ８０ａ〜８０ｅはそれぞれ、対応する流体の速度を測定してもよい。流量センサ８０ａ〜８０ｅは、好ましくは熱式風速計タイプの流量センサであり、より好ましくはマイクロブリッジタイプの流量センサである。マイクロブリッジ流量センサは、例えば、米国特許第４４７８０７６号、米国特許第４４７８０７７号、米国特許第４５０１１４４号、米国特許第４６５１５６４号、米国特許第４６８３１５９号、および米国特許第５０５０４２９号に記載されており、これらをすべて参考により本明細書に組み込む。各流量センサ８０ａ〜８０ｅからの出力信号は、コントローラまたはプロセッサ４０に提供されてもよい。図に示すように、コントローラまたはプロセッサ４０は、圧力源／コントローラ４４に制御信号を提供してもよい。例えば、血液試料に提供される圧力を制御するため、コントローラまたはプロセッサ４０は、血液試料の速度が第１の所定値よりも下に低下すると、第１の圧力チャンバ内の圧力を第２の圧力チャンバに可変に放出するために、圧力源／コントローラ４４内の第１の圧力チャンバと第２の圧力チャンバの間の第１のバルブを開いてもよい。同様に、コントローラまたはプロセッサ４０は、血液試料の速度が第２の所定値よりも上に上昇すると、第２のバルブを開いて第２の圧力チャンバ内の圧力を放出してもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、同様のやり方で、溶解試薬、球状化試薬、シース流体、および希釈剤を制御してもよい。
【００４３】
場合によっては、コントローラまたはプロセッサ４０が、フローチャネルを通過する流量の１つまたは複数の変化を検出してもよい。流量の変化は、例えば、フローチャネル内の１つもしくは複数の泡、例えば血液試料の凝結によって生じるフローチャネルの閉塞もしくは部分的な閉塞、フローチャネル内の望ましくない物体もしくは異物、および／またはフローチャネルの好ましくない特性に対応する場合がある。コントローラまたはプロセッサ４０は、流量からのそのような特性を検出し、場合によっては、警告を出す、かつ／または試料分析器を停止するようにプログラムされてもよい。
【００４４】
熱式風速計タイプの流量センサは、通常、通電されると流体中に１つまたは複数の熱パルスを生成する加熱要素を含み、また、加熱要素の上流および／または下流に配置された、１つまたは複数の熱パルスを検出する１つまたは複数の熱センサをさらに含む。フローチャネルを通る流体の速度は、加熱要素から、間隔を空けられた熱センサの１つまで熱パルスが移動するのにかかる時間と関連する場合がある。
【００４５】
場合によっては、熱式風速計タイプの流量センサは、流体の熱伝導率および／または比熱を検出するのに使用されてもよい。流体の熱伝導率および／または比熱の変化は、流体の状態変化（血液試料の凝結）、流体中の泡、流体中の望ましくない物体または異物などの、流体の特性の変化に対応する場合がある。したがって、またいくつかの実施形態では、コントローラまたはプロセッサ４０は、熱式風速計タイプの流量センサを通過する流体の熱伝導率および／または比熱をモニタすることにより、流体の特性を検出してもよいことが考えられる。
【００４６】
場合によっては、インピーダンスセンサがフローチャネルと流体連通して設けられてもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、インピーダンスセンサに連結されてもよい。流体のインピーダンスの変化は、流体の状態変化（血液試料の凝結）、流体中の泡、流体中の望ましくない物体または異物などの、流体の特性の変化を示してもよい。したがって、またいくつかの実施形態では、コントローラまたはプロセッサ４０は、インピーダンスセンサを通過する流体のインピーダンスをモニタすることにより、液体の特性を検出してもよいことが考えられる。
【００４７】
１１０で全体が示される下流のバルブも提供されてもよい。コントローラまたはプロセッサ４０は、要望に応じて下流のバルブ１１０を開閉してもよい。例えば、下流のバルブ１１０は、システムが十分に加圧されるまで閉じたままであってもよい。これは、システムが十分に加圧される前に、血液、溶解試薬、球状化試薬、シース流体、および希釈剤が流体回路８６に流れ込むことを防ぐ助けとなり得る。さらに、下流のバルブ１１０は、ゼロフロー試験などの特定の試験の実施を助けるように制御されてもよい。別の実施形態では、下流のバルブ１１０は、例えば、カバーが閉じているとき、機械的動作によって開かれてもよい。
【００４８】
図４は、本発明による例示的な取外し可能なカートリッジの特定の特徴の概略図である。例示的な取外し可能なカートリッジは、全体が１００で示され、図１〜３を参照して示し上述した取外し可能なカートリッジ１４に類似してもよい。取外し可能なカートリッジ１００は単に例示的なものであり、本発明は、形態、機能、または構成に関わらず、多くのマイクロ流体カートリッジに適用できることが理解されるべきである。例えば、本発明は、フローサイトメトリー、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、電解質測定などに適合された取外し可能なカートリッジに適用されてもよい。取外し可能なカートリッジ１００などの本発明の取外し可能なカートリッジは、例えば、ガラス、シリコン、１つまたは複数の重合体、または他の適切な材料もしくは材料システム、または材料もしくは材料システムの組合せなど、任意の適切な材料または材料システムから作られてもよいことも考えられる。
【００４９】
例示的な取外し可能なカートリッジ１００は、第１の測定チャネル１０２および第２の測定チャネル１０４を含むが、要望に応じて、より多いまたはより少ない測定チャネルが使用されてもよい。第１の測定チャネル１０２は、例示的な実施形態では赤血球測定チャネルであり、第２の測定チャネル１０４は、白血球測定チャネルである。全血試料は、血液受取りポート１０６を介して取外し可能なカートリッジ１００に収容され、それが、毛管作用によって血液の既知量を抗凝血性コーティングを施した血液試料貯蔵毛管１０８に引き込む。図３の試料推進（Ｐ）圧力３６ａなどの試料推進（Ｐ）圧力は、図３の試料推進流体容器６５などの試料推進流体容器に提供される。圧力が印加されると、試料推進流体は、試料推進流体容器から血液試料推進チャネル１１０へ押し込まれる。
【００５０】
いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１１２および流量センサ１１４は、血液試料推進チャネル１１０と直列で提供されてもよい。バルブ１１２は、流体回路を通して血液試料を押しやることが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１１４は、血液試料推進流体の流量、およびすなわち抗凝血性コーティングを施した毛管１０８を通る血液試料の流量を測定してもよい。流量センサ１１４によって提供される流量は、取外し可能なカートリッジ１００に提供される試料推進（Ｐ）圧力を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００５１】
例示的な実施形態では、全血試料は分割され、分枝１１６を介して赤血球測定チャネル１０２および白血球測定チャネル１０４に供給される。例示的な実施形態では、バルブ１１８が分枝と直列で提供されて、赤血球測定チャネル１０２内への血液試料のフローを制御し、バルブ１２０が提供されて、白血球測定チャネル１０４内への血液試料フローを制御する。
【００５２】
特に赤血球測定チャネル１０２を参照すると、図３の球状化圧力（ＳＰ）３６ｃなどの赤血球球状化試薬圧力（ＳＰ）は、図３の球状化容器６６などの球状化試薬容器に提供される。圧力が印加されると、球状化容器６６内の球状化試薬は球状化試薬チャネル１２４へ押し込まれる。
【００５３】
いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１２６および流量センサ１２８も、球状化試薬チャネル１２４と直列で提供されてもよい。バルブ１２６は、流体回路に球状化試薬を押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１２８は、球状化試薬の流量を測定し、球状化試薬チャネル１２４を通る球状化試薬の流量の基準を提供してもよい。流量センサ１２８によって提供される流量は、圧力源／コントローラ４４によって取外し可能なカートリッジ１００に提供される球状化圧力（ＳＰ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００５４】
例示的な取外し可能なカートリッジ１００の正常な機能的動作の間、球状化試薬は、球状化試薬の流量で交差領域１３０に押し込まれ、血液試料は、血液試料の流量で交差領域１３０に押し込まれる。血液試料の流量および球状化試薬の流量は、図３の圧力源／コントローラ４４によって制御されてもよい。
【００５５】
交差領域１３０は、両方の流体が交差領域１３０を貫流しているときに球状化試薬が血液試料の周囲を流れるように形成されてもよい。場合によっては、球状化試薬の流量は血液試料の流量よりも高くてもよく、それが、下流のオンザフライ球状化チャネル１３２におけるフロー特性の改善を助け、また場合によっては、球状化試薬で完全かつ均一に取り囲まれた血液の薄い帯を形成する助けとなってもよい。そのような帯状のフローは、赤血球がオンザフライ球状化チャネル１３２を通ると、球状化試薬が赤血球を均一に球状化する助けとなってもよい。さらに、オンザフライ球状化チャネル１３２の長さは、球状化試薬および血液試料の流量とともに、血液試料が適正な量の時間、球状化試薬に晒されるように設定されてもよい。
【００５６】
図３のシース（ＳＨ）圧力３６ｄなどのシース流体（ＳＨ）圧力は、図３のシース流体容器６８などのシース流体容器に提供されてもよい。圧力が印加されると、シース流体は、シース流体容器６８からシースチャネル１３４へ押し込まれる。いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１３６および流量センサ１３８は、シースチャネル１３４と直列で提供されてもよい。バルブ１３６は、シース流体を流体回路に押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１３８は、シース流体の流量を測定し、シースチャネル１３４を通るシース流量の基準を提供してもよい。流量センサ１３８によって提供される流量は、取外し可能なカートリッジ１００に提供されるシース圧力（ＳＨ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００５７】
例示的な実施形態では、シース流体は、シース流体の流量で交差領域１４０に供給され、また、球状化された血液試料は、球状化された血液試料の流量で交差領域１４０に供給される。球状化された血液試料の流量およびシース流量は、図３の圧力源／コントローラ４４などの圧力源／コントローラによって制御されてもよい。
【００５８】
交差領域１４０は、両方の流体が交差領域１４０を貫流しているときにシース流体が球状化された血液試料の周囲を流れるように形成されてもよい。場合によっては、シース流量は球状化された血液試料の流量よりも著しく高く、それが、下流のフローサイトメトリーチャネル１４２におけるコア形成を改善する助けとなってもよい。例えば、いくつかのフローサイトメトリー用途では、交差領域１４０は、球状化された血球を流体力学的に集束させ、かつ単一列のコアに整列させて、各赤血球が取外し可能なカートリッジ１００内の光学窓領域１４４を通過すると、分析器によってそれを別個に光学的に調査できるように構成されてもよい。場合によっては、サイトメトリーチャネル１４２を通過する流体は、搭載型の排出物容器に向けられる。
【００５９】
次に白血球測定チャネル１０４を参照すると、図３の溶解圧力（Ｌ）３６ｂなどの白血球溶解試薬圧力（Ｌ）は、図３の溶解容器６４などの溶解試薬容器に提供される。圧力が印加されると、溶解容器６４内の溶解試薬は溶解試薬チャネル１５４へ押し込まれる。
【００６０】
いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１５６および流量センサ１５８は、溶解試薬チャネル１５４と直列で供給されてもよい。バルブ１５６は、溶解試薬を流体回路に押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１５８は、溶解試薬の流量を測定し、溶解試薬チャネル１５４を通る溶解試薬の流量の基準を提供してもよい。流量センサ１５８によって提供される流量は、圧力源／コントローラ４４によって取外し可能なカートリッジ１００に提供される溶解圧力（Ｌ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。
【００６１】
例示的な取外し可能なカートリッジ１００の正常な機能的動作の間、溶解試薬は、溶解試薬の流量で交差領域１６０に供給され、また、血液試料は、血液試料の流量で交差領域１６０に供給される。血液試料の流量および溶解試薬の流量は、図３の圧力源／コントローラ４４などの圧力源／コントローラによって制御されてもよい。
【００６２】
交差領域１６０は、両方の流体が交差領域１６０を貫流しているときに溶解試薬が血液試料の周囲を流れるように構成されてもよい。場合によっては、溶解試薬の流量は血液試料の流量よりも高くてもよく、それが、下流のオンザフライ溶解チャネル１６２におけるフロー特性の改善を助け、また場合によっては、溶解試薬で完全かつ均一に取り囲まれた血液の薄い帯を形成する助けとなってもよい。そのような帯状のフローは、赤血球がオンザフライ溶解チャネル１６２を通ると、溶解試薬が赤血球を均一に球状化する助けとなってもよい。さらに、オンザフライ溶解チャネル１６２の長さは、溶解試薬および血液試料の流量とともに、血液試料が適正な量の時間、溶解試薬に晒されるように設定されてもよい。
【００６３】
図３のシース（ＳＨ）圧力３６ｄなどのシース流体（ＳＨ）圧力は、図３のシース流体容器６８などのシース流体容器に提供されてもよい。圧力が印加されると、シース流体はシース流体容器６８からシースチャネル１６４へ押し込まれる。いくつかの例示的な実施形態では、バルブ１６６および流量センサ１６８はシースチャネル１６４と直列で提供されてもよい。バルブ１６６は、シース流体を流体回路に押し込むことが望ましいときに開くように制御されてもよい。流量センサ１６８は、シース流体の流量を測定し、シースチャネル１６４を通るシース流量の基準を提供してもよい。流量センサ１６８によって提供される流量は、取外し可能なカートリッジ１００に提供されるシース圧力（ＳＨ）を制御するのを助けるために使用されてもよい。場合によっては、シースチャネル１６４を通るシース流量はシースチャネル１３４を通るシース流量と同じである。しかし、他の場合では、シースチャネル１６４を通るシース流量は、シースチャネル１３４を通るシース流量とは異なっていてもよい。
【００６４】
例示的な実施形態では、シース流体は、シース流体の流量で交差領域１７０に供給され、また、溶解された血液試料は、溶解された血液試料の流量で交差領域１７０に供給される。溶解された血液試料の流量およびシース流量は、図３の圧力源／コントローラ４４などの圧力源／コントローラによって制御されてもよい。
【００６５】
交差領域１７０は、両方の流体が交差領域１７０を貫流しているときにシース流体が溶解された血液試料の周囲を流れるように構成されてもよい。場合によっては、シース流量は溶解された血液試料の流量よりも著しく高く、それが、下流のフローサイトメトリーチャネル１７２におけるコア形成を改善する助けとなってもよい。例えば、いくつかのフローサイトメトリー用途では、交差領域１７０は、溶解された血液試料中の白血球を流体力学的に集束させ、かつ単一列のコアに整列させて、各白血球が取外し可能なカートリッジ１００内の光学窓領域１７４を通過すると、分析器によってそれを別個に光学的に調査できるように構成されてもよい。場合によっては、サイトメトリーチャネル１７２を通過する流体は、搭載型の排出物容器に向けられる。
【００６６】
場合によっては、吸収測定チャネルも提供されてもよい。例示的な実施形態では、溶解された血液試料の一部は吸収チャネル１８０に供給される。バルブ１８２は、溶解された血液試料の一部が吸収チャネルまたは領域１８４へ移動することを選択的に可能にするために、提供されてもよい。分析器は、吸収チャネルまたは領域１８４、ならびに、吸収チャネルまたは領域１８４内の溶解された血液試料によって吸収されない光を検出する検出器を照光する光源を含んでもよい。分析器は、次に、吸収レベルを判定してもよく、そこから、バルク吸収に基づいたヘモグロビン測定を行うことができる。場合によっては、また図８に示すように、吸収チャネル１８４は、所望であればサイトメトリーチャネル１７２の下流に位置していてもよい。他の場合では、全血試料は、分枝１１６からなど、吸収チャネルに直接供給されてもよい。そのような場合、吸収チャネルは、吸収測定を行う前に赤血球を溶解する機構を含んでもよい。例示的な取外し可能なカートリッジ１００は、全血試料に対する完全血球算定（ＣＢＣ）分析を行うように適合されるが、要望に応じて、他の取外し可能なカートリッジの構成および分析タイプが使用されてもよいことが考えられる。
【００６７】
図５は、本発明による取外し可能なカートリッジに含むことができる、多数の例示的な貯蔵容器の概略図である。例示的な実施形態では、図４の取外し可能なカートリッジ１００などの取外し可能なカートリッジは、例えば、溶解試薬容器６４、プッシャ流体容器６５、球状化試薬容器６６、シース流体容器６８、希釈剤流体容器７０、染色剤容器１９０、および排出物容器５２を含んでもよい。これらは単に例示的なものであり、より多い、より少ない、または異なる容器が取外し可能なカートリッジの上またはその中に提供されてもよい。
【００６８】
各容器は、サイズ決めされてもよく、また、取外し可能なカートリッジの所望の動作を支援するのに適切な流体および／または試薬の量を含んでもよい。希釈剤容器７０は、全血試料などの入ってくる試料を希釈する希釈剤流体を含んでもよい。図４の例示的な実施形態では、球状化試薬および／または溶解試薬は、希釈剤の機能を実施してもよく、したがって、別個の希釈剤容器７０は不要であるか、または好ましいものでさえない場合がある。同様に、いくつかの実施形態では、染色剤容器１９０などの染色剤容器は、染色剤を白血球チャネルに添加して、白血球分化を支援することが望ましい場合がある。容器に貯蔵された試薬および／または流体は、用途に応じて、最初は液体または凍結乾燥された形態であってもよい。
【００６９】
図６は、本発明による取外し可能なカートリッジを使用して、血液試料を分析する例示的な方法を示す概略フローチャートである。例示的な方法では、血液試料は最初に工程２００で得られる。次に、血液試料は、取外し可能なカートリッジ内の抗凝血性コーティングを施した毛管に供給される。血液試料は、次に、分割され、赤血球および血小板（ＲＢＣ／Ｐ）測定チャネル２０４および白血球（ＷＢＣ）測定チャネル２０６に供給される。
【００７０】
ＲＢＣ／Ｐ測定チャネル２０４では、赤血球は、２１２に示すように最初に球状化され、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル２１４を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源２１６は、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル２１４の分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル２１４の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。ＶＣＳＥＬによって提供される入射光のいくらかは散乱し、検出器２１８は散乱光を検出する。場合によっては、検出器２１８は、前角散乱光（ＦＡＬＳ）および小角散乱光（ＳＡＬＳ）の両方を検出する。
【００７１】
場合によっては、レーザー源（または他のソース）は、細長い線状のソースとしてまたは２つの別個のスポットソースとしてのいずれかで、ＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４に集束される。ＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４内のＲＢＣおよび血小板は、集束光を通過する。高品質の集光光学素子は、細胞の鮮明な像と、長手方向軸が好ましくはＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４のフロー方向に直交するように構成された１つ、２つ、またはそれ以上の平行なスリットを含む半透明スクリーン上に集束された照光とを形成するために使用されてもよい。スリット間の距離は、例えば、ＲＢＣ／Ｐ細胞計チャネル２１４内において予測される平均細胞分離のオーダーであってもよい。スリットを含む半透明スクリーンは、１つまたは複数の検出器２１８の前に置かれてもよい。細胞の像がスリットを通過すると、それが、スリットに入射する光を不明瞭にし、検出器２１８上の信号の減少を引き起こして、細胞直径に比例する幅のパルス波形を生成する。２つの離間したスリットが提供される場合、２つの波形により、細胞のフロー速度、すなわち細胞サイズの計算が可能になることがある。高い信号対雑音は、この技術を使用して得られてもよく、それによって、容易な事象の計数および複数の細胞事象の識別が可能になる。パルス幅および振幅によって、さらに、いくつかの細胞タイプの区別が可能になることがある。
【００７２】
場合によっては、細胞および光源の両方の像は、検出器２１８の前に置かれた複スリットアパーチャ上で結像される。複スリットアパーチャは、細胞を計数するため、良好に画定された幾何学的なアパーチャおよび高い信号対雑音比を提供する。上述したように、スリットからの信号によって、細胞のフロー速度の正確な測定が可能になることがあり、それによって次に、細胞直径の計算が可能になることがある。
【００７３】
いくつかの場合には、また２２０で示すように、例えば、試料流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）持続時間、および試料希釈係数（ＤＦ）を含む多数のパラメータは、この分析中に測定されてもよい。１つまたは複数の検出器の出力、および／または対応する散乱特性をモニタすることにより、赤血球数（ＮＲＢ）、血小板数（ＮＰｌｔ）、各細胞の直径（ｄｒｂｃ）、および各細胞のヘモグロビン濃度が測定されてもよい。
【００７４】
これらのパラメータから、また２８２で示すように、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃ３×ＣＨＣ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）を含む多数の赤血球分析パラメータが計算されてもよい。
【００７５】
例示的なＷＢＣ測定チャネル２０６では、赤血球は２３２で示すように最初に溶解され、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＷＢＣサイトメトリーチャネル２３４を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源２３６は、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル２３４の分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル２３４の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。ＶＣＳＥＬによって提供される入射光のいくらかは散乱し、検出器２３８は散乱光を検出する。場合によっては、検出器２３８は、前角散乱光（ＦＡＬＳ）、小角散乱光（ＳＡＬＳ）、および大角散乱光（ＬＡＳＬ）を検出する。場合によっては、また２４０で示すように、例えば、軸上細胞容積、総ＷＢＣ数、およびＷＢＣ５部分分化を含む多数のパラメータが、分析中に測定されてもよい。
【００７６】
図７は、本発明による多数の赤血球パラメータを得る例示的な方法を示すフローチャートである。例示的な方法では、血液試料は工程２６０で得られる。次に、血液試料は、所望の希釈係数（ＤＦ）に希釈され、２６４で示すように球状化される。希釈され球状化された血球は、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネルを下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源２１６は、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネルの分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。１つまたは複数のＶＣＳＥＬによって提供される入射光のいくらかは散乱し、検出器は散乱光を検出するのに使用されてもよい。場合によっては、検出器は、各細胞に対して前角散乱光（ＦＡＬＳ）および小角散乱光（ＳＡＬＳ）の両方を検出する。プロセッサなどは、次に、各細胞に対して２つの別個の散乱パラメータ、すなわちＳＡＬＳおよびＦＡＬＳを、次のように、細胞直径パラメータおよび細胞ヘモグロビン濃度パラメータにマッピングする。
【００７７】
｛ＳＳＡＬＳｉ，ＳＦＡＬＳｉ｝−＞｛ｄｒｂｃｉ，ＣＨＣｉ｝
２７０で示すように、ＳＳＡＬＳｉにＳＦＡＬＳｉを加えた散乱の強度が予め決められた検出閾値よりも大きくなければ、制御は工程２６８に戻される。しかし、ＳＳＡＬＳｉにＳＦＡＬＳｉを加えた散乱の強度が予め決められた検出閾値よりも大きい場合、制御は工程２７２に移される。工程２７２は、ＳＳＡＬＳｉとＳＦＡＬＳｉの和が予め決められた血小板閾値より大きいか否かを判断する。ＳＳＡＬＳｉとＳＦＡＬＳｉの和が予め決められた血小板閾値よりも大きくなければ、粒子「ｉ」が血小板であると判断され、制御は工程２７４に移される。工程２７４は、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）を１つずつ増分し、制御を工程２６８に戻す。
【００７８】
ＳＳＡＬＳｉとＳＦＡＬＳｉの和が予め決められた血小板閾値よりも大きい場合、細胞は赤血球であり、制御は工程２７６に移される。工程２７６は、計数された赤血球数（ＮＲＢＣ）を１つずつ増分し、制御を工程２７８に移す。工程２７８は、予め決められた測定時間に到達したか否かを判断する。到達していなければ、制御は工程２６８に戻される。
【００７９】
工程２７８で測定時間に到達すると、制御は工程２８０に移される。工程２８０は、例えば、試料流量（ＦＲ），測定時間（Ｔ）持続時間、試料希釈係数（ＤＦ）、計数された赤血球数（ＮＲＢＣ）、計数された血小板数（ＮＰｌｔ），各細胞の直径（ｄｒｂｃｉ）、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣｉ）を含む、多数の測定されたパラメータを示す。これらのパラメータから、また工程２８２で示すように、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢＣ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣｉ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３×ＣＨＣｉ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃｉ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）を含む、多数の血球分析パラメータが計算されてもよく、ここで、表記＜Ｘｉ＞はすべての細胞Ｘｉにわたる平均細胞パラメータを意味する。
【００８０】
図８は、本発明による血液試料を分析する別の例示的な方法を示す概略フローチャートである。この例示的な方法では、血液試料が得られ、工程３００で示すように血液試料容器に供給される。次に、血液試料は、取外し可能なカートリッジ内の抗凝血性コーティングを施した毛管に供給され、希釈される。血液試料は、次に、分割され、赤血球および血小板（ＲＢＣ／Ｐ）測定チャネル３０４および白血球（ＷＢＣ）測定チャネル３４０に供給される。
【００８１】
ＲＢＣ／Ｐ測定チャネル３０４では、赤血球は、３０６に示すように最初に球状化され、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの第１の光源３１０および関連付けられた光学素子は、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８の分析領域を通過するときに、それらに集束光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。
【００８２】
個々の細胞／粒子が集束された入射ビームを通過するときに、光のいくらかは遮断されるか、散乱されるか、または別の方法で妨害され、それを検出器（図示なし）によって検出することができる。２つ以上の光源が、ＲＢＣ／Ｐサイトメトリーチャネル３０８に沿った異なる離間したスポットに集束される場合、各細胞の前縁および／または後縁を検出することができる。細胞が１つの集束されたスポットから次までの距離を横断するのにかかる時間を測定することによって、流量、およびすなわち細胞速度を決定することができる。決定された細胞速度によって、細胞がビームを遮断、散乱、または別の方法で妨害する時間の長さを、細胞のサイズおよび／または細胞体積と相関させることができる。
【００８３】
いくつかの実施形態では、別の光源３１４および関連付けられた光学素子が、分析器によって提供されてもよい。光源３１４の関連付けられた光学素子は、光を平行にし、ＳＡＬＳおよびＦＡＬＳ散乱などの軸外散乱を測定してもよい。上述したように、ＳＡＬＳおよびＦＡＬＳ散乱は、例えば、計数された赤血球数（ＮＲＢＣ）３１６、計数された血小板数（ＮＰｌｔ）３２２、各細胞の直径（ｄｒｂｃｉ）、細胞体積３１８、および各細胞のヘモグロビン濃度（ＣＨＣｉ）３２０を測定するのに使用することができる。これらのパラメータから、また上述したように、例えば、赤血球数（ＲＢＣ＝ＮＲＢＣ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、血小板数（Ｐｌｔ＝ＮＰｌｔ／（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ））、平均細胞ヘモグロビン濃度（ＭＣＨＣ＝＜ＣＨＣｉ＞）、平均細胞体積（ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３＞）、平均細胞ヘモグロビン含量（ＭＣＨ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３×ＣＨＣｉ＞）、相対分布幅（ＲＤＷ＝［（π／６）×ｄｒｂｃｉ３］／ＭＣＶの標準偏差）、ヘマトクリットパラメータ（Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ）、および／またはヘモグロビン濃度（Ｈｂ＝ＭＣＨＣ×Ｈｃｔ）を含む、多数の血球分析パラメータが計算されてもよく、ここで、表記＜Ｘｉ＞はすべての細胞Ｘｉにわたる平均細胞パラメータを意味する。
【００８４】
例示的なＷＢＣ測定チャネル３４０では、赤血球は溶解され、３４２で示すように、必要に応じて染色剤が注入される。細胞は、次に、流体力学的に集束され、取外し可能なカートリッジ内のＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４を下る単一の列に供給される。面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）などの光源３４６は、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４の分析領域を通過するときに、それらに光を照射する。場合によっては、ＶＣＳＥＬ装置の列が提供され、また、個々の細胞がＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４の分析領域を通過するときにそれらと一直線に並んだ１つまたは複数のＶＣＳＥＬのみが作動される。
【００８５】
個々の細胞／粒子が集束された入射ビームを通過するときに、光のいくらかは遮断されるか、散乱されるか、または別の方法で妨害され、それを検出器（図示なし）によって検出することができる。２つ以上の光源が、ＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４に沿った異なる離間したスポットに集束される場合、各細胞の前縁および／または後縁を検出することができる。細胞が１つの集束されたスポットから次までの距離を横断するのにかかる時間を測定することによって、流量、およびすなわち細胞速度を決定することができる。決定された細胞速度によって、細胞がビームを遮断、散乱、または別の方法で妨害する時間の長さを、細胞のサイズおよび／または細胞体積と相関させることができる。
【００８６】
いくつかの実施形態では、光源３５０および関連付けられた光学素子および／または偏光子が提供されてもよい。光源３５０の関連付けられた光学素子は、光を平行にし、３５４で示すように、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、およびＬＡＬＳ散乱などの軸外散乱を測定してもよい。上述のように、ＳＡＬＳ、ＦＡＬＳ、およびＬＡＬＳ散乱は、例えば、計数された白血球数（ＮＷＢＣ）３５２を測定し、ならびに３５６で示すように白血球分化の助けとするのに使用することができる。場合によっては、１つまたは複数の偏光子が提供されて、光源によって提供される光を偏光し、また、検出器で検出される偏光消光／回転のレベルを使用して、白血球分化を実施する助けとしてもよいが、これはすべての実施形態において必須ではない。
【００８７】
例示的な実施形態では、ＷＢＣサイトメトリーチャネル３４４を出る細胞はバルク吸収チャネル３６０に供給されてもよい。光源３６２は、吸収チャネル３６０内に存在する細胞上に光を照射してもよく、検出器３６４は、常在細胞によって吸収されない光を検出してもよい。吸収チャネル３６０は、したがって、常在細胞のバルク吸収レベルを測定するために使用されてもよい。吸収レベルは、例えば、血液試料中のバルクまたは平均細胞ヘモグロビン濃度の基準を提供してもよい。
【００８８】
図９は、本発明による試料分析器を操作する例示的な方法を示す概略フローチャートである。例示的な実施形態では、３５０で示すように、血液分析カートリッジが使用され分析されてもよく、対照カートリッジが使用され分析されて、３７０で示すように、分析器の性能を検証するのを助けてもよく、かつ／または、校正カートリッジが使用され分析されて、３８０で示すように、分析器を校正するのを助けてもよい。血液分析カートリッジは、血液分析が実施されるごとに装填されてもよい。対照カートリッジは、１日１回など周期的に分析器に装填されて、分析器が正確な結果を生成していることを検証してもよい。校正カートリッジは、３か月に１回などのより低い頻度で分析器に装填されて、分析器を再校正してもよい。
【００８９】
カートリッジはそれぞれ、対応する機能を実施するために必要な流体および／または構成要素をすべて含んでもよい。このように、分析器を操作および／または維持するのにほとんど訓練が要らず、依然として正確な結果を得られることがある。専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で信頼性高く使用することができる、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器を提供する能力は、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【００９０】
３５０で示すように、血液分析カートリッジが使用される場合、３５２および３５４で示すように、血液試料が収集され、血液分析カートリッジに装填される。血液試料は、所望であれば毛管作用または手動ポンピングによって血液分析カートリッジに引き込まれてもよい。血液分析カートリッジは、次に、分析器機器に装填されてもよい。例示的な実施形態では、分析器は次に、３５６で示すように、血液分析カートリッジおよび分析器の対応する構成要素（例えば、光源／光検出器など）を自己整列させてもよい。次に、１つまたは複数のボタンが押されて、血液分析プロセスを開始してもよい。ボタンなどを押すのではなく、また場合によっては、単にカートリッジを分析器に装填する工程により、分析器に整列および血液分析工程を開始させてもよい。
【００９１】
分析器が作動されると、分析器は多数の試験を実施してもよい。例えば、分析器は、血液分析カード上のバルブをすべて閉じて、カード上の様々な流体ポートに圧力を印加してもよい。分析器は、次に、カード上の１つまたは複数の流量センサを越えて流れる流量を測定してもよい。バルブがすべて閉まっているので、フローはゼロであるべきである。ただし、流量センサがゼロではない流量を示す場合、分析器は流量センサをゼロフローに再校正してもよい。これは、流量センサ測定の精度を増大させる助けとなってもよい。あるいは、またはそれに加えて、分析器は、例えば、血液試料の流量を（例えば流量センサを使用して）印加された圧力とともに測定することによって、また、印加された圧力に対して流量が低すぎる場合は、血液試料が凝固していると判断することによって、取外し可能なカートリッジ中の血液凝固を検査してもよい。血液凝固が検出された場合、分析器は、測定が失敗したことを示すメッセージを表示してもよい。
【００９２】
分析器は、次に、血液分析カートリッジタイミングプロトコルを実施してもよい。血液分析カートリッジタイミングプロトコルは、本発明の譲受人に譲渡され、参考により本明細書に組み込まれた、米国特許出願１０／９３２６６２に示され記載されたものに類似してもよい。特定の血液分析カートリッジタイミングプロトコルは、血液分析カートリッジの特定の設計によって決まってもよい。分析器は、さらに、血液分析カートリッジ上のいずれのサイトメトリーチャネル内にも安定したコアフローがあることを検証し、コアフローがあればその位置を特定してもよい。
【００９３】
血液分析カートリッジは、次に、例えば、白血球測定に使用される血液試料の部分中の赤血球を溶解し、赤血球測定に使用される血液試料の部分中の赤血球を球状化し、血液分析カートリッジ上の任意のサイトメトリーチャネル内にコアフローを形成し、かつ／または他の望ましい機能を実施してもよい。分析器は、任意のサイトメトリーチャネルなどの血液分析カートリッジの選択された領域に光を提供し、選択された領域を通過する光を検出してもよい。
【００９４】
これから、分析器は、白血球、赤血球、血小板などの試料中の粒子を計数し分類し、次に、ユーザに対して血液分析の結果を表示、印刷、音声として生成、または別の方法でそれを示してもよい。いくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。最後に、血液分析カートリッジは分析器から除去され、廃棄されてもよい。
【００９５】
３７０で示すように、対照運転が実施されるべきである場合、対照カートリッジが使用されてもよい。場合によっては、対照運転は、１日１回または週１回など、周期的に実施されてもよい。対照カートリッジは、既知の特性を有する対照試料を含んでもよい。したがって、対照試料に対して分析器による分析が実施されると、既知の結果が得られるべきである。例示的な方法では、３７２で示すように対照カートリッジは分析器に装填される。次に、３７４で示すように分析器が作動され、分析器は分析を実施し、３７６で示すような結果を表示する。いくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。最後に、対照カートリッジは分析器から除去され、廃棄されてもよい。対照運転の結果が予め定義された範囲外である場合、校正運転３８０などの校正運転を実施するのが望ましいことがある。
【００９６】
３８０で示すように、校正運転が実施されるべきである場合、校正カートリッジが使用されてもよい。場合によっては、校正運転は、月１回など周期的に、または必要に応じて実施されてもよい。校正カートリッジは、既知の特性を備えた校正試料を含んでもよい。したがって、校正試料に対して分析器による分析が実施されると、既知の結果が得られるべきである。例示的な方法では、３８２で示すように校正カートリッジは分析器に装填される。次に、３８４で示すように分析器が作動され、また多くの結果が得られる。校正運転中に得られた結果を予測される結果と比較することにより、分析器は、メモリ内の１つまたは複数の校正係数を自動的に調節して、分析器を再校正してもよいので、後続の運転中、３８６で示すように、分析器は予測されるまたは所望の結果を生成する。
【００９７】
図１０は、本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。例示的な方法は、４００で全体が示され、工程４０２で開始される。制御は工程４０４に移され、そこで、血液試料は使い捨ての流体カートリッジに供給される。制御は次に工程４０６に移され、そこで、使い捨ての流体カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程４０８に移される。工程４０８は、血液試料分析器を作動させ、工程４１０は、血液試料分析器のユーザからのさらなる何らかの相互作用なしに、血液試料分析器から血液分析結果を得る。制御は次に工程４１２に移され、そこで方法は終了する。
【００９８】
図１１は、本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。例示的な方法は、５００で全体が示され、工程５０２で開始される。制御は工程５０４に移され、そこで、血液試料は使い捨ての流体カートリッジに供給される。制御は次に工程５０６に移され、そこで、使い捨ての流体カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程５０８に移される。工程５０８は、血液試料分析器を作動させ、工程５１０は、血液試料分析器のユーザからのさらなる何らかの相互作用なしに、血液試料分析器から血液分析結果を得る。制御は次に工程５１２に移される。工程５１２は、血液分析結果が予め定義された範囲内にあるか否かを判断する。上述したように、またいくつかの実施形態では、分析器は、定量的結果（例えば、予め定義された範囲内および／または範囲外）を表示または印刷するので、ユーザによるさらなる計算または解釈が不要である。制御は次に工程５１４に移され、そこで方法は終了する。
【００９９】
図１２は、本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。方法は、６００で全体が示され、工程６０２で開始される。例示的な方法では、６０４で示すように、血液分析カートリッジが使用され分析されてもよく、対照カートリッジが使用され分析されて、６２０で示すように、分析器の性能を検証するのを助けてもよく、かつ／または、校正カートリッジが使用され分析されて、６４０で示すように、分析器を校正するのを助けてもよい。血液分析カートリッジは、血液分析が実施されるごとに装填されてもよい。対照カートリッジは、１日１回など周期的に分析器に装填されて、分析器が正確な結果を生成していることを検証してもよい。校正カートリッジは、３か月に１回などのより低い頻度で、または必要に応じて分析器に装填されて、分析器を再校正してもよい。
【０１００】
各カートリッジタイプは、対応する機能を実行するために必要な流体および／または構成要素をすべて含んでもよい。このように、分析器を操作および／または維持するのにほとんど訓練が要らず、依然として正確な結果を得られることがある。専門の訓練をほとんどまたはまったく受けずに、実験室環境外で信頼性高く使用することができる、取外し可能および／または使い捨てのカートリッジを備えた試料分析器を提供する能力は、試料分析プロセスを能率化し、医療関係者のコストおよび負担を低減し、比較的頻繁な血液モニタリング／分析を必要とする患者を含む多くの患者に対する試料分析の利便性を増大させるのに役立つことがある。
【０１０１】
図１２の例示的な方法では、血液分析カートリッジが使用される場合、制御は工程６０４に移される。工程６０６で、血液試料は使い捨ての流体カートリッジに供給される。制御は次に工程６０８に移され、そこで、使い捨ての流体カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程６１０に移される。工程６１０は、血液試料分析器を作動させ、工程６１２は、血液試料分析器から血液分析結果を得る。
【０１０２】
対照カートリッジが使用されるべきである場合、制御は工程６２０に移される。工程６２０は制御を工程６２２に移し、そこで、対照カートリッジは血液試料分析器に挿入される。制御は次に工程６２４に移される。工程６２４は、血液試料分析器を作動させ、工程６２６は、対照流体カートリッジを使用して対照分析結果を得る。制御は次に工程６２８に移される。工程６２８は、対照分析結果が予測された対照範囲内にあるか否かを判断する。対照分析結果が予測された範囲内にない場合、血液分析カートリッジに対して得られた結果は信頼されるべきでない。場合によっては、校正カートリッジが運転されて、試料分析器を再校正し、次に別の対照カートリッジで試料分析器の操作／校正を検証してもよい。
【０１０３】
校正カートリッジが使用されるべきである場合、制御は工程６４０に移される。工程６４０は制御を工程６４２に移す。工程６４２は、血液試料分析器に校正カートリッジを挿入する。制御は次に工程６４４に移される。工程６４４は、血液試料分析器を作動させ、工程６４６は校正流体カートリッジを使用して校正分析結果を得る。制御は次に工程６４８に移される。校正分析結果に基づいて、工程６４８は必要に応じて分析器を調節する。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】本発明による例示的な試料分析器およびカートリッジの斜視図である。
【図２】図１の例示的な試料分析器およびカートリッジの概略図である。
【図３】図２の試料分析器およびカートリッジのフロー制御を示すより詳細な概略図である。
【図４】本発明による例示的なカートリッジの特定の特徴の概略図である。
【図５】本発明によるカートリッジに含むことができる多数の例示的な貯蔵容器の概略図である。
【図６】本発明による血液試料を分析する例示的な方法を示す概略フローチャートである。
【図７】本発明による多数の赤血球パラメータを得る例示的な方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明による血液試料を分析する別の例示的な方法を示す概略フローチャートである。
【図９】本発明による試料分析器を操作する例示的な方法を示す概略フローチャートである。
【図１０】本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【図１１】本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明による試料分析器を操作する別の例示的な方法を示すフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフローチャネル内に試料流体を流体力学的に集束させるように適合された第１のフローサイトメトリー分析チャネルと、第２のフローチャネル内に試料流体を流体力学的に集束させるように適合された第２のフローサイトメトリー分析チャネルとを含む使い捨ての流体カートリッジを、選択的に収容するように適合された本体と、
前記第１のフローチャネル内の前記試料流体の少なくとも一部に第１の光ビームを提供する第１の光源と、
前記第１のフローチャネル内の前記試料流体を通過する前記第１のビームの少なくともいくらかを受け取り、かつ１つまたは複数の第１の検出器出力信号を提供する１つまたは複数の第１の検出器と、
前記第２のフローチャネル内の前記試料流体の少なくとも一部に第２のビームを提供する第２の光源と、
前記第２のフローチャネル内の前記試料流体を通過する前記第２のビームの少なくともいくらかを受け取り、かつ１つまたは複数の第２の検出器出力信号を提供する１つまたは複数の第２の検出器と、
前記１つまたは複数の第１の検出器出力信号および前記１つまたは複数の第２の検出器出力信号に結合された処理ブロックとを備える、細胞分析システム。
【請求項２】
前記処理ブロックが、第１の測定期間の間に前記第１のフローチャネル内の前記試料流体から１つまたは複数の白血球パラメータと、第２の測定期間に前記第２のフローチャネル内の前記試料流体の１つまたは複数の赤血球パラメータとを決定するように適合された、請求項１に記載の細胞分析システム。
【請求項３】
前記処理ブロックが、前記第１の測定期間の間に前記第１のフローチャネル内の前記試料流体から総白血球数と、前記第１のフローチャネル内の前記試料流体中の前記総白血球数の一部として計数された前記白血球の少なくともいくらかのタイプとを決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項４】
前記処理ブロックが、前記第１のフローチャネル内の前記試料流体中の前記総白血球数の一部として計数された前記白血球の少なくともいくらかの白血球体積の基準を決定するように適合された、請求項３に記載の細胞分析システム。
【請求項５】
前記処理ブロックが、前記第２のフローチャネル内の前記試料流体中の血小板数を決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項６】
前記処理ブロックが、前記第２の測定期間の間に前記第２のフローチャネル内の前記試料流体から赤血球数を決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項７】
前記処理ブロックが、前記第２のフローチャネル内の前記試料流体中の前記赤血球数の一部として計数された前記赤血球の少なくともいくらかの赤血球体積の基準を決定するように適合された、請求項６に記載の細胞分析システム。
【請求項８】
前記処理ブロックが、ヘモグロビン濃度の基準を決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項９】
血液試料を収容し、少なくとも部分的に血液試料を処理するように適合された使い捨ての流体カートリッジと、
前記使い捨ての流体カートリッジを収容するように適合された分析器とを備え、
前記血液試料が前記使い捨ての流体カートリッジによって収容され、かつ前記分析器が作動されると、前記分析器および使い捨ての流体カートリッジが、前記血液試料を自動的に処理し、ユーザからのさらなる相互作用なしに１つまたは複数の血液分析パラメータを決定する、血液試料分析システム。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが総白血球数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが、５タイプの白血球それぞれに対する微分白血球数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが平均白血球体積の基準を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが赤血球数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが血小板数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１５】
前記２つ以上の血液分析パラメータが平均赤血球体積に関する基準を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが、５タイプの白血球それぞれに対する微分白血球数、赤血球数、および血小板数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１７】
前記血液試料の前記処理が、前記血液試料の第１の部分および第２の部分を、前記使い捨てのカートリッジ内の白血球測定チャネルおよび赤血球測定チャネルにそれぞれ供給することを含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１８】
前記血液試料の前記第１の部分中の前記赤血球が前記白血球測定チャネル内で溶解される、請求項１７に記載の血液試料分析システム。
【請求項１９】
前記血液試料の前記第２の部分中の前記赤血球が前記赤血球測定チャネル内で球状化される、請求項１８に記載の血液試料分析システム。
【請求項２０】
前記球状化された赤血球が、光学的検出を用いてある期間にわたって前記赤血球測定チャネル内で計数される、請求項１９に記載の血液試料分析システム。
【請求項２１】
前記白血球が、光学的検出を用いてある期間にわたって前記白血球測定チャネル内で計数される、請求項１８に記載の血液試料分析システム。
【請求項２２】
前記分析器が前記使い捨ての流体カートリッジを収容するハウジングを含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項２３】
前記使い捨ての流体カートリッジが白血球測定チャネルおよび赤血球測定チャネルを含む、請求項２２に記載の血液試料分析システム。
【請求項２４】
前記使い捨てのカートリッジ内の前記白血球測定チャネルが、白血球フローチャネルに沿って試料を流体力学的に集束させるように適合され、かつ前記白血球フローチャネル上の光学的光散乱測定を支援するようにさらに適合された、白血球フローサイトメトリー分析チャネルを含み、
前記使い捨てのカートリッジ内の前記赤血球測定チャネルが、赤血球フローチャネルに沿って試料を流体力学的に集束させるように適合され、かつ前記赤血球フローチャネル上の光学的光散乱測定を支援するようにさらに適合された、赤血球フローサイトメトリー分析チャネルを含み、
前記使い捨ての流体カートリッジが、前記血液試料の第１の部分のフローを前記白血球フローサイトメトリー分析チャネルへ、かつ前記血液試料の第２の部分を前記赤血球フローサイトメトリー分析チャネルへ向ける流体方向付け手段をさらに含む、請求項２３に記載の血液試料分析システム。
【請求項２５】
前記分析器がディスプレイを含み、１つまたは複数の出力メッセージが前記ディスプレイに表示される、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項２６】
前記１つまたは複数の出力メッセージが、１つまたは複数の前記血液分析パラメータ、あるいは１つまたは複数のそれらの組合せが予め定義された範囲内にあるか否かを示す、請求項２５に記載の血液試料分析システム。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の出力メッセージが、１つまたは複数の前記血液分析パラメータ、もしくは１つまたは複数のそれらの組合せが予め定義された範囲外にあるか否かを示す、請求項２５に記載の血液試料分析システム。
【請求項２８】
血液試料を収容するように適合された取外し可能なカートリッジと、
前記取外し可能なカートリッジを収容するように適合された分析器とを備え、
血液試料が前記取外し可能なカートリッジによって収容され、前記取外し可能なカートリッジが分析器によって収容され、かつ前記分析器が作動されると、前記分析器および取外し可能な流体カートリッジが、前記血液試料を自動的に処理し、ユーザからのさらなる相互作用なしに１つまたは複数の血液分析パラメータを決定し、さらに１つまたは複数の出力メッセージをディスプレイ上に表示し、前記１つまたは複数の出力メッセージが、１つまたは複数の前記血液分析パラメータ、あるいは１つまたは複数のそれらの組合せが予め定義された範囲内および／または範囲外にあるか否かを示す、血液試料分析システム。
【請求項２９】
試料を使い捨ての流体カートリッジに供給する工程と、
前記使い捨ての流体カートリッジを分析器に装填する工程と、
前記分析器を作動させる工程と、
ユーザからのさらなる相互作用なしに前記分析器から試料分析結果を得る工程とを含む、試料分析の実施方法。
【請求項３０】
前記分析器が血液試料分析器であり、前記試料が血液試料である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記使い捨ての流体カートリッジが対照使い捨て流体カートリッジであり、前記方法が、前記対照使い捨て流体カートリッジを使用して分析結果を得る工程と、前記分析結果が予測された範囲内にあるか否かを判断する工程とを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記対照使い捨て流体カートリッジが比較的一定の間隔で挿入され分析される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
使い捨ての流体カートリッジを前記血液試料分析器に挿入する工程と、前記対照使い捨て流体カートリッジを前記分析器に挿入する前に、血液試料を前記使い捨ての流体カートリッジに１回または複数回供給する工程とをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
校正使い捨て流体カートリッジを前記分析器に挿入する工程と、前記校正使い捨て流体カートリッジを使用して分析結果を得る工程と、前記結果に基づいて前記分析器が前記分析器の１つまたは複数の校正パラメータを調節する工程とをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記校正使い捨て流体カートリッジが比較的一定の間隔で前記分析器に挿入される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
フローチャネルおよび前記フローチャネルと流体連通している流量センサとを有する流体カートリッジと、
前記フローチャネル内に流体のフローを提供する圧力源と、
前記流量センサに結合された、前記フローチャネルを通る流量の１つまたは複数の変化を検出するように適合されたコントローラとを備える、分析器。
【請求項３７】
前記コントローラが、前記流量の前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項３６に記載の分析器。
【請求項３８】
前記コントローラが、前記流量の前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内の閉塞または部分的な閉塞を検出するように適合された、請求項３６に記載の分析器。
【請求項３９】
前記流量センサが、通電されると前記流体中に１つまたは複数の熱パルスを生成する加熱要素を含み、前記加熱要素の上流および／または下流に配置されて、前記１つまたは複数の熱パルスを検出する１つまたは複数の熱センサをさらに含む、請求項３６に記載の分析器。
【請求項４０】
前記コントローラが、前記流体の熱伝導率の１つまたは複数の変化を検出するように適合された、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４１】
前記コントローラが、前記流体の熱伝導率の前記１つまたは複数の変化によって、前記流体中の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４２】
前記コントローラが、前記流体の比熱の１つまたは複数の変化を検出するように適合された、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４３】
前記コントローラが、前記流体の比熱の前記１つまたは複数の変化によって、前記流体中の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項４２に記載の分析器。
【請求項４４】
フローチャネルおよび前記フローチャネルと流体連通しているインピーダンスセンサとを有する流体カートリッジと、
前記フローチャネル内に流体のフローを提供する圧力源と、
前記インピーダンスセンサに結合された、前記フローチャネル内の前記流体のインピーダンスの１つまたは複数の変化を検出するように適合されたコントローラとを備える、分析器。
【請求項４５】
前記コントローラが、前記フローチャネル内の前記流体のインピーダンスの前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項４３に記載の分析器。
【請求項４６】
前記コントローラが、前記フローチャネル内の前記流体のインピーダンスの前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内に１つまたは複数の望ましくない物体が存在することを検出するように適合された、請求項４４に記載の分析器。
【請求項１】
第１のフローチャネル内に試料流体を流体力学的に集束させるように適合された第１のフローサイトメトリー分析チャネルと、第２のフローチャネル内に試料流体を流体力学的に集束させるように適合された第２のフローサイトメトリー分析チャネルとを含む使い捨ての流体カートリッジを、選択的に収容するように適合された本体と、
前記第１のフローチャネル内の前記試料流体の少なくとも一部に第１の光ビームを提供する第１の光源と、
前記第１のフローチャネル内の前記試料流体を通過する前記第１のビームの少なくともいくらかを受け取り、かつ１つまたは複数の第１の検出器出力信号を提供する１つまたは複数の第１の検出器と、
前記第２のフローチャネル内の前記試料流体の少なくとも一部に第２のビームを提供する第２の光源と、
前記第２のフローチャネル内の前記試料流体を通過する前記第２のビームの少なくともいくらかを受け取り、かつ１つまたは複数の第２の検出器出力信号を提供する１つまたは複数の第２の検出器と、
前記１つまたは複数の第１の検出器出力信号および前記１つまたは複数の第２の検出器出力信号に結合された処理ブロックとを備える、細胞分析システム。
【請求項２】
前記処理ブロックが、第１の測定期間の間に前記第１のフローチャネル内の前記試料流体から１つまたは複数の白血球パラメータと、第２の測定期間に前記第２のフローチャネル内の前記試料流体の１つまたは複数の赤血球パラメータとを決定するように適合された、請求項１に記載の細胞分析システム。
【請求項３】
前記処理ブロックが、前記第１の測定期間の間に前記第１のフローチャネル内の前記試料流体から総白血球数と、前記第１のフローチャネル内の前記試料流体中の前記総白血球数の一部として計数された前記白血球の少なくともいくらかのタイプとを決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項４】
前記処理ブロックが、前記第１のフローチャネル内の前記試料流体中の前記総白血球数の一部として計数された前記白血球の少なくともいくらかの白血球体積の基準を決定するように適合された、請求項３に記載の細胞分析システム。
【請求項５】
前記処理ブロックが、前記第２のフローチャネル内の前記試料流体中の血小板数を決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項６】
前記処理ブロックが、前記第２の測定期間の間に前記第２のフローチャネル内の前記試料流体から赤血球数を決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項７】
前記処理ブロックが、前記第２のフローチャネル内の前記試料流体中の前記赤血球数の一部として計数された前記赤血球の少なくともいくらかの赤血球体積の基準を決定するように適合された、請求項６に記載の細胞分析システム。
【請求項８】
前記処理ブロックが、ヘモグロビン濃度の基準を決定するように適合された、請求項２に記載の細胞分析システム。
【請求項９】
血液試料を収容し、少なくとも部分的に血液試料を処理するように適合された使い捨ての流体カートリッジと、
前記使い捨ての流体カートリッジを収容するように適合された分析器とを備え、
前記血液試料が前記使い捨ての流体カートリッジによって収容され、かつ前記分析器が作動されると、前記分析器および使い捨ての流体カートリッジが、前記血液試料を自動的に処理し、ユーザからのさらなる相互作用なしに１つまたは複数の血液分析パラメータを決定する、血液試料分析システム。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが総白血球数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが、５タイプの白血球それぞれに対する微分白血球数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１２】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが平均白血球体積の基準を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１３】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが赤血球数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１４】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが血小板数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１５】
前記２つ以上の血液分析パラメータが平均赤血球体積に関する基準を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１６】
前記１つまたは複数の血液分析パラメータが、５タイプの白血球それぞれに対する微分白血球数、赤血球数、および血小板数を含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１７】
前記血液試料の前記処理が、前記血液試料の第１の部分および第２の部分を、前記使い捨てのカートリッジ内の白血球測定チャネルおよび赤血球測定チャネルにそれぞれ供給することを含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項１８】
前記血液試料の前記第１の部分中の前記赤血球が前記白血球測定チャネル内で溶解される、請求項１７に記載の血液試料分析システム。
【請求項１９】
前記血液試料の前記第２の部分中の前記赤血球が前記赤血球測定チャネル内で球状化される、請求項１８に記載の血液試料分析システム。
【請求項２０】
前記球状化された赤血球が、光学的検出を用いてある期間にわたって前記赤血球測定チャネル内で計数される、請求項１９に記載の血液試料分析システム。
【請求項２１】
前記白血球が、光学的検出を用いてある期間にわたって前記白血球測定チャネル内で計数される、請求項１８に記載の血液試料分析システム。
【請求項２２】
前記分析器が前記使い捨ての流体カートリッジを収容するハウジングを含む、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項２３】
前記使い捨ての流体カートリッジが白血球測定チャネルおよび赤血球測定チャネルを含む、請求項２２に記載の血液試料分析システム。
【請求項２４】
前記使い捨てのカートリッジ内の前記白血球測定チャネルが、白血球フローチャネルに沿って試料を流体力学的に集束させるように適合され、かつ前記白血球フローチャネル上の光学的光散乱測定を支援するようにさらに適合された、白血球フローサイトメトリー分析チャネルを含み、
前記使い捨てのカートリッジ内の前記赤血球測定チャネルが、赤血球フローチャネルに沿って試料を流体力学的に集束させるように適合され、かつ前記赤血球フローチャネル上の光学的光散乱測定を支援するようにさらに適合された、赤血球フローサイトメトリー分析チャネルを含み、
前記使い捨ての流体カートリッジが、前記血液試料の第１の部分のフローを前記白血球フローサイトメトリー分析チャネルへ、かつ前記血液試料の第２の部分を前記赤血球フローサイトメトリー分析チャネルへ向ける流体方向付け手段をさらに含む、請求項２３に記載の血液試料分析システム。
【請求項２５】
前記分析器がディスプレイを含み、１つまたは複数の出力メッセージが前記ディスプレイに表示される、請求項９に記載の血液試料分析システム。
【請求項２６】
前記１つまたは複数の出力メッセージが、１つまたは複数の前記血液分析パラメータ、あるいは１つまたは複数のそれらの組合せが予め定義された範囲内にあるか否かを示す、請求項２５に記載の血液試料分析システム。
【請求項２７】
前記１つまたは複数の出力メッセージが、１つまたは複数の前記血液分析パラメータ、もしくは１つまたは複数のそれらの組合せが予め定義された範囲外にあるか否かを示す、請求項２５に記載の血液試料分析システム。
【請求項２８】
血液試料を収容するように適合された取外し可能なカートリッジと、
前記取外し可能なカートリッジを収容するように適合された分析器とを備え、
血液試料が前記取外し可能なカートリッジによって収容され、前記取外し可能なカートリッジが分析器によって収容され、かつ前記分析器が作動されると、前記分析器および取外し可能な流体カートリッジが、前記血液試料を自動的に処理し、ユーザからのさらなる相互作用なしに１つまたは複数の血液分析パラメータを決定し、さらに１つまたは複数の出力メッセージをディスプレイ上に表示し、前記１つまたは複数の出力メッセージが、１つまたは複数の前記血液分析パラメータ、あるいは１つまたは複数のそれらの組合せが予め定義された範囲内および／または範囲外にあるか否かを示す、血液試料分析システム。
【請求項２９】
試料を使い捨ての流体カートリッジに供給する工程と、
前記使い捨ての流体カートリッジを分析器に装填する工程と、
前記分析器を作動させる工程と、
ユーザからのさらなる相互作用なしに前記分析器から試料分析結果を得る工程とを含む、試料分析の実施方法。
【請求項３０】
前記分析器が血液試料分析器であり、前記試料が血液試料である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記使い捨ての流体カートリッジが対照使い捨て流体カートリッジであり、前記方法が、前記対照使い捨て流体カートリッジを使用して分析結果を得る工程と、前記分析結果が予測された範囲内にあるか否かを判断する工程とを含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記対照使い捨て流体カートリッジが比較的一定の間隔で挿入され分析される、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
使い捨ての流体カートリッジを前記血液試料分析器に挿入する工程と、前記対照使い捨て流体カートリッジを前記分析器に挿入する前に、血液試料を前記使い捨ての流体カートリッジに１回または複数回供給する工程とをさらに含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
校正使い捨て流体カートリッジを前記分析器に挿入する工程と、前記校正使い捨て流体カートリッジを使用して分析結果を得る工程と、前記結果に基づいて前記分析器が前記分析器の１つまたは複数の校正パラメータを調節する工程とをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記校正使い捨て流体カートリッジが比較的一定の間隔で前記分析器に挿入される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
フローチャネルおよび前記フローチャネルと流体連通している流量センサとを有する流体カートリッジと、
前記フローチャネル内に流体のフローを提供する圧力源と、
前記流量センサに結合された、前記フローチャネルを通る流量の１つまたは複数の変化を検出するように適合されたコントローラとを備える、分析器。
【請求項３７】
前記コントローラが、前記流量の前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項３６に記載の分析器。
【請求項３８】
前記コントローラが、前記流量の前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内の閉塞または部分的な閉塞を検出するように適合された、請求項３６に記載の分析器。
【請求項３９】
前記流量センサが、通電されると前記流体中に１つまたは複数の熱パルスを生成する加熱要素を含み、前記加熱要素の上流および／または下流に配置されて、前記１つまたは複数の熱パルスを検出する１つまたは複数の熱センサをさらに含む、請求項３６に記載の分析器。
【請求項４０】
前記コントローラが、前記流体の熱伝導率の１つまたは複数の変化を検出するように適合された、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４１】
前記コントローラが、前記流体の熱伝導率の前記１つまたは複数の変化によって、前記流体中の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４２】
前記コントローラが、前記流体の比熱の１つまたは複数の変化を検出するように適合された、請求項３９に記載の分析器。
【請求項４３】
前記コントローラが、前記流体の比熱の前記１つまたは複数の変化によって、前記流体中の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項４２に記載の分析器。
【請求項４４】
フローチャネルおよび前記フローチャネルと流体連通しているインピーダンスセンサとを有する流体カートリッジと、
前記フローチャネル内に流体のフローを提供する圧力源と、
前記インピーダンスセンサに結合された、前記フローチャネル内の前記流体のインピーダンスの１つまたは複数の変化を検出するように適合されたコントローラとを備える、分析器。
【請求項４５】
前記コントローラが、前記フローチャネル内の前記流体のインピーダンスの前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内の１つまたは複数の泡を検出するように適合された、請求項４３に記載の分析器。
【請求項４６】
前記コントローラが、前記フローチャネル内の前記流体のインピーダンスの前記１つまたは複数の変化から、前記フローチャネル内に１つまたは複数の望ましくない物体が存在することを検出するように適合された、請求項４４に記載の分析器。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００７−５３７４５３（Ｐ２００７−５３７４５３Ａ）
【公表日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１３３９９（Ｐ２００７−５１３３９９）
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１６７６９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１４１４２
【国際公開日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【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１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１３日（２００５．５．１３）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１６７６９
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１１４１４２
【国際公開日】平成１７年１２月１日（２００５．１２．１）
【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）】
[ Back to top ]