(57)【要約】  ３Ｄ流体力学的集束を有する微小流体回路カートリッジ。カートリッジは、３Ｄ構造を提供する、射出成形層、または、他の成形層を用いて作製されてもよい。カード上の流路は、分析のために、流路の流体内に流れるサンプルコアを有してもよい。サンプルコアは、流路内に注入される、流体の１つまたは複数の噴射口またはチャネルを用いてチャネル内の所定位置に調整可能であってよい。噴射口は、サンプルコアのサイズを調整してもよい。キュベットを有するヘモグロビン測定機構またはカードが存在してもよい。【選択図】図１
2009500610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カートリッジであって、
微小流体回路を備え、
前記微小流体回路が、成形コンポーネントを備え、
前記成形コンポーネントが、前記微小流体回路のチャネルおよびタンクを形成し、
前記微小流体回路が、血液学分析のためのものである、カートリッジ。
【請求項２】
請求項１に記載のカートリッジであって、前記微小流体回路が、３次元流体力学的集束のためのチャネルを備える、カートリッジ。
【請求項３】
請求項１に記載のカートリッジであって、前記成形コンポーネントが３次元である、カートリッジ。
【請求項４】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記微小流体回路が、血球数分析を行うためのものであり、
前記血球数分析が、赤血球（ＲＢＣ）数、血小板数、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、および／または、ＲＢＣ、血小板、ＷＢＣ、ヘモグロビンの種々の他の指標を含む、カートリッジ。
【請求項５】
請求項１に記載のカートリッジであって、
前記チャネルのうちの少なくとも１つのチャネルが、流路であり、
前記チャネルのうちの少なくとも１つのチャネルが、補助チャネルであり、
前記補助チャネルが、前記流路に結合され、
前記補助チャネルが、前記流路の長手方向軸に対して所定の角度の長手方向軸を有し、
前記角度が、０°以上であり、
前記流路が、サンプルコア流を提供するためのものであり、
前記補助チャネルが、サンプルコア流の３次元集束のために、前記流路内に流体を提供するためのものである、カートリッジ。
【請求項６】
流体回路カードであって、
長手方向軸を有する第１チャネルと、
前記第１チャネル内にある第２チャネルと、
前記第１チャネルに結合し、かつ、前記第１チャネルの長手方向軸に対して所定の角度の長手方向軸を有する第３チャネルと、
前記第１チャネルに結合し、かつ、前記第１チャネルの長手方向軸に対して所定の角度の長手方向軸を有する第４チャネルとを備え、
前記第１チャネルが、流体流を提供するためのものであり、
前記第２チャネルが、前記流体流内にサンプルコア流を提供するためのものであり、
前記複数のチャネルが、成形コンポーネントであり、
前記流体回路カードがサイトメータを備える、カード。
【請求項７】
請求項６に記載のカードであって、
前記第３チャネルおよび前記第４チャネルが、前記サンプルコア流を調整するために、前記流路内に流体を提供するためのものであり、
前記サンプルコア流の位置が、前記第３チャネルからの流体の速度と前記第４チャネルからの流体の速度との比を変更することによって調整可能であり、
前記サンプルコア流のサイズが、前記サンプルコア流の速度と、前記第３チャネルおよび前記第４チャネルからの流体の速度との比を変更することによって調整可能である、カード。
【請求項８】
請求項６に記載のカードであって、
前記第３チャネルおよび前記第４チャネルが、前記サンプルコア流を調整するために、前記流路から流体を受け入れるためのものである、カード。
【請求項９】
微小流体分析器カードであって、
流路と、
前記流路内にある、出口を有するサンプルチャネルと、
前記流路内で、前記サンプルチャネルの出口から下流にある出口を有するコントロール流体チャネルとを備え、
前記流路がサイトメータ流路である、カード。
【請求項１０】
請求項９に記載のカードであって、
前記サンプルチャネルが、
第１部分と、
第２部分とを備え、
前記第１部分が、前記第２部分の長手方向軸に対して第１角度の長手方向軸を有し、
第２部分が、前記サンプルチャネルの出口を備え、
第２部分の前記長手方向軸が、前記流路の長手方向軸に対して第２角度にあり、
前記第１角度および前記第２角度が、調整可能であり、
前記第１角度および／または前記第２角度が、前記サンプルチャネルの出口からのサンプルの凝集を減少させるために調整される、カード。
【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、分析器のカートリッジに関する。
【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、「Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ  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、使い捨て成形分析カートリッジの微小流体設計に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
カートリッジは、射出成形され、構造が３次元であってよい。カートリッジは、３次元集束を提供してもよい。
【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に、必要とされる試薬および／または流体の全て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することができる。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、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する。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、印刷出力する。
【０００９】
サンプル分析器は、たとえば、血液サンプル内の白血球の数および／またはタイプを決定するのに使用されてもよい。１つの具体的な例では、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。１つの具体的な例では、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、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、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、全血球分析を実施するようになっていてもよい。
【００１０】
図１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、使い捨てのカートリッジ１４を含む。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を含むが、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、３０．４８立方センチメートル（１立方フィート）未満、１５．２４立方センチメートル（２分の１立方フィート）未満、７．６２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。
【００１１】
具体的なカバー１２は、圧力源（たとえば、コ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２４ｂ、および第３光検出器２４ｃ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、偏光器および／またはフィルタが設けられてもよい。
【００１２】
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る。ランセット３２は、一部の例では、伸縮自在であってもよく、かつ／または、ばねで正常位置に止められてもよい。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。
【００１３】
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する。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（ｄｒａｗ）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、エッチングされるか、機械加工されるか、または、成形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手法を含む、任意の適した方法で構築されてもよいことが考えられる。
【００１４】
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光検出器２４ａ、２４ｂ、および２４ｃに整列状態になる。
【００１５】
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されてもよいことが考えられる。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、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。
【００１６】
図２は、カートリッジまたはカード１４のＷＢＣ部分の具体的な例の一部の態様を示す図である。サンプル照合機（ｃｏｌｌａｔｏｒ）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、溶解液オンザフライ注入器（ｌｙｓｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｆｌｙ  ｉｎｊｅｃｔｏｒ）３３に推進されてもよい。サンプル、同様に、ライジング流体およびシース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３５によって提供されてもよい。溶解液オンザフライ注入器用のライジング流体は、溶解剤リザーバ３７からもたらされてもよい。溶解剤流体および血液は、ライジングチャネル３９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、白血球を単一ファイル４１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に進んだ後、血球および流体は、廃物格納部３１へ移動してもよい。
【００１７】
図３は、カートリッジまたはカード１４のＲＢＣ部分の具体的な例の態様の一部を示す図である。このカード１４は、ＲＢＣ分析のために設計されてよいこと以外は、ＷＢＣカード１４と同様であってよい。同様に、器具１０は、ＲＢＣのために設計されてもよい。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ス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。
【００１８】
図４は、ヘモグロビン（ＨＧＢ）カード３３あるいはカートリッジまたはカード１４のＨＧＢ部分の具体的な例の一部の態様を示す図である。このカードは、ＨＧＢ分析のために設計されるように、ＷＢＣカード１４に置換えられてもよく、または、ＷＢＣカード１４と組み合わされてもよい。同様に、器具１０は、ＨＧＢ測定のために設計されてもよい。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、吸収測定キュベット４３にプッシュされてもよい。サンプル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４５によって提供されてもよい。血液は、吸収測定キュベット４３を通って進み、吸収測定キュベット４３が吸収測定４７を提供してもよい。測定後、血球は、廃物格納部３１へ進んでもよい。
【００１９】
本システムは、（積層された使い捨て分析カートリッジとは対照的に）成形された使い捨て分析カートリッジ（すなわち、本発明は、成形バージョンを含んでもよい）の微小流体設計であってよい。カートリッジは、射出成形され、構造が３次元であってよい。カートリッジは、サンプル希釈、サンプル溶解、サンプル球状化、ヘモグロビン測定と分析、流体力学的集束などのような種々の機能を実施するための流体機能を有してもよい。
【００２０】
本システムは、赤血球（ＲＢＣ）数、球状化ＲＢＣ、血小板数、ＲＢＣの溶解、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トリまたは血液学分析器、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。
【００２１】
いくつかのＣＢＣカード構成が留意される。１つのＣＢＣカード構成は、オンボード試薬格納部と流量センサを有し、かつ、流体が空気圧源によって押し出される、ドライインタフェースカードであってよい。別の構成は、流体が、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カードであってよい。図５は、ドライインタフェースカード５０を示す。ウェットインタフェースカードは、格納された試薬、流量センサ、および４つのうちの２つの針挿入物の省略に関して相違してもよい。
【００２２】
図５は、ＣＢＣカード５０のパイプ網状体を示す。カードまたはカートリッジ５０は、本明細書（図１〜４）に記載するカートリッジ１４および分析器１０上のコンポーネントと同様な方法で配列され、接続されてもよい種々のコンポーネントを有してもよい。図５は、空気注入用のエラストマ５１、ＲＢＣサンプル注入器５２、ＲＢＣ希釈チャネル５３、ＲＢＣ集束チャンバ５４、およびＲＢＣ光学部品カットアウト部５５を示す。カード５０の他端に向かって、図５は、ＷＢＣサンプル注入器５６、ＷＢＣ希釈チャネル５７、ＷＢＣ集束チャンバ５８、およびＷＢＣ光学部品カットアウト部５９を示す。カード５０上には、血液注入用のエラストマ６１、血液サンプルチャネル６２、シース流体タンク６３、溶解液流体タンク６４、プッシャ流体タンク６５、流量センサ６６、および廃物流体タンク６７も示される。カード５０上に、必要に応じて、他のコンポーネントが存在してもよい。ヘモグロビン測定および分析のための装備およびコンポーネントが、カード５０上に含まれてもよい。タンクおよびチャネルは、カード５０を構成するために一緒に載置された成形品によって形成される空隙であってよい。気泡パックが、タンクのために含まれてもよい。空気および血液注入のために、それぞれ、針注入器６８および６９も示される。
【００２３】
カード５０上の測定チャネルは、光学検出器が、そこに位置してもよい光学部品カットアウト部のほぼ中心の狭いチャネルであってよい。パイプ網状体は、いくつかの射出成形プラスチック部品内の空隙によって実現されてもよい。空気が、タンク内に注入されて、流体が、網状体を通して廃物タンク６７に押し出されてもよい。
【００２４】
カード５０の微小流体回路は、許容誤差を持っていてもよい。微小流体回路のコンポーネントの多くは、図６の表で指定される容積および断面（幅と高さ）を有する長くかつ狭いチャネルである。留意されるチャネル経路の位置は、図５を参照することができる。高さ寸法は、チャネル内の、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、最も小さく、かつ、最も厳しい許容誤差を有する。チャネル幅および長さは、公称であってよいが、容積は、一般に、許容誤差を必要とする。
【００２５】
図７ａおよび図７ｂは、プッシャ流体（すなわち、空気）と、カード５０上でブリスタまたは気泡パック７５内に格納される液体試薬との間のインタフェースを示す。より広いベース上で、かつ、カード材料７２の空気ライン７４を通る中空注入針６８によって穿孔されることができる隔壁またはエラストマ５１は、プッシャ流体（すなわち、空気）と、カード５０上でブリスタパック７５内に格納される液体試薬との間の柔軟性が低くかつ漏れの無いインタフェースを提供してもよい。隔壁５１はまた、図７ｂに示すように、針６８の幅広のベースに嵌合するガスケットとして機能する。
【００２６】
図８ａは、サンプル注入器７７（３１ゲージ針挿入物を有する）を有する射出成形アセンブリの断面に関する、ミリメートル単位の寸法を有する図面を示す。厚さ寸法は、明確にするために、断面Ａ−ＡおよびＢ−Ｂで約５倍拡大されている。チャネルは、必ずしも断面が円形ではなく、小さなフィレットあるいは成形された角または機械加工された角を持つ長方形であってもよい。＋／−１５％の許容誤差は、分岐線をまたぐ、針が挿入される場所以外の、全ての寸法に関して十分であるように見える。針の周りの漏れを防止するために、締りばめが提案されてもよい。サンプルストリーム７９は、溶液ストリーム８１の中心に注入され、その後、チャネル７８に進むことができる。このコンポーネントの最も厳しい許容誤差は、針挿入物との締りばめ、および、図６の表に指定されることができる断面Ａ−Ａ内の上流チャネルと下流チャネルの高さであってよい。
【００２７】
成形デバイスは、流体回路の種々のチャネルおよびチャンバ内における平滑な表面の存在を可能にしてもよい。こうした手法は、気泡、および、他の作製手法によって起こる可能性がある他の異常を減少させるか、または、なくすことができる。具体的な例の場合、チャネル１８６は、形状が長方形か、または、円形であってよい。コアストリームの周りのシースとして試薬を有するコアストリームは、断面が円形であってよく、両者は、フローアクション中に両者に対して存在するチャネルまたはチャンバの種類に応じて、比例して増減されることができる。３Ｄ集束が、ここで実施されてもよい。長方形形状チャネル１８６は、成形コンポーネントのために、平滑な角を有してもよい。チャネル内へ注入されるサンプルコアは、サンプルコアの３Ｄ集束をさせる可能性がある試薬をその周りに有してもよいことが留意されてもよい。成形コンポーネントは、また、チャネルまたはチャンバ内で特定の形状を達成するために、機械加工されてもよい。流体回路の、注入器、噴射口、タンク、リザーバ、ループなどのような他のコンポーネントは、成形コンポーネント、あるいは、層などの、成形部品の結果または産物であってよい。
【００２８】
単一ファイルで血球が進むような、狭いサンプルコアストリーム内へのサンプルストリームの流体力学的集束を達成するためのいくつかの手法が存在する場合がある。第１の手法は、集束チャンバの断面のストリーム方向の変動である。第２の手法は、側面チャネルから出る流体ジェットによる、チャネル内の流体の容積流量のストリーム方向の変動であってよい。血球の単一ファイル内へのサンプルストリームの集束は、いずれの手法または、両方の手法の組合せによって達成されてもよい。
【００２９】
第１の手法では、断面は、集束チャンバから下流チャネルへの遷移時に、注入平面（図８ａの断面Ｂ−Ｂ）と出口平面との間で変動してもよい。第１平面と第２平面との間での血球ストリームの位置とサイズの変化は、これら２つの平面間の集束チャンバの断面の変化に正比例してもよい。
【００３０】
第１の手法は、プラスチック積層体で作製されるカードで実施されてもよい。しかし、集束チャンバの形状は、プラスチック層の積重体内のカットアウト部によって実施されてもよく、そのため、各層内で達成される流体力学的集束は、２次元集束である。この作製手法にとっての欠点は、層ごとにカットアウト部が変化するときの、チャンバ断面の段状変化が、気泡を捕捉するサイトを提供し、気泡が、集束チャンバの有効な形状を変え、集束性能を低下させる場合がある。
【００３１】
第１の手法は、集束チャンバの形状をプラスチック射出成形部品で表現することによって実施されてもよい。これらのモールドは、滑らかに変わる集束チャンバ断面の変化を与える複合曲線を用いて機械加工されてもよく、気泡の捕捉の問題が最小になる。
【００３２】
第２の手法は、図８ｂに示すように、側面チャネルまたは噴射口８７および８８から、それぞれ、シース流体１８１および１８２、および／または、他の試薬を出す一連の流体噴射口によって実施されてもよい。この図は、サンプル１８０が、チャネルまたは注入器８９を介して主チャネル１８４に入り、Ｔ字接合部１８５にて試薬１８３と結合し、側面流体噴射口８７および８８からの集束を受けて進み続けることを示す。Ｔ字接合部１８５または同様の構造は、一部のサンプルの凝集を減少させるか、または、なくしてもよい。この手法は、マイクロチャネル内の液体に特徴的である層流の性質を利用することによって、チャネル断面の変化無しで、チャネル１８４内に血球ストリーム９７を集束させる場合がある。側面噴射口８７および８８から出る流体は、チャネル内の空間をふさぐ場合があり、それにより、既にチャネル内にある流体を狭隘化しかつ加速することができる。より多いか、または、より少ない噴射口が存在してもよい。
【００３３】
図９ａは、集束チャンバ８３および測定チャネル８２の始点を示す。図９ａのコンポーネントは、図８ａの方法と同じ方法か、または、別の方法で成形されてもよい。希釈されたサンプルストリーム８４は、シース流体ストリーム８５の中心に注入され、ストリームは、集束チャンバおよび測定チャネル内に流れることができる。サンプル注入器と同様に、このコンポーネントの最も厳しい許容誤差は、針挿入物との締りばめ、および、図６の表に指定される断面Ａ−Ａ内の上流チャネルと下流チャネルの高さであってよい。
【００３４】
図９ａは、射出成形集束チャンバ８３であり、かつ、下流の測定チャネル８２に入ることができるデバイスのミリメートル単位の寸法を示す。厚さ寸法は、明確にするために、断面Ａ−Ａで約５倍拡大されている。チャネルは、必ずしも断面が円形ではなく、長方形であるが、おそらく、角に置かれた小さなフィレットを有する、あるいは、角を平滑にするために、成形されるか、または、機械加工されることができる。＋／−１５％の許容誤差は、分岐線をまたぐ、針が挿入される場所以外の、全ての寸法に関して十分である場合がある。針の周りの漏れを防止するために、締りばめが提案されてもよい。図９ｂは、集束チャンバ８０の方へ向かうシース流体７０の進入部を示す。希釈されたサンプル９０は、希釈サンプル注入器９８によって集束チャンバ８０に提供されてもよい。得られる流れは、測定チャネル９９に進むことができる。滑らかに湾曲した壁は、本明細書で述べる種々の構成において、気泡捕捉をなくす可能性がある。
【００３５】
図１０は、チャネル中心線とプラスチック部品の表面との間に厳しい許容誤差を有する射出成形測定チャネル８２を示す。光学系は、焦点面を設定するために部品表面を参照してもよい。固定位置光学検知システムを可能にするために、測定チャネル８２コンポーネントは、厳しい許容誤差を必要とする場合がある。チャネル自体の最大断面は、０．２００（＋０．０２０，−０．０２０）×０．１００（＋０．０１５，−０．０１５）ｍｍであってよい。プラスチック部品の表面が、光学系を、測定チャネル８２の中心線に位置合わせするのに使用される場合、測定チャネルの中心線に対する表面のｚ軸寸法（±０．００５ｍｍ）は、カード全体の最も厳しい許容誤差である場合がある。この厳しい許容誤差が、かなりのコスト要因である場合に、この許容誤差が不必要になるように、読み取り側に、移動可能な自己調整式光学検知システムが存在してもよい。
【００３６】
図１１ａは、図５で留意されてもよいチャネル、タンク、および流量センサの網状体のオーバレイ図を示す。図は、プラスチック部品が完全に透明であるかのように、分析器５０のチャネル網状体の図を示す。コンポーネントの多くは、図５のコンポーネントと関係があってもよい。図１１ｂは、カード５０の別のレイアウトを示す。図１１ｂは、それぞれ、測定チャネル１０１および１０２、サンプル注入器１０３、全血サンプルチャネル１０４、試薬格納リザーバ１０５、ＲＢＣ希釈チャネル１０６、ＷＢＣ希釈チャネル１０７、希釈サンプル注入器１０８、流量センサ１０９、およびバルブ１１１を示す。
【００３７】
図１２（線図）および１３（立体図）は、チャネル網状体が、ＣＢＣカード５０を構成する一連の射出成形プラスチック部品９１、９２、９３、９４、および９５としてどのように実施されるかを示す。左からのアイテム９６は、複数の部品で実現されてもよいチャネル網状体である。コンポーネント９６の複数の部分は、プラスチック部品９１、９２、９３、９４、および９５が一緒になったことの結果であってよい。システム５０のタンクのために自分自身の壁を有する気泡パックが存在してもよい。
【００３８】
試薬格納部は、考えられてもよいシステムの態様である。液体試薬の６ヶ月格納部は、組み立て中に、カード上のタンク内に液体充填済ブリスタパックを置くことによって達成されてもよい。ブリスタパックは、本明細書で述べるように、針穿刺によって、検査中に開けられてもよい。ＷＢＣとＲＢＣの両方の回路用のシース流体（球状化溶液）タンクの容積は、約２，０００μｌであってよい。溶解溶液タンクの容積は、約２４０μｌであってよい。廃棄物タンクの容積は約３，０００μｌであってよい。
【００３９】
流体運動コントロールのために、４つの流量センサからなる流量センササブパッケージが存在してもよく、流量センサはそれぞれ、両端に通路を有する流体流路を有する。このサブパッケージに対するインタフェースは、図５に示すように、カード５０上に含まれてもよい。サブパッケージ通路は、カード５０上の流体網状体に対する漏れの無い流体接続のためのエラストマリングを有してもよい。ＷＢＣ回路とＲＢＣ回路との間のサンプル流を切換えるためのバルブを含む、流体を導入するの７つのバルブもまた、カード５０上に含まれてもよい。バルブは、単純な機能を有してもよい。
【００４０】
低コストなウェットインタフェースカード５０は、いくつかの点で高コストなドライインタフェースカード５０と異なる場合がある。ウェットインタフェースカードは、流体格納タンクを持たなくてもよく、検査中に読み取り器具によってカード内に注入される流体を収集するための廃物タンクだけが残る。ウェットインタフェースカードは、組み立て中にタンク内に置かれる試薬のブリスタパックも、流量センサも、集束チャンバ内を除いて、サンプル注入器内の針挿入物（すなわち、４つの代わりに２つの針挿入物）も持たなくてもよい。
【００４１】
材料に関しては、光学的透明度、比較的高い表面エネルギー（親水性）、および検査との適合性のために、アクリル（ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ）が魅力的である。同様なまたは優れた特性を有する材料に置換えられてもよい。表面エネルギーを下げる離型成分（たとえば、シリコーンオイル）が使用されるべきでない。鋭利な針を通した流体注入のための自己シール界面を提供するために、２つのエラストマストリップが成形されてもよい（図５、７ａ、および７ｂ）。
【００４２】
接合に関しては、流体チャネルからの漏れが回避されるように、プラスチック部品が、一緒に接合されてもよい。接合は、超音波溶接、接着層、揮発性溶媒、または、流体チャネル幾何形状を変えることなく、あるいは、チャネル壁の表面エネルギーの非均一性を導入することなく、実施することができる、任意の他の手法または材料を含んでもよい。
【００４３】
カード５０は、５つのプラスチック部品を有するものとして示された。カード５０は、より大きな横方向寸法を有するわずか２つのプラスチック部品で実施されることもできる。本カードは、２〜４の針購入物を含んでもよい。２つの付加的な層を追加して、ステンレス鋼ではなくプラスチックの突出管形状を形成することによって、針購入物がなくされてもよい。
【００４４】
サイトメトリカードのサンプル／希釈液注入器構造の目的は、球状化溶液によってシージングされた全血の薄いリボンを作ることであってよい。薄いリボン形状は、希釈液溶質（すなわち、溶解剤または球状化剤）が、全ての赤血球に対して急速に拡散し、その化学的プロセスを始動することを可能にするため、望ましい場合がある。注入器設計は、血液サンプルを周囲希釈液の中心に注入するために、中空針を利用してもよい。
【００４５】
サンプル／希釈液注入器は、サイトメトリカード上で、ＷＢＣ流体回路とＲＢＣ流体回路の両方において必要とされる場合がある。ＷＢＣ回路では、赤血球が溶解され、ＲＢＣ回路では、赤血球が球状化されるため、注入器は、ＷＢＣ回路では、サンプル／溶解剤注入器、ＲＢＣ回路では、サンプル／球状化溶液注入器と呼ばれてもよい。一般に、２つの注入器の間に幾何形状的な差は存在せず、両者は、同じ全血サンプル流量を使用してもよい。１つの差は、ＲＢＣカード内での球状化溶液の流量が、ＷＢＣカード内での溶解溶液の流量の７．５倍であることである。
【００４６】
サンプル／希釈液注入器は、サンプルストリームを希釈液ストリームの中心に注入するための物理的構造を使用してもよい。希釈液を搬送する真っ直ぐなパイプ内への湾曲した注入器針または湾曲したパイプ内への真っ直ぐな注入器針を含む、いくつかの注入器設計が可能である。ここで、３１ゲージ針が、湾曲したチャネル内に突出するときに真っ直ぐな注入器が選択されてもよい。考慮事項は、以下のアイテムを含んでもよい。注入器は、サンプルをパイプ断面の中心に送出すべきである。注入器先端は、次の下流チャネルに一致するように、流れを流体力学的に集束させるように設計されたパイプ断面変化部の上流に位置すべきである。カードの組み立て中に、成形部品間に置き、保持することがより容易になるように、注入器針の半分未満が、パイプ内に突出すべきである。注入器を出るサンプルの流体速度は、サンプルストリームの集束ずれを防止するために、周囲希釈液の速度より小さくなるべきである。
【００４７】
初期条件は、以下のアイテムを含んでもよい。始めに、チャネルの全てが、純粋希釈液で充填されるべきである。どんな血球も存在すべきではなく、また、流体流速度は、ゼロであるべきである。
【００４８】
境界条件は、以下のアイテムを含んでもよい。ＷＢＣ状況では、希釈液の流量は、６０μｌ／分に設定されてもよい。ＲＢＣ状況の場合、希釈液（球状化溶液）流量は、４５０μｌ／分に設定されてもよい。両方の状況では、サンプル流量は、１．５μｌ／分であるべきである。これらは、定常状態のシナリオであってよい。
【００４９】
さらなるパラメータは、以下のアイテムを含んでもよい。希釈液の密度は、０．００１ｇｍ／μｌであってよく、動粘度は、０．００１Ｐａ秒であってよい。希釈液内の血球の拡散係数は、１×１０−６ｍｍ２／秒と仮定されてもよい。
【００５０】
サンプル／希釈液注入器内の流れのシミュレーションが開発されてもよい。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、および、化学種の保存による分子および移流拡散のモデル化を含んでもよい。有限容積の計算メッシュは、カード幾何形状の本質的な特徴をモデル化するために使用されてもよい。
【００５１】
全血は、水性希釈液に比べて、１１％濃く、かつ、５．５倍粘性があるが、血液サンプルは、注入された後、すぐに希釈され、懸濁液内で急速に分離血球になってもよい。これは、サンプル血液の初期のより高い密度および粘度を無視する単純化を可能にし、代わりに、血液のストリームを、希釈液内で懸濁された分離血球としてモデル化してもよい。この単純化は、血球が大きな分子であるかのように血球を扱うことによって実施されてもよい。その運動は、拡散プロセスとしてモデル化されてもよく、また、種の保存は、移流−拡散方程式の適用によって実現されてもよい。この方程式は、流体ドメイン内の複数の点のそれぞれにおける、拡散種の蓄積および枯渇のレートを記述してもよい。方程式は、
【００５２】
【数１】
2009500610.tif 000003
【００５３】
として書かれてもよい。ここで、ｕは局所速度ベクトルであり、ｔは時間であり、ｃは正規化された血球濃度であり、Ｄはその有効拡散係数である。右辺の第１項（ｒｈｓ）は、溶媒（溶解溶液または球状化溶液）を通した、溶質（血球）の分子拡散（すなわち、ブラウン運動）をモデル化してもよい。ｒｈｓの第２項は、溶媒の流れに沿って溶質が搬送される、移流拡散をモデル化してもよい。
【００５４】
サンプル／希釈液注入器内で流体が合流するときの、流体の運動の計算は、運動量保存の適用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。ナビエ・ストークス方程式は、
【００５５】
【数２】
2009500610.tif 000004
【００５６】
と書かれてもよく、ベクトル速度ｕ＝（ｕ１，ｕ２，ｕ３）、圧力勾配ΔＰ、流体密度ρ、流体粘度μを有する、複雑な３次元流体場について使用できる一般式である。
希釈液流は、針の先端に達する前に、針の周りで安定化することを、分析が示す場合がある。そのため、注入器針は、周囲チャネル内で十分に遠くまで突出してもよい。しかし、より短い針長さを求める理由が存在する場合には、この突出長は、半分ほどだけ減少することができる。
【００５７】
サンプル／希釈液注入器は、薄いリボンである血球ストリームを形成する。赤血球は、通常、直径が５．５μｍであるため、たとえＷＢＣカード内でも、拡散剤、球状化剤、または溶解剤は、血球ストリームの中心に達するために、１０μｍまたは２つ分の血球直径未満だけ貫入する必要があることになる。そのため、球状化および溶解プロセスは、拡散制限されるべきでない。集束された血球ストリームが、計数のために、光学測定チャネル内に進むときに、集束された血球ストリームを特徴付けるために、この同じタイプの分析が、下流の集束チャンバについて実施されてもよい。
【００５８】
ＲＢＣカードおよびＷＢＣカードに加えて、ヘモグロビン（ＨＧＢ）の測定および分析のためのカード３３が、血液学分析器１０（図１および図４）について設けられてもよい。３つのカード（図２〜４）全てが、１つのカード内に組み込まれることができる。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サンプルプッシャ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。唯一のオンカード格納部は、廃物タンク３１および全血サンプルループであってよい。カード３３は、また、本明細書で述べるカード１１８と考えられてもよい。
【００５９】
全血内のヘモグロビンを測定する手法は、メタノールに溶かした溶解剤を、カード上のウェルに事前装填することを必要とする場合がある。このメタノール溶液は、すっかり乾き、全血サンプルが注入されると赤血球をいつでも溶解できる溶解剤の親水性被覆を、ウェル内部に残してもよい。
【００６０】
図１４のグラフでは、最も高い分子重量の溶解剤は、フルオレセインとほぼ同じサイズであり、ほぼ同じ速度で拡散する場合があることが留意されてもよい。グラフは、秒単位の時間に対して、最後についての％単位の中心面の溶解液濃度をプロットする。血液粘度が、水の粘度の約５．５倍であり、かつ、拡散速度が、（ストークス−アインシュタインの関係によれば）粘度に比例するため、キュベット１１５（図１５）の中心面における溶解液濃度が、均衡値の９０％に近づくのに１分以上を必要とする場合がある。
【００６１】
積層体のまたは他の種類の接着剤は、アクリルベースであり、また、おそらく、３０％超えメタノールである溶液に適合しない場合がある。メタノール溶液は、乾燥すると、カード材料に必ずしも危険性を呈するわけではない。そのため、溶解剤を事前コーティングされた、ポリカーボネートまたはポリスチレンキュベット１１５を試験する前に、積層体のまたは他の種類のカード上に、ある手法が埋め込まれてもよい。キュベット１１５の窓クリアランス（ｚ方向の内部寸法）は、吸収度測定についてのクリティカルな経路長である場合がある。経路長は、測定における有意の誤差源である場合がある。総合誤差が、１％に制限されるべきであるため、経路長は、最終の統合カード設計において、１％未満の許容誤差を必要とする場合がある。一巡の試験について、各キュベット１１５内の経路長は、誤差源としての経路長を最小にするように、正確に測定されてもよい。経路長は、１５０〜３００ミクロンの範囲内にあってよいが、別の設計では、より長い経路長が、より大きな寸法許容誤差を可能にする場合がある。キュベット１１５は、図１５に示すように、非常に単純な形状を有する場合があり、経路長が、デバイスごとに正確に測定される限り、ポリカーボネートストックから機械加工（または、おそらく成形）されてもよい。ウェルの上部は、キュベットベースに溶剤結合するか、または、溶剤接着した、ポリカーボネートの平坦シートによって閉じられてもよい。
【００６２】
積層体のまたは他の種類のカードとキュベットとの流体連通は、ベース内の２つの穴によってもよく、ベースは、流体シールを形成するために、第２層の露出した圧力感応性接着層に押し付けられる。これは、流量センサ搭載手法と似ているが、キュベットと小孔が開けられた廃物タンクとの間には事実上、背圧が存在しないため、キュベットは、漏れる可能性が少ない。
【００６３】
図１５は、カバープレートが半透明として示された、キュベット１１５の３次元図を示す。左および右の通路１１６および１１７は、それぞれ、キュベットの下のカード（図１７）への流体接続を提供してもよい。
【００６４】
図１６は、ヘモグロビンパラメータ測定カード１１８の、積層体の、成形の、または他の種類の層１２１、１２２、１２３、１２４、１２５、１２６、および１２７の分解図を示す。図１７は、ヘモグロビンカード１１８の平面図を示す。キュベット１１５は、層１２１内のスロット１１９に嵌合してもよく、層１２１は、図１６に示す積重体の底部に見えており、また、次の高位の層、層１２２内の圧力感応性接着剤に接合されてもよい。
【００６５】
ヘモグロビン濃度手法の光吸収度測定が実施される前に、赤血球を溶解し、ヘモグロビン分子を均一な状態に変える試薬に、サンプル血液が暴露されてもよい。この試薬は、キュベット１１５の表面上の乾燥粉末として実施されてもよい。サンプル血液は、まずキュベット表面上を流れるとき、溶解試薬粉末を急速に吸収してもよい。吸収度測定は、血球が溶解し、ヘモグロビンが、安定状態に達した後に実施されてもよい。
【００６６】
代替の構成では、試薬粉末が、その中に堆積されてもよい溶解チャンバが、キュベット１１５の上流に設けられてもよい。キュベットは、試薬粉末が全く無いため、溶解した血液がキュベット１１５に入る間に、較正吸収度測定が実施されてもよい。この較正は、キュベット自体の光吸収度のカードごとの変動に対応してもよい。
【００６７】
ヘモグロビン微小流体回路のコンポーネントの多くは、本明細書で指定された、幅、容積、および層厚さを有する、長くかつ狭いチャネルを含む場合がある。高さ寸法は、チャネル内での圧力損失、堆積レート、および拡散速度に影響を及ぼすため、小さく、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、公称であるが、容積許容誤差は、指定されてもよい。
【００６８】
サンプルは、入口ポート１３１を通ってサンプルループ１３２内に装填される全血であってよい。ポート１３１は、血液を装填するのに使用されるシリンジ針に一致する大きさに作られてもよい。代替のインタフェースは、カード１１８上のエラストマ隔壁に貫入する、多岐管上の針を有してもよい。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１１８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。
【００６９】
サンプルループ１３２は、いくつかの理由で、長くかつ薄い大きさに作られてもよい。第１の理由は、サンプルループをＲＢＣカード上に適合させ、３チャネルＣＢＣカード内へのＨＧＢチャネルの一体化を容易にすることであってよい。別の理由は、プッシャ流体によるサンプル血液のより完全な掃き出しを確保することであってよい。サンプルループ１３２が、短く幅広のチャネルであった場合、プッシャ流体は、おそらくチャネル中心を通って掃き出すことになり、多量のサンプル血液が壁に沿って置き去りになる。
【００７０】
キュベット１１５厚さは、光学経路であってよい。これは、カード上のクリティカルな寸法であってよい。キュベット１１５容積は、３チャネルＣＢＣカード内への容易な一体化ができるように選択されてもよい。３チャネルＣＢＣカードにおいて、ＲＢＣチャネルおよびＷＢＣチャネルと共有されてもよいカード仕様内に１０マイクロリットルのサンプルが存在してもよい。円形の本体中心が、光学部品とインタフェースするために選択されてもよく、これは、流体厚さがクリティカルであってよい領域である。本体中心を入口通路１１６および出口通路１１７に接続する角度形状は、完全湿潤中に気泡を捕捉する傾向があるチャネル断面の突然の変化を回避するように選択されてもよい。キュベット１１５は、完全湿潤中に、重力作用が気泡のパージに役立つように、出口を上に向けて配置されてもよい。
【００７１】
キュベット１１５は、試験の前にカード１１８上に置かれてもよい挿入物である。赤血球は、キュベット１１５内で溶解されてもよい。ヘモグロビン測定が終了した後、サンプルは、廃物タンク１３３内に押し出されてもよい。もう少し詳細に言うと、分析プロセスは、全血の事前装填で始まってもよい。２マイクロリットルのサンプルが、０＜ｔ＜１０秒の間、プッシャ流体を用いて１２マイクロリットル／分で押し出されてもよい。停止は、溶解が起こる間の６０〜１２０秒の間であってよい。その後、吸収度測定が実施されてもよい。サンプルは、その後、廃物タンク１３３に押し出されてもよい。
【００７２】
特定の許容誤差を有してもよい、流体を格納するカード１１８の部分は、１５〜１８マイクロリットルの許容誤差範囲および１６マイクロリットルの公称容積を有する全血格納ループ１３２を含んでもよい。廃物タンク１３３は、２６〜３２マイクロリットルの許容誤差範囲および２８マイクロリットルの公称値を有してもよい。キュベットは、１．９〜２．１マイクロリットルの許容誤差範囲および２マイクロリットルの公称値を有してもよい。キュベット１１５は、別個に作製された挿入物であり、その容積は、積層体のまたは他の種類のカード１１８の一部ではない。
【００７３】
チャネルおよび通路が適切に接続することを確保するために必要とされる許容誤差以外のクリティカルなチャネル幅許容誤差は、一般に存在しない。比較的大きな柔軟性を有し、システムダイナミックスを導入するチャネル機構が存在してもよい。これらのエリアは、サンプルループ１３２および廃物タンク１３３を含んでもよい。この柔軟性の多くは、層１２１および１２７について、より厚い材料の使用によって解決されてもよい。図１８の表は、層１２１〜１２７に使用されてもよい材料および厚さ許容誤差の一覧を示す。
【００７４】
表面エネルギーは、湿潤され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、任意の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。
【００７５】
カード１１８の品質コントロールは、以下の測定基準（metrics）を含んでもよい。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してもよく、顕微鏡検査によって、マイクロチャネル内に、１ミクロンより大きいちり粒子、毛髪などが全く無い、それぞれの製造ロット内でのランダムに選択されたサンプルカードの気泡の全く無い完全湿潤によって検証された、チャネルの均一な表面特性を有してもよい。後者は、チャネル閉塞を回避し、ヘモグロビン測定中における異物の干渉を防止してもよい。１ｐｓｉ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。
【００７６】
ＨＧＢカード１１８の作製に対して、他のアイテムが考えられる。金属被覆が、キャパシタンスによる分離距離の検出を可能にする能動間隙検出法が存在してもよい。カードの組み立て前に、成形部品上に試薬が印刷されるドライ試薬装填法が存在してもよい。能動ポンプによって、キュベット内に血液が装填される能動ポンピング法が存在してもよい。
【００７７】
分析器の流路内のコアは、種々の方法でコントロールされてもよい。たとえば、微小噴射口による能動コア位置決め法が存在してもよい。コアは、チャネル側面上のコントロール噴射口から放出される横方向流れによって光学チャネル内で位置決めされてもよい。別の手法は、２重ポンプシースを含んでもよい。コアを幾何学的に配置する代わりに、コアは、光学チャネルに横方向に入り、かつ、サンプルストリームを囲み圧縮する、シース流体の２つの平行流と対向流によって位置決めされてもよい。この手法は、集束チャンバを置換え、完全湿潤中における気泡の捕捉の問題をなくす可能性がある。
【００７８】
図１９〜２３は、３Ｄ流体力学的集束の具体的な例を示す。図１９は、サンプル流またはコア１４２を有する流路１４１を示す。別の流体でフォーマットされたサンプルコア１４２が存在してもよい。サンプル流１４２は、それぞれコントロールチャネル１４３および１４４を通して流路１４１に入る他の流体流１４５および１４６によってコントロールされてもよく、かつ／または、集束されてもよい。チャネル１４３および１４４は、流路１４１に側面で結合されてもよい。チャネル１４３および１４４は、流路１４１の長手軸に対して約９０°の、それぞれ、角度１４７および１４８を有する。しかし、角度１４７および１４８は、４５°、１２０°、または他の大きさであってもよい。角度１４７および１４８は、異なる大きさまたは同じ大きさであってよい。流体流１４５および１４６は、シージング流体、球状化流体、または溶解流体であってよい。流れ１４５および１４６についての流体は、他の種類の流体であってよい。流れ１４５および１４６についての流体は、互いに異なってもよい。流れ１４５および１４６についての流体は、種々の流体の混合物であってよい。
【００７９】
サンプルコア１４２の位置１４９は、流体流１４６の速度に対する流体流１４５の速度の比を変更することによって調整されてもよい。サンプルコア１４２の幅１５１は、流体流１４５および／または流体流１４６の速度に対する流体流１４２の速度の比を変更することによって調整されてもよい。コア１４２の形成および／またはコントロールのために流れ１４５および１４６に加えて他の流体流が存在してもよい。
【００８０】
図２０は、管、注入器、またはチャネル１５６からのサンプルコア１５５の形成および／またはコントロールを示す。この注入器１５６は、流路または集束チャネル１５７内に位置決めされてもよい。コア１５５は、別の流体１５８によって囲まれてもよい。流体１５８は、シージング流体、球状化流体、または溶解流体であってよい。流体１５８は、別の流体であってよく、または、流体の組合せであってよい。サンプルコア１５５は、それぞれ、ポート、噴射口または微小噴射口１６３および１６４を通って流入するコントロール操向流体１６１および１６２によって位置および直径に関してコントロールされてもよい。微小噴射口１６３および１６４は、サンプルコア１５５の流れ方向に対してほぼ任意の角度に位置してよい。コントロール操向流体を有する１つまたは複数の噴射口が存在してもよい。操向流体は、流体流１５８に対して同じ流体であってよく、または、異なる流体であってよい。
【００８１】
図２１は、流路１６７の縦寸法に対してある角度で位置決めされることができる、管、チャネル、または注入器１６６から流れるサンプルコア１６５の形成および／またはコントロール方式を示す。角度は、種々の大きさのうちの１つであってよい。サンプルコア１６５は、流体力学的集束の意味で、サンプルコア１６５の周りに流体１６８の流れを有してもよい。しかし、サンプルコア１６５の位置は、噴射口１７１からのコントロール操向流体１６９によって変更されてもよい。サンプルコア内での重力および重い血球のために、コア１６５は、噴射口１７１に向かって移動する傾向がある。流体１６９は、こうした作用を打ち消してもよい。噴射１６９は、コア１６５の種々のコントロールのために、チャネル１６７から流体を引き出すと共に、流体をチャネル内に提供してもよい。コントロール操向流体を有する１つまたは複数の噴射口が存在してもよい。流体１６８は、シージング流体、球状化流体、溶解流体、何らかの他の流体、または種々の流体の組合せであってよい。コントロール操向流体１６９は、流体１６８と同じであったよく、または、流体１６８と異なってもよい。
【００８２】
図２２は、管、チャネル、または注入器１６６が、流路１６７の長手方向軸に対して垂直に位置決めされていることを除いて、図２１の構成と同様のサンプルコア１６５についての形成および／またはコントロール構成を示す。他の位置に比べた１つの利点は、注入器１６６のこの垂直位置は、注入器の端からより強烈に血球が剥ぎ取られるようにさせ、また、サンプルコア１６５内にある血球の凝集を防止する場合があることである。図２１の構成の特性および特徴は、図２２の構成の特性および特徴に適用可能であってよい。
【００８３】
図２３は、図２２の構成と同じに見える構成を示す。その注入器１７６は、図２２の注入器１６６の部分に似た、流体１６８の流れの方向およびチャネル１６７の縦軸に垂直であるように見える第１位置１７７を有してもよい。しかし、注入器１７６は、部分１７７にほぼ垂直である第２部分１７８を有するように見える。コア流１７５の位置のコントロールは、注入器１７６の移動によって実施されてもよい。部分１７７および１７８の角度は、独立に変えられてもよく、または、流体１６８の流れの方向に対して調整されてもよい。
【００８４】
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】
【００８５】
【図１】粒子計数およびサイズ測定システムのブロック図である。
【図２】白血球用の具体的な血液分析カートリッジの一部分を示す図である。
【図３】赤血球用の具体的な血液分析カートリッジの一部分を示す図である。
【図４】ヘモグロビン用の具体的な血液分析カートリッジの一部分を示す図である。
【図５】全血球数カードのパイプ網状体を示す図である。
【図６】微小流体回路のいくつかの成分についてのパラメータの表である。
【図７ａ】注入針と試薬リザーバとの間のインタフェースを示す図である。
【図７ｂ】注入針と試薬リザーバとの間のインタフェースを示す図である。
【図８ａ】流体ストリーム内にサンプルを提供するための注入器を示す図である。
【図８ｂ】サンプルが、接合部に試薬を有する主チャネル内に入り、流体噴射によって集束を始める状態の図である。
【図９ａ】流体ストリーム内にサンプルを提供するための別のバージョンの注入器を示す図である。
【図９ｂ】流体ストリーム内にサンプルを提供するための別のバージョンの注入器を示す図である。
【図１０】射出成形測定チャネルを示す図である。
【図１１ａ】分析器カード上のコンポーネントのレイアウトを示す図である。
【図１１ｂ】分析器カード上のコンポーネントのレイアウトを示す図である。
【図１２】分析器カードを構成する射出成部品の図である。
【図１３】分析器カードを構成する射出成部品の図である。
【図１４】時間に対する中心面の溶解液濃度のプロットである。
【図１５】ヘモグロビン測定用のキュベットの３次元図である。
【図１６】ヘモグロビンパラメータ測定カードを構成する複数層の図である。
【図１７】ヘモグロビンパラメータ測定カードの平面図である。
【図１８】ヘモグロビンパラメータ測定カードの層についての材料および寸法を挙げる表である。
【図１９】分析器の流路内におけるサンプルコアの寸法および位置の調整コントロールの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図２０】分析器の流路内におけるサンプルコアの寸法および位置の調整コントロールの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図２１】分析器の流路内におけるサンプルコアの寸法および位置の調整コントロールの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図２２】分析器の流路内におけるサンプルコアの寸法および位置の調整コントロールの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図２３】分析器の流路内におけるサンプルコアの寸法および位置の調整コントロールの種々の構成のうちの１つを示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
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