ＲＢＣ分析用の微小流体カード
赤血球の分析を含む全血球数のための微小流体回路カートリッジ。赤血球の種々のパラメータを得ることができる。カートリッジは、血球の沈降を減少させるか、または、なくすための構成を有するチャネルまたはループを有する球状化機構を有してもよい。チャネルまたはループは、重力環境で、直線経路と曲線経路の組合せを組み込んでもよい。チャネルは、あるいは、親水性または疎水性の内部表面を有してもよい。再びあるいは、チャネルは、電気湿潤可能な内部表面を有してもよい。または、チャネルは、電場または磁場を受けてもよい。サンプルの凝集を減少させるか、または、なくすための機構が存在してもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析器に関し、特に、血液学分析器に関する。より詳細には、本発明は、取り外し可能なカードまたはカートリッジを有する分析器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、２００５年７月１日に出願された米国仮特許出願第６０／６９６，１６２号の利益を主張する。２００５年７月１日に出願された米国仮特許出願第６０／６９６，１６２号は、参照により組み込まれる。
【０００３】
本発明に関連する特許および出願は、２００２年５月７日に発行され、「Ｆｌｕｉｄ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ」という名称の米国特許第６，３８２，２２８号、２００３年７月２２日に発行され、「Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ」という名称の米国特許第６，５９７，４３８号、２００５年１１月２９日に発行され、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第６，９７０，２４５号、２００３年４月１５日に発行され、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ」という名称の米国特許第６，５４９，２７５号、１９９８年１１月１７日に発行され、「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ Ａｃｔｕａｔｅｄ Ｍｅｓｏｐｕｍｐ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｅｌｌｓ」という名称の米国特許第５，８３６，７５０号、２００４年１２月３０日に発行され、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ」という名称の米国特許出願第１１／０２７，１３４号、２００５年５月１６日に発行され、「Ｃｙｔｏｍｅｔｅｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」という名称の米国特許出願第１０／９０８，５４３号、および、２００５年４月２５日に発行され、「Ａ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ」という名称の米国特許出願第１０／９０８，０１４号を含んでもよく、それらの全てが、参照により組み込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、血球数測定の一部として、一部の赤血球指標を測定するための微小流体カードシステムを述べる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
システムは、サンプル凝集および／または粒子沈降を減少させるか、または、なくすための微小流体構造を含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、一般に、サンプル分析器に関し、特に、医師のオフィス、家庭、またはフィールドの他のところなどで、患者のポイントオブケア時に使用するための、取り外し可能な、かつ／または、使い捨てのカートリッジを有するサンプル分析器またはサイトメータに関する。取り外し可能な、かつ／または、使い捨てのカートリッジあるいはカードに、必要とされる試薬および／または流体を入れることによって、サンプル分析器は、特別な訓練がほとんど無い、または、全く無い状態で、実験所環境の外部で確実に使用できる。本分析器は、たとえば、サンプル分析プロセスを合理化し、医療要員または他の要員にかかるコストおよび負荷を軽減し、比較的頻繁な血液監視／分析を必要とする患者を含む多くの患者についてのサンプル分析の便益を増加させるのに役立つ場合がある。
【０００７】
粒子懸濁サンプル内での迅速でかつ効率的な粒子判別を可能にする手法はフローサイトメトリである。この手法では、粒子の懸濁液、通常、血液サンプル中の血球は、流路を通って運ばれ、流路において、サンプル内の個々の粒子が、１つまたは複数の集束された光ビームで照明される。光ビーム（複数可）と、流路を通って流れる個々の粒子との相互作用は、１つまたは複数の光検出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放出波長における光吸収または蛍光放出、および／または、特定の散乱角における光散乱を測定するように設計される。そのため、流路を通過する各粒子は、その吸収、蛍光、光散乱、あるいは、他の光学的または電気的特性に関連する１つまたは複数の機能に関して特徴付けられることができる。検出器によって測定される特性は、各粒子が、特徴空間内にマッピングされることを可能にしてもよく、特徴空間の軸は、光強度、または、検出器によって測定される他の特性である。理想的な状況では、サンプル内の異なる粒子は、特徴空間の全く異なり、かつ、オーバラップしない領域内にマッピングされ、各粒子が、特徴空間内でのマッピングに基づいて分析されることが可能になる。こうした分析は、粒子の、計数、識別、（１つまたは複数の物理的特徴に関する）定量化、および／または分類を含んでもよい。
【０００８】
１つの具体的な例では、収集された全血サンプルなどの収集されたサンプルを受け取る取り外し可能カートリッジを有するサンプル分析器が設けられてもよく、また、取り外し可能カートリッジが設置され、かつ、分析器が起動されると、分析器およびカートリッジは、サンプルを自動的に処理してもよく、分析器は、ユーザが臨床決定を行うために十分な情報を提供してもよい。一部の例では、分析器は、さらなる計算または解釈がユーザによって要求されないように、（たとえば、定義済の範囲の内側および／または外側の）定量的結果を表示するか、または、印刷出力してもよい。
【０００９】
サンプル分析器は、たとえば、血液サンプル内の血球の数および／またはタイプを決定するのに使用されてもよい。具体的な例では、分析器は、ハウジングおよび取り外し可能流体カートリッジを含み、ハウジングは、取り外し可能流体カートリッジを受け取るようになっている。場合によっては、取り外し可能流体カートリッジは、使い捨てカートリッジである。具体的な例では、取り外し可能流体カートリッジは、１つまたは複数の試薬（たとえば、球状化剤、溶解試薬、シージング剤、染料、および／または希釈液、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、サンプルを処理し（たとえば、球状化し、溶解し、シージングし、染色し、または、その他を行い）、処理されたサンプル（複数可）をカートリッジ上の適切な分析チャネルに送出するようになっている流体回路を含んでもよい。カードを支持するために、ハウジングは、たとえば、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、および電力源を含んでもよい。圧力源は、取り外し可能流体カートリッジポートに適切な圧力（複数可）を提供して、流体回路を通して必要に応じて流体を押し出してもよい。分析器の１つまたは複数の光源は、取り外し可能流体カートリッジの少なくとも選択された分析チャネルにおいて、調製されたサンプルに問い合わせるのに使用されてもよく、また、分析器の１つまたは複数の検出器は、サンプルを通過する、サンプルによって吸収される、かつ／または、サンプルによって散乱される光を検出してもよい。プロセッサは、光源と検出器、および、おそらく、流量センサ、バルブ、および／またはポンプのうちの少なくとも一部に結合し、サンプルの１つまたは複数のパラメータを決定してもよい。一部の例では、取り外し可能流体カートリッジ上の１つまたは複数の分析チャネルは、１つまたは複数のフローサイトメトリチャネルを含んでもよい。一部の具体的な例では、全血サンプルは、取り外し可能流体カートリッジに提供されてもよく、また、取り外し可能カートリッジは、血液分析を実施するようになっていてもよい。
【００１０】
本発明は、赤血球（ＲＢＣ）数、球状化ＲＢＣ、血小板数、ＲＢＣの溶解、ＲＢＣの平均血球容積決定、白血球（ＷＢＣ）のマルチパート分画、ヘモグロビン吸収度ベース測定、ＲＢＣ、血小板、ＷＢＣ、ヘモグロビンなどの種々の付加的な指標を含むアイテムのうちの１つまたは複数のアイテムを得るための、マイクロスケールフローサイトメータ、血球の単一ファイルストリームを生成するための流体力学的集束、および、空気圧流体ドライバシステムに基づいて全血球数（ＣＢＣ）カードを提供してもよい。さらなるアイテムが、本システムによって提供されてもよい、かつ／または、本システムの一部であってよい。
【００１１】
機能試験用のカードを得るために、ＲＢＣおよび血小板の測定および計数を試験するためのカードが使用されてもよい。このカードは、オフカード試薬格納部からの容積ベースの送出によって供給される流体および流量センサを有する、ウェットインタフェースを使用してもよい。保持される唯一のオンカード格納部は、廃物タンクおよび全血サンプルループであってよい。
【００１２】
図１ａは、具体的なサンプル分析器およびカートリッジの斜視図である。具体的なサンプル分析器は、全体が１０で示され、ハウジング１２および取り外し可能な、または、使い捨ての流体カートリッジ１４を含んでもよい。カートリッジまたはカード１４は、本明細書で述べた堆積物防止チャネルを有する赤血球数（ＲＢＣ）のためのものであってよい。具体的なハウジング１２は、ベース１６、カバー１８、および、ベース１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含んでもよいが、これは、かならずしも必要とされない。具体的な例では、ベース１６は、サンプル分析器の動作用の、関連光学部品および必要な電子部品と共に、第１光源２２ａ、第２光源２２ｂ、および第３光源２２ｃを含む。光源は、それぞれ、用途に応じて、単一光源または複数光源であってよい。場合によっては、ハウジングの全体寸法は、所望に応じて、２８，３２０立方センチメートル（１立方フィート）未満、１４，１６０立方センチメートル（２分の１立方フィート）未満、７，０７９立方センチメートル（４分の１立方フィート）未満、またはそれより小さくてもよい。同様に、ハウジングの総重量は、所望に応じて、４５３５．９２４グラム（１０ポンド）未満、２２６７．９６２グラム（５ポンド）未満、４５３．５９２４グラム（１ポンド）未満、またはそれより小さくてもよい。
【００１３】
具体的なカバー１２は、圧力源（たとえば、コントロールマイクロバルブを有する圧力チャンバ）、第１光検出器２４ａ、第２光検出器２２ｂ、および第３光検出器２２ｃを含み、光検出器は、それぞれ、関連光学部品および電子部品、たとえば、プロセッサを有する。光検出器は、それぞれ、用途に応じて、単一光検出器または複数光検出器であってよい。用途に応じて、所望である場合、偏光器、スプリッタ、および／またはフィルタが設けられてもよい。
【００１４】
具体的な取り外し可能カートリッジ１４は、具体的な例では、ランセット３２を含むサンプル収集器ポートを介してサンプル流体を受け取るようになっていてもよい。ランセット３２は、一部の例と同様に、伸縮自在であってもよく、かつ／または、ばねで正常位置に留められてもよい。取り外し可能カートリッジ１４が使用されないとき、サンプル収集器ポートおよび／またはランセット３２を保護するために、キャップ３８が使用されてもよい。
【００１５】
具体的な例では、取り外し可能カートリッジ１４は、全血サンプルに関して血液分析を実施してもよい。ランセット３２は、血液のサンプルを作るために、ユーザの指を突くのに使用されてもよく、血液のサンプルは、毛管作用によって、取り外し可能カートリッジ１４内の抗凝血剤をコーティングされた毛管内に抽出されてもよい。取り外し可能カートリッジ１４は、流体回路を用いて構築されてもよく、流体回路の一部は、エッチングされたチャネルを有する積層構造を使用して作製される。しかし、取り外し可能カートリッジ１４が、所望に応じて、射出成形、または、任意の他の適した製造プロセスまたは方法を含む、任意の適した方法で構築されてもよいことを理解されたい。
【００１６】
使用中に、また、血液サンプルが、取り外し可能カートリッジ１４内に抽出された後に、取り外し可能カートリッジ１４は、カバー１８が開位置にあるときに、ハウジング内に挿入されてもよい。場合によっては、取り外し可能カートリッジ１４は、ベース１６内の位置決めピン２８ａおよび２８ｂを受け取る穴２６ａおよび２６ｂを含んでもよく、位置決めピン２８ａおよび２８ｂは、器具の異なる部分間の整列および結合を提供するのに役立ってもよい。取り外し可能カートリッジ１４は、また、第１透明フローストリーム窓３０ａ、第２透明フローストリーム窓３０ｂ、および第３透明窓３０ｃを含み、それらは、それぞれ、第１、第２、および第３光源２２ａ、２２ｂ、および２２ｃならびに第１、第２、および第３検出器２４ａ、２４ｂ、および２４ｃに整列状態になる。
【００１７】
カバーが閉位置に移動し、かつ、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、および３６ｄを介して、具体的な取り外し可能カートリッジ１４内の、それぞれ、圧力受け取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｄに制御された圧力を提供してもよい。用途に応じて、より多くのまたはより少ない圧力供給ポートおよび圧力受け取りポートが使用できることが考えられる。別法として、または、付加的に、取り外し可能カートリッジ１４上の流体回路を動作させるための、必要な圧力を提供するために、静電気により作動するメソポンプなどの１つまたは複数のマイクロポンプが、取り外し可能カートリッジ１４上に、または、カートリッジ１４内に設けられてもよいことが考えられる。具体的な静電気により作動するいくつかのメソポンプは、たとえば、米国特許第５，８３６，７５０号、第６，１０６，２４５号、第６，１７９，５８６号、第６，７２９，８５６号、および第６，７６７，１９０号に記載され、それらの全ては、本発明の譲受人に譲渡され、かつ、参照により本明細書に組み込まれる。加圧されると、具体的な器具は、収集された血液サンプルに関して血液分析を実施してもよい。
【００１８】
図１ｂは、具体的な例のＲＢＣカートリッジまたはカード１４の一部の態様を示す図である。サンプル収集器１３に全血のサンプル１１が入ることから始められてもよい。血液は、球オンザフライ注入器（ｓｐｈｅｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ ｉｎｊｅｃｔｏｒ）１５に推進されてもよい。サンプル、同様に、球状化流体およびシージング流体をプッシュするための流量は、ポンプ機構または流量コントロールボックス１７によって提供されてもよい。球オンザフライ注入器１５用の球状化流体は、球状化溶液リザーバ１９からもたらされてもよい。溶液および血液は、球状化チャネル２１を通って、流体力学的集束チャンバ２３へ進んでもよい。シージング流体は、シースリザーバ２５から流体力学的集束チャンバ２３へ進んで、検出および分析のための光学チャネル２９によって、球状化赤血球を単一ファイル２７内に整列させるのに役立ってもよい。血球が、光学チャネル２９を通って進んだ後、血球および流体は、廃物格納部３１へ進んでもよい。
【００１９】
本システムは、血球（たとえば、ＲＢＣ、ＰＬＴなど）を計数し判別し、また、光学検知を使用してサイトメータチャネル内で血球サイズ（直径、容積）を測定するのに使用されてもよい。レーザ（または、他の）源は、細長い線源として、または、２つの別個のスポット源として、サイトメータまたは流路内に集束されてもよい。血球は、集束光を通してサイトメータチャネル内を流れるように作られてもよい。
【００２０】
血液サンプルに対する光学手法を用いて、いくつかの主なまたは主要なパラメータ（たとえば、指標）、赤血球（ＲＢＣ）数（血球数／μＬ）、血小板（ＰＬＴ）数（血球数／μＬ）、平均血球容積（ＭＣＶ）、および赤血球分布幅（ＲＤＷ）が得られてもよい。ＭＣＶは、実際上、ＲＢＣの平均サイズの測定値である。ＲＤＷは、ＲＢＣ間のサイズの変動である。ＲＢＣのサイズの変動が大きくなればなるほど、ＲＤＷが大きくなる。
【００２１】
ＲＢＣ数は、分析下の血液の単位容積当たりのＲＢＣの実際の数である。Ｈｃｔは、ＲＢＣ×ＭＣＶであるヘマトクリットであり、血液の酸素搬送容量（すなわち、分析下の単位容積内の血球の全ての総容量）の尺度に等しい場合がある。Ｈｃｔは、また、ＲＢＣが血液中で占める空間量または赤血球からなる全血の割合とみなされてもよい。ＭＣＨは、「平均血球ヘモグロビン」であり、実際上、各ＲＢＣ内のヘモグロビン量である。ＭＣＨは、ピコグラム単位の、個々のＲＢＣ内のヘモグロビンの平均質量またはほぼ平均質量とみなされてもよい。ＭＣＨ＝Ｈｂ÷ＲＢＣである。Ｈｂは、分析下のサンプルの単位容積当たりのヘモグロビン量である。ＭＣＨＣは、「平均血球ヘモグロビン濃度」であり、ＲＢＣのそれぞれの中の単位容積当たりのヘモグロビン濃度とみなされてもよい。ＭＣＨＣ＝Ｈｂ÷Ｈｃｔである。
【００２２】
システムは、本質的に光学的な技法のコントロール電子部品またはプロセッサによって、測定パラメータのセットを含む情報を提供してもよく、測定パラメータの集合は、血球流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）、希釈率（ＤＦ）、計数されたＲＢＣの数（ＮＲＢＣ）、計数された血小板の数（ＮＰＬＴ）、ヘモグロビン量（Ｈｂ）、および、各血球ｉの直径（ミクロン）（ｄｒｂｃｉ）を含む。＜ｄｒｂｃｉ＞は、集合｛ｄｒｂｃｉ｝で示される、血球の測定された血球直径の平均である。計算された主要なパラメータの一部は、ＲＢＣ＝ＮＲＢＣ÷（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ）、ＰＬＴ＝ＮＰＬＴ÷（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ）、ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３＞、およびＲＤＷ＝ＳＤ｛［（π／６）ｄｒｂｃｉ３］｝÷ＭＣＶを含み、ここで、ＳＤは、測定量の標準偏差を示す。計算されたパラメータは、Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ、ＭＣＨＣ＝Ｈｂ÷Ｈｃｔ、およびＭＣＨ＝ＭＣＨＣ×ＭＣＶを含んでもよい。
【００２３】
血液サンプルは、サンプル調製モジュールに進んでもよい。赤血球は、球でない形状から球に変えられてもよい。赤血球の元の形状は、平坦カップ形状である傾向がある。この再成形は、等容積球状化と呼ばれてもよい。球状化流体は、たとえば、米国特許第４，４１２，００４号においてＯｒｎｓｔｅｉｎおよびＫｉｍによって述べられるように、赤血球を球に似た血球に再成形するのに使用されてもよい。球状化流体は、サンプルの赤血球に影響を与えるだけに見える。
【００２４】
手法のうちの１つは、赤血球数（ＲＢＣ）カードを必要とする。１つの関心事は、流路内で流体流量および赤血球の分布の精密なコントロールを達成することである。１つの役立つ特性は、システムの剛性である場合がある。システムが、非常に低い機械および流体柔軟性を有する場合、流量センサがオフカードであっても、良好な流量コントロールが可能である。これは、機械的に剛性のあるカード、たとえば、厚い壁を有するカードを必要とする場合がある。
【００２５】
別の関心事は、サンプルループである。小さな通路によって接続された小さな断面を有するチャネルは、以下の特性を提供する場合がある。特性は、サンプルプッシュバックを減少させる、背圧を増加させるための流体抵抗の増加、プッシャ流体によるサンプルの掃き出しの改善、より小さなチャネル壁による機械的剛性の増加、および完全湿潤（ｗｅｔ−ｏｕｔ）中における、捕捉されたガス気泡のサイズおよび数の減少による流体剛性の増加を含んでもよい。同様に、小さな壁の粗さは、捕捉される気泡を最小化する可能性がある。
【００２６】
球状化チャネル内での沈降物理学が留意されてもよい。赤血球は、約１．１の比重を有し、希釈された血液中で即座に沈降し始める。沈降速度Ｕｓｅｔｔｌｉｎｇは、流体粘度、粒子のサイズと形状、ならびに、粒子と流体の密度の関数である。たとえば、ニュートン流体内の硬い球の沈降速度は、
Ｕｓｅｔｔｌｉｎｇ＝（２／９）ａ２Δρｇ／μ
であり、ここで、ａは球の半径であり、ｇは重力の加速度であり、μは流体粘度であり、Δρは、球と周囲流体との間の密度差である。他の粒子形状は、摩擦抗力と浮力の均衡から得られる、異なる沈降速度を有してもよい。
【００２７】
チャネル内の任意の位置における血球の局所的な数密度は、沈降によって影響を受ける場合がある。サイトメトリでは、粒子は、一般に、チャネルの中心に置かれる。粒子堆積は、壁に沿って粒子を捕捉することによって粒子計数精度に悪い影響を及ぼす場合があり、そのため、こうした粒子は、計数されないであろう。
【００２８】
堆積を回避する１つの方策は、重力の方向を基準にしてチャネル流の方向を回転させることを含んでもよい。この方策は、堆積することなく、チャネル内での粒子の滞留時間の増加を可能にする場合がある。無次元堆積パラメータＳは、
Ｓ＝（δ０／ｗ０）−（Ｕｓｅｔｔｌｉｎｇ／ｗ）Σｉ（ｃｏｓθｉΔｔｉ）＞０
によって定義されてもよく、ここで、δ０は、壁からの粒子の初期距離であり、ｗは、幅が変動するチャネルの局所幅である（図２ａおよび２ｂは、それぞれ、初期セクションと「ｉ」セクションについてのものである）。下付き添え字０は、チャネルの始めにおける初期値を指し、下付き添え字ｉ＝０，１，２，…は、チャネル方向の各変化を指す。シグマ記号Σは、下付き添え字ｉの各値にわたる、括弧内の以下の量の和を表す。角度θは、重力の方向と、壁に垂直な粒子を通る線との間の角度である。時間Δｔｉは、壁から距離δにある粒子が、チャネルのセクションｉを通過するのにかかることになる時間量である。Ｓの正の値は、粒子が壁に接触しないことを保証する。
【００２９】
図２ａおよび図２ｂは、流体チャネルの初期セクションと下流セクション「ｉ」における粒子の略図であり、重力方向ｇと、壁からの粒子の距離δとの間の角度θを示す。重力に関してチャネル方向が変わるだけでなく、チャネルｗの幅が、セクションごとに変わってもよい。チャネル方向を変えることは、チャネル壁に沿って粒子が堆積することなく、チャネル内での粒子の許容可能な滞留時間を増加させる場合がある。
【００３０】
球状化操作（すなわち、段階希釈（ｓｅｒｉａｌ ｄｉｌｕｔｉｏｎ））に関して、球状化チャネルは、サンプルの小さな流れをシージングする大きな希釈液流によって装填されてもよい。装填された流体は、その後、サンプルの小さな流れによって吐出されてもよい。
【００３１】
図３は、具体的に示すために、互いに離れた、ＲＢＣカード４０の層４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８および４９を示す。図４、５、６、７、８、９、１０、１１および１２は、サイトメータカード設計の層を示す寸法入り図面である。データムは、光学チャネル５３において定義されてもよい。寸法は、データムに関して指定されてもよい。一般的な許容誤差は、特徴部上で１０％以内であってよい。より厳しい許容誤差が所望される場合、特定の許容誤差を要求してもよい。
【００３２】
図４は、層が積重ねられたカード４０の平面図を示し、いくつかの流体回路詳細は、ミリメートル（ｍｍ）単位の一部の寸法を有する。図５は、一部のチャネル詳細を有する層４２を示す。図６は、層４２上の一部のアイテムの詳細を示す。図７は、一部の詳細と共に層４３を示す。図８は、沈降防止ループ５１を含む詳細を有する層４４を示す。図９は、カード４４のループ５１を含む、いくつかのアイテムを詳細に示す。図１０および図１１は、それぞれ、層４５および４６を示す。図１２は、廃物チャンバのリブ５２を含む層４７を示す。
【００３３】
微小流体回路のコンポーネントの多くは、図２０および図２１の表に指示された容積および断面（幅と高さ）を有する長くかつ狭いチャネルであってよい。高さ寸法は、チャネル内での圧力損失、堆積レート、および拡散速度に最も影響を及ぼすため、最小であり、かつ、最も厳しい許容誤差を有してもよい。チャネルの幅と長さは、しばしば、公称であってよいが、容積は、実際に、所定許容誤差を必要とする。
【００３４】
図１３は、ＲＢＣサイトメータカードの重要な特徴を明らかにする。サンプルは、ポート６１を通してサンプルループ６５内に装填された全血であってよい。球状化溶液およびシース流体（両者は、同じ流体であることができる）は、それぞれ、ポート６３および６４を通してカード内に圧送されてもよい。これらのポートは、試験多岐管上のＯリング接続部に対応するように位置してもよい。ポート６１は、血液サンプルを装填するのに使用されるシリンジ針先端に一致する大きさに作られてもよい。改善されたインタフェースは、カード６０上に弾性隔壁に貫入する針を多岐管上に有してもよい。これらの針のベースは、エラストマに押し付けられてもよく、操作中に、柔軟性（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）の低いシールを提供する。検査後に、隔壁は、廃棄のためにカードを操作している間に、自己シールし、漏れを防止してもよい。
【００３５】
ベント穴６２は、充填されるときの、廃物タンク内の圧力増大を防止してもよい。ベント穴６２は、液体ではく、ガスの通過を可能にする多孔性膜を有してもよい。サンプルループ６５は、いくつかの理由で、長くかつ薄いチャネルであってよい。１つの理由は、システムダイナミックスを含む場合がある。大きな流れ（すなわち、球状化溶液およびシース流体）の中での過渡的事象に対するサンプル流の応答（たとえば、「プッシュバック」）は、流体抵抗およびインダクタンスを増加させることによって、また、サンプルループチャネルの柔軟性を減少させることによって低減されてもよい。別の理由は、サンプルの均一性を含む場合がある。サンプルプッシャ流体は、サンプルループ６５からサンプルをきれいに掃き出す可能性が非常に高い。サンプルループ６５が、短く幅広のチャネルであった場合、プッシャ流体は、チャネル中心を通って掃き出し、多量のサンプル血液が壁に沿って置き去りになるはずである。
【００３６】
サンプル／希釈液注入器の射出成形版が存在してもよい。プラスチックフィルム積層体版の物理的形状は、異なってもよいが、その動作は、同じに見える。血液は、３層積層体の後縁内の穴から、より速く流れる希釈液（ＲＢＣカード内の球状化溶液）の周囲ストリーム内に吐出されてもよい。この後縁は、血液が、希釈液流によって、即座に平坦化されて、薄いリボン状になるように形作られてもよい。サンプル／希釈液注入器チャネルは、その後、狭くなってオリフィスになるため、流体チャネルが５層から１層へ薄化するときに捕捉されるであろう、気泡を掃き出すのに十分に流体速度が増加する。サンプル／希釈液注入器６６は、プライミング中に、その浮力が、捕捉された空気が出るのを容易にするように、その出口を上部に置くように配置されてもよい。
【００３７】
球状化チャネル６７は、おおよそ、逆さのＵ形状であってよく、逆さのＵ形状は、球状化反応のための滞留時間を提供する広い垂直脚を有し、また、血球計数精度に悪い影響を及ぼすであろう、血球堆積を最小にするための、狭い水平脚を有する。
【００３８】
集束チャンバ６８は、サンプル／希釈液注入器６６に対して、形態および機能が似ていてもよい。希釈されたサンプルは、後縁から、集束チャンバ６８の５層の深い本体内に吐出される。後縁は、周囲シース流体が、吐出されストリームに側面から近づき、吐出されストリームを狭いストリームに圧縮するように、形作られてもよい。光学チャネル６９が近づくにつれて、集束チャンバ６８の側面が集束するため、流体力学的集束を継続することができる。サンプル／希釈液注入器の場合と同様に、集束チャンバの天井および床は、光学チャネルに至る前に、５層の深さからたった１層まで切換わるため、流体速度は、その領域で捕捉される可能性がある気泡を吐き出すのに十分に高い。集束チャンバ６８は、プライミング中に、浮力作用が、捕捉された空気を除去するのに役立つように配置されてもよい。
【００３９】
光学チャネル６９は、使用中の積層技術および光学センサを用いて、できる限り狭くかつ薄くなってもよい。流体光学チャネル６９の高さは、両側に３Ｍ−５０１ＦＬ接着剤（２５ミクロン）の層を有する、５０ミクロンＰＥＴキャリアフィルムからなる両面テープの厚さ（１００ミクロン）によって設定されてもよい。光学チャネル６９の幅（２００ミクロン）は、ＵＬＳ（商標）レーザ機によって生成することができるよりも狭いレーザカットによって設定されてもよい。層３〜５について、グリーンフィルタ材料から透明フィルタ材料へ切換えるという決定が行われる場合、光学センサ照明のチャネル壁からの反射を防止するために、光学チャネル６９の幅は、３００ミクロンまで増加してもよい。光学チャネル６９が、支配的な流量制限である場合、また、カード内での対応する圧力上昇が、システムダイナミックスに悪い影響を及ぼす場合、光学チャネル６９の長さは、できる限り短くされてもよい。成形技術は、光学チャネルおよび他の分析器カード構造の作製の他の展望を提供してもよい。
【００４０】
廃物タンク７０は、カード６０内に注入された全ての流体の容積を保持する大きさに作られてもよい。廃物タンク７０は、カード６０が手で操作されている間に、廃物タンク７０が、流体を変位させる蛇腹として働かないように柔軟性を最小にするためのリブ５２を有してもよい。入口は、入ってくる流体が、流体流量の一時的な変動を導入する滴を形成するのではなく、代わりに、開いた面のあるチャネルを通してタンクの底部へ運ばれるように、設計されてもよい。
【００４１】
カードは、カードの柔軟性をできる限りなくすために、剛性のある外層を有してもよい。柔軟性が低いことは、外部駆動流体流量に対する内部流体流量の忠実度が高いことを意味する。すなわち、高い忠実度＝よりよいコントロールである。
【００４２】
流量とタイミングならびにセットアッププロセスが留意されてもよい。図１４に示すように、６１において全血が事前装填されてもよい。その後、カード６０は、多岐管内に入れられてもよい。図１５に示すように、球状化溶液で、球状化チャネル６７が完全湿潤してもよい。図１６に示すように、集束チャンバ６８、光学チャネル６９、および廃物タンク７０が完全湿潤してもよい。
【００４３】
２ステップサイクルが、ｔ＝０秒で始まってもよい。図１７に示すように、１．５μｌ／分で、プッシャ流体（ａ）を用いてサンプルを連続してプッシュする間に、継続期間＝１０秒によって、全血の正確な希釈を得るために、球状化ループは、４５０μｌ／分でポート６３に対して球状化剤を充填されてもよい。図１８に示すように、ポート６４のシース流体は、４５０μｌ／分で流れてもよく、また、血球は、継続期間＝６０秒によって計数されてもよい。２ステップサイクルは、サンプルが使い果たされるか、または、廃物タンク７０が一杯になるまで、繰り返されてもよい。
【００４４】
容積許容誤差が留意されてもよい。流体を格納するコンポーネントは、特定の許容誤差を有するべきである。全血格納ループ６５は、１５〜１８マイクロリットルの許容誤差で、１６マイクロリットルの公称容積を有してもよい。希釈チャネルは、２．７５〜３．３マイクロリットルの許容誤差で、３マイクロリットルの公称容積を有してもよい。廃物タンク７０は、３０００マイクロリットルの公称容積と２９００〜３６００マイクロリットルの許容誤差を有してもよい。
【００４５】
チャネル幅許容誤差が留意されてもよい。図１９に示すいくつかのチャネルの幅は、クリティカルであり、特定の許容誤差を必要としてもよい。チャネル壁に関する粗さ許容誤差は、０．０１０ｍｍ（０．０００４インチ）であってよい。種々の寸法が留意されてよい。光学チャネル６９は、＋／−０．０１０ミリメートルの許容誤差で、０．２ミリメートルの公称寸法７１を有してもよい。チャネル集束チャンバ６８は、＋／−０．０１０ミリメートルの許容誤差で、０．２ミリメートルの公称寸法７２を有してもよい。球状化チャネル６７の進入部の寸法７３は、＋／−０．０１０ミリメートルの許容誤差で、０．２ミリメートルの公称寸法を有してもよい。サンプル／希釈液注入器６６は、＋／−０．０１５ミリメートルの許容誤差で、０．３９ミリメートルの公称寸法７４を有してもよい。公称寸法７５は、＋／−０．０５０ミリメートルの許容誤差で、１．３ミリメートルであってよい。
【００４６】
層厚さの許容誤差が留意されてもよい。比較的大きな柔軟性を有し、かつ、システムダイナミックスの問題を導入するチャネル特徴部が存在する場合がある。これらのエリアは、サンプルループ、集束チャンバ、および廃物タンクを含む。この柔軟性の問題の多くは、層４１および４７について、厚い材料の使用によって解決されてもよい。図２０の表は、カードの各層の材料および所望の厚さ許容誤差を挙げる。これらは、流体性能および光学性能についての要件に基づいてもよい。これらの挙げた許容誤差の一部は、ＲＢＣカードについて概して利用される一般的な層厚さ許容誤差と比べて厳しくてもよい。これは、一般的な厚さ許容誤差が、マイクロ加工中に通常遭遇する許容誤差より大きいからである。たとえば、ＰＭＭＡなどの一部の材料は、部品製造業者から購入されるシートごとに比較的大きな厚さ変動を有する。しかし、特定のシートにわたる厚さ変動は、一般に、ずっと小さい可能性がある。特定のシートから作られた特定のカードのロットは、この減少した変動を示すべきである。図２０の表の層厚さ許容誤差は、取って代わるものとみなされ、品質コントロール手法で使用されてもよい。
【００４７】
表面エネルギーは、湿潤するチャネル全体を通して均一であるべきである。４０〜６０ダイン／ｃｍの総合的な値が、一般に、カードについて適切であってよいが、特定のカードの表面エネルギーの均一性は、数ダイン／ｃｍに制限されるべきである。これは、湿潤速度が、それぞれの一定チャネル断面にわたってほぼ一定である気泡が全く無いチャネルの完全湿潤によって実証される場合がある。チャネル湿潤は、捕捉された気泡を流体前面の背後に残す湿潤速度サージを伴う休止を示すべきではない。
【００４８】
品質コントロールは、作製されるカードについて以下のメトリックを含むべきである。各カードは、カード設計の重要な寸法に関する許容誤差を満たすべきである。組み合わせた層４３〜４５の厚さは、光学チャネル内の一貫した寸法について、０．０２０３２ｃｍ＋／−０．０００５８４２ｃｍ（０．００８インチ＋／−０．０００２３インチ）であるべきである。チャネルの均一な表面特性は、それぞれの製造ロット内でのランダムなサンプルカードの気泡の無い完全湿潤によって検証されてもよい。カードのチャネルは、１ミクロンより大きいちり粒子、毛髪などが無い状態であるべきである。目的は、チャネル閉塞を回避すること、および、血球計数中における異物の干渉を回避することである。１０ｐｓｉゲージ圧のカードチャネルの加圧が、カード層間での流体の漏れを引き起こさないように、粘着層の十分な粘着力が存在すべきである。
【００４９】
いくつかのＲＢＣサンプリング代替物が存在してもよい。１つの代替物は、赤血球のオンザフライ溶解、２ステップ流体力学的集束、および空気圧流体ドライバシステムを含む、マイクロスケールフローサイトメータに基づく全血球数（ＣＢＣ）カードを有してもよい。サイトメータに関して使用される光学／電子サンプリング周波数は、白血球（ＷＢＣ）が測定チャネル内に到達する周波数に対処するのに十分に速くてもよい。血液の同じ容積内には、ＷＢＣに比べて、３桁多い赤血球（ＲＢＣ）が存在する場合がある。血球到達周波数を、現行の光学／電子サンプリング周波数まで減少させるのに十分に、全血球サンプル流量を落とすことができないため、いくつかの代替のＲＢＣサンプリング方策の１つの方策が、使用されてもよい。
【００５０】
より高速な光学／電子サンプリング周波数が使用されてもよい。測定チャネル内における血球の到達周波数ｆａｒｒｉｖａｌは、血球の数密度ρＮ（すなわち、サンプルの容積当たりの血球数）とサンプル流量Ｑｓａｍｐｌｅの積であってよい。
ｆａｒｒｉｖａｌ＝ρＮＱｓａｍｐｌｅ （１）
サンプルを正確に吐出する（これは、全体の測定精度にとって重要である）ために、サンプルについての設計流量は、Ｑｓａｍｐｌｅ≧３μｌ／分＝０．０５μｌ／秒に設定されてもよい。正常な全血中のＲＢＣの数密度は、ρＮ＝５，０００，０００血球数／μｌであってよい。そのため、サンプリング周波数についての最低要件は、
ｆｓａｍｐｌｉｎｇ＝ｆａｒｒｉｖａｌ＝５，０００，０００・０．０５＝２５０，０００Ｈｚ
であってよい。これは、３，０００Ｈｚの現行のサンプリング周波数に比べて８３倍速い。サンプリング周波数が増加する可能性があるが、２桁の増加は、通常、達成するのが困難である場合がある。さらに、ＶＣＳＥＬ照明長（公称で２０μｍ）が、同様に２桁だけ減少しなければ、血球コインシデンスが非常に高くなる場合がある。
【００５１】
球状化し、次に、計数する段階操作が存在してもよい。最小サンプル流量要件を最大サンプリング周波数から分離する１つの方策は、段階バッチモードで動作することであってよい。この手法では、球状化溶液と血液サンプルは、拡散するように混合され、格納タンクに送られてもよい。流れ経路を変更するために、バルブが切換えられた後、球状化ＲＢＣ溶液が、集束チャンバの通常注入ポートに圧送されてもよい。この方策は、段階希釈に対処してもよく、必要とされる希釈は、２つ以上の別個のステップで実施される。
【００５２】
バルブおよび付加的な流量センサが、ＣＢＣカードに追加されてもよい。第２に、ＲＢＣは、約ｓ．ｇ．＝１．１の比重を有してもよく、また、格納タンク内に沈降する傾向があるであろう。正常な全血内のＲＢＣの平均血球直径をｄ＝５．５μｍ＝０．００５５ｍｍとし、球状化溶液の動粘度をν＝１ｍｍ２／秒（すなわち、水と同じ）とし、また、重力加速度をｇ＝９８１０ｍｍ／秒２として使用すると、球状化ＲＢＣ溶液のＲＢＣの沈降速度は、
ｖｓｅｔｔｌｉｎｇ＝２／９（ｄ／２）２（ｓ．ｇ．−１）ｇ／ν＝０．００１６５ｍｍ／秒または９９μｍ／分
であってよい。
【００５３】
球状化ＲＢＣ溶液が、中間格納タンクの底部または上部から圧送される場合、ＲＢＣ堆積は、血球数を変える可能性を有する場合がある。球状化ＲＢＣ溶液を格納することと、球状化ＲＢＣ溶液を測定チャネルに圧送することとの間の、停止されたフロー時間Δｔｓｔｏｐｐｅｄを最小にすることによって、影響が低減される場合があり、堆積物高さｙｓｅｔｔｌｉｎｇ、すなわち、停止されたフロー時間と沈降速度の積、ｙｓｅｔｔｌｉｎｇ＝Δｔｓｔｏｐｐｅｄｖｓｅｔｔｌｉｎｇと比べて、タンクの垂直寸法が、かなり大きいことが確保され、また、ｙｓｅｔｔｌｉｎｇを超えたところにある、格納タンクの出口から溶液が圧送される。
【００５４】
球状化ＲＢＣのほとんどを廃物タンクに転送してもよい。段階プロセス方策を使用するのではなく、球状化ＲＢＣ溶液を２つのストリームに分離する連続フロープロセスが利用されてもよい。１つのストリームは、廃物タンクに直接落とし込まれることになり、第２ストリームは、通常通りに、測定チャネルに流れることになる。サンプルの正確な量が、確実に測定されるようにするために、第２ストリーム上に、流量センサが必要とされてもよい。段階プロセス方策において指摘されたように、現行のサンプリングレートに一致させるために、球状化ＲＢＣ溶液のサンプリングされるストリームは、総ストリームの１／８３または１．２％であることになる。こうして、球状化ＲＢＣの９８％以上が、廃物に転送されることになり、オンカード格納のやや非効率的な使用であるように見える。プロセスのコントロールは、球状化ＲＢＣ溶液のサンプリングされるストリームについて正確な流量を達成するために、サンプルおよび希釈液ポンプを変えることによって能動的に、または、最大流量を超えないと仮定して、溶液の適切な容積がサンプリングされたときに血球計数を停止することによって受動的に達成されてもよい。
【００５５】
別の手法は、測定チャネル内への球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュを使用することを含んでもよい。第１段階（段階１）は、最小サンプル流量と正確な希釈の両方を達成するために設定された流量ＱｓａｍｐｌｅとＱｄｉｌｕｅｎｔを用いた全血サンプルおよび球状化溶液の平行流であってよい。球状化ＲＢＣ溶液は、集束チャンバおよび測定チャネルにつながる長い球状化チャネルに充填し始めてもよい。しかし、溶液が集束チャネルに達し、サンプリングが開始する前に、所望の血球到来周波数が達成されるのに十分になるように、サンプル流を停止すること、および、希釈液流を低速化することを同時に行うことによって、第２段階が始まってもよい。球状化溶液だけの流れは、ＲＢＣが計数される間、継続してもよい。
【００５６】
ＲＢＣ計数が実施されている間に、球状化ＲＢＣ溶液が、第２段階（段階２）の低速化プッシュ中に使い果たされないように、十分な容積の球状化ＲＢＣ溶液を、球状化チャネルが第１段階中に充填されてもよい。表２１の表は、式１（ｆａｒｒｉｖａｌ＝ρＮＱｓａｍｐｌｅ）および希釈係数ＤＦから計算された種々の希釈比についてのサンプルおよび球状化溶液の流量を示す。希釈式は、
Ｑｄｉｌｕｅｎｔ＝ＤＦｆａｒｒｉｖａｌ／ρＮ
であってよい。図２１の表は、また、３０，０００血球数（ｃｏｕｎｔ）を生じるはずである１０秒のＲＢＣ計数時間を仮定して、段階１中に球状化チャネルに格納された球状化ＲＢＣ溶液の容積を示す。
【００５７】
実際の慣行では、段階１は、希釈係数に応じて球状化ＲＢＣ溶液の２５〜２５０μｌを生じる、数秒（たとえば、５秒）間、続いてもよい。段階１の一部は、希釈液ポンプ流量が、段階２用の設計流量まで落ちる間の、段階２の始まりで使用されることになる。この時点で、光学部品および検出器は、計数を始める準備ができていることになる。計数後、球状化ＲＢＣ溶液の残りは、パージされて廃物にされてもよい。
【００５８】
この方策は、流れが決して止まらないため、堆積が減少し、両方の段階中に希釈液流量を測定するのに同じセンサを使用することができるために、付加的な流量センサが必要とされず、また、チャネルオン／オフを切換えるために、オンカードバルブが必要とされない点で、方策２の段階プロセスと異なる。
【００５９】
図２１の表は、３μｌ／分の最小サンプル流量と３，０００Ｈｚの最大サンプリングレートの両方に対処する、球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュについてのサンプルおよび球状化溶液の流量を示す。同様に、図２１の表は、３０，０００血球数を生じる１０秒検査に必要とされる球状化ＲＢＣ溶液の最小容積を示す。段階１の流れは、高い希釈係数において非常に高いことが示される。
【００６０】
この手法または方策のいくつかのアイテムは、以下のものを含んでもよい。球状化溶液用の流量センサは、段階１と段階２との間で２桁異なる流量を正確に測定する必要がある場合がある。これは、流量センサが、この広い範囲にわたってたとえ非線形であっても、これらの条件について較正されるため、達成可能である場合がある。球状化溶液流量を２桁変えることは、流体システム内のキャパシタンスのために、コントロールするのが難しい場合がある。最高の希釈係数において、高い球状化溶液流量（すなわち、典型的なシース流量の４倍以上）が必要とされる場合がある。球状化溶液流量を減少させるために、低い希釈係数（たとえば、ＤＦ＝１００）が、利用されることができるが、これは、血球コインシデンスを制限するために、相応して高いシース流量を必要とする場合がある。
【００６１】
連続サンプルポンピングを用いた球状化ＲＢＣの２段階プッシュが存在する場合がある。先の方策の変形は、希釈液ポンプを使用する代わりに、第２段階のプッシュ中に、球状化ＲＢＣ溶液をプッシュするサンプルポンプを利用することである場合がある。これは、第１段階と第２段階の両方の間に、サンプルポンプが、一定流量で動作することができるため、コントロールダイナミックスを単純化する場合がある。希釈液ポンプは、第１段階中に、１つの流量に達し、その流量を保持し、次に、シースポンプが始動する間に、第２段階の開始時に低速化し、停止する必要があるだけであることになる。図２２のグラフは、ＲＢＣサンプリングのための球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュ中における、サンプルおよび希釈液ポンプについてのコントロール方式またはパターンを示す。ランプアップ中に格納された溶液は、ＲＢＣサンプリングが始まる前のランプダウン中に、測定チャネルを通して廃棄されてもよい。球状化ＲＢＣ格納部の容積は、以下の流体が全血に向かう傾向があるため、ＲＢＣサンプリング期間の間、十分である必要がある。
【００６２】
図２３の表は、３μｌ／分のサンプル流量と、５００μｌ／分のシース流量と、３，０００Ｈｚのサンプリングレートを仮定した、球状化ＲＢＣの２段階プッシュについての球状化溶液流量と血球コインシデンスを示す。同様に、表は、３０，０００血球数を生じる１０秒検査に必要とされる球状化ＲＢＣ溶液の最小容積を示す。段階１の流れは、高い希釈係数において非常に高いように見える。表は、必要とされる希釈液流量に及ぼす希釈比の影響および結果得られる血球コインシデンスを示す。
【００６３】
いくつかの点が留意されてもよい。所望の希釈を持たないため、ランプアップ中に格納された球状化ＲＢＣ溶液は、ＲＢＣサンプリングが始まる前のランプダウン中に、測定チャネルを通して廃棄されてもよい。これは、ランプアップ期間とランプダウン期間中に、希釈液ポンプによって、同じ容積の流体が移動することを確保することによって、容易にされてもよい。
【００６４】
サンプル注入器と集束チャンバとの間のチャネル内に蓄積された球状化ＲＢＣ溶液の容積（球状化ＲＢＣ格納部）は、チャネル内の以下の流体が、益々希薄になり、全血の方に向かう傾向があるため、ＲＢＣサンプリング期間全体に供給するのに十分である必要がある。
【００６５】
希釈液流量は、高く見え、また、サンプル注入器の下流の狭い拡散−混合チャネルの制限のため、ポンプに著しい背圧をもたらす場合がある。この制限は、チャネルがそこにわたって狭い長さを短縮し、かつ、ｚ方向の厚さを保持することによる、幾何形状の再設計によって大幅に減少されてもよい。流体が、測定チャネルにまだ達していないことになるため、段階１の間、測定チャネルを通して圧力損失が存在しないことになることが留意されてもよい。
【００６６】
希釈液流量は、サンプル流量に比例して減少することができる。たとえば、サンプル流量が、１．５μｌ／分に減少した場合、流量は、半分になることができる。
シース流量は、段階２のＲＢＣサンプリング期間中にポンプの背圧を著しく増加させることなく、４００〜５００μｌ／分に増加してもよい。それは、希釈液ポンプが、その期間の間、オフであるからである。
【００６７】
ダイナミックシステムにとって不安定となる場合がある（シースポンプが始動するときの）ランプダウン期間中に、測定チャネルを通した希釈液流とシース流との組合せによって、高い背圧が存在する場合がある。シース流は、希釈液ランプダウン期間中に、上昇することができるため、シース流量と希釈液流量の和が、ランプダウン期間とＲＢＣサンプリング期間にわたってほぼ一定になる。
【００６８】
希釈液とシースの同一の流量を用いた連続サンプルポンピングによる、球状化ＲＢＣの２段階プッシュが存在してもよい。シース溶液が、球状化溶液と同じであってもよいという可能性が考えられる場合、同じポンプを使用して、希釈液をプッシュすることと、シースをプッシュすることを切換えるバルブ操作を用いて、両方を順次に送出することが可能になる。図２４は、この場合を示し、球状化ＲＢＣ溶液が格納された後に、集束チャンバ内への流れを可能にする１つのバルブが開き、次に、球状化ＲＢＣ格納チャネル内への流れを停止させる第２バルブが閉じる。
【００６９】
図２４は、ＲＢＣサンプリングのための球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュ中のサンプルポンプと希釈液ポンプについてのコントロール方式を示す。希釈液ポンプは、また、シース流体として使用される希釈液をプッシュするのに使用される。オンカードバルブは、チャネル間で流れを切換える。ランプアップ中に格納された溶液は、ＲＢＣサンプリングが始まる前のランプダウン中に測定チャネルを通して廃棄されることになる。球状化ＲＢＣ格納部の容積は、以下の流体が全血に向かう傾向があるため、ＲＢＣサンプリング期間の間、十分である必要がある。
【００７０】
図２５の表は、希釈液とサンプル流量と、必要とされる血球数の数についてのサンプリング時間と、球状化ＲＢＣ溶液に必要とされる格納部の容積との間のトレードオフを示す。示す場合では、得られるコアは、９×９ミクロンであり、または、集束チャンバの幾何形状によって操作される場合、２５×３ミクロンである、すなわち、ｚ方向に非常に薄くあるべきである。
【００７１】
図２５の表は、３，０００Ｈｚのサンプリングレートを仮定した、球状化ＲＢＣの２段階プッシュについての球状化溶液流量と血球コインシデンスを示す。サンプリング中に必要とされる球状化ＲＢＣ溶液の量は、これらの動作条件について、典型的には１．５μｌ未満であることが留意されてもよい。
【００７２】
方策５、一定サンプル流量を用いた球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュは、付加的なポンプ、バルブ、または流量センサを必要とせず、また、さらに、全血サンプル流量の要件Ｑｓａｍｐｌｅ≧３μｌ／秒と計数周波数の要件ｆｓａｍｐｌｉｎｇ≦３，０００Ｈｚを満たすため、魅力があるように見える。考えられる難問は、段階１プッシュにおいて利用される大きな希釈液流量を用いたシステムのダイナミックなコントロールを維持することを含む。
【００７３】
方策５の変形である方策６は、同じポンプ（および流量センサ）が、流路間の切換えを行うバルブ操作を用いて、最初は希釈液として、その後、シース流体として、球状化溶液を順次プッシュすることを可能にする。図２５の表に挙げた動作条件のうちの１つの条件に進むことが提案されてもよい。
【００７４】
手法は、ここで、球状化ＲＢＣ溶液を生成するための流れを使用することと、球状化ＲＢＣ溶液をシース流体として使用することを切換えるように、バルブが動作するときに、流量コントロールが、球状化溶液ポンプによって維持されることができるかどうかを判定することを含んでもよい。その後、希釈液ポンプからの流れが、最大流量の１００％から５０％までどれほど速く下降することができるかを判定することが存在してもよい。この時間は、シースポンプからの流量を最大値の０％から１００％まで上昇させるのに必要とされる時間と比較されてもよい。サンプル注入器の下流の拡散混合チャネルは、この流体経路内での圧力損失を減少させるために再設計されてもよい。血小板サンプリングプロセスは、方策６にどの程度適合することができるか、また、血小板コインシデンスが管理し易いかどうかを判定するために分析されてもよい。
【００７５】
ＲＢＣサイトメトリカード上の球状化チャネルの目的は、球状化プロセスが終了するように十分な滞留時間を用いて、全血の薄いリボン内の赤血球を球状化剤にさらすことであってよい。薄いリボン形状は、球状化剤が、赤血球に対して迅速に拡散し、その球状化作用を始動することを可能にするため、望ましい場合がある。しかし、全血が希釈されるとすぐに、赤血球は、血漿タンパクによって必ずしも所定位置に長く保持されるわけではなく、沈降し始める。球状化チャネルは、赤血球の堆積、重要な血球計数誤差源を最小にするように設計されてもよい。
【００７６】
球状化チャネルは、ＲＢＣサイトメトリカードの流体チャネルのうちの１つの流体チャネルであってよい。ＲＢＣカードは図１９に示される。球状化チャネル６７は、寸法７３と７２との間の曲線セクションである。図２６は、球状化チャネル６７のパラメトリックスケッチである。球状化溶液１１１によって囲まれた全血の薄いリボン１１２（図２７）は、７３の左下の入口に入り、７２の集束チャンバ内の出口へ流れてもよい。図２７の視方向は、球状化チャネルに入るように下流を見ている。血球は、断面の４．８％を占める中心において薄いリボン１１２を形成すると考えられる。球状化チャネルの図２６は、全てミリメートル単位で、ｒ１＝２．５、ｍ＝０．２、ｎ＝０．４、およびｗ＝１．３であるパラメータ値を示す。
【００７７】
球状化チャネル内での赤血球（血球）の滞留時間は、球状化剤が、赤血球を完全に球状化するのに十分に長い必要がある。しかし、血球は、周囲の水性溶液と比べて（その鉄含有量（ヘモグロビン）のせいで）濃いため、常時沈降する可能性があり、したがって、滞留時間は、必要に応じて最小に維持されるべきである。水平チャネル内では、その性質から、壁に対する非常に短い距離が存在し、血球堆積が起こる可能性がある。フロー速度が低い、壁に近い領域に到達する血球は、堆積物を形成する可能性があり、流れ内に再伴出される見込みがない。垂直チャネル内では、血球沈降は、上昇流内の血球数密度を減少させ、下降流内の数密度を増加させる場合がある。角の周りの層流内では、より速い速度が、内半径の近くにある。外半径流は、ずっと低速である傾向がある。これらの検討は、以下のアイテムをもたらす。水平チャネルは、局所的なフロー速度を増加させ、そこでの血球滞留時間を減少させるために狭く作られてもよい。垂直チャネルは、流れを低速化し、球状化チャネル内での滞留時間のほとんどを提供するために幅広に作られてもよい。垂直チャネルは、血球数密度の変動を最小にするために、同一長さの上昇チャネルと下降チャネルであることが確保されてもよい。血球が集まる低速流の領域をなくすように、角の周りでチャネルがスムーズに狭隘化されるべきである。
【００７８】
初期条件は、以下のアイテムを含んでもよい。シミュレーションの始めでは、球状化チャネルは、純粋な球状化溶液で充填されてもよい。血球は存在すべきでなく、流体フロー速度は、ゼロであるべきである。実際には、球状化チャネルは、最初に、空気を充填されるため、チャネルを湿潤させる手法が存在してもよい。
【００７９】
球状化チャネルの入口における境界条件は、球状化チャネルの装填−吐出サイクルを実施してもよい。入力流量は、経時的に変化してもよく、また、血球数密度は、入力フロー断面にわたって空間的に変わってもよい。血球の濃度プロファイルは、チャネル６７入口の中心に位置する血球の薄いリボンを含んでもよい。血液流は、１．５μｌ／分で一定であってよい。球状化溶液流量は、最初の１秒の間にゼロから４５０μｌ／分へ上昇し、９．５〜１０秒してゼロに戻るように下降し、その後、しばらくの間、ゼロのままであることが仮定されてもよい。本質的には、球状化溶液によって最初にシージングされた全血は、入口において球状化チャネル６７に入り、集束チャンバに進んでもよい。球状化チャネルの出口は、（大気圧に対して）ゼロ圧力に維持されてもよい。
【００８０】
血液と球状化溶液との間の運動量移行は、５．５μｍの気泡（血球）直径を有する、（水カラム内の浮遊性気泡をモデル化するために最初に開発された）ウォーリス（Ｗａｌｌｉｓ）（１９６９）モデルを仮定してもよい。球状化溶液の密度は、ρ＝０．００１ｇｍ／ｌであってよく、動粘度は、０．００１Ｐａ・ｓである。血球の比重は、１．１１と仮定され、比粘度は、５．５と仮定されてもよい。重力の加速度は、９８１０ｍｍ／秒と考えられる。
【００８１】
球状化チャネルのモデルは、数値マルチフィジクス手法（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ ａｐｐｒｏａｃｈ）を使用して開発されてもよい。計算手法は、質量および運動量の保存による流体運動のモデル化を含んでもよい。デバイス幾何形状の本質的な特徴をモデル化するために、有限容積の計算メッシュが使用されてもよい。使用される数値手法（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ）は、２つの流体（血球と球状化溶液）の運動および２つの流体間の運動量移行をモデル化する２流体法であってよい。数値手法は、各流体について別々の質量保存式と運動量保存式を解いてもよく、運動量保存式は、血球に対する重力による体積力と相間抗力との相互作用の包含を可能にする。これらの式は、各有限容積内の血球の容積分率として考えられる容積分率αによって関連付けられる。
【００８２】
流体が球状化チャネルを通って進むときの流体のそれぞれの運動の計算は、各流体について運動量保存を独立に適用することによって達成されてもよい。ナビエ・ストークス方程式（Ｎａｖｉｅｒ−Ｓｔｏｋｅｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）は、非圧縮性ニュートン流体のために使用されてもよく、システム内の流体にニュートンの第２法則を適用した結果である。ナビア・ストークス方程式は、
【００８３】
【数１】
【００８４】
であり、ベクトル速度ｕ＝（ｕ１，ｕ２，ｕ３）、血球の容積分率α、圧力勾配ΔＰ、流体密度ρ、流体粘度μ、および、重力と相間抗力を含む体積力Ｆを有する、複雑な３次元流体場について使用されてもよい一般式である。式は、２つの流体のそれぞれをモデル化するために、独立に解かれてもよく、その後、血球と球状化溶液との間の抗力に関して相間運動量移行関係（ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｍｏｍｅｎｔｕｍ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｒｅｌａｔｉｏｎ）によって関係付けられてもよい。実際には、球状化溶液が、血液サンプルストリーム内に拡散し、血液サンプルストリームを希釈するにつれて、粘度が減少するときに、血球相について一定粘度が仮定されてもよい。
【００８５】
サンプルループ内へのサンプルのプッシュバックは、サイトメータカードでは一般的である場合がある。プッシュバックは、希釈液流および／またはシース流の突然の開始による、サンプル／希釈液注入器内の圧力の突然の増加によって引き起こされる場合がある。圧力の増加は、カード構造または流体内の上流柔軟部内への逆流をもたらす場合がある。サンプル流量が小さいため、プッシュバック容積がたとえマイクロリットル未満であっても、サンプルが、注入器に戻るのに何秒もかかる場合がある。
【００８６】
ＲＢＣカードでは、サンプルプッシュバックは、希釈液流の開始時点に応答してもよい。カードとシリンジポンプとの間に位置する流量センサは、いずれの明白な逆流もまだ示していないため、柔軟性が、サンプルループ内にあると疑われる場合がある。カードは、柔軟性がないか、または、物理的に剛性があるため、サンプル流体が疑われる。
【００８７】
サンプル流体は、３つのカード内に装填されてもよく、３つのカードは、気泡、可能性の高い柔軟性の発生源があるかを検査される。２つのカードは、図２８に示す設計８１および８２を有する場合がある。これらのカードは、チャネル端が、チャネル端間の通路より大きくなるように拡大している変形部を有してもよい。カードは、ほぼ２つの異なる流量で手作業によって装填されるか、または、充填されてもよい。１つの流量は、速い、すなわち、約５μｌ／秒であってよい。他の流量は、低速、すなわち、約０．２μｌ／秒であってよい。設計８１および８２では、約２５ミクロン直径の気泡１２８が、チャネルの壁に沿って、時々、現れる場合がある。同様に、設計８１および８２では、大きな気泡１２９が、通路の後に位置する幅広の進入部チャネル内で発生する場合がある。設計８３は、チャネル端間の通路と同じサイズであるチャネル端を有する。設計８３では、いかなる気泡も発生すべきでない。高速充填を用いると、気泡を含む通路の割合は、設計８３の場合、約３０％、設計８１および８３の場合、約１００％になる場合がある。低速充填を用いると、気泡を含む通路の割合は、設計８３の場合、約０％、設計８１および８２の場合、約５０％になる場合がある。
【００８８】
壁に沿う小さな気泡は、充填中に空気を捕捉する可能性がある壁の粗さ（うねりではない）によって引き起こされる場合がある。設計８３の壁は、設計８１および８２の壁より平滑であるように見え、そのため、より少ない気泡を示した。低速充填は、これらの気泡を最小にする場合がある。
【００８９】
通路は、チャネル端と同じサイズであるべきである。チャネル端に対して小さな通路は、気泡形成に関係がある。チャネル端は、丸くふくらむべきではない。壁は、真っ直ぐであるべきである。通路の直径が、チャネル端に一致するように増加してもよく、または、チャネル端が、通路に一致するように減少すべきである。最も大きな気泡は、一般に、入力チャネルの端に現れる。こうしたチャネルは、気泡捕捉をなくすために、図２８の設計８３に示すように変更されるべきである。
【００９０】
図２９〜３４は、ＲＢＣ分析カートリッジ上の、粒子沈降解決策用のコンポーネントの例を示す。こうしたコンポーネントは、図１ｂの球状化チャネル２１、図４、８、および９の球状化チャネル５１、ならびに、図１３〜１９の球状化チャネル６７の一部または置換えであってもよく、または、そうでなくてもよい。図２９〜３４のコンポーネントは、赤血球の沈降などの、粒子の沈降を妨げるための沈降防止または蓄積防止特性を示す構成を有する。これらのコンポーネントは、球状化チャネルであってよい。
【００９１】
図２９において、ＲＢＣサンプル８５は、デバイスまたはチャネル９１内に流れてもよい。流れは、最終的に、ほぼ平行であるが重力８６に抗して上方に流れてもよい。流れは、チャネル９１の上部に近づくにつれて、チャネル９１のＵターンまたは湾曲部分８７を通過し、チャネル９１の出口に向かって下方に戻ってもよい。チャネル９１の内部断面は、Ｕターンまたは湾曲部分８７においてより小さく、または、より制限されてもよい。これは、重力と一緒に、赤血球の蓄積および移動停止を減少させるか、または、防止して、チャネル内での赤血球の沈降を防止する可能性がある。Ｕターン部分は、約１８０°であってよく、または、約９０〜２７０°であると考えられてもよい。
【００９２】
図３０は、蛇に似たチャネル９２を示す。ＲＢＣサンプル流は、下方部分に入り、上に向き、Ｕターン部または湾曲部８７で反対方向に進み、水平方向に移動し、湾曲部８７で再び転回して、反対方向に移動してもよい。例のチャネル９２では、流れは、４つのＵターン部８７に遭遇する場合がある。より多くの、または、より少ないターン部または湾曲部８７が存在してもよい。Ｕターン部は、通常、約１８０°であってよく、または、約９０〜２７０°であると考えられてもよい。チャネル９２は、流れ８５の上方移動が、重力８６の反対方向になるように位置決めされてもよい。チャネル９２は、堆積物または血球の蓄積または集積を減少させるか、または、防止してもよい。
【００９３】
図３１は、別の、沈降防止または堆積物蓄積防止デバイス９３を示す。ＲＢＣ流８５は、水平方向にチャネル９３に入ってもよい。チャネル９３は、２つ以上のサブチャネル８８に分割されてもよい。底部サブチャネルは、上に曲がり、他のサブチャネルと結合して完全なチャネルになってもよい。上部サブチャネルは、下に曲がり、底部サブチャネルと結合して完全なチャネルになってもよい。流れ８５の全体の方向は、重力８６の方向に垂直であってよい。この構成は、直列に繰り返されてもよい。
【００９４】
図３２は、沈降防止または堆積物蓄積防止デバイスのためのほぼ真っ直ぐなチャネル９４を示す。同様に、チャネル９４は、真っ直ぐでなくてもよい。ＲＢＣサンプル流８５は、チャネル９４に入り、チャネル９４を通って流れてもよい。チャネル９４は、親水性または疎水性である特別な内部表面を有してもよい。たとえば、表面は、ＲＢＣ搬送流体に対して親水性であってよい。こうした流体は、希釈液、球状化剤、溶解剤、シージング剤、水などであってよい。親水性表面は、血球または気泡が表面に付着する可能性を減少させる可能性がある。付着した血球は、計数されることができず、付着した気泡は、システムの柔軟性を増し、また、流体運動の能動的コントロールを低下させる可能性がある。しかし、プラスチック射出成形プロセスにおいてうまく働く多くのプラスチック材料は疎水性である。この場合、たとえば、タンパク質溶液を用いた前処理は、最初は疎水性である表面を結合タンパク質で覆い、親水性表面を生成してもよい。
【００９５】
図３３は、沈降防止または堆積物防止デバイスのためのほぼ真っ直ぐなチャネル９５を示す。チャネルは、真っ直ぐでなくてもよい。ＲＢＣサンプル流８５は、チャネル９４に入り、チャネル９４を通って流れてもよい。チャネル９５は、表面印加される電位に伴ってエネルギーが変化する電気湿潤可能な内部表面９７を有してもよい。電位源または電圧源は、進入部９８の近くで、かつ、チャネル９５の内部表面９７に接続され、信号源のアースは、出口９９の近くで、かつ、チャネル９５の表面９７に接続されてもよい。電位または電圧は、同じ方式であるが、表面９７に対して極性が逆であってもよく、または、表面９７のいくつかの部分に対していずれかの極性であってもよい。
【００９６】
図３４は、粒子の沈降防止または堆積物蓄積防止のために設計されたチャネル９６を示す。チャネル９６は、真っ直ぐなチャネルであってよく、または、真っ直ぐでないチャネルであってよい。電場および／または磁場１０１は、少なくとも鉄を含む赤血球に対してチャネル内に沈降防止または蓄積防止特性をもたらすために、サンプル流８５にほぼ垂直なチャネル９６を通して印加されてもよい。
【００９７】
全血は、粘弾性材料であるため、溶解溶液または球状化溶液１０８内にサンプル１０７として注入されるときに、凝集挙動を示す可能性がある。この凝集挙動を最小にする１つの方法は、図３５のＴ字接合構成１１０に示され、Ｔ字接合構成１１０では、チャネル１１１、１１２のチャネル幅１０５および１０６は、それぞれ、サンプル１０７流量および試薬１０８流量に関連して選択されて、接合部の主チャネル１１１内の壁において、１０００回／秒のせん断が生成されてもよい。このせん断力は、全血の粘弾性回復力に打ち勝ち、凝集挙動を最小にする。チャネル１１２は、注入器として働いてもよい。サンプル１０７と結合した試薬１０８は、主チャネル１１１内を下流に流れ、カートリッジの微小流体網状体の次の段階に入ってもよい。次の段階は、球状化チャネルであってよく、本明細書で述べられ、また、図２９〜３４に示されるバージョンのうちの１つであってよい機構１１５であってよく、あるいは、機構１１５が別のバージョンであってよい。図３６は、球状化されたサンプル出力１１６を有する球状化機構１１５と一緒に、せん断機構または構成１１０を示す。
【００９８】
本明細書では、事柄の一部が、仮説的または予言的性質を持つ場合があるが、別の方法または別の意味で述べられてもよい。
本発明は、少なくとも１つの具体的な例に関して述べられたが、本明細書を読むことによって、多くの変形および変更が、当業者に明らかになるであろう。したがって、全てのこうした変形および変更を含むために、添付特許請求の範囲は、従来技術を考慮してできる限り幅広く解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１ａ】血液学分析システムの図である。
【図１ｂ】分析システムの例の赤血球カートリッジまたはカードの図である。
【図２】チャネル内の粒子に及ぶ重力の影響および重力に対するチャネルの方向を示す図である。
【図３】分析カードの分解図である。
【図４】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図５】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図６】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図７】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図８】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図９】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１０】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１１】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１２】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１３】カードのコンポーネントのレイアウトを示す図である。
【図１４】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１５】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１６】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１７】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１８】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１９】クリティカルな測定許容誤差の一部のロケーションを示す図である。
【図２０】カードの層の寸法の表である。
【図２１】サンプルの希釈および球状化仕様の表である。
【図２２】サンプルポンプおよび希釈液ポンプについてのコントロールパターンのグラフである。
【図２３】希釈液流量、血球コインシデンス、および溶液格納部のパラメータを有する表である。
【図２４】ＲＢＣサンプリングのための球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュ中のサンプルポンプと希釈液ポンプについてのコントロールパターンのグラフである。
【図２５】希釈液流量、血球コインシデンス、および溶液格納部のパラメータを有する表である。
【図２６】赤血球の球状化チャネルの図である。
【図２７】球状化溶液チャネル内の血液の断面を示す図である。
【図２８】気泡低減のためのチャネルおよび通路インタフェースの種々の設計を示す図である。
【図２９】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３０】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３１】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３２】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３３】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３４】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３５】サンプルの凝集を最小にするための接合を示す図である。
【図３６】せん断機構および球状化機構のブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析器に関し、特に、血液学分析器に関する。より詳細には、本発明は、取り外し可能なカードまたはカートリッジを有する分析器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、２００５年７月１日に出願された米国仮特許出願第６０／６９６，１６２号の利益を主張する。２００５年７月１日に出願された米国仮特許出願第６０／６９６，１６２号は、参照により組み込まれる。
【０００３】
本発明に関連する特許および出願は、２００２年５月７日に発行され、「Ｆｌｕｉｄ Ｄｒｉｖｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ」という名称の米国特許第６，３８２，２２８号、２００３年７月２２日に発行され、「Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ」という名称の米国特許第６，５９７，４３８号、２００５年１１月２９日に発行され、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許第６，９７０，２４５号、２００３年４月１５日に発行され、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ」という名称の米国特許第６，５４９，２７５号、１９９８年１１月１７日に発行され、「Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃａｌｌｙ Ａｃｔｕａｔｅｄ Ｍｅｓｏｐｕｍｐ Ｈａｖｉｎｇ ａ Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｃｅｌｌｓ」という名称の米国特許第５，８３６，７５０号、２００４年１２月３０日に発行され、「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ Ｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ」という名称の米国特許出願第１１／０２７，１３４号、２００５年５月１６日に発行され、「Ｃｙｔｏｍｅｔｅｒ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ」という名称の米国特許出願第１０／９０８，５４３号、および、２００５年４月２５日に発行され、「Ａ Ｆｌｏｗ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ａ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ」という名称の米国特許出願第１０／９０８，０１４号を含んでもよく、それらの全てが、参照により組み込まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、血球数測定の一部として、一部の赤血球指標を測定するための微小流体カードシステムを述べる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
システムは、サンプル凝集および／または粒子沈降を減少させるか、または、なくすための微小流体構造を含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、一般に、サンプル分析器に関し、特に、医師のオフィス、家庭、またはフィールドの他のところなどで、患者のポイントオブケア時に使用するための、取り外し可能な、かつ／または、使い捨てのカートリッジを有するサンプル分析器またはサイトメータに関する。取り外し可能な、かつ／または、使い捨てのカートリッジあるいはカードに、必要とされる試薬および／または流体を入れることによって、サンプル分析器は、特別な訓練がほとんど無い、または、全く無い状態で、実験所環境の外部で確実に使用できる。本分析器は、たとえば、サンプル分析プロセスを合理化し、医療要員または他の要員にかかるコストおよび負荷を軽減し、比較的頻繁な血液監視／分析を必要とする患者を含む多くの患者についてのサンプル分析の便益を増加させるのに役立つ場合がある。
【０００７】
粒子懸濁サンプル内での迅速でかつ効率的な粒子判別を可能にする手法はフローサイトメトリである。この手法では、粒子の懸濁液、通常、血液サンプル中の血球は、流路を通って運ばれ、流路において、サンプル内の個々の粒子が、１つまたは複数の集束された光ビームで照明される。光ビーム（複数可）と、流路を通って流れる個々の粒子との相互作用は、１つまたは複数の光検出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放出波長における光吸収または蛍光放出、および／または、特定の散乱角における光散乱を測定するように設計される。そのため、流路を通過する各粒子は、その吸収、蛍光、光散乱、あるいは、他の光学的または電気的特性に関連する１つまたは複数の機能に関して特徴付けられることができる。検出器によって測定される特性は、各粒子が、特徴空間内にマッピングされることを可能にしてもよく、特徴空間の軸は、光強度、または、検出器によって測定される他の特性である。理想的な状況では、サンプル内の異なる粒子は、特徴空間の全く異なり、かつ、オーバラップしない領域内にマッピングされ、各粒子が、特徴空間内でのマッピングに基づいて分析されることが可能になる。こうした分析は、粒子の、計数、識別、（１つまたは複数の物理的特徴に関する）定量化、および／または分類を含んでもよい。
【０００８】
１つの具体的な例では、収集された全血サンプルなどの収集されたサンプルを受け取る取り外し可能カートリッジを有するサンプル分析器が設けられてもよく、また、取り外し可能カートリッジが設置され、かつ、分析器が起動されると、分析器およびカートリッジは、サンプルを自動的に処理してもよく、分析器は、ユーザが臨床決定を行うために十分な情報を提供してもよい。一部の例では、分析器は、さらなる計算または解釈がユーザによって要求されないように、（たとえば、定義済の範囲の内側および／または外側の）定量的結果を表示するか、または、印刷出力してもよい。
【０００９】
サンプル分析器は、たとえば、血液サンプル内の血球の数および／またはタイプを決定するのに使用されてもよい。具体的な例では、分析器は、ハウジングおよび取り外し可能流体カートリッジを含み、ハウジングは、取り外し可能流体カートリッジを受け取るようになっている。場合によっては、取り外し可能流体カートリッジは、使い捨てカートリッジである。具体的な例では、取り外し可能流体カートリッジは、１つまたは複数の試薬（たとえば、球状化剤、溶解試薬、シージング剤、染料、および／または希釈液、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、サンプルを処理し（たとえば、球状化し、溶解し、シージングし、染色し、または、その他を行い）、処理されたサンプル（複数可）をカートリッジ上の適切な分析チャネルに送出するようになっている流体回路を含んでもよい。カードを支持するために、ハウジングは、たとえば、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、および電力源を含んでもよい。圧力源は、取り外し可能流体カートリッジポートに適切な圧力（複数可）を提供して、流体回路を通して必要に応じて流体を押し出してもよい。分析器の１つまたは複数の光源は、取り外し可能流体カートリッジの少なくとも選択された分析チャネルにおいて、調製されたサンプルに問い合わせるのに使用されてもよく、また、分析器の１つまたは複数の検出器は、サンプルを通過する、サンプルによって吸収される、かつ／または、サンプルによって散乱される光を検出してもよい。プロセッサは、光源と検出器、および、おそらく、流量センサ、バルブ、および／またはポンプのうちの少なくとも一部に結合し、サンプルの１つまたは複数のパラメータを決定してもよい。一部の例では、取り外し可能流体カートリッジ上の１つまたは複数の分析チャネルは、１つまたは複数のフローサイトメトリチャネルを含んでもよい。一部の具体的な例では、全血サンプルは、取り外し可能流体カートリッジに提供されてもよく、また、取り外し可能カートリッジは、血液分析を実施するようになっていてもよい。
【００１０】
本発明は、赤血球（ＲＢＣ）数、球状化ＲＢＣ、血小板数、ＲＢＣの溶解、ＲＢＣの平均血球容積決定、白血球（ＷＢＣ）のマルチパート分画、ヘモグロビン吸収度ベース測定、ＲＢＣ、血小板、ＷＢＣ、ヘモグロビンなどの種々の付加的な指標を含むアイテムのうちの１つまたは複数のアイテムを得るための、マイクロスケールフローサイトメータ、血球の単一ファイルストリームを生成するための流体力学的集束、および、空気圧流体ドライバシステムに基づいて全血球数（ＣＢＣ）カードを提供してもよい。さらなるアイテムが、本システムによって提供されてもよい、かつ／または、本システムの一部であってよい。
【００１１】
機能試験用のカードを得るために、ＲＢＣおよび血小板の測定および計数を試験するためのカードが使用されてもよい。このカードは、オフカード試薬格納部からの容積ベースの送出によって供給される流体および流量センサを有する、ウェットインタフェースを使用してもよい。保持される唯一のオンカード格納部は、廃物タンクおよび全血サンプルループであってよい。
【００１２】
図１ａは、具体的なサンプル分析器およびカートリッジの斜視図である。具体的なサンプル分析器は、全体が１０で示され、ハウジング１２および取り外し可能な、または、使い捨ての流体カートリッジ１４を含んでもよい。カートリッジまたはカード１４は、本明細書で述べた堆積物防止チャネルを有する赤血球数（ＲＢＣ）のためのものであってよい。具体的なハウジング１２は、ベース１６、カバー１８、および、ベース１６をカバー１８に取り付けるヒンジ２０を含んでもよいが、これは、かならずしも必要とされない。具体的な例では、ベース１６は、サンプル分析器の動作用の、関連光学部品および必要な電子部品と共に、第１光源２２ａ、第２光源２２ｂ、および第３光源２２ｃを含む。光源は、それぞれ、用途に応じて、単一光源または複数光源であってよい。場合によっては、ハウジングの全体寸法は、所望に応じて、２８，３２０立方センチメートル（１立方フィート）未満、１４，１６０立方センチメートル（２分の１立方フィート）未満、７，０７９立方センチメートル（４分の１立方フィート）未満、またはそれより小さくてもよい。同様に、ハウジングの総重量は、所望に応じて、４５３５．９２４グラム（１０ポンド）未満、２２６７．９６２グラム（５ポンド）未満、４５３．５９２４グラム（１ポンド）未満、またはそれより小さくてもよい。
【００１３】
具体的なカバー１２は、圧力源（たとえば、コントロールマイクロバルブを有する圧力チャンバ）、第１光検出器２４ａ、第２光検出器２２ｂ、および第３光検出器２２ｃを含み、光検出器は、それぞれ、関連光学部品および電子部品、たとえば、プロセッサを有する。光検出器は、それぞれ、用途に応じて、単一光検出器または複数光検出器であってよい。用途に応じて、所望である場合、偏光器、スプリッタ、および／またはフィルタが設けられてもよい。
【００１４】
具体的な取り外し可能カートリッジ１４は、具体的な例では、ランセット３２を含むサンプル収集器ポートを介してサンプル流体を受け取るようになっていてもよい。ランセット３２は、一部の例と同様に、伸縮自在であってもよく、かつ／または、ばねで正常位置に留められてもよい。取り外し可能カートリッジ１４が使用されないとき、サンプル収集器ポートおよび／またはランセット３２を保護するために、キャップ３８が使用されてもよい。
【００１５】
具体的な例では、取り外し可能カートリッジ１４は、全血サンプルに関して血液分析を実施してもよい。ランセット３２は、血液のサンプルを作るために、ユーザの指を突くのに使用されてもよく、血液のサンプルは、毛管作用によって、取り外し可能カートリッジ１４内の抗凝血剤をコーティングされた毛管内に抽出されてもよい。取り外し可能カートリッジ１４は、流体回路を用いて構築されてもよく、流体回路の一部は、エッチングされたチャネルを有する積層構造を使用して作製される。しかし、取り外し可能カートリッジ１４が、所望に応じて、射出成形、または、任意の他の適した製造プロセスまたは方法を含む、任意の適した方法で構築されてもよいことを理解されたい。
【００１６】
使用中に、また、血液サンプルが、取り外し可能カートリッジ１４内に抽出された後に、取り外し可能カートリッジ１４は、カバー１８が開位置にあるときに、ハウジング内に挿入されてもよい。場合によっては、取り外し可能カートリッジ１４は、ベース１６内の位置決めピン２８ａおよび２８ｂを受け取る穴２６ａおよび２６ｂを含んでもよく、位置決めピン２８ａおよび２８ｂは、器具の異なる部分間の整列および結合を提供するのに役立ってもよい。取り外し可能カートリッジ１４は、また、第１透明フローストリーム窓３０ａ、第２透明フローストリーム窓３０ｂ、および第３透明窓３０ｃを含み、それらは、それぞれ、第１、第２、および第３光源２２ａ、２２ｂ、および２２ｃならびに第１、第２、および第３検出器２４ａ、２４ｂ、および２４ｃに整列状態になる。
【００１７】
カバーが閉位置に移動し、かつ、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、および３６ｄを介して、具体的な取り外し可能カートリッジ１４内の、それぞれ、圧力受け取りポート３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、および３４ｄに制御された圧力を提供してもよい。用途に応じて、より多くのまたはより少ない圧力供給ポートおよび圧力受け取りポートが使用できることが考えられる。別法として、または、付加的に、取り外し可能カートリッジ１４上の流体回路を動作させるための、必要な圧力を提供するために、静電気により作動するメソポンプなどの１つまたは複数のマイクロポンプが、取り外し可能カートリッジ１４上に、または、カートリッジ１４内に設けられてもよいことが考えられる。具体的な静電気により作動するいくつかのメソポンプは、たとえば、米国特許第５，８３６，７５０号、第６，１０６，２４５号、第６，１７９，５８６号、第６，７２９，８５６号、および第６，７６７，１９０号に記載され、それらの全ては、本発明の譲受人に譲渡され、かつ、参照により本明細書に組み込まれる。加圧されると、具体的な器具は、収集された血液サンプルに関して血液分析を実施してもよい。
【００１８】
図１ｂは、具体的な例のＲＢＣカートリッジまたはカード１４の一部の態様を示す図である。サンプル収集器１３に全血のサンプル１１が入ることから始められてもよい。血液は、球オンザフライ注入器（ｓｐｈｅｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ ｉｎｊｅｃｔｏｒ）１５に推進されてもよい。サンプル、同様に、球状化流体およびシージング流体をプッシュするための流量は、ポンプ機構または流量コントロールボックス１７によって提供されてもよい。球オンザフライ注入器１５用の球状化流体は、球状化溶液リザーバ１９からもたらされてもよい。溶液および血液は、球状化チャネル２１を通って、流体力学的集束チャンバ２３へ進んでもよい。シージング流体は、シースリザーバ２５から流体力学的集束チャンバ２３へ進んで、検出および分析のための光学チャネル２９によって、球状化赤血球を単一ファイル２７内に整列させるのに役立ってもよい。血球が、光学チャネル２９を通って進んだ後、血球および流体は、廃物格納部３１へ進んでもよい。
【００１９】
本システムは、血球（たとえば、ＲＢＣ、ＰＬＴなど）を計数し判別し、また、光学検知を使用してサイトメータチャネル内で血球サイズ（直径、容積）を測定するのに使用されてもよい。レーザ（または、他の）源は、細長い線源として、または、２つの別個のスポット源として、サイトメータまたは流路内に集束されてもよい。血球は、集束光を通してサイトメータチャネル内を流れるように作られてもよい。
【００２０】
血液サンプルに対する光学手法を用いて、いくつかの主なまたは主要なパラメータ（たとえば、指標）、赤血球（ＲＢＣ）数（血球数／μＬ）、血小板（ＰＬＴ）数（血球数／μＬ）、平均血球容積（ＭＣＶ）、および赤血球分布幅（ＲＤＷ）が得られてもよい。ＭＣＶは、実際上、ＲＢＣの平均サイズの測定値である。ＲＤＷは、ＲＢＣ間のサイズの変動である。ＲＢＣのサイズの変動が大きくなればなるほど、ＲＤＷが大きくなる。
【００２１】
ＲＢＣ数は、分析下の血液の単位容積当たりのＲＢＣの実際の数である。Ｈｃｔは、ＲＢＣ×ＭＣＶであるヘマトクリットであり、血液の酸素搬送容量（すなわち、分析下の単位容積内の血球の全ての総容量）の尺度に等しい場合がある。Ｈｃｔは、また、ＲＢＣが血液中で占める空間量または赤血球からなる全血の割合とみなされてもよい。ＭＣＨは、「平均血球ヘモグロビン」であり、実際上、各ＲＢＣ内のヘモグロビン量である。ＭＣＨは、ピコグラム単位の、個々のＲＢＣ内のヘモグロビンの平均質量またはほぼ平均質量とみなされてもよい。ＭＣＨ＝Ｈｂ÷ＲＢＣである。Ｈｂは、分析下のサンプルの単位容積当たりのヘモグロビン量である。ＭＣＨＣは、「平均血球ヘモグロビン濃度」であり、ＲＢＣのそれぞれの中の単位容積当たりのヘモグロビン濃度とみなされてもよい。ＭＣＨＣ＝Ｈｂ÷Ｈｃｔである。
【００２２】
システムは、本質的に光学的な技法のコントロール電子部品またはプロセッサによって、測定パラメータのセットを含む情報を提供してもよく、測定パラメータの集合は、血球流量（ＦＲ）、測定時間（Ｔ）、希釈率（ＤＦ）、計数されたＲＢＣの数（ＮＲＢＣ）、計数された血小板の数（ＮＰＬＴ）、ヘモグロビン量（Ｈｂ）、および、各血球ｉの直径（ミクロン）（ｄｒｂｃｉ）を含む。＜ｄｒｂｃｉ＞は、集合｛ｄｒｂｃｉ｝で示される、血球の測定された血球直径の平均である。計算された主要なパラメータの一部は、ＲＢＣ＝ＮＲＢＣ÷（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ）、ＰＬＴ＝ＮＰＬＴ÷（ＤＦ×ＦＲ×Ｔ）、ＭＣＶ＝（π／６）×＜ｄｒｂｃｉ３＞、およびＲＤＷ＝ＳＤ｛［（π／６）ｄｒｂｃｉ３］｝÷ＭＣＶを含み、ここで、ＳＤは、測定量の標準偏差を示す。計算されたパラメータは、Ｈｃｔ＝ＲＢＣ×ＭＣＶ、ＭＣＨＣ＝Ｈｂ÷Ｈｃｔ、およびＭＣＨ＝ＭＣＨＣ×ＭＣＶを含んでもよい。
【００２３】
血液サンプルは、サンプル調製モジュールに進んでもよい。赤血球は、球でない形状から球に変えられてもよい。赤血球の元の形状は、平坦カップ形状である傾向がある。この再成形は、等容積球状化と呼ばれてもよい。球状化流体は、たとえば、米国特許第４，４１２，００４号においてＯｒｎｓｔｅｉｎおよびＫｉｍによって述べられるように、赤血球を球に似た血球に再成形するのに使用されてもよい。球状化流体は、サンプルの赤血球に影響を与えるだけに見える。
【００２４】
手法のうちの１つは、赤血球数（ＲＢＣ）カードを必要とする。１つの関心事は、流路内で流体流量および赤血球の分布の精密なコントロールを達成することである。１つの役立つ特性は、システムの剛性である場合がある。システムが、非常に低い機械および流体柔軟性を有する場合、流量センサがオフカードであっても、良好な流量コントロールが可能である。これは、機械的に剛性のあるカード、たとえば、厚い壁を有するカードを必要とする場合がある。
【００２５】
別の関心事は、サンプルループである。小さな通路によって接続された小さな断面を有するチャネルは、以下の特性を提供する場合がある。特性は、サンプルプッシュバックを減少させる、背圧を増加させるための流体抵抗の増加、プッシャ流体によるサンプルの掃き出しの改善、より小さなチャネル壁による機械的剛性の増加、および完全湿潤（ｗｅｔ−ｏｕｔ）中における、捕捉されたガス気泡のサイズおよび数の減少による流体剛性の増加を含んでもよい。同様に、小さな壁の粗さは、捕捉される気泡を最小化する可能性がある。
【００２６】
球状化チャネル内での沈降物理学が留意されてもよい。赤血球は、約１．１の比重を有し、希釈された血液中で即座に沈降し始める。沈降速度Ｕｓｅｔｔｌｉｎｇは、流体粘度、粒子のサイズと形状、ならびに、粒子と流体の密度の関数である。たとえば、ニュートン流体内の硬い球の沈降速度は、
Ｕｓｅｔｔｌｉｎｇ＝（２／９）ａ２Δρｇ／μ
であり、ここで、ａは球の半径であり、ｇは重力の加速度であり、μは流体粘度であり、Δρは、球と周囲流体との間の密度差である。他の粒子形状は、摩擦抗力と浮力の均衡から得られる、異なる沈降速度を有してもよい。
【００２７】
チャネル内の任意の位置における血球の局所的な数密度は、沈降によって影響を受ける場合がある。サイトメトリでは、粒子は、一般に、チャネルの中心に置かれる。粒子堆積は、壁に沿って粒子を捕捉することによって粒子計数精度に悪い影響を及ぼす場合があり、そのため、こうした粒子は、計数されないであろう。
【００２８】
堆積を回避する１つの方策は、重力の方向を基準にしてチャネル流の方向を回転させることを含んでもよい。この方策は、堆積することなく、チャネル内での粒子の滞留時間の増加を可能にする場合がある。無次元堆積パラメータＳは、
Ｓ＝（δ０／ｗ０）−（Ｕｓｅｔｔｌｉｎｇ／ｗ）Σｉ（ｃｏｓθｉΔｔｉ）＞０
によって定義されてもよく、ここで、δ０は、壁からの粒子の初期距離であり、ｗは、幅が変動するチャネルの局所幅である（図２ａおよび２ｂは、それぞれ、初期セクションと「ｉ」セクションについてのものである）。下付き添え字０は、チャネルの始めにおける初期値を指し、下付き添え字ｉ＝０，１，２，…は、チャネル方向の各変化を指す。シグマ記号Σは、下付き添え字ｉの各値にわたる、括弧内の以下の量の和を表す。角度θは、重力の方向と、壁に垂直な粒子を通る線との間の角度である。時間Δｔｉは、壁から距離δにある粒子が、チャネルのセクションｉを通過するのにかかることになる時間量である。Ｓの正の値は、粒子が壁に接触しないことを保証する。
【００２９】
図２ａおよび図２ｂは、流体チャネルの初期セクションと下流セクション「ｉ」における粒子の略図であり、重力方向ｇと、壁からの粒子の距離δとの間の角度θを示す。重力に関してチャネル方向が変わるだけでなく、チャネルｗの幅が、セクションごとに変わってもよい。チャネル方向を変えることは、チャネル壁に沿って粒子が堆積することなく、チャネル内での粒子の許容可能な滞留時間を増加させる場合がある。
【００３０】
球状化操作（すなわち、段階希釈（ｓｅｒｉａｌ ｄｉｌｕｔｉｏｎ））に関して、球状化チャネルは、サンプルの小さな流れをシージングする大きな希釈液流によって装填されてもよい。装填された流体は、その後、サンプルの小さな流れによって吐出されてもよい。
【００３１】
図３は、具体的に示すために、互いに離れた、ＲＢＣカード４０の層４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８および４９を示す。図４、５、６、７、８、９、１０、１１および１２は、サイトメータカード設計の層を示す寸法入り図面である。データムは、光学チャネル５３において定義されてもよい。寸法は、データムに関して指定されてもよい。一般的な許容誤差は、特徴部上で１０％以内であってよい。より厳しい許容誤差が所望される場合、特定の許容誤差を要求してもよい。
【００３２】
図４は、層が積重ねられたカード４０の平面図を示し、いくつかの流体回路詳細は、ミリメートル（ｍｍ）単位の一部の寸法を有する。図５は、一部のチャネル詳細を有する層４２を示す。図６は、層４２上の一部のアイテムの詳細を示す。図７は、一部の詳細と共に層４３を示す。図８は、沈降防止ループ５１を含む詳細を有する層４４を示す。図９は、カード４４のループ５１を含む、いくつかのアイテムを詳細に示す。図１０および図１１は、それぞれ、層４５および４６を示す。図１２は、廃物チャンバのリブ５２を含む層４７を示す。
【００３３】
微小流体回路のコンポーネントの多くは、図２０および図２１の表に指示された容積および断面（幅と高さ）を有する長くかつ狭いチャネルであってよい。高さ寸法は、チャネル内での圧力損失、堆積レート、および拡散速度に最も影響を及ぼすため、最小であり、かつ、最も厳しい許容誤差を有してもよい。チャネルの幅と長さは、しばしば、公称であってよいが、容積は、実際に、所定許容誤差を必要とする。
【００３４】
図１３は、ＲＢＣサイトメータカードの重要な特徴を明らかにする。サンプルは、ポート６１を通してサンプルループ６５内に装填された全血であってよい。球状化溶液およびシース流体（両者は、同じ流体であることができる）は、それぞれ、ポート６３および６４を通してカード内に圧送されてもよい。これらのポートは、試験多岐管上のＯリング接続部に対応するように位置してもよい。ポート６１は、血液サンプルを装填するのに使用されるシリンジ針先端に一致する大きさに作られてもよい。改善されたインタフェースは、カード６０上に弾性隔壁に貫入する針を多岐管上に有してもよい。これらの針のベースは、エラストマに押し付けられてもよく、操作中に、柔軟性（ｃｏｍｐｌｉａｎｃｅ）の低いシールを提供する。検査後に、隔壁は、廃棄のためにカードを操作している間に、自己シールし、漏れを防止してもよい。
【００３５】
ベント穴６２は、充填されるときの、廃物タンク内の圧力増大を防止してもよい。ベント穴６２は、液体ではく、ガスの通過を可能にする多孔性膜を有してもよい。サンプルループ６５は、いくつかの理由で、長くかつ薄いチャネルであってよい。１つの理由は、システムダイナミックスを含む場合がある。大きな流れ（すなわち、球状化溶液およびシース流体）の中での過渡的事象に対するサンプル流の応答（たとえば、「プッシュバック」）は、流体抵抗およびインダクタンスを増加させることによって、また、サンプルループチャネルの柔軟性を減少させることによって低減されてもよい。別の理由は、サンプルの均一性を含む場合がある。サンプルプッシャ流体は、サンプルループ６５からサンプルをきれいに掃き出す可能性が非常に高い。サンプルループ６５が、短く幅広のチャネルであった場合、プッシャ流体は、チャネル中心を通って掃き出し、多量のサンプル血液が壁に沿って置き去りになるはずである。
【００３６】
サンプル／希釈液注入器の射出成形版が存在してもよい。プラスチックフィルム積層体版の物理的形状は、異なってもよいが、その動作は、同じに見える。血液は、３層積層体の後縁内の穴から、より速く流れる希釈液（ＲＢＣカード内の球状化溶液）の周囲ストリーム内に吐出されてもよい。この後縁は、血液が、希釈液流によって、即座に平坦化されて、薄いリボン状になるように形作られてもよい。サンプル／希釈液注入器チャネルは、その後、狭くなってオリフィスになるため、流体チャネルが５層から１層へ薄化するときに捕捉されるであろう、気泡を掃き出すのに十分に流体速度が増加する。サンプル／希釈液注入器６６は、プライミング中に、その浮力が、捕捉された空気が出るのを容易にするように、その出口を上部に置くように配置されてもよい。
【００３７】
球状化チャネル６７は、おおよそ、逆さのＵ形状であってよく、逆さのＵ形状は、球状化反応のための滞留時間を提供する広い垂直脚を有し、また、血球計数精度に悪い影響を及ぼすであろう、血球堆積を最小にするための、狭い水平脚を有する。
【００３８】
集束チャンバ６８は、サンプル／希釈液注入器６６に対して、形態および機能が似ていてもよい。希釈されたサンプルは、後縁から、集束チャンバ６８の５層の深い本体内に吐出される。後縁は、周囲シース流体が、吐出されストリームに側面から近づき、吐出されストリームを狭いストリームに圧縮するように、形作られてもよい。光学チャネル６９が近づくにつれて、集束チャンバ６８の側面が集束するため、流体力学的集束を継続することができる。サンプル／希釈液注入器の場合と同様に、集束チャンバの天井および床は、光学チャネルに至る前に、５層の深さからたった１層まで切換わるため、流体速度は、その領域で捕捉される可能性がある気泡を吐き出すのに十分に高い。集束チャンバ６８は、プライミング中に、浮力作用が、捕捉された空気を除去するのに役立つように配置されてもよい。
【００３９】
光学チャネル６９は、使用中の積層技術および光学センサを用いて、できる限り狭くかつ薄くなってもよい。流体光学チャネル６９の高さは、両側に３Ｍ−５０１ＦＬ接着剤（２５ミクロン）の層を有する、５０ミクロンＰＥＴキャリアフィルムからなる両面テープの厚さ（１００ミクロン）によって設定されてもよい。光学チャネル６９の幅（２００ミクロン）は、ＵＬＳ（商標）レーザ機によって生成することができるよりも狭いレーザカットによって設定されてもよい。層３〜５について、グリーンフィルタ材料から透明フィルタ材料へ切換えるという決定が行われる場合、光学センサ照明のチャネル壁からの反射を防止するために、光学チャネル６９の幅は、３００ミクロンまで増加してもよい。光学チャネル６９が、支配的な流量制限である場合、また、カード内での対応する圧力上昇が、システムダイナミックスに悪い影響を及ぼす場合、光学チャネル６９の長さは、できる限り短くされてもよい。成形技術は、光学チャネルおよび他の分析器カード構造の作製の他の展望を提供してもよい。
【００４０】
廃物タンク７０は、カード６０内に注入された全ての流体の容積を保持する大きさに作られてもよい。廃物タンク７０は、カード６０が手で操作されている間に、廃物タンク７０が、流体を変位させる蛇腹として働かないように柔軟性を最小にするためのリブ５２を有してもよい。入口は、入ってくる流体が、流体流量の一時的な変動を導入する滴を形成するのではなく、代わりに、開いた面のあるチャネルを通してタンクの底部へ運ばれるように、設計されてもよい。
【００４１】
カードは、カードの柔軟性をできる限りなくすために、剛性のある外層を有してもよい。柔軟性が低いことは、外部駆動流体流量に対する内部流体流量の忠実度が高いことを意味する。すなわち、高い忠実度＝よりよいコントロールである。
【００４２】
流量とタイミングならびにセットアッププロセスが留意されてもよい。図１４に示すように、６１において全血が事前装填されてもよい。その後、カード６０は、多岐管内に入れられてもよい。図１５に示すように、球状化溶液で、球状化チャネル６７が完全湿潤してもよい。図１６に示すように、集束チャンバ６８、光学チャネル６９、および廃物タンク７０が完全湿潤してもよい。
【００４３】
２ステップサイクルが、ｔ＝０秒で始まってもよい。図１７に示すように、１．５μｌ／分で、プッシャ流体（ａ）を用いてサンプルを連続してプッシュする間に、継続期間＝１０秒によって、全血の正確な希釈を得るために、球状化ループは、４５０μｌ／分でポート６３に対して球状化剤を充填されてもよい。図１８に示すように、ポート６４のシース流体は、４５０μｌ／分で流れてもよく、また、血球は、継続期間＝６０秒によって計数されてもよい。２ステップサイクルは、サンプルが使い果たされるか、または、廃物タンク７０が一杯になるまで、繰り返されてもよい。
【００４４】
容積許容誤差が留意されてもよい。流体を格納するコンポーネントは、特定の許容誤差を有するべきである。全血格納ループ６５は、１５〜１８マイクロリットルの許容誤差で、１６マイクロリットルの公称容積を有してもよい。希釈チャネルは、２．７５〜３．３マイクロリットルの許容誤差で、３マイクロリットルの公称容積を有してもよい。廃物タンク７０は、３０００マイクロリットルの公称容積と２９００〜３６００マイクロリットルの許容誤差を有してもよい。
【００４５】
チャネル幅許容誤差が留意されてもよい。図１９に示すいくつかのチャネルの幅は、クリティカルであり、特定の許容誤差を必要としてもよい。チャネル壁に関する粗さ許容誤差は、０．０１０ｍｍ（０．０００４インチ）であってよい。種々の寸法が留意されてよい。光学チャネル６９は、＋／−０．０１０ミリメートルの許容誤差で、０．２ミリメートルの公称寸法７１を有してもよい。チャネル集束チャンバ６８は、＋／−０．０１０ミリメートルの許容誤差で、０．２ミリメートルの公称寸法７２を有してもよい。球状化チャネル６７の進入部の寸法７３は、＋／−０．０１０ミリメートルの許容誤差で、０．２ミリメートルの公称寸法を有してもよい。サンプル／希釈液注入器６６は、＋／−０．０１５ミリメートルの許容誤差で、０．３９ミリメートルの公称寸法７４を有してもよい。公称寸法７５は、＋／−０．０５０ミリメートルの許容誤差で、１．３ミリメートルであってよい。
【００４６】
層厚さの許容誤差が留意されてもよい。比較的大きな柔軟性を有し、かつ、システムダイナミックスの問題を導入するチャネル特徴部が存在する場合がある。これらのエリアは、サンプルループ、集束チャンバ、および廃物タンクを含む。この柔軟性の問題の多くは、層４１および４７について、厚い材料の使用によって解決されてもよい。図２０の表は、カードの各層の材料および所望の厚さ許容誤差を挙げる。これらは、流体性能および光学性能についての要件に基づいてもよい。これらの挙げた許容誤差の一部は、ＲＢＣカードについて概して利用される一般的な層厚さ許容誤差と比べて厳しくてもよい。これは、一般的な厚さ許容誤差が、マイクロ加工中に通常遭遇する許容誤差より大きいからである。たとえば、ＰＭＭＡなどの一部の材料は、部品製造業者から購入されるシートごとに比較的大きな厚さ変動を有する。しかし、特定のシートにわたる厚さ変動は、一般に、ずっと小さい可能性がある。特定のシートから作られた特定のカードのロットは、この減少した変動を示すべきである。図２０の表の層厚さ許容誤差は、取って代わるものとみなされ、品質コントロール手法で使用されてもよい。
【００４７】
表面エネルギーは、湿潤するチャネル全体を通して均一であるべきである。４０〜６０ダイン／ｃｍの総合的な値が、一般に、カードについて適切であってよいが、特定のカードの表面エネルギーの均一性は、数ダイン／ｃｍに制限されるべきである。これは、湿潤速度が、それぞれの一定チャネル断面にわたってほぼ一定である気泡が全く無いチャネルの完全湿潤によって実証される場合がある。チャネル湿潤は、捕捉された気泡を流体前面の背後に残す湿潤速度サージを伴う休止を示すべきではない。
【００４８】
品質コントロールは、作製されるカードについて以下のメトリックを含むべきである。各カードは、カード設計の重要な寸法に関する許容誤差を満たすべきである。組み合わせた層４３〜４５の厚さは、光学チャネル内の一貫した寸法について、０．０２０３２ｃｍ＋／−０．０００５８４２ｃｍ（０．００８インチ＋／−０．０００２３インチ）であるべきである。チャネルの均一な表面特性は、それぞれの製造ロット内でのランダムなサンプルカードの気泡の無い完全湿潤によって検証されてもよい。カードのチャネルは、１ミクロンより大きいちり粒子、毛髪などが無い状態であるべきである。目的は、チャネル閉塞を回避すること、および、血球計数中における異物の干渉を回避することである。１０ｐｓｉゲージ圧のカードチャネルの加圧が、カード層間での流体の漏れを引き起こさないように、粘着層の十分な粘着力が存在すべきである。
【００４９】
いくつかのＲＢＣサンプリング代替物が存在してもよい。１つの代替物は、赤血球のオンザフライ溶解、２ステップ流体力学的集束、および空気圧流体ドライバシステムを含む、マイクロスケールフローサイトメータに基づく全血球数（ＣＢＣ）カードを有してもよい。サイトメータに関して使用される光学／電子サンプリング周波数は、白血球（ＷＢＣ）が測定チャネル内に到達する周波数に対処するのに十分に速くてもよい。血液の同じ容積内には、ＷＢＣに比べて、３桁多い赤血球（ＲＢＣ）が存在する場合がある。血球到達周波数を、現行の光学／電子サンプリング周波数まで減少させるのに十分に、全血球サンプル流量を落とすことができないため、いくつかの代替のＲＢＣサンプリング方策の１つの方策が、使用されてもよい。
【００５０】
より高速な光学／電子サンプリング周波数が使用されてもよい。測定チャネル内における血球の到達周波数ｆａｒｒｉｖａｌは、血球の数密度ρＮ（すなわち、サンプルの容積当たりの血球数）とサンプル流量Ｑｓａｍｐｌｅの積であってよい。
ｆａｒｒｉｖａｌ＝ρＮＱｓａｍｐｌｅ （１）
サンプルを正確に吐出する（これは、全体の測定精度にとって重要である）ために、サンプルについての設計流量は、Ｑｓａｍｐｌｅ≧３μｌ／分＝０．０５μｌ／秒に設定されてもよい。正常な全血中のＲＢＣの数密度は、ρＮ＝５，０００，０００血球数／μｌであってよい。そのため、サンプリング周波数についての最低要件は、
ｆｓａｍｐｌｉｎｇ＝ｆａｒｒｉｖａｌ＝５，０００，０００・０．０５＝２５０，０００Ｈｚ
であってよい。これは、３，０００Ｈｚの現行のサンプリング周波数に比べて８３倍速い。サンプリング周波数が増加する可能性があるが、２桁の増加は、通常、達成するのが困難である場合がある。さらに、ＶＣＳＥＬ照明長（公称で２０μｍ）が、同様に２桁だけ減少しなければ、血球コインシデンスが非常に高くなる場合がある。
【００５１】
球状化し、次に、計数する段階操作が存在してもよい。最小サンプル流量要件を最大サンプリング周波数から分離する１つの方策は、段階バッチモードで動作することであってよい。この手法では、球状化溶液と血液サンプルは、拡散するように混合され、格納タンクに送られてもよい。流れ経路を変更するために、バルブが切換えられた後、球状化ＲＢＣ溶液が、集束チャンバの通常注入ポートに圧送されてもよい。この方策は、段階希釈に対処してもよく、必要とされる希釈は、２つ以上の別個のステップで実施される。
【００５２】
バルブおよび付加的な流量センサが、ＣＢＣカードに追加されてもよい。第２に、ＲＢＣは、約ｓ．ｇ．＝１．１の比重を有してもよく、また、格納タンク内に沈降する傾向があるであろう。正常な全血内のＲＢＣの平均血球直径をｄ＝５．５μｍ＝０．００５５ｍｍとし、球状化溶液の動粘度をν＝１ｍｍ２／秒（すなわち、水と同じ）とし、また、重力加速度をｇ＝９８１０ｍｍ／秒２として使用すると、球状化ＲＢＣ溶液のＲＢＣの沈降速度は、
ｖｓｅｔｔｌｉｎｇ＝２／９（ｄ／２）２（ｓ．ｇ．−１）ｇ／ν＝０．００１６５ｍｍ／秒または９９μｍ／分
であってよい。
【００５３】
球状化ＲＢＣ溶液が、中間格納タンクの底部または上部から圧送される場合、ＲＢＣ堆積は、血球数を変える可能性を有する場合がある。球状化ＲＢＣ溶液を格納することと、球状化ＲＢＣ溶液を測定チャネルに圧送することとの間の、停止されたフロー時間Δｔｓｔｏｐｐｅｄを最小にすることによって、影響が低減される場合があり、堆積物高さｙｓｅｔｔｌｉｎｇ、すなわち、停止されたフロー時間と沈降速度の積、ｙｓｅｔｔｌｉｎｇ＝Δｔｓｔｏｐｐｅｄｖｓｅｔｔｌｉｎｇと比べて、タンクの垂直寸法が、かなり大きいことが確保され、また、ｙｓｅｔｔｌｉｎｇを超えたところにある、格納タンクの出口から溶液が圧送される。
【００５４】
球状化ＲＢＣのほとんどを廃物タンクに転送してもよい。段階プロセス方策を使用するのではなく、球状化ＲＢＣ溶液を２つのストリームに分離する連続フロープロセスが利用されてもよい。１つのストリームは、廃物タンクに直接落とし込まれることになり、第２ストリームは、通常通りに、測定チャネルに流れることになる。サンプルの正確な量が、確実に測定されるようにするために、第２ストリーム上に、流量センサが必要とされてもよい。段階プロセス方策において指摘されたように、現行のサンプリングレートに一致させるために、球状化ＲＢＣ溶液のサンプリングされるストリームは、総ストリームの１／８３または１．２％であることになる。こうして、球状化ＲＢＣの９８％以上が、廃物に転送されることになり、オンカード格納のやや非効率的な使用であるように見える。プロセスのコントロールは、球状化ＲＢＣ溶液のサンプリングされるストリームについて正確な流量を達成するために、サンプルおよび希釈液ポンプを変えることによって能動的に、または、最大流量を超えないと仮定して、溶液の適切な容積がサンプリングされたときに血球計数を停止することによって受動的に達成されてもよい。
【００５５】
別の手法は、測定チャネル内への球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュを使用することを含んでもよい。第１段階（段階１）は、最小サンプル流量と正確な希釈の両方を達成するために設定された流量ＱｓａｍｐｌｅとＱｄｉｌｕｅｎｔを用いた全血サンプルおよび球状化溶液の平行流であってよい。球状化ＲＢＣ溶液は、集束チャンバおよび測定チャネルにつながる長い球状化チャネルに充填し始めてもよい。しかし、溶液が集束チャネルに達し、サンプリングが開始する前に、所望の血球到来周波数が達成されるのに十分になるように、サンプル流を停止すること、および、希釈液流を低速化することを同時に行うことによって、第２段階が始まってもよい。球状化溶液だけの流れは、ＲＢＣが計数される間、継続してもよい。
【００５６】
ＲＢＣ計数が実施されている間に、球状化ＲＢＣ溶液が、第２段階（段階２）の低速化プッシュ中に使い果たされないように、十分な容積の球状化ＲＢＣ溶液を、球状化チャネルが第１段階中に充填されてもよい。表２１の表は、式１（ｆａｒｒｉｖａｌ＝ρＮＱｓａｍｐｌｅ）および希釈係数ＤＦから計算された種々の希釈比についてのサンプルおよび球状化溶液の流量を示す。希釈式は、
Ｑｄｉｌｕｅｎｔ＝ＤＦｆａｒｒｉｖａｌ／ρＮ
であってよい。図２１の表は、また、３０，０００血球数（ｃｏｕｎｔ）を生じるはずである１０秒のＲＢＣ計数時間を仮定して、段階１中に球状化チャネルに格納された球状化ＲＢＣ溶液の容積を示す。
【００５７】
実際の慣行では、段階１は、希釈係数に応じて球状化ＲＢＣ溶液の２５〜２５０μｌを生じる、数秒（たとえば、５秒）間、続いてもよい。段階１の一部は、希釈液ポンプ流量が、段階２用の設計流量まで落ちる間の、段階２の始まりで使用されることになる。この時点で、光学部品および検出器は、計数を始める準備ができていることになる。計数後、球状化ＲＢＣ溶液の残りは、パージされて廃物にされてもよい。
【００５８】
この方策は、流れが決して止まらないため、堆積が減少し、両方の段階中に希釈液流量を測定するのに同じセンサを使用することができるために、付加的な流量センサが必要とされず、また、チャネルオン／オフを切換えるために、オンカードバルブが必要とされない点で、方策２の段階プロセスと異なる。
【００５９】
図２１の表は、３μｌ／分の最小サンプル流量と３，０００Ｈｚの最大サンプリングレートの両方に対処する、球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュについてのサンプルおよび球状化溶液の流量を示す。同様に、図２１の表は、３０，０００血球数を生じる１０秒検査に必要とされる球状化ＲＢＣ溶液の最小容積を示す。段階１の流れは、高い希釈係数において非常に高いことが示される。
【００６０】
この手法または方策のいくつかのアイテムは、以下のものを含んでもよい。球状化溶液用の流量センサは、段階１と段階２との間で２桁異なる流量を正確に測定する必要がある場合がある。これは、流量センサが、この広い範囲にわたってたとえ非線形であっても、これらの条件について較正されるため、達成可能である場合がある。球状化溶液流量を２桁変えることは、流体システム内のキャパシタンスのために、コントロールするのが難しい場合がある。最高の希釈係数において、高い球状化溶液流量（すなわち、典型的なシース流量の４倍以上）が必要とされる場合がある。球状化溶液流量を減少させるために、低い希釈係数（たとえば、ＤＦ＝１００）が、利用されることができるが、これは、血球コインシデンスを制限するために、相応して高いシース流量を必要とする場合がある。
【００６１】
連続サンプルポンピングを用いた球状化ＲＢＣの２段階プッシュが存在する場合がある。先の方策の変形は、希釈液ポンプを使用する代わりに、第２段階のプッシュ中に、球状化ＲＢＣ溶液をプッシュするサンプルポンプを利用することである場合がある。これは、第１段階と第２段階の両方の間に、サンプルポンプが、一定流量で動作することができるため、コントロールダイナミックスを単純化する場合がある。希釈液ポンプは、第１段階中に、１つの流量に達し、その流量を保持し、次に、シースポンプが始動する間に、第２段階の開始時に低速化し、停止する必要があるだけであることになる。図２２のグラフは、ＲＢＣサンプリングのための球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュ中における、サンプルおよび希釈液ポンプについてのコントロール方式またはパターンを示す。ランプアップ中に格納された溶液は、ＲＢＣサンプリングが始まる前のランプダウン中に、測定チャネルを通して廃棄されてもよい。球状化ＲＢＣ格納部の容積は、以下の流体が全血に向かう傾向があるため、ＲＢＣサンプリング期間の間、十分である必要がある。
【００６２】
図２３の表は、３μｌ／分のサンプル流量と、５００μｌ／分のシース流量と、３，０００Ｈｚのサンプリングレートを仮定した、球状化ＲＢＣの２段階プッシュについての球状化溶液流量と血球コインシデンスを示す。同様に、表は、３０，０００血球数を生じる１０秒検査に必要とされる球状化ＲＢＣ溶液の最小容積を示す。段階１の流れは、高い希釈係数において非常に高いように見える。表は、必要とされる希釈液流量に及ぼす希釈比の影響および結果得られる血球コインシデンスを示す。
【００６３】
いくつかの点が留意されてもよい。所望の希釈を持たないため、ランプアップ中に格納された球状化ＲＢＣ溶液は、ＲＢＣサンプリングが始まる前のランプダウン中に、測定チャネルを通して廃棄されてもよい。これは、ランプアップ期間とランプダウン期間中に、希釈液ポンプによって、同じ容積の流体が移動することを確保することによって、容易にされてもよい。
【００６４】
サンプル注入器と集束チャンバとの間のチャネル内に蓄積された球状化ＲＢＣ溶液の容積（球状化ＲＢＣ格納部）は、チャネル内の以下の流体が、益々希薄になり、全血の方に向かう傾向があるため、ＲＢＣサンプリング期間全体に供給するのに十分である必要がある。
【００６５】
希釈液流量は、高く見え、また、サンプル注入器の下流の狭い拡散−混合チャネルの制限のため、ポンプに著しい背圧をもたらす場合がある。この制限は、チャネルがそこにわたって狭い長さを短縮し、かつ、ｚ方向の厚さを保持することによる、幾何形状の再設計によって大幅に減少されてもよい。流体が、測定チャネルにまだ達していないことになるため、段階１の間、測定チャネルを通して圧力損失が存在しないことになることが留意されてもよい。
【００６６】
希釈液流量は、サンプル流量に比例して減少することができる。たとえば、サンプル流量が、１．５μｌ／分に減少した場合、流量は、半分になることができる。
シース流量は、段階２のＲＢＣサンプリング期間中にポンプの背圧を著しく増加させることなく、４００〜５００μｌ／分に増加してもよい。それは、希釈液ポンプが、その期間の間、オフであるからである。
【００６７】
ダイナミックシステムにとって不安定となる場合がある（シースポンプが始動するときの）ランプダウン期間中に、測定チャネルを通した希釈液流とシース流との組合せによって、高い背圧が存在する場合がある。シース流は、希釈液ランプダウン期間中に、上昇することができるため、シース流量と希釈液流量の和が、ランプダウン期間とＲＢＣサンプリング期間にわたってほぼ一定になる。
【００６８】
希釈液とシースの同一の流量を用いた連続サンプルポンピングによる、球状化ＲＢＣの２段階プッシュが存在してもよい。シース溶液が、球状化溶液と同じであってもよいという可能性が考えられる場合、同じポンプを使用して、希釈液をプッシュすることと、シースをプッシュすることを切換えるバルブ操作を用いて、両方を順次に送出することが可能になる。図２４は、この場合を示し、球状化ＲＢＣ溶液が格納された後に、集束チャンバ内への流れを可能にする１つのバルブが開き、次に、球状化ＲＢＣ格納チャネル内への流れを停止させる第２バルブが閉じる。
【００６９】
図２４は、ＲＢＣサンプリングのための球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュ中のサンプルポンプと希釈液ポンプについてのコントロール方式を示す。希釈液ポンプは、また、シース流体として使用される希釈液をプッシュするのに使用される。オンカードバルブは、チャネル間で流れを切換える。ランプアップ中に格納された溶液は、ＲＢＣサンプリングが始まる前のランプダウン中に測定チャネルを通して廃棄されることになる。球状化ＲＢＣ格納部の容積は、以下の流体が全血に向かう傾向があるため、ＲＢＣサンプリング期間の間、十分である必要がある。
【００７０】
図２５の表は、希釈液とサンプル流量と、必要とされる血球数の数についてのサンプリング時間と、球状化ＲＢＣ溶液に必要とされる格納部の容積との間のトレードオフを示す。示す場合では、得られるコアは、９×９ミクロンであり、または、集束チャンバの幾何形状によって操作される場合、２５×３ミクロンである、すなわち、ｚ方向に非常に薄くあるべきである。
【００７１】
図２５の表は、３，０００Ｈｚのサンプリングレートを仮定した、球状化ＲＢＣの２段階プッシュについての球状化溶液流量と血球コインシデンスを示す。サンプリング中に必要とされる球状化ＲＢＣ溶液の量は、これらの動作条件について、典型的には１．５μｌ未満であることが留意されてもよい。
【００７２】
方策５、一定サンプル流量を用いた球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュは、付加的なポンプ、バルブ、または流量センサを必要とせず、また、さらに、全血サンプル流量の要件Ｑｓａｍｐｌｅ≧３μｌ／秒と計数周波数の要件ｆｓａｍｐｌｉｎｇ≦３，０００Ｈｚを満たすため、魅力があるように見える。考えられる難問は、段階１プッシュにおいて利用される大きな希釈液流量を用いたシステムのダイナミックなコントロールを維持することを含む。
【００７３】
方策５の変形である方策６は、同じポンプ（および流量センサ）が、流路間の切換えを行うバルブ操作を用いて、最初は希釈液として、その後、シース流体として、球状化溶液を順次プッシュすることを可能にする。図２５の表に挙げた動作条件のうちの１つの条件に進むことが提案されてもよい。
【００７４】
手法は、ここで、球状化ＲＢＣ溶液を生成するための流れを使用することと、球状化ＲＢＣ溶液をシース流体として使用することを切換えるように、バルブが動作するときに、流量コントロールが、球状化溶液ポンプによって維持されることができるかどうかを判定することを含んでもよい。その後、希釈液ポンプからの流れが、最大流量の１００％から５０％までどれほど速く下降することができるかを判定することが存在してもよい。この時間は、シースポンプからの流量を最大値の０％から１００％まで上昇させるのに必要とされる時間と比較されてもよい。サンプル注入器の下流の拡散混合チャネルは、この流体経路内での圧力損失を減少させるために再設計されてもよい。血小板サンプリングプロセスは、方策６にどの程度適合することができるか、また、血小板コインシデンスが管理し易いかどうかを判定するために分析されてもよい。
【００７５】
ＲＢＣサイトメトリカード上の球状化チャネルの目的は、球状化プロセスが終了するように十分な滞留時間を用いて、全血の薄いリボン内の赤血球を球状化剤にさらすことであってよい。薄いリボン形状は、球状化剤が、赤血球に対して迅速に拡散し、その球状化作用を始動することを可能にするため、望ましい場合がある。しかし、全血が希釈されるとすぐに、赤血球は、血漿タンパクによって必ずしも所定位置に長く保持されるわけではなく、沈降し始める。球状化チャネルは、赤血球の堆積、重要な血球計数誤差源を最小にするように設計されてもよい。
【００７６】
球状化チャネルは、ＲＢＣサイトメトリカードの流体チャネルのうちの１つの流体チャネルであってよい。ＲＢＣカードは図１９に示される。球状化チャネル６７は、寸法７３と７２との間の曲線セクションである。図２６は、球状化チャネル６７のパラメトリックスケッチである。球状化溶液１１１によって囲まれた全血の薄いリボン１１２（図２７）は、７３の左下の入口に入り、７２の集束チャンバ内の出口へ流れてもよい。図２７の視方向は、球状化チャネルに入るように下流を見ている。血球は、断面の４．８％を占める中心において薄いリボン１１２を形成すると考えられる。球状化チャネルの図２６は、全てミリメートル単位で、ｒ１＝２．５、ｍ＝０．２、ｎ＝０．４、およびｗ＝１．３であるパラメータ値を示す。
【００７７】
球状化チャネル内での赤血球（血球）の滞留時間は、球状化剤が、赤血球を完全に球状化するのに十分に長い必要がある。しかし、血球は、周囲の水性溶液と比べて（その鉄含有量（ヘモグロビン）のせいで）濃いため、常時沈降する可能性があり、したがって、滞留時間は、必要に応じて最小に維持されるべきである。水平チャネル内では、その性質から、壁に対する非常に短い距離が存在し、血球堆積が起こる可能性がある。フロー速度が低い、壁に近い領域に到達する血球は、堆積物を形成する可能性があり、流れ内に再伴出される見込みがない。垂直チャネル内では、血球沈降は、上昇流内の血球数密度を減少させ、下降流内の数密度を増加させる場合がある。角の周りの層流内では、より速い速度が、内半径の近くにある。外半径流は、ずっと低速である傾向がある。これらの検討は、以下のアイテムをもたらす。水平チャネルは、局所的なフロー速度を増加させ、そこでの血球滞留時間を減少させるために狭く作られてもよい。垂直チャネルは、流れを低速化し、球状化チャネル内での滞留時間のほとんどを提供するために幅広に作られてもよい。垂直チャネルは、血球数密度の変動を最小にするために、同一長さの上昇チャネルと下降チャネルであることが確保されてもよい。血球が集まる低速流の領域をなくすように、角の周りでチャネルがスムーズに狭隘化されるべきである。
【００７８】
初期条件は、以下のアイテムを含んでもよい。シミュレーションの始めでは、球状化チャネルは、純粋な球状化溶液で充填されてもよい。血球は存在すべきでなく、流体フロー速度は、ゼロであるべきである。実際には、球状化チャネルは、最初に、空気を充填されるため、チャネルを湿潤させる手法が存在してもよい。
【００７９】
球状化チャネルの入口における境界条件は、球状化チャネルの装填−吐出サイクルを実施してもよい。入力流量は、経時的に変化してもよく、また、血球数密度は、入力フロー断面にわたって空間的に変わってもよい。血球の濃度プロファイルは、チャネル６７入口の中心に位置する血球の薄いリボンを含んでもよい。血液流は、１．５μｌ／分で一定であってよい。球状化溶液流量は、最初の１秒の間にゼロから４５０μｌ／分へ上昇し、９．５〜１０秒してゼロに戻るように下降し、その後、しばらくの間、ゼロのままであることが仮定されてもよい。本質的には、球状化溶液によって最初にシージングされた全血は、入口において球状化チャネル６７に入り、集束チャンバに進んでもよい。球状化チャネルの出口は、（大気圧に対して）ゼロ圧力に維持されてもよい。
【００８０】
血液と球状化溶液との間の運動量移行は、５．５μｍの気泡（血球）直径を有する、（水カラム内の浮遊性気泡をモデル化するために最初に開発された）ウォーリス（Ｗａｌｌｉｓ）（１９６９）モデルを仮定してもよい。球状化溶液の密度は、ρ＝０．００１ｇｍ／ｌであってよく、動粘度は、０．００１Ｐａ・ｓである。血球の比重は、１．１１と仮定され、比粘度は、５．５と仮定されてもよい。重力の加速度は、９８１０ｍｍ／秒と考えられる。
【００８１】
球状化チャネルのモデルは、数値マルチフィジクス手法（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ ａｐｐｒｏａｃｈ）を使用して開発されてもよい。計算手法は、質量および運動量の保存による流体運動のモデル化を含んでもよい。デバイス幾何形状の本質的な特徴をモデル化するために、有限容積の計算メッシュが使用されてもよい。使用される数値手法（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｐｒｏａｃｈ）は、２つの流体（血球と球状化溶液）の運動および２つの流体間の運動量移行をモデル化する２流体法であってよい。数値手法は、各流体について別々の質量保存式と運動量保存式を解いてもよく、運動量保存式は、血球に対する重力による体積力と相間抗力との相互作用の包含を可能にする。これらの式は、各有限容積内の血球の容積分率として考えられる容積分率αによって関連付けられる。
【００８２】
流体が球状化チャネルを通って進むときの流体のそれぞれの運動の計算は、各流体について運動量保存を独立に適用することによって達成されてもよい。ナビエ・ストークス方程式（Ｎａｖｉｅｒ−Ｓｔｏｋｅｓ ｅｑｕａｔｉｏｎ）は、非圧縮性ニュートン流体のために使用されてもよく、システム内の流体にニュートンの第２法則を適用した結果である。ナビア・ストークス方程式は、
【００８３】
【数１】
【００８４】
であり、ベクトル速度ｕ＝（ｕ１，ｕ２，ｕ３）、血球の容積分率α、圧力勾配ΔＰ、流体密度ρ、流体粘度μ、および、重力と相間抗力を含む体積力Ｆを有する、複雑な３次元流体場について使用されてもよい一般式である。式は、２つの流体のそれぞれをモデル化するために、独立に解かれてもよく、その後、血球と球状化溶液との間の抗力に関して相間運動量移行関係（ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ ｍｏｍｅｎｔｕｍ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｒｅｌａｔｉｏｎ）によって関係付けられてもよい。実際には、球状化溶液が、血液サンプルストリーム内に拡散し、血液サンプルストリームを希釈するにつれて、粘度が減少するときに、血球相について一定粘度が仮定されてもよい。
【００８５】
サンプルループ内へのサンプルのプッシュバックは、サイトメータカードでは一般的である場合がある。プッシュバックは、希釈液流および／またはシース流の突然の開始による、サンプル／希釈液注入器内の圧力の突然の増加によって引き起こされる場合がある。圧力の増加は、カード構造または流体内の上流柔軟部内への逆流をもたらす場合がある。サンプル流量が小さいため、プッシュバック容積がたとえマイクロリットル未満であっても、サンプルが、注入器に戻るのに何秒もかかる場合がある。
【００８６】
ＲＢＣカードでは、サンプルプッシュバックは、希釈液流の開始時点に応答してもよい。カードとシリンジポンプとの間に位置する流量センサは、いずれの明白な逆流もまだ示していないため、柔軟性が、サンプルループ内にあると疑われる場合がある。カードは、柔軟性がないか、または、物理的に剛性があるため、サンプル流体が疑われる。
【００８７】
サンプル流体は、３つのカード内に装填されてもよく、３つのカードは、気泡、可能性の高い柔軟性の発生源があるかを検査される。２つのカードは、図２８に示す設計８１および８２を有する場合がある。これらのカードは、チャネル端が、チャネル端間の通路より大きくなるように拡大している変形部を有してもよい。カードは、ほぼ２つの異なる流量で手作業によって装填されるか、または、充填されてもよい。１つの流量は、速い、すなわち、約５μｌ／秒であってよい。他の流量は、低速、すなわち、約０．２μｌ／秒であってよい。設計８１および８２では、約２５ミクロン直径の気泡１２８が、チャネルの壁に沿って、時々、現れる場合がある。同様に、設計８１および８２では、大きな気泡１２９が、通路の後に位置する幅広の進入部チャネル内で発生する場合がある。設計８３は、チャネル端間の通路と同じサイズであるチャネル端を有する。設計８３では、いかなる気泡も発生すべきでない。高速充填を用いると、気泡を含む通路の割合は、設計８３の場合、約３０％、設計８１および８３の場合、約１００％になる場合がある。低速充填を用いると、気泡を含む通路の割合は、設計８３の場合、約０％、設計８１および８２の場合、約５０％になる場合がある。
【００８８】
壁に沿う小さな気泡は、充填中に空気を捕捉する可能性がある壁の粗さ（うねりではない）によって引き起こされる場合がある。設計８３の壁は、設計８１および８２の壁より平滑であるように見え、そのため、より少ない気泡を示した。低速充填は、これらの気泡を最小にする場合がある。
【００８９】
通路は、チャネル端と同じサイズであるべきである。チャネル端に対して小さな通路は、気泡形成に関係がある。チャネル端は、丸くふくらむべきではない。壁は、真っ直ぐであるべきである。通路の直径が、チャネル端に一致するように増加してもよく、または、チャネル端が、通路に一致するように減少すべきである。最も大きな気泡は、一般に、入力チャネルの端に現れる。こうしたチャネルは、気泡捕捉をなくすために、図２８の設計８３に示すように変更されるべきである。
【００９０】
図２９〜３４は、ＲＢＣ分析カートリッジ上の、粒子沈降解決策用のコンポーネントの例を示す。こうしたコンポーネントは、図１ｂの球状化チャネル２１、図４、８、および９の球状化チャネル５１、ならびに、図１３〜１９の球状化チャネル６７の一部または置換えであってもよく、または、そうでなくてもよい。図２９〜３４のコンポーネントは、赤血球の沈降などの、粒子の沈降を妨げるための沈降防止または蓄積防止特性を示す構成を有する。これらのコンポーネントは、球状化チャネルであってよい。
【００９１】
図２９において、ＲＢＣサンプル８５は、デバイスまたはチャネル９１内に流れてもよい。流れは、最終的に、ほぼ平行であるが重力８６に抗して上方に流れてもよい。流れは、チャネル９１の上部に近づくにつれて、チャネル９１のＵターンまたは湾曲部分８７を通過し、チャネル９１の出口に向かって下方に戻ってもよい。チャネル９１の内部断面は、Ｕターンまたは湾曲部分８７においてより小さく、または、より制限されてもよい。これは、重力と一緒に、赤血球の蓄積および移動停止を減少させるか、または、防止して、チャネル内での赤血球の沈降を防止する可能性がある。Ｕターン部分は、約１８０°であってよく、または、約９０〜２７０°であると考えられてもよい。
【００９２】
図３０は、蛇に似たチャネル９２を示す。ＲＢＣサンプル流は、下方部分に入り、上に向き、Ｕターン部または湾曲部８７で反対方向に進み、水平方向に移動し、湾曲部８７で再び転回して、反対方向に移動してもよい。例のチャネル９２では、流れは、４つのＵターン部８７に遭遇する場合がある。より多くの、または、より少ないターン部または湾曲部８７が存在してもよい。Ｕターン部は、通常、約１８０°であってよく、または、約９０〜２７０°であると考えられてもよい。チャネル９２は、流れ８５の上方移動が、重力８６の反対方向になるように位置決めされてもよい。チャネル９２は、堆積物または血球の蓄積または集積を減少させるか、または、防止してもよい。
【００９３】
図３１は、別の、沈降防止または堆積物蓄積防止デバイス９３を示す。ＲＢＣ流８５は、水平方向にチャネル９３に入ってもよい。チャネル９３は、２つ以上のサブチャネル８８に分割されてもよい。底部サブチャネルは、上に曲がり、他のサブチャネルと結合して完全なチャネルになってもよい。上部サブチャネルは、下に曲がり、底部サブチャネルと結合して完全なチャネルになってもよい。流れ８５の全体の方向は、重力８６の方向に垂直であってよい。この構成は、直列に繰り返されてもよい。
【００９４】
図３２は、沈降防止または堆積物蓄積防止デバイスのためのほぼ真っ直ぐなチャネル９４を示す。同様に、チャネル９４は、真っ直ぐでなくてもよい。ＲＢＣサンプル流８５は、チャネル９４に入り、チャネル９４を通って流れてもよい。チャネル９４は、親水性または疎水性である特別な内部表面を有してもよい。たとえば、表面は、ＲＢＣ搬送流体に対して親水性であってよい。こうした流体は、希釈液、球状化剤、溶解剤、シージング剤、水などであってよい。親水性表面は、血球または気泡が表面に付着する可能性を減少させる可能性がある。付着した血球は、計数されることができず、付着した気泡は、システムの柔軟性を増し、また、流体運動の能動的コントロールを低下させる可能性がある。しかし、プラスチック射出成形プロセスにおいてうまく働く多くのプラスチック材料は疎水性である。この場合、たとえば、タンパク質溶液を用いた前処理は、最初は疎水性である表面を結合タンパク質で覆い、親水性表面を生成してもよい。
【００９５】
図３３は、沈降防止または堆積物防止デバイスのためのほぼ真っ直ぐなチャネル９５を示す。チャネルは、真っ直ぐでなくてもよい。ＲＢＣサンプル流８５は、チャネル９４に入り、チャネル９４を通って流れてもよい。チャネル９５は、表面印加される電位に伴ってエネルギーが変化する電気湿潤可能な内部表面９７を有してもよい。電位源または電圧源は、進入部９８の近くで、かつ、チャネル９５の内部表面９７に接続され、信号源のアースは、出口９９の近くで、かつ、チャネル９５の表面９７に接続されてもよい。電位または電圧は、同じ方式であるが、表面９７に対して極性が逆であってもよく、または、表面９７のいくつかの部分に対していずれかの極性であってもよい。
【００９６】
図３４は、粒子の沈降防止または堆積物蓄積防止のために設計されたチャネル９６を示す。チャネル９６は、真っ直ぐなチャネルであってよく、または、真っ直ぐでないチャネルであってよい。電場および／または磁場１０１は、少なくとも鉄を含む赤血球に対してチャネル内に沈降防止または蓄積防止特性をもたらすために、サンプル流８５にほぼ垂直なチャネル９６を通して印加されてもよい。
【００９７】
全血は、粘弾性材料であるため、溶解溶液または球状化溶液１０８内にサンプル１０７として注入されるときに、凝集挙動を示す可能性がある。この凝集挙動を最小にする１つの方法は、図３５のＴ字接合構成１１０に示され、Ｔ字接合構成１１０では、チャネル１１１、１１２のチャネル幅１０５および１０６は、それぞれ、サンプル１０７流量および試薬１０８流量に関連して選択されて、接合部の主チャネル１１１内の壁において、１０００回／秒のせん断が生成されてもよい。このせん断力は、全血の粘弾性回復力に打ち勝ち、凝集挙動を最小にする。チャネル１１２は、注入器として働いてもよい。サンプル１０７と結合した試薬１０８は、主チャネル１１１内を下流に流れ、カートリッジの微小流体網状体の次の段階に入ってもよい。次の段階は、球状化チャネルであってよく、本明細書で述べられ、また、図２９〜３４に示されるバージョンのうちの１つであってよい機構１１５であってよく、あるいは、機構１１５が別のバージョンであってよい。図３６は、球状化されたサンプル出力１１６を有する球状化機構１１５と一緒に、せん断機構または構成１１０を示す。
【００９８】
本明細書では、事柄の一部が、仮説的または予言的性質を持つ場合があるが、別の方法または別の意味で述べられてもよい。
本発明は、少なくとも１つの具体的な例に関して述べられたが、本明細書を読むことによって、多くの変形および変更が、当業者に明らかになるであろう。したがって、全てのこうした変形および変更を含むために、添付特許請求の範囲は、従来技術を考慮してできる限り幅広く解釈されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１ａ】血液学分析システムの図である。
【図１ｂ】分析システムの例の赤血球カートリッジまたはカードの図である。
【図２】チャネル内の粒子に及ぶ重力の影響および重力に対するチャネルの方向を示す図である。
【図３】分析カードの分解図である。
【図４】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図５】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図６】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図７】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図８】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図９】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１０】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１１】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１２】分析カードのいくつかの層のうちの１つを示す図である。
【図１３】カードのコンポーネントのレイアウトを示す図である。
【図１４】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１５】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１６】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１７】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１８】カード上での赤血球分析のための流体移動を示す図である。
【図１９】クリティカルな測定許容誤差の一部のロケーションを示す図である。
【図２０】カードの層の寸法の表である。
【図２１】サンプルの希釈および球状化仕様の表である。
【図２２】サンプルポンプおよび希釈液ポンプについてのコントロールパターンのグラフである。
【図２３】希釈液流量、血球コインシデンス、および溶液格納部のパラメータを有する表である。
【図２４】ＲＢＣサンプリングのための球状化ＲＢＣ溶液の２段階プッシュ中のサンプルポンプと希釈液ポンプについてのコントロールパターンのグラフである。
【図２５】希釈液流量、血球コインシデンス、および溶液格納部のパラメータを有する表である。
【図２６】赤血球の球状化チャネルの図である。
【図２７】球状化溶液チャネル内の血液の断面を示す図である。
【図２８】気泡低減のためのチャネルおよび通路インタフェースの種々の設計を示す図である。
【図２９】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３０】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３１】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３２】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３３】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３４】堆積物防止特性または蓄積防止特性を有する球状化チャネルの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図３５】サンプルの凝集を最小にするための接合を示す図である。
【図３６】せん断機構および球状化機構のブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体分析器システムであって、
サンプルの血球数を提供する微小流体回路と、
前記サンプルの堆積物沈降を減少させるために前記微小流体回路に接続された第１構造とを備え、
前記第１構造が、血球を球状化するためのものであり、前記流体分析器システムは血液学分析器である、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記サンプルの凝集を減少させるために、前記微小流体回路に接続された第２構造をさらに備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記第２構造が、前記サンプルの凝集をほぼなくすために、前記サンプルにせん断作用を加えるためのものである、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記微小流体回路が、前記微小流体回路内に、通路を通して第２チャネルに接続される第１チャネルを備え、
前記第１チャネルおよび前記第２チャネルが、気泡の存在を減少させるために、前記通路に接続された、前記通路とほぼ同じサイズである端部を有する、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造が、第１距離にわたってほぼ直線であり、第２距離にわたってほぼ９０〜２７０°湾曲し、また、第３距離にわたってほぼ直線である連続経路を有するチャネルを備え、
前記チャネルが、力の場内に位置する、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し、
前記チャネルは、
第１セグメントと、
前記第１セグメントに接続された第２セグメントと、
前記第１セグメントに接続された第３セグメントと、
前記第２セグメントおよび前記第３セグメントに接続された第４セグメントとを備え、
前記第２セグメントが、第１方向と第２方向に順次に湾曲し、
前記第３セグメントが、第２方向と第３方向に順次に湾曲し、
前記チャネルが、力の場内に位置し、
前記チャネルが、前記力の場の方向にほぼ垂直な細長い寸法を有する、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し、
前記チャネルは、内部表面を備え、
前記内部表面が親水性である、システム。
【請求項８】
請求１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し
前記チャネルが内部表面を備え、
前記内部表面が電気湿潤可能な表面である、システム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し、
前記チャネルが、第１端部および第２端部を備え、
前記チャネルが電場内または磁場内に置かれ、
前記チャネルが前記電場または磁場にほぼ垂直の細長い寸法を有する、システム。
【請求項１０】
血液学分析器であって、
血球数を提供する流体回路を備え、
前記血球数が、赤血球数、血小板数、ＲＢＣの平均血球容積決定、白血球（ＷＢＣ）のマルチパート分画、および／または、ヘモグロビン吸収度ベース測定を含み、
前記流体回路が、
せん断機構と、
前記せん断機構に接続された球状化機構を備える、血液学分析器。
【請求項１】
流体分析器システムであって、
サンプルの血球数を提供する微小流体回路と、
前記サンプルの堆積物沈降を減少させるために前記微小流体回路に接続された第１構造とを備え、
前記第１構造が、血球を球状化するためのものであり、前記流体分析器システムは血液学分析器である、システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記サンプルの凝集を減少させるために、前記微小流体回路に接続された第２構造をさらに備える、システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記第２構造が、前記サンプルの凝集をほぼなくすために、前記サンプルにせん断作用を加えるためのものである、システム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記微小流体回路が、前記微小流体回路内に、通路を通して第２チャネルに接続される第１チャネルを備え、
前記第１チャネルおよび前記第２チャネルが、気泡の存在を減少させるために、前記通路に接続された、前記通路とほぼ同じサイズである端部を有する、システム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造が、第１距離にわたってほぼ直線であり、第２距離にわたってほぼ９０〜２７０°湾曲し、また、第３距離にわたってほぼ直線である連続経路を有するチャネルを備え、
前記チャネルが、力の場内に位置する、システム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し、
前記チャネルは、
第１セグメントと、
前記第１セグメントに接続された第２セグメントと、
前記第１セグメントに接続された第３セグメントと、
前記第２セグメントおよび前記第３セグメントに接続された第４セグメントとを備え、
前記第２セグメントが、第１方向と第２方向に順次に湾曲し、
前記第３セグメントが、第２方向と第３方向に順次に湾曲し、
前記チャネルが、力の場内に位置し、
前記チャネルが、前記力の場の方向にほぼ垂直な細長い寸法を有する、システム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し、
前記チャネルは、内部表面を備え、
前記内部表面が親水性である、システム。
【請求項８】
請求１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し
前記チャネルが内部表面を備え、
前記内部表面が電気湿潤可能な表面である、システム。
【請求項９】
請求項１に記載のシステムであって、
前記第１構造は、チャネルを有し、
前記チャネルが、第１端部および第２端部を備え、
前記チャネルが電場内または磁場内に置かれ、
前記チャネルが前記電場または磁場にほぼ垂直の細長い寸法を有する、システム。
【請求項１０】
血液学分析器であって、
血球数を提供する流体回路を備え、
前記血球数が、赤血球数、血小板数、ＲＢＣの平均血球容積決定、白血球（ＷＢＣ）のマルチパート分画、および／または、ヘモグロビン吸収度ベース測定を含み、
前記流体回路が、
せん断機構と、
前記せん断機構に接続された球状化機構を備える、血液学分析器。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図１ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公表番号】特表２００８−５４５１４１（Ｐ２００８−５４５１４１Ａ）
【公表日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５１９７２９（Ｐ２００８−５１９７２９）
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２６２１１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００５９７３
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【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２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０２６２１１
【国際公開番号】ＷＯ２００７／００５９７３
【国際公開日】平成１９年１月１１日（２００７．１．１１）
【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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