(57)【要約】      （修正有）【課題】化学性を決定する自蔵式システム、機器、および方法を提供する。【解決手段】カートリッジは、試料と反応するように作られた少なくとも１つの試薬を収容するように構成され、少なくとも１つのレポータ機能性は、検定の結果を報告するために少なくとも１つの試薬の試料との反応を報告するように構成された固定カートリッジと、カートリッジ上に外部から力を加えて、少なくとも１つの試薬を放出させるように構成された第１の圧接手段と、除去可能な力を加えて、カートリッジの中に第１の方向の流体動きを誘発し、力が除去されると、第１の方向と反対方向の流体動きを引き起こすように構成された少なくとも１つの第２の圧接手段とを含む機械式制御装置と、反応を検出するように構成された光学式読取り装置と、光学式読取り装置からデータを受け取って、データを処理して化学性を決定するように構成されたプロセッサとを含むシステム。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体試料の化学性を決定する自動化された検定を実行するシステムであって、前記システムは、
ａ）その中で前記検定を行う無弁の固定カートリッジであって、前記カートリッジは、前記流体試料の少なくとも部分と流動混合されて、少なくとも１つの準備工程を実施して、これによって前処理済み試料を生成するように構成された少なくとも１つの試薬を収容するように構成されたブリスターと、前記前処理済み試料と関連する少なくとも１つのレポータ機能性の検出のために構成された前記カートリッジ上の読取りチャネルと、前記少なくとも１つのレポータ機能性の検出用に前記カートリッジ上の読取りチャネルを合わせるように構成されたアライメント手段とを含む無弁の固定カートリッジと、
ｂ）前記固定カートリッジを受け取るためのカートリッジ操作ユニット（ＣＨＵ）であって、前記ＣＨＵは機械式制御装置を含み、前記機械式制御装置は
ｉ．前記カートリッジ中の前記ブリスターの１つの上に外部から力を加えて、前記少なくとも１つの流体試薬を放出させるようにモータおよびモータのシャフトによって駆動されるように構成された少なくとも１つの第１のアクチュエータと、
ｉｉ．除去可能な力を加えて、前記カートリッジの中に第１の方向の流体動きを誘発し、前記力が除去されると、前記第１の方向と反対方向の流体動きを引き起こすように構成された少なくとも１つの第２のアクチュエータと、
ｉｉｉ．前記少なくとも１つのレポータ機能性の前記検出のための自動焦点プロセスの間、前記読取りチャネルを照らすよう構成された複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）を含むアセンブリと、
を含むカートリッジ操作ユニット（ＣＨＵ）と、
ｃ）前記少なくとも１つのレポータ機能性を検出するように構成された光学式読取り装置と、
ｄ）前記光学式読取り装置からデータを受け取って、前記データを処理して前記化学性を決定するように構成されたプロセッサとを含むシステム。
【請求項２】
前記カートリッジは、複数の流体開放チャネルをさらに備えており、前記流体開放チャネルは全て、互いに液体連通している、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記カートリッジは、検体受入れ要素において流体試料を受け取った後、密封され、所定量の前記試料を、前記複数の流体開放チャネルの少なくとも一部の中に通すように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記カートリッジは、前記流体チャネルの中に陰圧および陽圧の少なくとも１つを印加するように構成された、少なくとも１つの膨張可能、変形可能な弾性室をさらに備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの変形可能な弾性室は、前記ブリスターに格納された前記少なくとも１つの試薬と所定量の前記試料とのさらなる接触を生じさせて、前記前処理済み試料を生成するように構成される、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
第１の圧接手段は、動くと前記ブリスター上のもろい密封部を破壊するように構成されるように、前記ブリスターに近接して配置される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記アライメント手段は、前記前処理済み試料と関連する前記少なくとも１つのレポーター機能性の検出用に前記カートリッジ上の読取りチャネルを合わせるように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記複数の流体開放チャネルのいくつかは、０．１ｍｍ２から２ｍｍ２以下の断面である、請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記所定量は、１０マイクロリットルから５００マイクロリットル以下の体積である、請求項５に記載のシステム。
【請求項１０】
前記カートリッジは、２００マイクロリットルから１００００マイクロリットル以下の容積の少なくとも１つの反応室を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記カートリッジ外部の温度制御装置をさらに備え、前記装置が、前記反応の温度を制御するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記カートリッジは、使い捨てマイクロ流体カートリッジである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのレポーター機能性は、少なくとも１つの敗血症バイオマーカに対して特異的な蛍光標識結合部分を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記光学式読取り機が、
ａ．光ビームを提供するよう構成されたレーザーと、
ｂ．前記液体試料に向かって前記光ビームを向けるよう構成された複数の光学要素と、
ｃ．光電子増倍管（ＰＭＴ）とを、
有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数の光学要素が、ダイクロイックフィルタ、ビームスプリッタ、集束レンズ、ピンホール、および対物レンズを含む、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記光学式読取り機が、前記対物レンズを通って前記試料に向かうビームからの信号を記録するように構成され、前記試料から戻るビームを検出するようにさらに構成された読取りユニットをさらに含む、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記光学式読取り機が、アテニュエータ、高域フィルタ、凹面格子をさらに含む、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ＰＭＴが、８つのスペクトル領域に対応する８つの異なる空間的位置で蛍光を検出するよう構成された配列を含む、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記システムが、前記光ビームを通過する粒子からの散乱を検出するよう構成された前方散乱アセンブリを含む、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本発明は、Ｋａｓｄａｎ他による２０１２年１２月１７日出願の米国仮特許出願第６１／７３７，８５４号、Ｋａｓｄａｎ他による２０１２年１２月１７日出願の米国仮特許出願第６１／７３７，８５６号、および２０１２年１２月１７日出願の米国特許出願第１３／７１６，２４６号の優先権を請求し、これらの出願を参考文献として本明細書に援用する。
【０００２】
本発明は一般に、生物学的状態を検出する装置および方法に関し、より詳細には、少量の流体試料の生物学的状態を検出する方法と機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
診断するのが難しい医学的状態は、多数ある。多くの場合、医師による診断は、患者の症状の組み合わせについての医師の観察に基づく。これは、誤診に結びつくこともある。さらに、薬かまたは他のモダリティかにかかわらず、治療に対する患者の反応は、多くの場合、医師の観察で追跡調査される。
【０００４】
多くの実験室試験は、患者の生物学的状態を決定するために、生体検体または体液に関する診断領域で行われる。しかしながら、こうした試験は、診断実験室ではオフラインで行われる。多くの場合、実験室業務は、日中に単一の８時間シフトの間にだけ行われ、労働集約的な傾向がある。本技術分野のいくつかの先行技術公告として、なかでも、米国特許公告第８，１１６，９８４号、同第２００６２１５１５５号、および同第２０１２１８７１１７号が挙げられる。
【０００５】
先に述べた発明があるにもかかわらず、患者の生物学的状態を検出して診断する装置および方法の改良を実現する必要性がいまだ満たされないまま残っている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
患者の生物学的状態を検出して診断する改良型の機器および方法を提供することが、本発明のいくつかの態様の目的である。
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、患者の生物学的状態を検出して診断する改良型の方法、機器、およびキットが提供される。
【０００８】
本発明の他の実施形態では、患者からの試料の生物学的部分の迅速な検出を実現する方法およびキットが説明される。
【０００９】
本発明のさらなる実施形態では、患者からの少量の流体試料の生物学的部分の検出を実現する方法およびキットが開示される。
【００１０】
しかるに、本発明の実施形態によれば、化学性を決定する検定を実行する自蔵式システムが提供されており、システムは、
ａ）その中で検定を行う固定カートリッジであって、カートリッジは、試料と反応するように作られた少なくとも１つの試薬を収容するように構成され、少なくとも１つのレポータ機能性は、検定の結果を報告するために少なくとも１つの試薬の試料との反応を報告するように構成された固定カートリッジと、
ｂ）機械式制御装置であって、
ｉ．カートリッジ上に外部から力を加えて、少なくとも１つの試薬を放出させるように構成された第１の圧接手段と、
ｉｉ．除去可能な力を加えて、カートリッジの中に第１の方向の流体動きを誘発し、力が除去されると、第１の方向と反対方向の流体動きを引き起こすように構成された少なくとも１つの第２の圧接手段とを含む機械式制御装置と、
ｃ）反応を検出するように構成された光学式読取り装置と、
ｄ）光学式読取り装置からデータを受け取って、データを処理して化学性を決定するように構成されたプロセッサとを含む。
【００１１】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、最少で１つのレポータ機能性の検出用にカートリッジ上の読取りチャネルを合わせるように構成されたアライメント手段をさらに含む。
【００１２】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、複数の流体開放チャンネルをさらに備えており、チャネルは全て、互いに液体連通している。
【００１３】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、液状検体を受け取った後、密封され、所定量の試料を、複数の流体開放チャンネルの少なくとも一部の中に通すように構成される。
【００１４】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、流体チャネルの中に陰圧および陽圧の少なくとも１つを印加するように構成された、少なくとも１つの膨張可能、変形可能な弾性室をさらに含む。
【００１５】
さらに、本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの変形可能な弾性室は、密封された搭載格納室に格納された少なくとも１つの試薬を反応室内の所定量の試料にさらに接触させて、反応を誘発するように構成される。
【００１６】
さらに、本発明の実施形態によれば、第１の圧接手段は、動くと格納チャンバ上のもろい密封部を破壊するように構成されるように、搭載された格納室に近接して配置される。
【００１７】
そのうえさらに、本発明の実施形態によれば、アライメント手段は、所定量の試料の反応の検出用のカートリッジ上の読取りチャネルと合うように構成される。
【００１８】
さらに、本発明の実施形態によれば、複数の流体開放チャンネルのいくつかは、０．１ｍｍ２から２ｍｍ２の断面である。
【００１９】
特に、本発明の実施形態によれば、所定量は、１０マイクロリットルから５００マイクロリットルの体積である。
【００２０】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、複数の搭載された試薬を試料および反応生成物の少なくとも１つと接触させるように構成される。
【００２１】
場合によっては、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、複数の搭載された試薬と、試料および反応生成物の少なくとも１つとのカスケード連続反応を誘発するように構成される。
【００２２】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、２００マイクロリットルから１００００マイクロリットルの容積の少なくとも１つの反応室を含む。
【００２３】
さらに、本発明の実施形態によれば、システムは、カートリッジ外部の温度制御装置をさらに含んでおり、装置は、反応の温度を制御するように構成される。
【００２４】
加えて、本発明の実施形態によれば、カートリッジの保管寿命は、６カ月から２４ヵ月である。
【００２５】
重要なことに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、無弁である。
【００２６】
特に、本発明の実施形態によれば、検定は、フローサイトメトリー検定である。
【００２７】
加えて、本発明の実施形態によれば、化学性は、生化学的状態である。
【００２８】
さらに、本発明の実施形態によれば、生化学的状態は、生物学的状態を表している。
【００２９】
さらに本発明の実施形態によれば、試料は、生物学的試料である。
【００３０】
場合によっては、本発明の実施形態によれば、生物学的試料は、生体試料である。
【００３１】
さらに、本発明の実施形態によれば、生体試料は、血液、血清、血漿、尿、唾液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、漿液、腹膜流体、および滑液の血液、尿、血漿、血清、および唾液から成る群から選択される。
【００３２】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、無弁である。
【００３３】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、使い捨てマイクロ流体カートリッジである。
【００３４】
そのうえさらに、本発明の実施形態によれば、試料は、毛管作用を利用してカートリッジに導入される。
【００３５】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジは、以下の要素、すなわち、
ｉ．貯蔵器、
ｉｉ．ポンプ、
ｉｉｉ．導管、
ｉｖ．小型フローセル、
ｖ．輸送チャネル、
ｖｉ．読取りチャネル、
ｖｉｉ．マイクロ流体要素、
ｖｉｉｉ．圧縮気体保持要素、
ｉｘ．圧縮気体放出要素、
ｘ．ノズル要素、
ｘｉ．混合要素、
ｘｉｉ．蛇腹要素、
ｘｉｉｉ．特定のシーケンスに従って要素を起動するように構成されたソフトウェア、および
ｘｉｖ．特定のシーケンスに従って要素を起動するハードウェアの少なくとも１つを含む。
【００３６】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジに配置されている少なくとも１つの試薬は、ａ．少なくとも１つの目標抗体、ｂ．少なくとも１つのポジティブ制御識別抗体、およびｃ．少なくとも１つのネガティブ制御識別検出部分の少なくとも１つを含む。
【００３７】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジに配置されている少なくとも１つの試薬は、
ａ．目標信号基準組成物および
ｂ．基準識別子組成物の少なくとも１つを含む、少なくとも１つの基準組成物を含む。
【００３８】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジに配置されている少なくとも１つの試薬は、
ａ．ポジティブ制御部分および
ｂ．ネガティブ制御部分の少なくとも１つを含む。
【００３９】
さらに、本発明の実施形態によれば、カートリッジに配置されている少なくとも１つの試薬は、少なくとも１つの敗血症バイオマーカを含む。
【００４０】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、被験対象の生物学的状態を決定する方法が提供されており、方法は、
ａ．所定の期間、被験対象からの試料を本明細書に記載されるシステムで温置すること、および
ｂ．少なくとも１つのレポータ機能性に応答した表示を受け取り、それによって、化学性に従って被験対象の生物学的状態の表示を提供することを含む。
【００４１】
さらに、本発明の実施形態によれば、生物学的状態は、白血病、血小板減少症、免疫系疾患、局所感染、尿路障害、自己免疫性疾患、および敗血症などの血液疾患から選択される。
【００４２】
さらに、本発明の実施形態によれば、表示は、定量的である。
【００４３】
そのうえ、本発明の実施形態によれば、方法は、２０分以内に完了される。
【００４４】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、哺乳類の被験対象の生物学的状態を決定する方法が提供されており、方法は、
ａ．被験対象が生物学的状態を有するとき、被験対象からの検体を本明細書に記載されるシステムで少なくとも１つの組成物と共に所定の期間温置して、少なくとも１つの反応生成物を形成すること、および
ｂ．システムの少なくとも１つのレポータ要素に応答する少なくとも１つの反応生成物の表示を受け取り、それによって、被験対象の生物学的状態の表示を提供することを含む。
【００４５】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、被験対象の敗血症の有無を確認する自動化された方法が提供されており、これは、
ａ．被験対象からの血液試料を本明細書に記載されるシステムで敗血症マーカに特有の部分である蛍光標識結合部分と接触させることであって、血液試料の体積は、５０μＬ以下である、被験対象からの血液試料を蛍光標識結合部分と接触させることと、
ｂ．試料の結合部分の有無、またはレベルを検出し、それによって、２０分以内に被験対象の敗血症の有無を確認することとを含む。
【００４６】
さらに、本発明の実施形態によれば、敗血症マーカは、ＣＤ６４である。
【００４７】
さらに、本発明の実施形態によれば、敗血症マーカは、ＣＤ１６３である。
【００４８】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、血液試料を第２の敗血症マーカに特有の第２の蛍光標識結合部分と接触させることをさらに含む。
【００４９】
さらに、本発明の実施形態によれば、敗血症マーカは、ＣＤ６４であり、第２の敗血症マーカは、ＣＤ１６３である。
【００５０】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、自蔵式固定カートリッジの化学性を決定する検定を行う方法が提供されており、方法は、
ａ．試料を本明細書に記載されるシステムに導入することと、
ｂ．少なくとも１つの試薬を試料と反応させることと、
ｃ．少なくとも１つのレポータ機能性に関連する信号を検出することであって、少なくとも１つのレポータ機能性は、少なくとも１つの試薬の試料との反応を報告するように構成されており、それによって化学性を決定する、少なくとも１つのレポータ機能性に関連する信号を検出することとを含む。
【００５１】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、少なくとも１つの製品を形成して、製品に関連する信号を検出することをさらに含む。
【００５２】
さらに、本発明の実施形態によれば、検定は、フローサイトメトリー検定である。
【００５３】
さらに、本発明の実施形態によれば、化学性は、生化学的状態である。
【００５４】
さらに、本発明の実施形態によれば、生化学的状態は、生物学的状態を表している。
【００５５】
さらに、本発明の実施形態によれば、試料は、生物学的試料である。
【００５６】
さらに、本発明の実施形態によれば、生物学的試料は、生体試料である。
【００５７】
さらに、本発明の実施形態によれば、生体試料は、血液、血清、血漿、尿、唾液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、漿液、腹膜流体、および滑液から成る群から選択される。
【００５８】
さらに、本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの試薬は、
ａ．細胞表面マーカ、
ｂ．細胞染色、
ｃ．固体担体と結合する試薬、
ｄ．化学指示薬、および
ｅ．生物学的細胞指示薬の少なくとも１つを含む。
【００５９】
さらに、本発明の実施形態によれば、細胞表面マーカは、ＣＤ６４、ＣＤ４、ＣＤ８、幹細胞指示薬、微小残存病変指示薬、およびリンパ球亜型指示薬から成る群から選択される。
【００６０】
さらに、本発明の実施形態によれば、細胞染色は、白血球区別指示薬、アポトーシス指示薬から成る群から選択される。
【００６１】
さらに、本発明の実施形態によれば、固体担体と結合する試薬は、固定化酵素、固定化基質、血漿タンパクビーズ、抗体ビーズ、抗原ビーズ、およびＥＬＩＳＡ検定から成る群から選択される。
【００６２】
さらに、本発明の実施形態によれば、化学指示薬は、変色指示薬、比濁指示薬、ｐＨ指示薬、吸着指示薬、発光指示薬、および化学反応指示薬から成る群から選択される。
【００６３】
さらに、本発明の実施形態によれば、生物学的細胞指示薬は、細胞周期ステージ指示薬、細胞増殖指示薬、サイトカイン指示薬、代謝指示薬、およびアポトーシス指示薬から成る群から選択される。
【００６４】
さらに、本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの試薬は、少なくとも２つの試薬を含む。
【００６５】
さらに、本発明の実施形態によれば、少なくとも２つの試薬は、
ａ．細胞表面マーカおよび細胞要素染色、
ｂ．細胞表面マーカおよび血漿タンパクビーズ検定、
ｃ．細胞表面マーカおよび溶液変化マーカ、
ｄ．細胞要素染色および血漿タンパクビーズ検定、および
ｅ．細胞要素染色および溶液変化マーカの少なくとも１つを含む。
【００６６】
さらに、本発明の実施形態によれば、生物学的状態は、白血病、血小板減少症免疫系疾患、局所感染、尿路障害、自己免疫性疾患、および敗血症などの血液疾患から選択される。
【００６７】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、固定カートリッジの中で化学反応を形成する方法が提供されており、方法は、
ａ．本明細書に記載されるカートリッジの中に少なくとも１つの組成物を格納すること、および
ｂ．カートリッジの中の少なくとも１つの可膨張室を作動させて、少なくとも１つの試薬に少なくとも１つの気圧力をかけ、それによって、化学反応を誘発することを含む。
【００６８】
しかるに、本発明の実施形態によれば、患者の生物学的状態を評価するキットが提供されており、キットは、
ａ）生物学的検体を受け取って前述の検体を少なくとも１つの組成物と結合させる使い捨て要素と、
ｂ）前述の患者が前述の生物学的状態を有している場合、前述の検体と反応して反応生成物を形成するように構成された少なくとも１つの検出器部分を備えた少なくとも１つの組成物と、
ｃ）反応生成物の表示を提供して、それによって、生物学的状態の表示を提供するように構成された少なくとも１つのレポータ要素とを備える。
【００６９】
さらに、本発明の実施形態によれば、キットは、
ｄ）キットを使用するための使用法をさらに備える。
【００７０】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨て要素は、使い捨てカートリッジである。
【００７１】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てカートリッジは、使い捨てマイクロ流体カートリッジである。
【００７２】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、以下の要素、すなわち、
ａ）貯蔵器、
ｂ）ポンプ、
ｃ）導管、
ｄ）小型フローセル、
ｅ）輸送チャネル、
ｆ）マイクロ流体要素、
ｇ）圧縮ガス保持要素、
ｈ）圧縮ガス放出要素、
ｉ）ノズル要素、
ｊ）混合要素、
ｋ）蛇腹要素、
ｌ）特定のシーケンスに従って前述の要素を起動させるように構成されたソフトウェア、および
ｍ）特定のシーケンスに従って前述の要素を起動するハードウェアの少なくとも１つを備える。
【００７３】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも２つの要素を備える。
【００７４】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも３つの要素を備える。
【００７５】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも４つの要素を備える。
【００７６】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも５つの要素を備える。
【００７７】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも１０個の要素を備える。
【００７８】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも２０個の要素を備える。
【００７９】
さらに、本発明の実施形態によれば、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、少なくとも３０個の要素を備える。
【００８０】
本発明の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、１時間で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８１】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、３０分で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８２】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、１５分で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８３】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、１０分で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８４】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、５分で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８５】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、１分で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８６】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、３０秒で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８７】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、１０秒で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８８】
本発明の別の実施形態によれば、マイクロ流体キットは、１秒で迅速な表示を提供するように構成されている。
【００８９】
しかるに、本発明の実施形態によれば、迅速な生物学的検定を行うマイクロ流体検定キットが提供されており、キットは、
ａ）反応物を備えた使い捨て要素であって、使い捨て要素は、生物学的実体を備えた試料を受け取るように構成されており、前述の反応物を前述の生物学的実体と結合させて反応生成物を形成する、使い捨て要素と、
ｂ）前述の反応物が消失していることの迅速な表示を提供し、それによって、生物学的実体の迅速な検定を提供するように構成される少なくとも１つのレポータ要素とを備える。
【００９０】
しかるに、本発明の実施形態によれば、生物学的実体の迅速な検定を行うマイクロ流体検定キットが提供されており、キットは、
ａ）反応物を備えた使い捨て要素であって、使い捨て要素は、生物学的実体を備えた試料を受け取るように構成されており、前述の反応物を前述の生物学的実体と結合させて反応生成物を形成する、使い捨て要素と、
ｂ）前述の反応生成物が出現したことの迅速な表示を提供し、それによって、生物学的実体の迅速な検定を提供するように構成された少なくとも１つのレポータ要素とを備える。
【００９１】
しかるに、本発明の実施形態によれば、生物学的状態を評価する組成物が提供されており、組成物は、
ａ．試料組成物であって、
ｉ．標的部分を備えた生体検体、
ｉｉ．ポジティブ制御部分、および
ｉｉｉ．ネガティブ制御部分の少なくとも１つを備えた試料組成物と、
ｂ．検出組成物であって、
ｉ．少なくとも１つの標的抗体、
ｉｉ．少なくとも１つのポジティブ制御識別抗体、および
ｉｉｉ．少なくとも１つのネガティブ制御識別検出部分または特性の少なくとも１つを備えた検出組成物と、
ｃ．少なくとも１つの基準組成物であって、
ｉ．標的信号基準組成物、および
ｉｉ．基準識別子組成物の少なくとも１つを備えた少なくとも１つの基準組成物とを備える。
【００９２】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、生物学的状態を評価する組成物が提供されており、組成物は、
ａ．試料組成物であって、
ｉｉｉ．標的部分を備えた生体検体、
ｉｖ．ポジティブ制御部分、および
ｖ．ネガティブ制御部分の少なくとも１つを備えた試料組成物と、
ｂ．抗体組成物であって、
ｖｉ．少なくとも１つの標的抗体（ＣＤ６４抗体）、
ｖｉｉ．少なくとも１つのポジティブ制御識別抗体（ＣＤ１６３）、および
ｖｉｉｉ．少なくとも１つのネガティブ制御識別抗体または特性の少なくとも１つを備えた抗体組成物と、
ｃ．少なくとも１つの基準組成物であって、
ｉｘ．標的信号基準組成物、および
ｘ．基準識別子組成物の少なくとも１つを備えた少なくとも１つの基準組成物とを備える。
【００９３】
さらに、本発明の実施形態によれば、組成物は、
ｄ．少なくとも１つの溶解試薬、および
ｅ．少なくとも１つの希釈液を備えた少なくとも１つの調整部分をさらに備える。
【００９４】
さらに、本発明の実施形態によれば、生物学的状態は、白血病、血小板減少症免疫系疾患、局所感染、尿路障害、自己免疫性疾患、および敗血症などの血液疾患から成る群から選択される。
【００９５】
さらに、本発明の実施形態によれば、生体検体は、血液、血清、血漿、尿、唾液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、漿液、腹膜流体、および滑液から成る群から選択される。
【００９６】
本発明の別の実施形態によれば、標的部分は、好中球上にＣＤ６４表面抗原を含む。
【００９７】
さらに、本発明の別の実施形態によれば、ポジティブ制御部分は、単核細胞を含み、ネガティブ制御は、リンパ球を含む。
【００９８】
さらに、本発明の実施形態によれば、標的部分は、好中球上のＣＤ６４であり、ポジティブ制御部分は、単核細胞上のＣＤ６４発現を含み、ネガティブ制御部分は、ＣＤ６４発現のないリンパ球を含む。
【００９９】
さらに、本発明の実施形態によれば、標的指示薬は、少なくとも１つの標的抗体上のシグナリング部分に結合する。
【０１００】
さらに、本発明の実施形態によれば、少なくとも１つの基準組成物は、ビーズを含む。
【０１０１】
さらに、本発明の実施形態によれば、ビーズは、ポリスチレンミクロビーズを含む。
【０１０２】
さらに、本発明の実施形態によれば、標的抗体基準組成物は、第１の蛍光信号を含み、基準識別子組成物は、第２の蛍光信号を含む。
【０１０３】
さらに、本発明の実施形態によれば、第１の蛍光信号は、ＦＩＴＣを含み、第２の蛍光信号は、Ｓｔａｒｆｉｒｅ  Ｒｅｄ蛍光体を含む。
【０１０４】
しかるに、本発明の実施形態によれば、試料のバイオマーカを定量化する方法が提供されており、方法は、
ａ．試料を、特にバイオマーカと結合する蛍光標識結合部分と接触させることと、
ｂ．標識試料の少なくとも一部から第１の蛍光信号を検出することと、
ｃ．蛍光標識粒子の個体群から第２の蛍光信号を検出することであって、個体群は、周知の蛍光強度を一定時間にわたって含む、蛍光標識粒子の個体群から第２の蛍光信号を検出することと、
ｄ．第１の蛍光信号を第２の蛍光信号に標準化させ、それによってバイオマーカを定量化することであって、標準化は、第１の蛍光信号と第２の蛍光信号を比較することができるソフトウェアを備えた装置を使用することを含んでいる、第１の蛍光信号を第２の蛍光信号に標準化させることとを含む。
【０１０５】
さらに、本発明の実施形態によれば、バイオマーカは、敗血症バイオマーカである。
【０１０６】
さらに、本発明の実施形態によれば、バイオマーカは、ＣＤ６４またはＣＤ１６３である。
【０１０７】
さらに、本発明の実施形態によれば、試料は、血液試料である。
【０１０８】
本発明の別の実施形態によれば、結合部分の蛍光標識および粒子の蛍光標識は、同じ蛍光標識である。
【０１０９】
更に、本発明の実施形態によれば、結合部分は、抗体である。
【０１１０】
本発明の実施形態によれば、ソフトウェアは、特定のロットの蛍光標識粒子を認識することができる。
【０１１１】
さらに、本発明の実施形態によれば、個別の蛍光信号は、少なくとも１つの第１の蛍光信号および少なくとも１つの第２の蛍光信号を含む。
【０１１２】
さらに、本発明の実施形態によれば、蛍光標識結合部分は、試料の第１の細胞群および第２の細胞群を標的にする。
【０１１３】
本発明の別の実施形態によれば、結合部分が第２の細胞群に結合していることを検出することにより、試料用の内部のポジティブ制御を提供する。
【０１１４】
さらに、本発明の実施形態によれば、結合部分は、抗ＣＤ６４抗体であり、第１の細胞群は、多形核白血球を含む。
【０１１５】
さらに、本発明の実施形態によれば、第２の細胞群は、単核細胞を含む。
【０１１６】
本発明の実施形態によれば、方法は、結合部分によって結合されていない、試料の少なくとも１つの細胞群の存在を確認し、それで、試料用の内部のネガティブ制御を提供する工程をさらに含む。
【０１１７】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、生物学的状態を評価する組成物が提供されており、組成物は、
ａ．試料であって、
ｉ．標的部分を備えた生体検体、
ｉｉ．ポジティブ制御部分、および
ｉｉｉ．ネガティブ制御部分の少なくとも１つを備えた試料と、
ｂ．抗体組成物であって
ｉｖ．少なくとも１つの標的抗体、
ｖ．少なくとも１つのポジティブ制御識別抗体、および
ｖｉ．少なくとも１つのネガティブ制御識別抗体または特性の少なくとも１つを備えた抗体組成物と、
ｃ．少なくとも１つの基準組成物であって、
ｖｉｉ．標的抗体基準組成物、および
ｖｉｉｉ．基準識別子組成物の少なくとも１つを備えた少なくとも１つの基準組成物とを備える。
【０１１８】
本発明の実施形態によれば、組成物は、
ａ）少なくとも１つの溶解試薬および
ｂ）少なくとも１つの希釈液を備えた少なくとも１つの調整部分をさらに備える。
【０１１９】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、被験対象の敗血症の有無を確認する方法が提供されており、方法は、
ａ）被験対象からの血液試料を、敗血症マーカに特有の蛍光標識結合部分と接触させることであって、血液試料の体積は、５０μＬ以下である、被験対象からの血液試料を蛍光標識結合部分と接触させることと、
ｂ）試料の結合部分の有無、またはレベルを検出し、それによって、被験対象の敗血症の有無を確認することとを含む。
【０１２０】
しかるに、本発明の別の実施形態によれば、試料のバイオマーカを定量化する方法が提供されており、方法は、
ａ）試料を、特にバイオマーカと結合する蛍光標識結合部分と接触させることと、
ｂ）標識試料の少なくとも一部から第１の蛍光信号を検出することと、
ｃ）蛍光標識粒子の個体群から第２の蛍光信号を検出することであって、個体群は、周知の蛍光強度を一定時間にわたって含む、蛍光標識粒子の個体群から第２の蛍光信号を検出することと、
ｄ）第１の蛍光信号を第２の蛍光信号に標準化させ、それによって、バイオマーカを定量化することであって、標準化は、第１の蛍光信号と第２の蛍光信号を比較することができるソフトウェアを備えた装置を使用することを含んでいる、第１の蛍光信号を第２の蛍光信号に標準化させることとを含む。
【０１２１】
いくつかの実施形態によれば、試料は、液体でもよく、他の実施形態によれば、試料は、コロイドまたは懸濁液でもよい。別の実施形態によれば、試料は、粉末形状または結晶形状などの固体でもよい。
【０１２２】
診断に関する先行技術の検定にかかる典型的ターンアラウンドタイムは、３０分から１２０分である。多くの場合、実験室の結果を待つ間時間が失われると、結果的に患者のさらなる悪化を引き起こし、死につながることもあり得る。場合によっては、医師は、実験室結果がなくても行動しなければならない。これは、患者に誤った治療を提供することにつながる可能性がある。本発明は、生命を救い、患者に迅速で適正な治療を提供するように迅速な検定を提供する。
【０１２３】
しかるに、本発明の実施形態によれば、被験対象の敗血症の有無を確認する自動化された方法が提供されており、方法は、
ａ）被験対象からの血液試料を敗血症マーカに特有の部分である蛍光標識結合部分と接触させることであって、血液試料の体積は、５０μＬ以下である、被験対象からの血液試料を蛍光標識結合部分と接触させることと、
ｂ）試料の結合部分の有無、またはレベルを検出し、それによって、２０分以内に被験対象の敗血症の有無を確認することとを含む。
【０１２４】
さらに、本発明の実施形態によれば、敗血症マーカは、ＣＤ６４である。
【０１２５】
さらに、本発明の実施形態によれば、第２の敗血症マーカは、ＣＤ１６３である。
【０１２６】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、血液試料を第２の敗血症マーカに特有の第２の蛍光標識結合部分と接触させることをさらに含む。
【０１２７】
さらなる、本発明の実施形態によれば、敗血症マーカは、ＣＤ６４であり、第２の敗血症マーカは、ＣＤ１６３である。
【０１２８】
さらに、本発明の実施形態によれば、結合部分は、抗体である。
【０１２９】
さらに、本発明の実施形態によれば、検出工程は、試料を受け取ることができ、かつ結合部分を検出することができる装置で行われる。
【０１３０】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、蛍光標識粒子の個体群を検出することで装置を較正する工程をさらに含む。
【０１３１】
本発明の別の実施形態によれば、粒子は、蛍光標識結合部分と同じ蛍光標識を含む。
【０１３２】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、第２の蛍光標識結合部分と同じ蛍光標識を含む粒子の第２の個体群をさらに含む。
【０１３３】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、蛍光標識結合部分を検出した後、内部較正を行うことをさらに含む。
【０１３４】
特に、本発明の実施形態によれば、較正は、５分未満で完了される。
【０１３５】
いくつかの実施形態によれば、粒子は、ミクロビーズである。
【０１３６】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、１５分未満で行われる。
【０１３７】
さらに、本発明の実施形態によれば、方法は、結合部分によって結合されていない、試料の少なくとも１つの細胞群の存在を確認し、それで、試料用の内部のネガティブ制御を提供する工程をさらに含む。
【０１３８】
本発明は、下記の本発明の好適な実施形態の詳細な説明を図面と共に考察することでより十分に理解されるであろう。
【０１３９】
本発明をさらに十分に理解いただくように、特定の好適な実施形態に関して下記の例示的な図を参照しながら本発明を説明してゆく。
【０１４０】
これより特定の図を詳細に参照していくが、詳細は、例としてかつ本発明の好適な実施形態を解説する考察目的で示されているにすぎず、本発明の原則および概念的態様についての最も有用で理解し易い説明であると考えられるものを提供する目的で提示されていることを強調する。この点に関しては、本発明の構造的な細部を、本発明の基本的理解に必要なもの以上に詳細に示そうとする試みは行われてなく、説明を図と併せて考察すれば、本発明のいくつかの形態を実際に具体化する方法が当業者には明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１４１】
【図１Ａ】本発明の実施形態による、生物学的状態を検出するシステムの簡易三次元正面図である。
【図１Ｂ】本発明の実施形態による、生物学的状態を検出する読取り装置アセンブリの簡易三次元の内部正面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施形態による、生物学的状態を検出する読取り装置アセンブリの簡易三次元の内部背面図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による、生物学的状態を検出する光学式読取り装置アセンブリの簡易拡大図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による、生物学的状態を検出する光学式読取り装置アセンブリの光電子増倍管の別の簡易拡大図である。
【図３Ａ】本発明の実施形態による、読取り装置光学系アセンブリ、カートリッジ操作ユニット、および前方散乱検出ユニットを示す。
【図３Ｂ】本発明の実施形態による、読取り装置光学系アセンブリの右側面図を示す。
【図３Ｃ】本発明の実施形態による、読取り装置光学系アセンブリの左側面図を示す。
【図３Ｄ】本発明の実施形態による、前方散乱検出アセンブリである。
【図３Ｅ】本発明の実施形態による、前方散乱検出アセンブリの側面図である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリの切取図を示す。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリの分解右側面図を示す。
【図４Ｃ】本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリの左側面拡大図を示す。
【図４Ｄ】本発明の実施形態による、カートリッジ操作装置（ＣＨＵ）の背面図を示す。
【図４Ｅ】本発明の実施形態による、カートリッジ操作装置（ＣＨＵ）の正面図を示す。
【図５】本発明の実施形態による、読取り装置光学系アセンブリの分解図を示す。
【図６】本発明の実施形態による、図１Ａのシステムの使い捨てカートリッジの簡略図である。
【図７Ａ】本発明の実施形態による、読取り装置光学系アセンブリの光学的配置の簡易概略図である。
【図７Ｂ】本発明の実施形態による、読取り装置光学系アセンブリの光学配置の別の簡易概略図である。
【図８Ａ】本発明の実施形態による、図７Ａまたは図７Ｂの光学的ユニットでの多波長励起の１つの例の概略的描写である。
【図８Ｂ】本発明の実施形態による、図８Ａの多波長励起を使用している、図７Ｂのダイクロイックフィルタ用の波長に応じた伝送のグラフィック出力を示す。
【図８Ｃ】本発明の実施形態による、図８Ａの多波長励起と図５Ｂのダイクロイックフィルタを使用している光学的ユニットの一部の概略図である。
【図９Ａ】本発明の実施形態による、図１Ａのシステムの試料採取カートリッジの概略図である。
【図９Ｂ】本発明の実施形態による、フローサイトメータ装置の中の使い捨てカートリッジの概略図を示す。
【図１０】本発明の実施形態による、医学的状態の迅速な決定のための方法の簡易流れ図である。
【図１１】本発明の実施形態による、ヒト患者（ＰＭＮ）からの試料と比較した基準ビード（ＲＭ）の経時的な光出力を示す三次元グラフである。
【図１２】Ａ，Ｂ。本発明の実施形態による、基準ビードとヒト患者からの試料の経時的な光出力のグラフを示す。
【図１２Ｃ】本発明の実施形態による、基準ビードとヒト患者からの試料の経時的な光出力のグラフを示す。
【図１３Ａ】本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの外部側面図である。
【図１３Ｂ】本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの内部側面図である。
【図１４−１】Ａ−Ｂ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−２】Ｃ−Ｄ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−３】Ｅ−Ｆ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−４】Ｇ−Ｈ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−５】Ｉ−Ｊ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−６】Ｋ−Ｌ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−７】Ｍ−Ｎ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１４−８】Ｏ、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【図１５】本発明の実施形態による、微小流れ分光計読み取りの概略図である。
【図１６】本発明の実施形態による、光学的処理の方法の流れ図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態による、グラフィカルユーザインターフェイスを使用する工程の概略図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態による、グラフィカルユーザインターフェイスを使用する工程の概略図である。
【図１８】本発明の実施形態による、信号処理ソフトウェアの役割を示すカートリッジブロック線図である。
【図１９Ａ】本発明の実施形態による、生物学的検出用アルゴリズムの流れ図である。
【図１９Ｂ】本発明の実施形態による、生物学的検出用アルゴリズムの流れ図である。
【図２０Ａ】本発明の実施形態による、バンド幅が水平化され、平滑化された配列を示す。
【図２０Ｂ】本発明の実施形態による、バンド幅が水平化され、平滑化された配列を示す。
【図２１Ａ】本発明の実施形態による、観察される信号の蛍光体分解を解く概略図である。
【図２１Ｂ】本発明の実施形態による、観察される信号の蛍光体分解を解く概略図である。
【図２２Ａ】本発明の実施形態による、ＦＡＣＳと対比した、ＭＥＳＦ検出についてのＦＩＴＣビードを用いたシステム性能についてのグラフ比較である。
【図２２Ｂ】本発明の実施形態による、ＦＡＣＳと対比した、ＭＥＳＦ検出についてのＦＩＴＣビードを用いたシステム性能についてのグラフ比較である。
【図２３Ａ】本発明の実施形態による、Ａｌｅｘａ４８８ＭＥＳＦについてのシステム性能の線形性のグラフ表示を示す。
【図２３Ｂ】本発明の実施形態による、Ａｌｅｘａ４８８ＭＥＳＦについてのシステム性能の線形性のグラフ表示を示す。
【図２４】本発明の実施形態による、ＣＤ４からＣＤ８検定の経時的な光出力を示す三次元グラフである。
【図２５】本発明の実施形態による、ＣＤ４からＣＤ８検定のクラスタ分析を示すグラフ表示である。
【図２６】本発明の実施形態による、図２５のクラスタ分析のクラスタ分離を示すグラフ表示である。
【図２７】本発明の実施形態による、図２５のクラスタ分析のクラスタ分離を示すグラフ表示である。
【図２８】本発明の実施形態による、異なる配列オプションの比較表である。
【図２９Ａ】本発明の実施形態による、散乱プロットからデータの群を選択するアルゴリズムの特定の実装例の流れ図である。
【図２９Ｂ】本発明の実施形態による、散乱プロットからデータの群を選択するアルゴリズムの一般の実装例の流れ図である。
【図３０】本発明の実施形態による、４つの異なるイベント群を示す４つの蛍光体シグネチャの散乱プロット行列である。
【図３１Ａ】本発明の実施形態による、Ｓｔａｒｆｉｒｅ  Ｒｅｄ（ＳＦＲ）シグネチャ値のデータのヒストグラムである。
【図３１Ｂ】本発明の実施形態による、図３１Ａに示されるヒストグラムのその多項式および第１および第２の導関数のプロットである。
【図３２Ａ】本発明の実施形態による、ＰＥ４８８シグネチャ値のデータのヒストグラムである。
【図３２Ｂ】本発明の実施形態による、図３２Ａのヒストグラムにあてはめた多項式ならびに対応する第１および第２の導関数を示す。
【図３３Ａ】本発明の実施形態による、ＰＥＡＦ４８８シグネチャ値のデータのヒストグラムである。
【図３３Ｂ】本発明の実施形態による、図３３Ａのヒストグラムにあてはめた多項式ならびに対応する第１および第２の導関数を示す。
【図３４Ａ】本発明の実施形態による、ダイオード１チャネルシグネチャ値のデータのヒストグラムである。
【図３４Ｂ】本発明の実施形態による、図３４Ａのヒストグラムにあてはめた多項式ならびに対応する第１および第２の導関数を示す。
【０１４２】
すべての図において、類似の参照番号は、類似の部分を特定している。
【発明を実施するための形態】
【０１４３】
詳細な説明では、本発明をよく理解いただくために多数の特定の詳細を記載している。しかし、当業者には理解されるように、それらは特定の実施形態であり、本発明は、本明細書に記載して請求する本発明の特徴的な特徴を具体化する別の方法でも実施することができる。
【０１４４】
Ｋａｓｄａｎ他による国際特許出願公開第ＷＯ２０１１／１２８８９３号は、医学的状態の迅速な決定のための装置、システム、および方法を記載しており、同出願公開を参考文献としてここに援用する。
【０１４５】
図１Ａを参照すると、この図は、本発明の実施形態による、生物学的状態を検出するための読取り装置アセンブリ１００およびカートリッジ１１０を備えたシステム１０１の簡易三次元正面図である。
【０１４６】
図１Ａには、読取り装置アセンブリ１００およびカートリッジ１１０が示される。カートリッジは、図のように読取り装置アセンブリに挿入される。カートリッジが読取り装置アセンブリに挿入されると、検定の分析前処理および分析が、すべて自動的に行われる。分析の結果は、ユーザインターフェイスタッチスクリーン１１５上に示され、このスクリーンは、読取り装置の動作を制御するのにも使用される。
【０１４７】
図１Ｂは、本発明の実施形態による、生物学的状態を検出する読取り装置アセンブリ１００の簡易三次元の内部正面図１０３を示す。
【０１４８】
読取り装置アセンブリの内部コンポーネントが、図１Ｂに示される。左側面図１２０が見えており、ＩＴＸコンピュータ、１２２、Ｇａｌｉｌモータ制御装置、１２４、電子電源１２６、カートリッジ操作ユニット（ＣＨＵ）１２８および前方散乱検出器１３０の中に挿入されるカートリッジ、１１０を示す。同様に見える、右側面図１４０は、読取り光学系１４２、データ獲得基板１４４、および一般の電子プリント回路基板１４６を示す。
【０１４９】
図２Ａを参照すると、この図は、本発明の実施形態による、生物学的状態を検出するための読取り光学系アセンブリ２００の簡易拡大線図である。図２Ｂは、本発明の実施形態による、生物学的状態を検出する光学式読取り装置アセンブリの光電子増倍管２５０の別の簡易拡大線図である。
【０１５０】
図２Ａは、読取り光学系アセンブリ２００の主要なモジュラ構成要素を示す。平面図２２２に加えて、光学アセンブリの完成した側面図２２０が示される。レーザユニット２０３は、そのヒートシンクアセンブリ２２１中にレーザおよびビームエクスパンダ２２３を含む。アセンブリは、励起および発光収集光学系２０４をさらに備える。読取り光学系アセンブリは、光電子増倍管アセンブリ２０２、レーザミラーカバー２０５、ＰＭＴミラーカバー２０６、改造Ｍ６止めねじ２０７、ボックスクランプ２０８、および多様なねじ２０９から２１１をさらに備える。読取り光学系アセンブリは、図２Ａに示すように組み立てられる。
【０１５１】
図２Ｂは、ＰＭＴアセンブリの詳細を示す。ＰＭＴアセンブリの側面図および端面図は、側面図２７０および端面図２７２としてそれぞれ示されている。ＰＭＴアセンブリの主要な要素は、ＰＭＴボックス２５１、ＰＭＴ格子アセンブリ２５２、ＰＭＴブリッジアセンブリ２５５、ＰＭＴカバー２５８、ＰＭＴユニット２５９、ＰＭＴレンズアセンブリ２６０、ＰＭＴピンホールナット２６１、ピンホール２６２、ピンホールフード２６３、および調節バー２６５を含む。
【０１５２】
図３Ａは、本発明の実施形態による、読取り光学系アセンブリ３１０、カートリッジ操作ユニット３１２、および前方散乱検出ユニット３１４を示す。
【０１５３】
図３Ｂは、本発明の実施形態による、完成した読取り光学系アセンブリ１４２の右側面図を示す。
【０１５４】
図３Ｃは、本発明の実施形態による、読取り光学系アセンブリの左側面図を示す。
【０１５５】
図３Ｄは、本発明の実施形態による、前方散乱検出アセンブリ１３０である。このアセンブリは、自動焦点プロセスの間、読取りチャネル１４５２（図１４Ｍ）などの読取りチャネルを照らすための複数のＬＥＤ、３５２、低角度散乱を遮断するためのストップ３５８、および検出フォトダイオードに向けて所望の前方散乱を集めるためのレンズ３５６を含む。（前方散乱検出器１３０、図１Ｂ）。
【０１５６】
図３Ｅは、本発明の実施形態による、前方散乱検出アセンブリ１３０の側面図である。この図には、照明レンズ３５０、集光レンズ３５６、３５７、および３５８、ならびに検出フォトダイオード３６０が示される。
【０１５７】
図４Ａは、本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリ１３０の切取図を示す。これは、読取り装置アセンブリの切取図であり、その正面のおよび左側面上の構成要素を示す。これらの構成要素は、ＩＴＸ基板１２２、カートリッジ操作ユニット１２８、および前方散乱検出アセンブリ（１３０）を含む。
【０１５８】
図４Ｂは、本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリ１２９の分解右側面図を示す。この図の３つの主要な構成要素は、読取り光学系アセンブリ１４２、カートリッジ操作ユニット１２８、および前方散乱検出モジュール１３０である。
【０１５９】
図４Ｃは、本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリの左側拡大図を示す。この図には、ＩＴＸコンピュータ基板１２２、カートリッジ操作ユニット１２８、前方散乱検出アセンブリ１３０、および読取り光学系アセンブリ（１４２）の他方の側部が示される。
【０１６０】
図４Ｄは、本発明の実施形態による、カートリッジ操作ユニット（ＣＨＵ）１２８の背面図を示す。この図では、挿入されたカートリッジ（１１０）の取手１９９が見える。センサ４１２は、その中で、モータ４１０の位置を検出するように構成されており、ブリスターを押しつぶすように作られるアクチュエータ４１４、ならびにアクチュエータ４１６（９４０、図９、１４１５、１４１７図１４Ａから図１４Ｌ）は、モータのシャフト４１７上に見える。開口４１８が設けられ、顕微鏡対物レンズ４３８からカートリッジ上の読取りチャネルが見える。
【０１６１】
図４Ｅは、本発明の実施形態による、カートリッジ操作ユニット（ＣＨＵ）の正面図を示す。この図は、カートリッジ操作ユニット（ＣＨＵ）１２８の正面図を示す。この図では、カートリッジ１１０の上部に取手が見える。マイクロ流体経路が見えるようにポート４２０が設けられる。カートリッジの中で正確な動作が起こることを確実にするため、このポートはカメラ４３０によって検視される。開口４４１が別に設けられており、前方散乱は、カートリッジ操作ユニットから出て、前方散乱検出アセンブリ１３０によって観察される。
【０１６２】
図５は、本発明の実施形態による、読取り装置アセンブリ１３０の分解図を示す。
【０１６３】
図６は、本発明の実施形態による、医学的状態の迅速な決定のための使い捨てカートリッジ６０５０の簡略図である。
【０１６４】
使い捨てカートリッジ６０５０は、血液、尿、血清、または血漿などの、これらに限定するわけではないが生体流体を受け取るように構成される。使い捨てカートリッジは、いくつかの異なる区分６０５２、６０５４、６０５６、および６０５８を有するように構築されて作られている。区分６０５２は、体液吸引区分であり、この区分は、患者（または動物）から直接的または間接的に体液を受け取るように構成され、この区分は、体液の貯蔵器としての機能を果たす。
【０１６５】
使い捨てカートリッジ６０５０は、空気圧手段、液体圧手段、機械的手段、およびそれらの組み合わせなどの、これらに限定するわけではないが、区分間の流体運搬手段を備える。体液吸引区分６０５２は、所定量の体液（体液試料６０５１）を分析前試料処理区分６０５４に運搬するように構成される。
【０１６６】
分析前試料処理区分６０５４では、
ａ）少なくとも１つの抗体を用いた培養、
ｂ）少なくとも１つの抗原を用いた培養、
ｃ）体液の少なくとも１つの細胞タイプの染色、
ｄ）体液の少なくとも１つの細胞タイプを酵素により溶解すること、
ｅ）体液の少なくとも１つの細胞タイプを浸透圧で溶解すること、
ｆ）生体流体の少なくとも一部の加熱または冷却、
ｇ）基準物質を生体流体に加えること、および
ｈ）体液の少なくとも１つの要素との化学反応などの、これらに限定するわけではないが、少なくとも１つの準備工程が体液で実行される。
【０１６７】
次いで、生体流体の前処理済み試料は、分析前試料処理区分６０５４から試料励起／相互作用帯域または区分６０５６まで運搬される。この前処理済み試料は、連続的にまたはバッチモードで試料励起／相互作用区分６０５６に運搬され得る。
【０１６８】
図７Ａは、本発明の実施形態による、読取り光学系アセンブリ４００の光学配置の簡易概略図である。
【０１６９】
レーザ４４０または他の適切な光源が、光ビーム４４２を提供し、この光ビームは、対物レンズ４３８を通って試料４５０に向かい、光学ユニットに戻るビーム４４２からの信号を記録するためのダイクロイックフィルタ４４３、ビームスプリッタ４４４、集束レンズ４４５、ピンホール４４６、およびシリコン読取りユニット４４７が含まれる複数の光学要素に向けられ得る。追加的な光学要素として、随意的なアテニュエータ４４８、高域フィルタ４４９、集束レンズ４５１、スリット４５２、凹面格子４５３、およびＰＭＴ配列４５４を含むことができる。本発明の実施形態を表示する、要素のこの配置により、励起光の生成、励起光を試料上に合焦させること、試料の励起光および蛍光体の相互作用の結果に反射および放射された光信号を集めることと、レーザ４４０からの光照明に応答する試料の蛍光を決定するように前述の反射された光を記録することが可能になる。
【０１７０】
図７Ａでは、レーザ照射４４２は、ダイクロイックフィルタ４４３によって反射され、対物レンズ４３８を通り、流動粒子４５８を含有するチャネル上に合焦される。この照明は、細胞に結合するタンパク質マーカに付着した蛍光体を刺激する。
【０１７１】
その結果得られた蛍光照明は、対物レンズ４３８によって集められ、この発光の波長が長いため、ダイクロイックフィルタ４４３を通過し、ビームスプリッタ４４４によって反射されて高域フィルタ４４９を通る。高域フィルタは、いかなる反射レーザ照射も遮断する。集束レンズ４５１は、多波長発光照明をスリット４５２上に合焦させる。凹面格子４５３は、スリットを多波長でＰＭＴ配列４５４の要素上に画像化する。これで、蛍光発光のマルチスペクトル検出を確立するプロセスは完了する。
【０１７２】
対物レンズによって集められた大部分の照明は、ビームスプリッタ４４４によって反射されるが、こく一部は通過することができ、集束レンズ４４５によって、ピンホール４４６を通って、単一のフォトダイオードまたはＣＣＤセンサなどの焦点面配列でもあり得るシリコン読取りユニット４４７上に合焦される。合焦動作の間、この読取りユニット４４７上の信号が最大化するとき、最良の焦点が実現される。この信号が最大化するとき、ＰＭＴ配列４５４上での信号の強度も最大化する。
【０１７３】
図７Ｂを参照すると、これは、本発明の実施形態による、読取り光学系アセンブリ４００（図７Ａ）の光学配置４６０の別の簡易概略図である。
【０１７４】
図７Ｂでは、図７Ａのように、レーザ照射は、ダイクロイックフィルタ４７２によって反射され、対物レンズ４７６を通り、流動粒子を含有するチャネル上に合焦される。この照明は、細胞に結合するタンパク質マーカに付着した蛍光体を刺激する。その結果得られた蛍光照明は、対物レンズ４７６によって集められ、この発光の波長が長いため、ダイクロイックフィルタ４７２を通過し、ビームスプリッタ４６８によって反射されて高域フィルタ４７０を通る。高域フィルタ４７０は、いかなる反射レーザ照射も遮断する。集束レンズ４６６は、多波長発光照明をスリット４７８上に合焦させる。凹面格子４８２は、スリットを多波長でＰＭＴ配列４７６の要素上に画像化する。これで、蛍光発光のマルチスペクトル検出を確立するプロセスは完了する。対物レンズ４７６によって集められた大部分の照明は、ビームスプリッタ４６８によって反射されるが、ごく一部は通過することができ、ピンホール４６４を通って、シリコン読取りユニット４６２上に合焦される。合焦動作の間、この読取りユニット上の信号が最大化するとき、最良の焦点が実現される。この信号が最大化するとき、ＰＭＴ配列４７６上での信号の強度も最大化する。
【０１７５】
図８Ａは、本発明の実施形態による、図７Ａまたは図７Ｂの光学ユニットの多波長励起の一例の概略的描写である。
【０１７６】
図８Ａを参照すると、これは、本発明の実施形態による、図７Ａまたは図７Ｂの光学ユニットの多波長励起の一例の概略的描写５００である。図８Ａから図８Ｃは、複数の励起波長を許容する、図７Ａおよび７Ｂの光学構成の延長部分を示す。
【０１７７】
図８Ａは、異なる波長の複数のレーザを結合させて、それらの波長の全てを含んだ単一の同軸ビーム５１４を産生する構成を示す。緑５０２や赤５０６などの２つの異なる波長は、ダイクロイックミラー５０４を用いて結合することができる。ビームの１つ、赤色５０６は、ダイクロイックミラーによって反射されるが、第２のビーム、緑色５０２は、ダイクロイックミラーを通過して、両方の波長を含んだ単一のビーム５０８、黄色を産生する。この複合波長ビームは、次に、第２のダイクロイックミラー５１６への入力の１つとして使用され、第３の波長５１２は第２のダイクロイックミラーで反射されて、全ての３つの波長を含んだ単一の同軸ビーム５１０を産生する。
【０１７８】
図８Ｂを参照すると、これは、本発明の実施形態による、図７Ｂのダイクロイックフィルタ５００に関する波長に応じた伝送の出力５２０をグラフで示しており、図８Ａの多波長励起を使用している。
【０１７９】
対物レンズ５５４（図８Ｃ）を通して試料を照らすのに図８Ｃのミラー５５２と類似のまたは同一のマルチバンドダイクロイックミラー（図示せず）が使用され、結果的に得られる発光は、マルチビーム励起５１４（図８Ａ）の波長以外のすべての波長でダイクロイックミラー５５２を通過することができる。
【０１８０】
このようにして、単一の励起システムの全ての検出波長を実質的に維持しながら、ダイクロイックミラー５５２への適切な変更および複数のレーザ５０２、５０６、５１２の追加を行いながら、単一の波長で使用される同じエピ構成を実際に使用して、多波長励起を提供することができる。
【０１８１】
図８Ｃを参照すると、図８Ａの多波長励起および図５Ｂのダイクロイックフィルタを使用している、本発明の実施形態による、光学ユニットの部分５５０の概略的描写が見られる。部分５５０は、場合によっては、サブシステム４７５（図７Ｂ）と置き換えることができる。
【０１８２】
表１は、本発明で使用する代表的な構成要素に関する代表値を示す。
【表１】
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【０１８３】
前述の考察の大部分では、本発明のいくつかの実施形態の光学要素に焦点を当てていたが、これと共に提示される診断システムの重要な構成要素の１つは、使い捨て試料カートリッジである。
【０１８４】
図９Ａを参照すると、これは、本発明の実施形態による、図１Ａの試料採取カートリッジ１１０の概略図である。カートリッジ６５０は、試料（図示せず）を導入することができる分析前構成要素６５２を含む。
【０１８５】
試料は、一般的には、全血またはその構成要素（血清など）である。他の液体試料を、追加的にまたは代替的に使用してもよい。分析前構成要素６５２にて、試料は、構成要素６５２の中に予めパックされた化学薬品と相互作用することができる。相互作用は、受動的でもよく、または能動的な混合を含み得る。分析構成要素６５２の中に含まれる化学薬品は、湿潤型でもまたは乾燥型でもよく、一般的に、蛍光プローブに関連する抗体を含んでいる。抗体は、所定の生物学的マーカなどと結合する能力に関して予め選択される。典型的実験では、所定の量（一般的に５０マイクロリットル未満）の血液を使い捨てカートリッジ６５０の分析前構成要素６５２に導入する。試料は、所定の期間、一般的に１０分未満の間、分析前構成要素６５２の中にある化学試薬と能動的に混合される。次いで、試料は、論述される手段によって、毛細管領域６５３を通って移動され、そこで、試料は対物レンズ６３８から送られる光ビーム６４２に曝される。試料流れの方向は、毛細管領域６５３の中の矢印で示されるとおりである。
【０１８６】
毛細管領域６５３は、光ビーム６４２を通り越すと、単縦列で粒子が流れることができるように設計される。このような配置のおかげで、粒子の数を数えること、ならびに各粒子上に生物学的マーカが存在していることを（それらの関連する蛍光タグにより）確認するために粒子を個々に照合することが両方ともできる。このような物理的な配置のおかげで、各粒子上で（大きさ、形状、および数など、粒子特有の特性に依存しない）１つ以上の生物学的マーカを検出することができる。
【０１８７】
最後に、光ビーム６４２に曝された後試料を受け取る収集構成要素６５４が存在する。これは、廃物領域であり、これによって、試料の調製、分析、および廃物収集に関して完全な自蔵式で処理できる。使い捨てカートリッジは、どのような関連形状であってもよく、その構成要素および機能性の理解を容易にするために図６にあるように示されることに留意されたい。
【０１８８】
上記のように、試料は、蛍光タグを細胞／粒子に結合できるようにする分析前処理の後、光学ユニット（図示せず）によって生成される光ビーム６４２の下を流れなければならない。分析される細胞のそれぞれにある細胞特有のマーカを正確に決定できるように、流れは、一般的に「単縦列」である。流れを誘導する方法には、電気刺激、薬物誘導、および真空引きが、これらに限定するわけではないが含まれる。電気刺激システムでは、分析前構成要素６５２から収集構成要素６５４に向かって移動するべく帯電粒子を誘導するように、電荷を毛細管領域６５３にかけて横断させる。電荷は、その中に使い捨てカートリッジ６５０が配置されているサイトメータによって、または外部源から供給することができる。
【０１８９】
代替的に、毛細管領域は、試料が図９Ａに示すように左から右に移動することを促進する薬物特徴（親水性／疎水性、正電荷／負電荷）を含むことができる。代替的に、収集構成要素６５４から真空をかけて、分析前構成要素６５２から試料を引き出して毛細管領域６５３を通すことができる。他の方法を使用して、液体試料を分析用光ビーム６４２の下で移動させてもよい。
【０１９０】
本明細書に記載されるように、光学系処理および試料処理は別々に処理されてきた。適切な試料分析に必要な光学特徴のいくつかを使い捨てカートリッジに含むことができるので、このような配置は義務的でない。
【０１９１】
図９Ｂを参照すると、これは、本発明の実施形態による、システム１００などのフローサイトメータ装置の中にある使い捨てカートリッジ８００の概略図を示す。次に、毛細管領域８５３の拡大図を示す図９Ｂに注目する。
【０１９２】
毛細管領域８５３において、粒子は、矢印８８０で示唆される方向に流れる。粒子８９０は、光８４２を放って毛細管８５３を貫通させる対物レンズ８３８を通り越して流れる。粒子８９０がほぼ単縦列様式で移動して光８４２を越えることを促進するように、毛細管領域８５３の中に流れ規制要素８９４が存在してもよい。多数粒子がまとめて通過したことは、処理ソフトウェアを通して解像することができる。
【０１９３】
粒子８９０上の分子マーカ８９５は、光８４２によって照らすことができ、その蛍光発光は、近接光電子増倍管８９９で捕捉される。光電子増倍管８９９は、蛍光発光の波長、およびしたがって、どの生物学的マーカ８９５が、粒子８９０上に存在するのかとを識別することができる。このようにして、本発明のシステムは、どの生物学的マーカが、本発明のシステムで検出される粒子８９０上に存在するのかを決定することができる。光電子増倍管８９９は、複数の管または微細波長区別用要素の配列を有することができ、代替的に、薄膜、ＣＣＤ、または他の適切な受光読取りユニットと置き換えることができる。図９Ｂは、透過構成のシステム１０１（図１）の構成の１つの実施形態を示しており、検出器（光電子増倍管８９９）は、カートリッジ８００の対物レンズ８３８とは反対の側に配置されていることを理解されたい。
【０１９４】
本発明のシステムは、診断プロセスを実行させるように作られた制御装置ソフトウェアを備える。制御装置ソフトウェアは、フローサイトメータの一体部分であってもよく、または代替的に、以下のものに限定するわけではないがラップトップコンピュータ、ｉＰｏｄ、ｉＰａｄ、セル方式電話、または本体コンピュータなどの関連する計算装置１２２（図１Ｂ）に組み込まれていてもよいことを理解されたい。
【０１９５】
図１０を参照すると、これは、本発明の実施形態による、医学的状態の迅速な決定のための方法の簡易流れ図１０００である。本明細書に記載される方法は、患者の健康状態を決定する本発明の１つの非制限的な実施形態を示すことを理解されたい。同様に、別の実施形態も本発明の部分であると解釈される。
【０１９６】
体液供給工程１００２では、血液、尿、血清、または血漿などの体液は、人間または動物の患者から提供される。通常、試料は新鮮であるが、保存試料、冷蔵試料、または冷凍を解凍した試料でもよい。流体は、典型的には液体で、温度が４°Ｃから３７°Ｃである。
【０１９７】
体液導入工程１００４では、体液試料６０５１（図６）の一部または全部を、使い捨てカートリッジ（１１０、図１Ａ）の中に導入する。
【０１９８】
反応工程１００６では、流体試料をカートリッジの少なくとも１つの反応物と反応させて、処理試料を形成する。いくつかの実施形態によれば、上記で詳細に記載したように、この工程は分析前試料処理区分６０５４（図６）で行われる。
【０１９９】
衝突工程１００８では、限定的ではないが試料励起／相互作用区分６０５６などで放射線を処理試料に衝突させ、それによって、複数の、スペクトルの異なる信号を光学系ユニット１４２（図１Ｃ、上記説明を参照のこと）の方向に発生させる。
【０２００】
スペクトル発光検出工程１０１０では、複数の、スペクトルの異なる信号を、複数の発光検出器４５４（図７Ａ）で検出する。検出器は、データを出力する。
【０２０１】
その後、データ処理工程１０１２では、出力データを、信号処理器６０３６（図６）で、および／またはコンピュータ１２２（図１Ｃ）で処理して医学的状態を表す出力を提供する。
【０２０２】
図１１は、本発明の実施形態による、ヒト患者（ＰＭＮ）からの試料と比較した基準ビード（ＲＭ）の経時的な光出力を示す三次元グラフである。
【０２０３】
図１１は、本発明の実施形態による、ヒト患者（ＰＭＮ）からの試料と比較した基準ビード（ＲＭ）の経時的な光出力を示す三次元グラフを示す。５００ｎｍから５２５ｎｍ、５２５ｎｍから５５０ｎｍ、５５０ｎｍから５７５ｎｍ、５７５ｎｍから６００ｎｍ、６００ｎｍから６２５ｎｍ、および６２５ｎｍから６５０ｎｍの６つの帯域での発光振幅を、試料時間ごとにグラフで表示する。異なる蛍光体は、異なる発光スペクトルを有する。個別の波長でのスペクトル成分または形状、および振幅は共に、アクリジンオレンジで着色される好中球（ＡＯ）および明るい広域スペクトル蛍光体を含む基準ビード（ＲＭ）に関して有意差があることを理解されよう。ＡＯ発光のピークは、５２５ｎｍから５５０ｎｍの帯域にあるが、ＲＭのピークは、５００ｎｍから５２５ｎｍの帯域にあり、任意の帯域のＡＯよりかなり大きな振幅である。
【０２０４】
図１２Ａから図１２Ｃは、本発明の実施形態による、基準ビードとヒト患者からの試料の経時的な光出力のグラフを示す。
【０２０５】
図１２Ａから図１２Ｃを参照すると、本発明の実施形態による、基準ビードとヒト患者からの試料の経時的な光出力のグラフが見られる。これらの二次元図には、それぞれの帯域からのトレースが、同じグラフ上にオーバレイされている。図１２Ａは、図１２Ｂの好中球からの囲みパルスを示す。５２５ｎｍから５５０ｎｍチャネルの振幅は、５００ｎｍから５２５ｎｍチャネルの振幅より大きいことがこれらのグラフより明らかであり、これが、ＡＯの特性である。図１２Ｃは、ＡＯ着色好中球発光スペクトルとＲＭ発光スペクトルのものとの比較を示す。５００ｎｍから５２５ｎｍの帯域のスペクトルの５２５ｎｍから５５０ｎｍの帯域の振幅のスペクトルに対する相対振幅は、２つの蛍光体を明らかに識別する。さらに、ＲＭ発光の最大振幅は、ＡＯの最大振幅よりかなり大きい。
【０２０６】
本明細書で説明して示すような本発明のシステムは、４つの以下のシナリオ、すなわち、
ａ）正確な診断決定をするため、生物学的マーカや白血球状態などの複数個の情報が必要な場合、
ｂ）疾患曲線上での患者の位置を決定するため、複数の順次的な測定を行われなければならない場合、
ｃ）白血球および類似のデータが迅速にかつＰＯＣ環境で必要とされる場合、および
ｄ）蛍光信号は、波長が重複しており、かつ所与の波長の範囲に関する各信号の相対寄与を決定する必要がある場合、の少なくとも１つのシナリオ、これに限定するわけではないが、などの使用を提示する。
【０２０７】
本発明は、未加工の蛍光発光データの適切なデータ解析、および相対的な生物学的マーカの有効濃度への変換に関するソフトウェアおよびアルゴリズムを含む。
【０２０８】
図１３Ａは、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリ１３００の外部側面図であり、図１３Ｂは、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリ１３００の内部側面図１３５０を示す。
【０２０９】
図１４Ａから図１４Ｏは、本発明の実施形態による、カートリッジアセンブリの一連のプロセスイベントを示す。
【０２１０】
図１４Ａから図１４Ｏは、本発明の実施形態による、生物学的状態を検出するシステム１０１（図１Ａ）の動作についての概略図の順次的なセットである。
【０２１１】
図１４Ａでは、血液試料１４０１は、検体受入れ要素１４１８に入り、室１４０４を満たす。
【０２１２】
図１４Ｂでは、処理組成物１２０（図１）を備えたブリスター１４２０が、圧縮され、抗体カクテルが、１０マイクロリットルの血液試料と混合される。
【０２１３】
図１４Ｃでは、混合蛇腹１４１５は、圧縮され、これにより、第１の混合室１４１２の中で抗体カクテルと１０マイクロリットルの血液試料が混合されて、第１の混合物１４０３を形成する。
【０２１４】
図１４Ｄでは、蛇腹は解放され、混合物１４０３は、蛇行チャネル１４１３に沿って吸い上げられて第２の混合室１４１１に入る。蛇腹が解放されると、第１の混合物は、第２の混合室から蛇行チャネルに沿って第１の混合室に戻る。蛇腹が圧縮されるたびに、混合物は、第２の室に向かって移動し、蛇腹が解放されるたびに、混合物は、全体または一部が第１の室に戻る。この混合は、複数回行われ得る。
【０２１５】
図１４Ｅから図１４Ｇでは、第２の組成物ブリスター１４２２は、圧縮され、溶解組成物などの第２の組成物１２２（図１）を解放し、それによって第２の混合物１４０５を形成する。第２の混合物は、蛇腹１４１５の圧縮によって混合され、第２の混合物は、第２の混合室から蛇行チャネル１４１３に沿って第１の混合室に戻る。蛇腹が圧縮されるたびに、混合物は、第２の室１４１１に向かって移動し、蛇腹が解放されるたびに、混合物は、全体または一部が第１の室１４１２に戻る。この混合は、複数回行われ得る。
【０２１６】
図１４Ｈから図１４Ｊでは、制御基準などの第３の組成物１２４（図１）を備えた第３のブリスター１４２４は、解放されて第２の混合室に入り、それによって第３の組成物１４０７を形成する。第３の混合物は、蛇腹１４１５の圧縮によって混合され、第３の混合物は、第２の混合室から蛇行チャネル１４１３に沿って第１の混合室に戻る。蛇腹が圧縮されるたびに、混合物は、第２の室１４１１に向かって移動し、蛇腹が解放されるたびに、混合物は、全体または一部が第１の室１４１２に戻る。この混合は、複数回行われ得る。
【０２１７】
図１４Ｊから図１４Ｍでは、読取り蛇腹１４１７が、圧縮され、読取り蛇腹が、いくらかの第３の組成物を読取りキュベット１４３０に向かって押し進める。
【０２１８】
図１４Ｎおよび図１４Ｏでは、第３の組成物からの粒子１４６０が、キュベット１４３０から読取りチャネル１４５２に沿って読取り領域１４５０へと流れる。細胞は読取り領域を通過し、１つ以上のレーザ１４６２、１４６３によって励起される。少なくとも１つの励起レーザビーム１４６４が、細胞１４６０と衝突し、発光ビーム１４６６が、検出器１４７０によって検出される。１つの例では、これは、細胞発光蛍光であり、検出器１４７０は、分光計である。
【０２１９】
図１５は、本発明の実施形態による、微小流れ分光計読み取りについての概略図である。
【０２２０】
個別の細胞１５０５が、微小流体チャネル（図１４Ｍ、１４５２とみられる）の検出領域１５１０を貫流する。加えて、多波長蛍光タグと結合した抗体で標識されたタグ付き細胞１５２０が、検出領域まで流れる。ダイオードレーザ１５３０は、放射線／ビーム１５１０を細胞およびタグ付き細胞に衝突させる。細胞およびタグ付き細胞は、異なる発光スペクトル（図示せず）を発する。光学格子１５４０は、発光スペクトルを、格子１５４０を通してその成分波長１５５０に分光する。
【０２２１】
光電子増倍管（ＰＭＴ）配列１５６０またはアバランシダイオード配列は、８つのスペクトル領域に対応する８つの異なる空間的位置で蛍光を検出する。
【０２２２】
図１６は、本発明の実施形態による、光学的処理方法１６００の流れ図である。
【０２２３】
レーザ形成工程１６０２では、レーザ励起ビーム形状が形成される。
【０２２４】
反射工程１６０４では、励起ビームを、ダイクロイックミラー５０４（図８Ａまたは４７２、図７Ｂ）から対物レンズ４７６（図７Ｂ）を通過させて読取りチャネル１４５２（図１４Ｍ）上へ反射する。
【０２２５】
前方散乱測定工程１６０６では、読取りチャネルで粒子１４６０（図１４Ｎ）からの前方散乱を測定してイベントを検出する。
【０２２６】
次いで、通過工程１６０８では、粒子蛍光発光を、ダイクロイックミラーを通過させて、ビームスプリッタ４６８から検出経路の中に反射させる。
【０２２７】
画像化工程１６１０では、反射されないビーム発光の部分を、ビームスプリッタを通過させてシリコンダイオード４６２（図７Ｂ）などのイメージセンサ上へ送る。
【０２２８】
工程１６１０と平行して、ビームフィルタリング工程１６１２では、励起波長を上回る波長だけがフィルタを通過するように、検出経路でビームの反射された部分をフィルタにかける。
【０２２９】
合焦工程１６１４では、工程１６１２からのフィルタ処理ビームをピンホールまたはスリットに合焦させて、分析される読取り帯域を選択する。
【０２３０】
次いで、分光工程１６１６では、分光ピンホールまたはスリットをマルチ要素電気光学検出器（６０３４、図６）上に分光して画像化する。
【０２３１】
図１７Ａおよび図１７Ｂは、本発明の実施形態による、グラフィカルユーザインターフェイスを使用する工程の概略図である。
【０２３２】
ユニットの電源を入れると、秒読みインジケータ１７０３と共に、システムが自己検査を行っていることをユーザに通知するメッセージを伴って第１の画面１７０２が現れる。自己検査が終了すると、検定選択画面１７０４が現れる。ユーザは、行われる検定に対応するボタンを押す。次画面１７０６は、患者識別番号を入力するために使用される。これは、タッチパッド１７０９の数字に触れて、またはバーコードをスキャンして行うことができる。入力が終了すると、ユーザは、進むボタン１７０７に触れ、すると、ユーザにカートリッジ１７０８を入れるように要求する画面が現れる。ユーザがカートリッジを挿入すると、システムは、そのバーコードラベルで識別されるカートリッジが選択された検定に対応していることを確認して、処理を開始する。処理する間、処理進行状況と残り時間を示す画面１７１０が表示される。分析前処理および分析処理が完了されると、可能性のある結果の範囲の中で結果がどこにあるのか（１７１３）についての表示と共に、結果が画面１７１２に表示される。ユーザが「次の画面インジケータへ進む１７１１」に触れた後、カートリッジを取り外すようユーザに指示する画面１７１４が現れる。ユーザには、繰り返しアイコン１７１５を押すことで別の試料でこの試験を繰り返す、または画面１７１６上で最新結果を表示する選択肢がある。
【０２３３】
図１８を参照すると、これは、本発明の実施形態による、医学的状態の迅速な決定のための図１Ａのシステム１０１の使い捨てカートリッジ１８５０に関する方法の簡略図である。
【０２３４】
使い捨てカートリッジ１８５０の方法を実施する場合、血液、尿、血清、または血漿などの、これらに限定するわけではないが、生体流体が、ドナーからカートリッジ１８５１へ移される。使い捨てカートリッジの方法は、分析および診断を遂行する複数の工程１８５２、１８５４、１８５６および１８５８を含む。工程１８５２において、体液吸引工程では、患者（または動物）から直接または間接的に体液を受け取って、体液を貯蔵器に移す。
【０２３５】
使い捨てカートリッジの方法１８５０は、空気圧、液体圧、機械的手段、およびそれらの組み合わせなどの、これらに限定するわけではないが、流体運搬手段を利用して流体を移動する。体液吸引工程１８５２は、分析前試料処理工程１８５４用の所定の量の体液（体液試料１８５１）を運搬するように構成される。
【０２３６】
分析前試料処理１８５４では、
ｉ）少なくとも１つの抗体を培養すること、
ｊ）少なくとも１つの抗原を培養すること、
ｋ）体液の少なくとも１つの細胞タイプを染色すること、
ｌ）体液の少なくとも１つの細胞タイプを酵素溶解すること、
ｍ）体液の少なくとも１つの細胞タイプを浸透圧溶解すること、
ｎ）生体流体の少なくとも一部を加熱または冷却すること、
ｏ）基準材料を生体流体に加えること、および
ｐ）体液の少なくとも１つの要素と化学反応させることの内の、これらに限定するわけではないが、少なくとも１つの準備工程を体液で行う。
【０２３７】
次いで、分析前試料処理工程１８５４の後、生体流体の前処理済み試料を、試料励起／相互作用工程１８５６に移す（１８５５）。励起／相互作用１８５６用のこの前処理済み試料の移動は、連続的にまたはバッチモードで行うことができる。
【０２３８】
試料励起／相互作用１８５６の部分は、試料が励起照明の光路の中に位置するように配置するためのものである。励起照明は、可視領域の中または外にある干渉性放射線または非干渉性放射線などの、放射線を前処理済み試料の中に送る。前処理済み試料からの結果的な単一または複数の発光が検出され１８３４、処理されて１８３６、分析および診断を要約するレポートを生成する１８１２。
【０２３９】
マルチスペクトル発光検出１８３４は、マルチスペクトル帯域での前処理済み試料から発光を受け取る。場合によっては、これらの帯域は、非オーバーラップ帯域である。マルチスペクトル発光検出１８３４は、スペクトル帯域を表しているデータをマルチスペクトル蛍光信号処理１８３６に送るようになっている。
【０２４０】
マルチスペクトル蛍光信号処理１８３６は、
ａ）光子計数分析、
ｂ）マルチスペクトル発光検出１８３４の他の光出力を測定する他の検出解析要素（図示せず）、などの２つ以上の部分要素（図示せず）を備えることができる。
【０２４１】
方法は、試料励起／相互作用処理から試料を受け取るための、使用済み試料処分方法１８５８をさらに備える。
【０２４２】
方法は、コンピュータプログラム１８１０をさらに備えており、コンピュータプログラムは、複数のスペクトルの異なる信号および前述のデータを処理するように作られたプロセッサに関するデータを受信し、かつ前述の医学的状態に関する少なくとも１つの出力を出力するように構成される。提供される出力の１つのタイプは、コンピュータの画面１８１２上へ出力される視覚的出力である。
【０２４３】
図１９Ａは、本発明の実施形態による、異なる粒子を区別する方法６００の簡易流れ図である。
【０２４４】
８チャネル光電子増倍管配列６０１のそれぞれのチャネルから処理への入力は、時系列である。さらに、複数の散乱チャンネル６０９からのデータが導入される。蛍光時系列および散乱時系列はそれぞれ、それぞれのスペクトル相互相関アルゴリズム６０６および散乱アルゴリズム６０７を使用して平滑化し、ノイズを最小化しながら、個別に処理することができる。２つの可能な処理方法は、ボックスカー平均アルゴリズム６０２およびマッチドフィルタリングアルゴリズム６０４である。さらに、個別のチャネル群は相関して、マルチスペクトル相互相関６０６をもたらすことができる。時系列で導出されたこれらの１つ以上を使って、イベント位置を決定することができる。
【０２４５】
８チャネル時系列の中でイベントの位置が突き止められると、最小平均自乗誤差あてはめ６１０を使用して、周知の蛍光体シグネチャの観点からそのイベントの組成物が決定される。次に、周知の蛍光体のその組成物の観点からイベントを解説する。このように解説される各イベントは、イベントに関する８時系列からのデータおよびその説明と共にイベント記憶装置、すなわちメモリに格納される６１２。データ記憶装置の中のイベントごとの蛍光体組成物に基づいて、粒子のタイプを決定することができる。例えば、好中球６１６は、Ｗ１として図５に示されるＣＤ６４抗体に付着する単一蛍光体を特徴とする。このように、ＣＤ６４抗体に付着する単一蛍光体を主に特徴とするイベントは、好中球として識別される。
【０２４６】
同様に、単核細胞６１８は、蛍光体Ｗ１およびＷ２を特徴とするので、これらの蛍光体シグネチャの両方を有するイベントは、単核細胞と識別される。同様に、ビード６２０は、蛍光体Ｗ１およびＷ３を有するイベントを特徴とする。リンパ球６２２は、大きな蛍光性を示さないが、それらの散乱によりイベントとして識別される。蛍光体の周知の組み合わせのどれとも一致しないイベントは、不合格品６２６として識別される。
【０２４７】
識別されたイベントの個体群が提供されると、好中球個体群のメジアン強度およびビード個体群のメジアン強度が決定される。好中球メジアンとビードメジアンの比率が、所望の白血球６４インデックスである。ポジティブ制御値は、ビード個体群上の同じ蛍光体のメジアン強度によって分けられる単核細胞に結び付けられるＣＤ６４蛍光体のメジアン強度として決定される。ネガティブ制御値は、リンパ球に結び付けられるＣＤ６４蛍光体のメジアン強度によって決定される。これらは、Ｌｅｕｋｏ６４検定を行う際のキー工程である。
【０２４８】
図１９Ｂは、本発明の実施形態による、生物学的検出用アルゴリズム１９００の流れ図である。
【０２４９】
図１９Ｂは、ＣＤ４／ＣＤ８検定は、イベント記憶装置１９１２の中のイベントごとに粒子タイプを決定することで行われることを図式的に示す。この粒子選択を完遂する１つの方法は、クラスタ化して、図２５に示すシグネチャＡｌｅｘａ４８８、ＰＥ４８８Ｎ、およびＰＥＡＦ４８８Ｎに基づいてイベント記憶装置のデータクラスタを決定するＫ手段を用いることである。これら３つのシグネチャに基づいて、フィコエリトリン（ＰＥ）蛍光体はＣＤ４抗体に付着するので、ＰＥ４８８Ｎの大きい値を有するイベントは、ＣＤ４ポジティブリンパ球１９３８と分類される。Ａｌｅｘａ４８８蛍光体はこのＣＤ８抗体に付着するので、Ａｌｅｘａ４８８の大きい値を有するイベントは、ＣＤ８ポジティブリンパ球１９４０と分類される。この蛍光体は、他のＷＢＣを除いたリンパ球で示されるＣＤ３抗体に付着するので、ＰＥＡＦ４８８Ｎの大きい値を有するイベントは、リンパ球と分類される。群１９４２は、ＰＥＡＦ４８８Ｎの大きい値を有するが、ＰＥ４８８Ｎ、およびＣＤ４またはＣＤ８のどちらかを示していないリンパ球に対応するＡｌｅｘａ４８８の小さい値を有する。最後に、非リンパ球ＷＢＣ１９３６は、ＣＤ３を示さないそれらのイベント用のパンＷＢＣ抗体によって決定することができ、パンＷＢＣ抗体を示さないそれらのイベントとして不合格品となる。
【０２５０】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、本発明の実施形態による、バンド幅が水平化されかつ平滑化された配列を示す。
【０２５１】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、Ｆ４８８シグネチャを有する蛍光ビードに対するシステムの典型的反応を示す。５００ｎｍから７００ｎｍまでの２５ｎｍ帯域の反応は、それぞれ２０１０、２０２０、２０３０、２０４０、２０５０、２０６０、２０７０、および２０８０である。トレースは、８チャネル蛍光検出器からの出力をメジアントレース値として特徴付けられ、減算されるノイズと共に表わす。背景レベルを上回る大きい信号は、長さ１０のボックスカー平均化器によって平滑化された未加工の信号である。Ｆ４８８シグネチャ用ピーク値は、５２５ｎｍから５４９ｎｍの範囲２０２０に発生している。２５ナノメートルごとの帯域、２０３０、２０４０、２０５０、２０６０、２０７０、および２０８０で振幅を低下させながら、次の最高値は、５００ｎｍから５２４ｎｍの範囲２０１０に発生している。
【０２５２】
図２１Ａおよび図２１Ｂは、本発明の実施形態による、観察された信号の蛍光体分解を解く概略図である。
【０２５３】
図２１Ａは、観察された８チャネル発光値ｘに対応するシグネチャ値ベクトル（１つまたは複数）ｂに関する行列方程式Ａｘ＝ｂを解くために用いられるＭａｔｌａｂ機能である。Ｍａｔｌａｂの＼関数は、Ｍａｔｌａｂ式ｘ＝Ａ＼ｂ使用してｘの値を求めるのに使用される。
【０２５４】
図２１Ｂは、蛍光体シグネチャを図２１Ａに記載される行列Ａとして使用した表である。
【０２５５】
図２２Ａおよび図２２Ｂは、本発明の実施形態による、ＭＥＳＦ検出対ＦＡＣＳを用いた、システム性能とＦＩＴＣビードとのグラフ比較である。
【０２５６】
図２２Ａは、本発明の線形性とＢｅｃｔｏｎＤｉｃｋｉｎｓｏｎＦＡＣＳフローサイトメータの線形性との比較を示す。ＦＩＴＣ  ＭＥＳＦビードに関して作表されたメジアン値は、表２２１０の縦列２２１１に示される。ＦＡＣＳフローサイトメータ用メジアン蛍光強度水準（任意の単位）は、縦列２２１２に示され、本発明用のメジアン蛍光強度水準は、縦列２２１３に示される。縦列２２１４は、メジアン値が本発明に関して基づいているイベントの数を示す。本発明に関する全範囲の値についての線形性プロットは、２２２０に示され、ＦＡＣＳフローサイトメータについての線形性プロットは、２２３０に示される。さらに、相関値の二乗、Ｒ２に沿った点を通る最適適合線が、これらの図のそれぞれに示される。これらプロットの比較は、本発明およびＦＡＣＳフローサイトメータの比較可能な性能を示す。
【０２５７】
図２２Ｂは、最初の４つの最小データポイントに限定した範囲における、本発明の線形性２２４０とＦＡＣＳフローサイトメータの線形性２２５０との比較を示す。先と同様に、比較可能性能が示される。
【０２５８】
図２３Ａおよび図２３Ｂは、本発明の実施形態による、Ａｌｅｘａ４８８ＭＥＳＦでのシステム性能の線形性についてのグラフ表示を示す。
【０２５９】
図２３Ａおよび２３Ｂは、高速度２３１０および流れ速度２３３０の両方を追加してシステムが動作される場合の、Ａｌｅｘａ蛍光体４８８ＭＥＳＦビードシリーズに関する、本発明の線形性性能を示す。この場合、性能の基準は、イベントの長さに標準化されたＦ４８８シグネチャである。この標準化されたシグネチャは、Ｆ４８８Ｎと称される。表の記載事項２３２０および２３４０は、回帰直線フィットに関する統計を要約している。
【０２６０】
図２４は、本発明の実施形態による、ＣＤ４からＣＤ８の検定の経時的な光出力を示す三次元グラフである。
【０２６１】
図２４は、第３２番目の間隔の間それぞれの検出器でのイベント発光の相対振幅を示す表面プロットである。左から右に進む目盛り２４４０は、１０μｓ間隔である。右から左に進み、１から８まで番号が付される目盛り２４５０は、検出器要素である。８は、波長帯１に対応し、７は、波長帯２に対応し、最後に、１は、波長帯８に対応する。図２５の２５１０で示されるフィコエリトリンのタグの付いたＣＤ４イベントの例は、トレース２４３０である。図２５の２５２０で示されるＡｌｅｘａ蛍光体４８８のタグの付いたＣＤ８イベントの例は、トレース２４１０である。最後に、図２５の群２５３０で示されるＡｌｅｘａ蛍光体６１０のタグだけが付いた非ＣＤ４非ＣＤ８リンパ球の例は、トレース２４２０である。
【０２６２】
図２５は、本発明の実施形態による、ＣＤ４からＣＤ８検定のクラスタ分析を示すグラフ表示である。
【０２６３】
図２５は、Ｋ手段クラスタ化をシグネチャＡｌｅｘａ４８８Ｎ、ＰＥ４８８Ｎ、およびＰＥＡＦ４８８Ｎに適用した結果を示す散乱プロット行列である。クラスタ２５１０、２５２０および２５３０のそれぞれの意味は、図１９Ｂの説明に記載される。
【０２６４】
図２６および図２７は、本発明の実施形態による、図１９Ａのクラスタ分析のクラスタ分離を示すグラフ表示である。
【０２６５】
図２６は、ＣＤ６４検定を遂行するのに必要な好中球、単核細胞、リンパ球、および基準ビード個体群の４色の分離を示す散乱プロット行列である。最左縦列２７１０では、４色が完全に分離している。上部フレーム２７２０では、波長帯２（Ａｌｅｘａ４８８）に基づくとＭＯとＢＥＡＤＳからＮＥおよびＬＹが分離しており、波長帯４（ＰＥ）に基づくとビードからＭＯが分離している。
【０２６６】
中間フレーム２７３０では、波長帯６（Ａ６１０）に基づくとＮＥからＬＹが分離している。
【０２６７】
下部フレーム２７４０では、波長帯８（Ｓｔａｒｆｉｒｅ  Ｒｅｄ）に基づくと細胞からビードが分離している。
【０２６８】
分離は、個別の狭帯域（シグネチャでない）に基づくので、４５度クラスタ２７５０、２７６０、２７７０は、２つの帯域での発光存在を示し、いずれの場合も、下表の発光シグネチャから分かるような予想通りである。
【０２６９】
図２８は、本発明の実施形態による、さまざまな配列オプションの比較表である。
【０２７０】
図２８は、浜松ホトニクス社が生産した光電子増倍管配列の表の一覧である。Ｈ９５３０８チャネル配列は、現存する発明の現在の実装例で使用されているものである。当業者であれば理解されるように、１６チャネル配列製品または３２チャネル配列製品のいずれかを使用することにより、より微細な分解能またはスペクトル試料採集の範囲の拡大化が実現される。
【０２７１】
図２９Ａは、本発明の実施形態による、散乱プロットからデータの群を選択するアルゴリズム１３００についての特定の実装例の流れ図である。
【０２７２】
図２９Ａのアルゴリズムは、群３０１０、３０２０、３０３０および３０４０（図３０）のそれぞれを選択し、それぞれの群で特定のパラメータ値を決定する、図２９Ｂの一般的なアルゴリズムについての特定の実施例である。
【０２７３】
第１のシグネチャ順位付け工程１３０４では、Ｓｔａｒ  Ｆｉｒｅ  Ｒｅｄ（ＳＦＲ）シグネチャを使用して、波長帯とシグネチャ値の全てのデータセット１３０２を（最小のＳＦＲシグネチャから最大のものまで）順位付ける。
【０２７４】
第２の工程１３２０では、群１２１０を選択するための図１４Ａに示されるＳＦＲシグネチャ値のヒストグラムの分析。これは、図３１Ａのヒストグラム１４００における群１４０２の上端部にある小さい群１４０４である。次の工程は、図２９Ａ工程１３２２に示すようにこの群をデータセット全体から除去するためのものである。除去される群は、ビードデータセット１３２４である。
【０２７５】
次いで、ビードデータセットが除去された波長帯とシグネチャ値のデータセット１３４０は、以下のように処理される。順位付け工程１３４２では、データは、最小のＰＥ（フィコエリトリン）シグネチャから最大のＰＥ（フィコエリトリン）シグネチャまでそのＰＥ（フィコエリトリン）シグネチャに従って構成される。
【０２７６】
ＰＥヒストグラムセットを分析する工程１３４４では、データを処理して単核細胞に対応する群を見つける。
【０２７７】
単核細胞データセットを抽出する工程１３４６では、波長帯とシグネチャ値の単核細胞データセット１３４８を抽出する。さらに、ビードおよび単核細胞が除去された波長帯とシグネチャ値のデータセット１３６０は、以下のように処理される。セット１３６０は、ＰＥＡＦシグネチャ順位付け工程１３６２に従った順番でのそのＰＥＡＦ（正式名称ＰＥＡＦ（登録商標）４８８）（ビードおよびＰＥに関する上記参照）シグネチャに従って構成される。
【０２７８】
ＰＥＡＦヒストグラムを分析して、リンパ球に対応する群を見つける工程１３６４では、セット１３６０を分析して、何らかのデータがリンパ球に対応する挙動をしているかどうかを確認する。
【０２７９】
抽出工程１３６６では、波長帯とシグネチャ値のリンパ球データセット１３６８がセット１３６０から抽出され、残りのデータセットは、ビード、単核細胞、およびリンパ球が除去された波長帯とシグネチャ値のデータセット１３８０である。
【０２８０】
ダイオード１シグネチャによる順位付け工程１３８２では、データセット１３８０は、ダイオード１シグネチャによって分析される（上記参照）。次いで、データセット１３８０を分析工程１３８４で分析して、好中球の特性を備えたデータの群を見つける。
【０２８１】
抽出工程１３８６では、非好中球の特性を備えたデータの群１３８８を除去する。残りの群１３９１（好中球であると考えられる）を算出工程１３９２で使用して、群パラメータから所望の測定基準を算出する。
【０２８２】
図２９Ｂを参照すると、これは、本発明の実施形態による、散乱プロットからデータの群を選択するアルゴリズム１３５０の一般的な実装例の流れ図である。
【０２８３】
第１のシグネチャ順位付け工程１３０５では、第１のシグネチャを使用して、波長帯とシグネチャ値のデータセット１３０３を順位付ける。
【０２８４】
第２の工程１３２１では、群３０１０を選択する図３１Ａに例示されるように、第１のシグネチャ１３２５に対応する群を見つけるための第１のシグネチャ値のヒストグラムの分析。これは、図３１Ａのヒストグラム１４００における群１４０２の上端部にある小さい群１４０４である。これは、群を選択する１つの方法であるが、追加的なデータセット値を組み合わせて使用する他の方法を用いてもよいことを留意されたい。次の工程は、図３１Ｂ工程１３２３に示すようにこの群をデータセット全体から除去するためのものである。除去される群は、第１のシグネチャデータセット１３２５である。
【０２８５】
次いで、第１のデータセットが除去された波長帯とシグネチャ値のデータセット１３４１は、以下のように処理される。順位付け工程１３４３では、データは、その第２のシグネチャに従って構成される。
【０２８６】
第２のシグネチャヒストグラムセットを分析する工程１３４５では、データを処理して、第２のシグネチャに対応する群を見つける。
【０２８７】
第２のシグネチャデータセットを抽出する工程１３４７では、波長帯とシグネチャ値の第２のシグネチャデータセット１３４９を抽出する。さらに、第１のシグネチャ群および第２のシグネチャ群が除去された波長帯とシグネチャ値のデータセット１３６１は、以下のように処理される。セット１３６１は、ｉ番目のシグネチャ順位付け工程１３６３に従った順番でｉ番目のシグネチャに従って構成される。
【０２８８】
ｉ番目のヒストグラムを分析して、ｉ番目のシグネチャに対応する群を見つける工程１３６５では、セット１３６１を分析して、何らかのデータがｉ番目のシグネチャに対応する挙動をしているかどうかを確認する。
【０２８９】
ｉ番目のシグネチャ抽出工程１３６７では、波長帯とシグネチャ値のｉ番目のシグネチャデータセット１３６９を、セット１３８１から抽出し、残りのデータセットは、第１のシグネチャ群、第２のシグネチャ群、およびｉ番目のシグネチャ群が除去された波長帯とシグネチャ値のデータセット１３８１である。
【０２９０】
Ｎ番目のシグネチャによる順位付け工程１３８３では、データセット１３８１は、Ｎ番目のシグネチャによって分析される。次いで、データセット１３８１を分析工程１３８５で分析して、Ｎ番目のシグネチャ特性を備えていない特性を有するデータの群を見つける。
【０２９１】
抽出工程１３８７では、非Ｎ番目のシグネチャの特性を備えたデータの群１３９７を除去する。残りの群１３９５（Ｎ番目の群であると考えられる）を算出工程１３９３で使用して、群パラメータから所望の測定基準を算出する。
【０２９２】
図３１Ａは、本発明の実施形態による、Ｓｔａｒｆｉｒｅ  Ｒｅｄ（ＳＦＲ）シグネチャ値のデータのヒストグラム１４００である。
【０２９３】
図３１Ｂは、本発明の実施形態による、図３１Ａに示されるヒストグラム１４００の、多項式１４５２、およびその第１の導関数１４５６およびその第２の導関数１４５８についてのプロット１４５０である。
【０２９４】
図３１Ｂを参照すると、図３１Ａの上位群１４０４を決定する方法は、以下の通りである。十分な次数の多項式１４５２を、図１４Ｂに示されるヒストグラムデータ１４５４（図１３Ａに示されるセット１３２４のような）にあてはめる。この多項式の第１の導関数１４５６および第２の導関数１４５８を算出する。第１の導関数の複数のゼロ１４６０は、ゼロの線に沿った方形の囲み線で示される。多項式が最大でありかつゼロ導関数を有する点１４６２は、その中にＸが付された囲み線で示される。ヒストグラムのこの点は、大きい群１４０２（図３１Ａ）のピークに対応する。多項式の導関数の次のゼロ１４６４は、ヒストグラムの大きい群の終点に対応する。この値を上回るヒストグラムのすべての点は、小さい群の中にある。データセットは、ＳＦＲ４８８の値に基づいて最小から最大まで順位付けされているので、ならびにヒストグラム水平軸も、ＳＦＲ４８８の中で最小値から最大値まで順位付けされているので、大きい群の終点は、ＳＦＲ４８８の値であり、それを上回る、ＳＦＲ４８８で順位付けされたデータセットの記録は、除去され、図１３Ａに示すような波長帯とシグネチャ値のビードデータセット１３２４として識別されるものである。
【０２９５】
図３２Ａは、本発明の実施形態による、ＰＥ４８８シグネチャ値のデータのヒストグラム１５００である。
【０２９６】
図３２Ｂは、本発明の実施形態による、図３２Ａのヒストグラムにあてはめた多項式ならびに対応する第１の導関数１５５６および第２の導関数１５５８を示す。
【０２９７】
次に、データセットの中の残りの記録は、最小から最大までＰＥ４８８シグネチャを使用して再度順序付けされる。ＰＥ４８８シグネチャ値１５０２のヒストグラム１５００は、図３２Ａに示される。この場合も同様に、所望の単核細胞個体群に対応する大きい群１５０２の右側に小さい群１５０４がある。図３２Ｂは、図３２Ａのヒストグラム１５００のデータ１５５４にあてはめた多項式１５５２、ならびに対応する第１の導関数および第２の導関数を示す。上位群１５０４は、先に記載したように、ＳＦＲ４８８ヒストグラムの上位群と同じ方法で決定される。これらの場合では共に、一次元ヒストグラムだけを分析して所望の個体群を選択する基準として使用したが、データセットの各記録からの複数のフィールドを使用して、群選択を遂行してもよいことを留意されたい。
【０２９８】
図３１Ａで強調したように、単核細胞群１５０４は、そのとき主としてリンパ球、好中球、および非溶解赤血球および他のデブリなどの他の粒子を含有するデータセットから除去される。
【０２９９】
図３３Ａは、本発明の実施形態による、ＰＥＡＦ４８８シグネチャ値のデータ１６０２のヒストグラム１６００である。
【０３００】
図３３Ｂは、本発明の実施形態による、図３３Ａのヒストグラムデータ１６５４にあてはめた多項式１６５２、ならびに対応する第１の導関数１６５６および第２の導関数１６５８を示す。
【０３０１】
データセットの中に残っている記録は、リンパ球に対応するＰＥＡＦ４８８シグネチャを使用して、再度順位付けされる。ＰＥＡＦ４８８シグネチャのヒストグラム１６００は、図３３Ａに示され、図３３Ｂでは、対応する多項式を第１の導関数および第２の導関数にあてはめている。上で概説されたプロセスをこの場合も同様に適用して、ヒストグラムの上端部に現れた小さい群１６０４を識別して大きい群１６０２から除去する。次に、そのとき主として好中球、および非溶解赤血球および他のデブリなどの他の粒子を含有するデータセット１３８０を残して、リンパ球群が、図２９Ａに示すように除去される。
【０３０２】
好中球１３９１は、Ｆ４８８シグネチャを有する蛍光体でタグ付けされるが、溶液中の非結合蛍光体が原因で、他の粒子が、このシグネチャを示すように見える。しかし、他の粒子は好中球より小さく、好中球は、ダイオード１（前方散乱検出器）チャネルによって測定されるような最大の前方散乱を有する群を備える。ダイオード１チャネルのヒストグラムは、図３４Ａに示される。
【０３０３】
図３４Ａは、本発明の実施形態による、ダイオード１チャネルシグネチャ値のデータについてのヒストグラム１７００である。
【０３０４】
図３４Ｂは、本発明の実施形態による、図３４Ａのヒストグラムからのデータ１７５４にあてはめた多項式１７５２、ならび対応する第１の導関数１７５６および第２の導関数１７５８を示す。
【０３０５】
上記のように、好中球である大型の粒子に対応する上位群１７０４（図３４Ａ）が選択される。これで、元のデータセット１３０２を図２９Ａに示す４つの異なるイベント群（１３２４、１３４８、１３６８、１３９１）に分解することが完了する。
【０３０６】
群毎に、さまざまなパラメータをデータセットのフィールドから算出することができる。一例を次の表に示す。
【表２】
2018136318.tif 000003
【０３０７】
観察縦列は、群の名前を含む。ＮＡＭ縦列は、群の中のイベントの数である。ＭＥＤＵＧ縦列は、その群用のシグネチャのメジアン値である。例えばＳＦＲ４８８の行では、メジアンＳＦＲ４８８シグネチャ値は、９７８．７２である。ＭＥＤＦ４８８縦列は、特定の群用のＦ４８８シグネチャのメジアン値を含む。ＭＥＤ波長帯２の縦列は、群の中の波長帯２値のメジアン値を含む。ＭＥＤ波長帯２Ｎの縦列は、群での波長帯２Ｎ値のメジアン値を含む。ＩＮＤＥＸ４８８の縦列は、その群用のＭＥＤＦ４８８値の、ＳＦＲ４８８群のＭＥＤＦ４８８値に対する比率を含む。同様に、ＩＮＤＥＸ波長帯２およびＩＮＤＥＸ波長帯２Ｎは、その群用の波長帯２および波長帯２Ｎメジアンの、ＳＦＲ４８８群のメジアンに対する比率である。
【０３０８】
白血球サブセットに対応する特定の群およびこれらの群に基づいて特定のインデックスを算出する特定のアルゴリズムを説明してきたが、図２９Ｂの一般的な線図に示すように、データセットから群を選択し、これらの群に関連するパラメータに基づいて数値を算出する必要がある場合はいつでも、当業者はこの基本的な手法を用いることができる。
【０３０９】
他の適切な動作または一連の動作を、いくつかの実施形態に従って使用してもよい。例えば、実質的に連続して、あらかじめ定義された回数だけ反復して、または１つ以上の状態を満たすまで、いくつかの動作または一連の動作を繰り返してもよい。いくつかの実施形態では、いくつかの動作を、平行して、順々に、または他の適切な実行順に行ってもよい。
【０３１０】
例えば「処理する」、「算出する」、「計算する」、「決定する」、「確立する」、「分析する」、「検査する」などの用語を使用している本明細書の考察は、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリの中の（例えば電子的な）物理量として表されるデータを、コンピュータのレジスタおよび／またはメモリまたは動作および／またはプロセスを実行する命令を記憶することができる他の情報記憶媒体の中の物理量として同じように表される他のデータへ操作するおよび／または変換する、コンピュータ、計算プラットフォーム、計算システム、または他の電子計算装置の動作及び／またはプロセスに関するものである。
【０３１１】
いくつかの実施形態は、全てがハードウェア実施形態、全てがソフトウェア実施形態、またはハードウェア要素およびソフトウェア要素の両方を含む実施形態という形をとってもよい。いくつかの実施形態は、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなど、これらに限定するわけではないが、を含むソフトウェアで実施することができる。
【０３１２】
いくつかの実施形態は、クライアント／サーバアーキテクチャ、発行者／加入者アーキテクチャ、完全集中型アーキテクチャ、部分的集中型アーキテクチャ、完全分散型アーキテクチャ、部分的分散型アーキテクチャ、拡張可能なピアツーピア（Ｐ２Ｐ）アーキテクチャ、または他の適切なアーキテクチャまたはそれらの組み合わせを利用してもよい。
【０３１３】
いくつかの実施形態は、コンピュータまたは何らかの命令実行システムが使用する、またはそれに関連するプログラムコードを提供する、コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品という形をとってもよい。例えば、コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な媒体は、命令実行システム、機器、または装置が使用する、またはそれに関連するプログラムを含む、保存する、通知する、伝播する、または運搬することができる何らかの機器であってもよい、またはそれを含んでもよい。
【０３１４】
いくつかの実施形態では、媒体は、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線（ＩＲ）式、または半導体のシステム（または機器または装置）、または伝搬媒体であってもよい、またはそれを含んでもよい。コンピュータ可読媒体のいくつかの論証的な例として、半導体または固体メモリ、磁気テープ、着脱可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、光ディスクなどを挙げることができる。光ディスクのいくつかの論証的な例として、読取り専用メモリコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、読取り書込みコンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、ＤＶＤなどが挙げられる。
【０３１５】
いくつかの実施形態では、プログラムコードを記憶するおよび／または実行するのに適切なデータ処理システムは、例えばシステムバスを通して直接的または間接的に記憶素子に接続される少なくとも１つのプロセッサを含んでもよい。記憶素子には、例えばプログラムコードを実際に実行する間に使用されるローカルメモリ、大容量記憶装置、および実行中に大容量記憶装置からコードを検索しなければならない回数を減らすために、少なくともいくつかのプログラムコードを一時的に記憶することができるキャッシュメモリを含むことができる。
【０３１６】
いくつかの実施形態では、入力装置・出力装置または入出力装置（キーボード、ディスプレイ、ポインティング装置など、これらに限定するわけではない）は、直接的に、または介在入出力制御装置を通してシステムに接続されてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワークアダプタをシステムに接続させて、データ処理システムを、例えば介在専用ネットワークまたは公衆ネットワークを通して他のデータ処理システムまたは遠隔プリンタまたは記憶装置に接続させることを可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、モデム、ケーブルモデムおよびイーサネット（登録商標）カードは、ネットワークアダプタの種類の論証的な例である。他の適切な構成要素を使用してもよい。
【０３１７】
いくつかの実施形態は、特定の用途に適切であるような、または特定の設計要件に従うような、ソフトウェアによって、ハードウェアによって、または、ソフトウェアおよび／またはハードウェアを任意で組み合わせて実装してもよい。いくつかの実施形態には、互いに離れていてもよい、または全体または一部が結合していてもよいユニットおよび／またはサブユニットを含むことができ、それらを、特定の、多目的の、または一般的なプロセッサまたは制御装置を使用して実装してもよい。いくつかの実施形態には、データの一時的または長期記憶用の、または特定の実施態様の動作を容易にするために、バッファ、レジスタ、スタック、記憶ユニット、および／またはメモリユニットを含むことができる。
【０３１８】
いくつかの実施形態は、例えば、機械によって実行される場合に、本明細書に記載される方法および／または動作を機械に行わせる命令または命令一式を記憶することができる機械可読な媒体または物品を使用して実装してもよい。そのような機械には、例えば、何らかの適切な処理プラットフォーム、計算プラットフォーム、計算装置、処理装置、電子装置、電子システム、計算システム、処理システム、コンピュータ、プロセッサなどを挙げることができ、それらを、ハードウェアおよび／またはソフトウェアを任意で適切に組み合わせて使用して実装してもよい。機械可読な媒体または物品として、例えば何らかの適切なタイプのメモリユニット、メモリ装置、メモリ物品、メモリ媒体、記憶装置、記憶物品、記憶媒体、および／または記憶ユニット、例えばメモリ、着脱可能媒体または固定式媒体、消去可能媒体または消去不可媒体、書込み可能媒体または書換え可能媒体、デジタル式媒体またはアナログ式媒体、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、読取り専用メモリコンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ）、記録可能コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）、書換え可能コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ）、光ディスク、磁気媒体、さまざまな種類のデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、テープ、カセットなどを挙げることができる。命令には、何らかの適切なタイプのコード、例えばソースコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、実行可能コード、静的コード、動的コードなどを挙げることができ、それらを、何らかの適切な高レベルの、低レベルの、オブジェクト指向の、視覚的な、コンパイル済みの、および／または、解釈済みのプログラム言語、例えばＣ、Ｃ＋＋、ジャバ、ベーシック、パスカル、フォートラン、コボル、アセンブリ言語、マシンコードなどを使用して実装してもよい。
【０３１９】
１つ以上の実施形態を参照しながら本明細書で説明される機能、動作、構成要素、および／または特徴は、１つ以上の他の実施形態を参照しながら本明細書で説明された１つ以上の他の機能、動作、構成要素、および／または特徴と組み合わせてもよい、またはそれらと組み合わせて使用してもよい、または逆も同様である。
【０３２０】
１つ以上の、コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な媒体を任意で組み合わせて使用してもよい。コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な媒体は、例えば、以下に限定するわけではないが、電子式、磁気式、光学式、電磁気式、赤外線式、または半導体のシステム、機器、装置、または伝搬媒体でもよい。コンピュータ可読媒体のさらなる具体例（網羅的ではないリスト）として、以下が含まれる。１つ以上のワイヤ間の電気的接続部、可搬式コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去およびプログラム可能な読取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ、可搬式の読取り専用メモリコンパクトディスク（ＣＤＲＯＭ）、光学式記憶装置、インターネットまたはイントラネットをサポートするような伝送媒体、または磁気記憶装置。コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な媒体は、例えば紙または他の媒体を光走査してプログラムを電子的に取り込み、次いで、コンパイルし、解釈し、または必要に応じて好適な方法で処理し、コンピュータメモリに記憶することができるように、その上にプログラムが印刷される、紙または別の適切な媒体であってもよいことに留意されたい。本文書の文脈において、コンピュータ使用可能なまたはコンピュータ可読な媒体は、命令実行システム、機器、または装置が使用する、またはそれに関連するプログラムを含む、保存する、通知する、伝播する、または運搬することができる何らかの媒体であってもよい。コンピュータ使用可能な媒体は、ベースバンドで、または搬送波の一部として、それとともに統合されたコンピュータ使用可能なプログラムコードと共に伝播されるデータ信号を含むことができる。コンピュータ使用可能なプログラムコードは、無線、有線、光ケーブル、ＲＦなど、これらに限定するわけではないが、何らかの適切な媒体を使用して送信することができる。
【０３２１】
本発明の動作を実行するコンピュータプログラムコードは、ジャバ、スモールトーク、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラム言語、および「Ｃ」プログラム言語または類似のプログラム言語などの従来型の手続き型プログラム言語など、１つ以上のプログラム言語を任意に組み合わせて書き込むことができる。プログラムコードは、全面的にユーザのコンピュータ上で、独立型ソフトウェアパッケージとして部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、部分的に遠隔コンピュータ上で、または全面的にリモート遠隔コンピュータまたはサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータは、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）または広域ネットワーク（ＷＡＮ）などの何らかのタイプのネットワークを通してユーザのコンピュータに接続され得る、すなわち外部コンピュータへの接続が形成され得る（例えば、インターネットを通じてインターネットサービスプロバイダーを使用して）。
【０３２２】
本発明は、本発明の実施形態による方法、機器（システム）、およびコンピュータプログラム製品の流れ図説明図および／またはブロック線図を参照しながら本明細書に記載される。流れ図説明図および／またはブロック線図の各ブロックおよび流れ図説明図および／またはブロック線図のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実施できることを理解されよう。これらコンピュータプログラム命令は、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理機械のプロセッサに提供されて、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理機械のプロセッサを利用して実行する命令が、流れ図および／またはブロック線図の１つ以上のブロックに明記される機能／行為を実施する手段を構築するように、機械を作り出すことができる。
【０３２３】
さらに、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が流れ図および／またはブロック線図の１つ以上のブロックに明記される機能／行為を実施する命令手段を含む製造品を生産するように、これらコンピュータプログラム命令を、コンピュータまたは他のプログラム可能データ処理機器に特定の様式で機能するように指示することができるコンピュータ可読媒体に、記憶することができる。
【０３２４】
さらに、コンピュータプログラム命令を、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理機器にロードして、コンピュータまたは他のプログラム可能な機器上で実行する命令が流れ図および／またはブロック線図の１つ以上のブロックに明記される機能／行為を実施するプロセスを提供するように、コンピュータまたは他のプログラム可能な機器上で行われる一連の動作工程がコンピュータ実施プロセスを作り出すことができる。
【０３２５】
図中の流れ図およびブロック線図は、本発明のさまざまな実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータプログラム製品の可能な実施態様のアーキテクチャ、機能性、および動作を示す。この点に関して、流れ図またはブロック線図の各ブロックは、特定の論理関数を実施する１つ以上の実行可能な命令を備えたモジュール、セグメントまたはコードの一部を表示することができる。いくつかの代替的な実施態様では、ブロックに記される機能は、図に記された順序とは異なる順序で起こってもよいことを留意されたい。例えば、連続して示される２つのブロックは、実際には実質的に並行して実行されてもよく、あるいは、ブロックは、関連する機能性によって、逆順序で実行されることもあり得る。さらに、ブロック線図および／または流れ図説明図の各ブロック、およびブロック線図および／または流れ図説明図のブロックの組み合わせは、特定の機能または行為を行う特殊目的のハードウェアベースのシステム、または特殊目的のハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実施できることに留意されよう。
【０３２６】
上述の実施形態は、主として、適切なプロセッサ上で引き続いて実行するソフトウェアコードの試験網羅性を評価することに取り組んでいるが、本明細書に記載される方法および装置は、ファームウェアコードの試験網羅性を評価することにも使用することができる。ファームウェアコードは、Ｃ言語など、任意の適切な言語で書いてもよい。本特許出願の文脈では、ならびに特許請求の範囲では、そのようなコードも、ソフトウェアコードの一種とみなしている。
【０３２７】
本発明のカートリッジは、処理組成物が、ビードなどの表面に付着するタンパク質を備えるように構築して構成することができる。表面にタンパク質が付着した複数のビードまたは他の構造要素は、下記方法論の何れか１つ以上によって作ることができる。
・静電気または表面との疎水的相互作用を利用した吸着、固定化ポリマー類への閉じ込めなどによる単純な付着
・非共有結合的なまたは物理的な付着、
・タンパク質のビード面への共有結合
・生物学的認識（例えばビオチン／ストレプトアビジン）。
・２つの工程、すなわち第１の層を、表面が反応基（例えばエポキシ、アミノ、チオールなど）を示すように、第１の層は、シランの化学的性質によって形成すること、および第２の層（例えば固定化されるタンパク質またはリンカー分子）を、固定化反応基を利用して共有結合することを必要とする。
・装置の内側上で官能化ポリマー被覆への共有結合、または金の表面上に自己集合した単分子膜（ＳＡＭ）の遊離末端への結合。
【０３２８】
反応型は、抗原抗体結合、サンドイッチ（抗体−抗原−抗体などの）、物理的な閉じ込め、受容体リガンド、酵素基質、タンパク質−タンパク質、アプタマ、共有結合、またはバイオ認識の何れか１つ以上を含むことができる。
【０３２９】
表２は、本発明の機器１００および方法のいくつかの代表的な適用を示す。
【表３】
2018136318.tif 000004
2018136318.tif 000005
2018136318.tif 000006
【０３３０】
方法のそれぞれの工程は、実行するのに所定の時間をかけることができ、それらの工程の間には、培養工程および／または待機工程が存在し得るが、それらは、簡潔化するため示していないことを理解されたい。
【０３３１】
いくつかの実施形態によれば、検体または試料の体積は、２００μＬ未満、１００μＬ未満、５０μＬ未満、２５μＬ未満、または１１μＬ未満である。
【０３３２】
一般的に、試料総体積は、１０μＬから１０００μＬまで、１００μＬから９００μＬまで、２００μＬから８００μＬまで、３００μＬから７００μＬまで、４００μＬから６００μＬまで、または４２０μＬから５００μＬまでの範囲内である。
【０３３３】
いくつかの実施形態によれば、処理組成物室１０６、１０８、１１０（ブリスターとも呼ばれる）の容積は、約１μＬ以上１０００μＬ以下である。他の実施形態によれば、検体の体積は、約１０μＬ以上２００μＬ以下である。他の実施形態によれば、検体の体積は、約１μＬ、１０μＬ、２０μＬ、３０μＬ、４０μＬ、５０μＬ、６０μＬ、７０μＬ、８０μＬ、９０μＬ、１００μＬ、１２０μＬ、１４０μＬ、１６０μＬ、１８０μＬ、２００μＬ、２５０μＬ、３００μＬ、３５０μＬ、４００μＬ、４５０μＬ、または５００μＬである。
【０３３４】
いくつかの実施形態によれば、処理組成物１２０、１２２、１２４の体積は、最大で約５００μＬである。他の実施形態によれば、検体の体積は、最大で約２００μＬである。他の実施形態によれば、検体の体積は、最大で約５００μＬ、４５０μＬ、４００μＬ、３５０μＬ、３００μＬ、２５０μＬ、２００μＬ、１８０μＬ、１６０μＬ、１４０μＬ、１２０μＬ、１００μＬ、９０μＬ、８０μＬ、７０μＬ、６０μＬ、５０μＬ、４０μＬ、３０μＬ、２０μＬ、１０μＬ、または１μＬである。
【０３３５】
いくつかの実施形態によれば、反応物の体積は、少なくとも約１μＬである。他の実施形態によれば、検体の体積は、約１０μＬ以上である。他の実施形態によれば、検体の体積は、少なくとも約１μＬ、１０μＬ、２０μＬ、３０μＬ、４０μＬ、５０μＬ、６０μＬ、７０μＬ、８０μＬ、９０μＬ、１００μＬ、１２０μＬ、１４０μＬ、１６０μＬ、１８０μＬ、２００μＬ、２５０μＬ、３００μＬ、３５０μＬ、４００μＬ、４５０μＬ、または５００μＬである。
【０３３６】
さまざまな処理組成物の移動の順序は、反応シーケンスにとって重要であり得る。通常は、予め定義される。
【０３３７】
読取り領域１４５０（図１４Ｍから図１４Ｎ）は、１つ以上の評価工程に関して構成され、構築される。これらの工程には、
ａ）そこを通る放射線の転送、
ｂ）その上に放射線を衝突させる、
ｃ）反射放射線、屈折放射線、および／または伝搬放射線を検出する、
ｄ）放出放射線を検出する、
ｅ）その画像を１つ以上取り込む、
ｆ）取り込み画像で画像分析を行う、
ｇ）処理済み検体の電気特性を測定する、
ｈ）その上に音波エネルギーを衝突させる、
ｉ）そこから音波エネルギーを検出する、および
ｊ）上記の工程の任意の１つ以上の出力を分析する、の何れか、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。
【０３３８】
いくつかの実施形態によれば、カートリッジは、参考文献として本明細書に援用しているＫａｓｄａｎ他による国際特許出願公開第ＷＯ２０１１／１２８８９３号に記載されるシステムに導入される。
【０３３９】
いくつかの実施形態によれば、機器は、比色ストリップ（図示せず）などの、結果を示す搭載手段を有してもよい。追加的にまたは代替的には、結果は、システム１０１とは分離され遠く離れた表示ユニットに表示される。
【０３４０】
血液試料は、通常は、直近に患者から取り出された全血液である。全血液は、主として、赤血球細胞（ＲＢＣまたは赤血球とも呼ばれる）と、血小板と、リンパ球および好中球を含む白血球細胞（白血球とも呼ばれる）とを備える。好中球、特に活性好中球の数の増加は、特に細菌感染症、環境曝露、およびいくつかの癌の結果による炎症の初期（急性）段階の間、血流で普通に見られる。
【０３４１】
ＣＤ６４（区別のクラスタ６４）は、高親和性で単一遺伝子性ＩｇＧ型抗体に結合するＦｃレセプタとして知られる内在性膜糖タンパク質の一種である。好中球ＣＤ６４発現を数量化することで、現在の医療行為で使用される標準的な診断検査と比べて、感染／敗血症の診断検出を改良することができる。
【０３４２】
ＣＤ１６３（区別のクラスタ１６３）は、ＣＤ１６３遺伝子によってコード化されるヒトタンパク質である。単核細胞／マクロファージリネージの細胞にマークを付けることも示されてきた。
【０３４３】
一般的に、試料総体積は、１０μＬから１０００μＬまで、１００μＬから９００μＬまで、２００μＬから８００μＬまで、３００μＬから７００μＬまで、４００から６００μＬまで、または４２０μＬから５００μＬまでの範囲内である。
【０３４４】
いくつかの実施形態によれば、処理組成物室１０６、１０８、１１０（ブリスターとも呼ばれる）の容積は、約１μＬ以上１０００μＬ以下である。他の実施形態によれば、検体の体積は、約１０μＬ以上２００μＬ以下である。他の実施形態によれば、検体の体積は、約１μＬ、１０μＬ、２０μＬ、３０μＬ、４０μＬ、５０μＬ、６０μＬ、７０μＬ、８０μＬ、９０μＬ、１００μＬ、１２０μＬ、１４０μＬ、１６０μＬ、１８０μＬ、２００μＬ、２５０μＬ、３００μＬ、３５０μＬ、４００μＬ、４５０μＬ、または５００μＬである。
【０３４５】
いくつかの実施形態によれば、処理組成物１２０、１２２、１２４の体積は、最大で約５００μＬである。他の実施形態によれば、検体の体積は、最大で約２００μＬである。他の実施形態によれば、検体の体積は、最大で約５００μＬ、４５０μＬ、４００μＬ、３５０μＬ、３００μＬ、２５０μＬ、２００μＬ、１８０μＬ、１６０μＬ、１４０μＬ、１２０μＬ、１００μＬ、９０μＬ、８０μＬ、７０μＬ、６０μＬ、５０μＬ、４０μＬ、３０μＬ、２０μＬ、１０μＬ、または１μＬである。
【０３４６】
いくつかの実施形態によれば、反応物の体積は、少なくとも約１μＬである。他の実施形態によれば、検体の体積は、約１０μＬ以上である。他の実施形態によれば、検体の体積は、少なくとも約１μＬ、１０μＬ、２０μＬ、３０μＬ、４０μＬ、５０μＬ、６０μＬ、７０μＬ、８０μＬ、９０μＬ、１００μＬ、１２０μＬ、１４０μＬ、１６０μＬ、１８０μＬ、２００μＬ、２５０μＬ、３００μＬ、３５０μＬ、４００μＬ、４５０μＬ、または５００μＬである。
【０３４７】
本発明のシステム１０１を使用して検定を完了させるのに必要な時間は、本明細書に記載されるものを含む非限定的な例に伴ういくつかの要因によって変わる。いくつかの実施形態では、検定を完了させるのに必要な時間は、約０．５分以上１００分以下である。他の実施形態では、検定を完了させるのに必要な時間は、約１分以上２０分以下である。さらに他の実施形態では、検定を完了させるのに必要な時間は、約１分以上１０分以下である。いくつかの例では、検定を完了させるのに必要な時間は、約１分、２分、３分、４分、５分、６分、７分、８分、９分、１０分、１５分、２０分、２５分、３０分、３５分、４０分、５０分、６０分、８０分、または１００分以上である。
実施例
適用番号１−ＣＤ６４感染症及び敗血症
【０３４８】
カートリッジ１１０（図１Ａ）は、血液試料を受け取るために設けられる。カートリッジは、対応する数の処理組成物１２０、１２２、１２４をそれぞれ収容するように作られたいくつかの処理組成物室１０６、１０８、１１０を備える。これら組成物は、参考文献としてここに援用している、Ｄａｖｉｓ，ＢＨ他（２００６）による米国特許公告第８，１１６，９８４号にさらに詳細に記載される。手短に言えば、試薬Ａは、マウスの単クローン抗体の混合物（緩衝食塩水含有）を備え、試薬Ｂ−１０倍濃縮エンレイソウ溶解溶液（塩化アンモニウム含有）、試薬Ｃ−Ｓｔａｒｆｉｒｅ  Ｒｅｄで標識された５．２μｍポリスチレンビーズおよびフルオレセインイソチオシアネート（ＦＩＴＣ）（＜０．１％のアジ化ナトリウムおよび０．０１％のツイーン２０含有）の懸濁液。
【表４】
2018136318.tif 000007
【０３４９】
敗血症の場合、「標準化」によって、基準ビード個体群蛍光性発光のメジアンに対する目標個体群蛍光性発光のメジアンの比率を取ることを意味する。
【０３５０】
いくつかの実施形態によれば、表示器は、光エレクトロニクスコアを備えていてもよく、これは、蛍光信号の識別および検出を可能にする。
【０３５１】
合焦に使用されるコアのＣＣＤを、化学発光信号を読み取るのに使用することもできる。ユーザに対する表示器は、結果が落ち着く場所を基準範囲と比較して示すこともできる。
【０３５２】
これら公告の内容は、追加的または代替的な詳細、特徴、および／または技術的な背景を教示するのに適切なところを参照する参考文献として本明細書に援用される。
【０３５３】
本発明は、本明細書に含まれる詳細説明に記載される、または図面に示される詳細に適用することに限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能で有り、さまざまな方法で実行することおよび実施することが可能である。当業者であれば容易に理解されるように、添付の請求の範囲の中で画定され、かつそれによって画定される範囲から逸脱することなく、さまざまな変更および改変を先に記載されたような本発明の実施形態に加えることができる。
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【０３５４】
本願は以下の発明をも含むものである。
（１）
化学性を決定する検定を実行する自蔵式システムであって、前記システムは、
ａ）その中で前記検定を行う固定カートリッジであって、前記カートリッジは、試料と反応するように作られた少なくとも１つの試薬を収容するように構成され、少なくとも１つのレポータ機能性は、前記検定の結果を報告するために前記少なくとも１つの試薬の前記試料との反応を報告するように構成された固定カートリッジと、
ｂ）機械式制御装置であって、
ｉ．前記カートリッジ上に外部から力を加えて、前記少なくとも１つの試薬を放出させるように構成された第１の圧接手段と、
ｉｉ．除去可能な力を加えて、前記カートリッジの中に第１の方向の流体動きを誘発し、前記力が除去されると、前記第１の方向と反対方向の流体動きを引き起こすように構成された少なくとも１つの第２の圧接手段とを含む機械式制御装置と、
ｃ）前記反応を検出するように構成された光学式読取り装置と、
ｄ）前記光学式読取り装置からデータを受け取って、前記データを処理して前記化学性を決定するように構成されたプロセッサとを含むシステム。
（２）
前記カートリッジは、前記最少で１つのレポータ機能性の検出用に前記カートリッジ上の読取りチャネルを合わせるように構成されたアライメント手段をさらに備える、（１）に記載のシステム。
（３）
カートリッジは、複数の流体開放チャンネルをさらに備えており、前記チャネルは全て、互いに液体連通している、（１）に記載のシステム。
（４）
前記カートリッジは、流体試料を受け取った後、密封され、所定量の前記試料を、前記複数の流体開放チャンネルの少なくとも一部の中に通すように構成される、（３）に記載のシステム。
（５）
前記カートリッジは、前記流体チャネルの中に陰圧および陽圧の少なくとも１つを印加するように構成された、少なくとも１つの膨張可能、変形可能な弾性室をさらに備える、（４）に記載のシステム。
（６）
前記少なくとも１つの変形可能な弾性室は、密封された搭載格納室に格納された前記少なくとも１つの試薬を反応室内の所定量の前記試料にさらに接触させて、前記反応を誘発するように構成される、（５）に記載のシステム。
（７）
前記第１の圧接手段は、動くと前記格納チャンバ上のもろい密封部を破壊するように構成されるように、前記搭載された格納室に近接して配置される、（６）に記載のシステム。
（８）
前記アライメント手段は、前記所定量の前記試料の反応の検出用の前記カートリッジ上の読取りチャネルと合うように構成される、（７）に記載のシステム。
（９）
前記複数の流体開放チャンネルのいくつかは、０．１ｍｍ２から２ｍｍ２以下の断面である、（７）に記載のシステム。
（１０）
前記所定量は、１０マイクロリットルから５００マイクロリットル以下の体積である、（８）に記載のシステム。
（１１）
前記カートリッジは、複数の搭載された試薬を前記試料および反応生成物の前記少なくとも１つと接触させるように構成される、（１）に記載のシステム。
（１２）
前記カートリッジは、前記複数の搭載された試薬と、前記試料および前記反応生成物の前記少なくとも１つとのカスケード連続反応を誘発するように構成される、（１１）に記載のシステム。
（１３）
前記カートリッジは、２００マイクロリットルから１００００マイクロリットル以下の容積の少なくとも１つの反応室を備える、（１）に記載のシステム。
（１４）
前記カートリッジ外部の温度制御装置をさらに備え、前記装置が、前記反応の温度を制御するように構成される、（１）に記載のシステム。
（１５）
前記カートリッジの保管寿命は、６カ月から２４ヵ月以下である、（１）に記載のシステム。
（１６）
前記カートリッジは、無弁である、（１）に記載のシステム。
（１７）
前記検定は、フローサイトメトリー検定である、（１）に記載のシステム。
（１８）
前記化学性は、生化学的状態である、（１）に記載のシステム。
（１９）
前記生化学的状態は、生物学的状態を表している、（１８）に記載のシステム。
（２０）
前記試料は、生物学的試料である、（１）に記載のシステム。
（２１）
前記生物学的試料は、生体試料である、（２０）に記載のシステム。
（２２）
前記生体試料は、血液、血清、血漿、尿、唾液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、漿液、腹膜流体、および滑液の血液、尿、血漿、血清、および唾液から成る前記群から選択される、（２１）に記載のシステム。
（２３）
前記カートリッジは、無弁である、（１）に記載のシステム。
（２４）
前記カートリッジは、使い捨てマイクロ流体カートリッジである、（１）に記載のシステム。
（２５）
前記試料は、毛管作用を利用して前記カートリッジに導入される、（１）に記載のシステム。
（２６）
前記カートリッジは、以下の要素、すなわち
ｉ．貯蔵器、
ｉｉ．ポンプ、
ｉｉｉ．導管、
ｉｖ．小型フローセル、
ｖ．輸送チャネル、
ｖｉ．読取りチャネル、
ｖｉｉ．マイクロ流体要素、
ｖｉｉｉ．圧縮気体保持要素、
ｉｘ．圧縮気体放出要素、
ｘ．ノズル要素、
ｘｉ．混合要素、
ｘｉｉ．蛇腹要素、
ｘｉｉｉ．特定のシーケンスに従って前記要素を起動するように構成されたソフトウェア、および
ｘｉｖ．特定のシーケンスに従って前記要素を起動するハードウェアの少なくとも１つを備える、（１）に記載のシステム。
（２７）
前記カートリッジに配置されている前記少なくとも１つの試薬は、
ａ．少なくとも１つの目標抗体、
ｂ．少なくとも１つのポジティブ制御識別抗体、および
ｃ．少なくとも１つのネガティブ制御識別検出部分の少なくとも１つを備える、（１）に記載のシステム。
（２８）
前記カートリッジに配置されている前記少なくとも１つの試薬は、
ａ．目標信号基準組成物、および
ｂ．基準識別子組成物の少なくとも１つを備えた少なくとも１つの基準組成物を備える、（１）に記載のシステム。
（２９）
前記カートリッジに配置されている前記少なくとも１つの試薬は、
ａ．ポジティブ制御部分、および
ｂ．ネガティブ制御部分の少なくとも１つを備える、（１）に記載のシステム。
（３０）
前記カートリッジに配置されている前記少なくとも１つの試薬は、少なくとも１つの敗血症バイオマーカを備える、（１）に記載のシステム。
（３１）
被験対象の生物学的状態を決定する方法であって、前記方法は、
ａ．所定の期間、前記被験対象からの試料を（１）に記載の前記システムで温置すること、および
ｂ．前記少なくとも１つのレポータ機能性に応答した表示を受け取り、それによって、前記化学性に従って前記被験対象の前記生物学的状態の表示を提供することから成る方法。
（３２）
前記生物学的状態は、白血病、血小板減少症、免疫系疾患、局所感染、尿路障害、自己免疫性疾患、および敗血症などの血液疾患から選択される、（３１）に記載の方法。
（３３）
前記表示は、定量的である、（３１）に記載の方法。
（３４）
前記方法は、２０分以内に完了される、（３１）に記載の方法。
（３５）
哺乳類の被験対象の生物学的状態を決定する方法であって、前記方法は、
ａ．前記被験対象が前記生物学的状態を有するとき、前記被験対象からの検体を（１）に記載のシステムで少なくとも１つの組成物と共に所定の期間温置して、少なくとも１つの反応生成物を形成すること、および
ｂ．前記システムの少なくとも１つのレポータ要素に応答する前記少なくとも１つの反応生成物の表示を受け取り、それによって、前記被験対象の前記生物学的状態の前記表示を提供することから成る方法。
（３６）
被験対象の敗血症の前記有無を確認する自動化された方法であって、
ａ．前記被験対象からの血液試料を（１）に記載される前記システムで敗血症マーカに特有の前記部分である蛍光標識結合部分と接触させることであって、前記血液試料の前記体積は、５０μＬ以下である、前記被験対象からの血液試料を蛍光標識結合部分と接触させることと、
ｂ．前記試料の前記結合部分の前記有無、またはレベルを検出し、それによって、２０分以内に前記被験対象の敗血症の前記有無を確認することとから成る方法。
（３７）
前記敗血症マーカは、ＣＤ６４である、（３６）に記載の方法。
（３８）
前記敗血症マーカは、ＣＤ１６３である、（３６）に記載の方法。
（３９）
前記血液試料を第２の敗血症マーカに特有の第２の蛍光標識結合部分と接触させることをさらに含む、（３６）に記載の方法。
（４０）
前記敗血症マーカは、ＣＤ６４であり、前記第２の敗血症マーカは、ＣＤ１６３である、（３９）に記載の方法。
（４１）
自蔵式固定カートリッジの化学性を決定する検定を行う方法であって、前記方法は、
ａ．試料を（１）に記載の前記システムに導入することと、
ｂ．少なくとも１つの試薬を前記試料と反応させることと、
ｃ．少なくとも１つのレポータ機能性に関連する信号を検出することであって、前記少なくとも１つのレポータ機能性は、前記少なくとも１つの試薬の前記試料との反応を報告するように構成されており、それによって前記化学性を決定する、少なくとも１つのレポータ機能性に関連する信号を検出することとから成る方法。
（４２）
少なくとも１つの製品を形成して、前記製品に関連する信号を検出することをさらに含む、（４１）に記載の方法。
（４３）
前記検定は、フローサイトメトリー検定である、（４１）に記載の方法。
（４４）
前記化学性は、生化学的状態である、（４１）に記載の方法。
（４５）
前記生化学的状態は、生物学的状態を表している、（４４）に記載の方法。
（４６）
前記試料は、生物学的試料である、（４１）に記載の方法。
（４７）
前記生物学的試料は、生体試料である、（４６）に記載の方法。
（４８）
生前記体試料は、血液、血清、血漿、尿、唾液、脳脊髄液（ＣＳＦ）、漿液、腹膜流体、および滑液から成る前記群から選択される、（４７）に記載の方法。
（４９）
前記少なくとも１つの試薬は、
ａ．細胞表面マーカ、
ｂ．細胞染色、
ｃ．固体担体と結合する試薬、
ｄ．化学指示薬、および
ｅ．生物学的細胞指示薬を備える、（４１）に記載の方法。
（５０）
前記細胞表面マーカは、ＣＤ６４、ＣＤ４、ＣＤ８、幹細胞指示薬、微小残存病変指示薬、およびリンパ球亜型指示薬から成る前記群から選択される、（４９）に記載の方法。
（５１）
前記細胞染色は、白血球区別指示薬、アポトーシス指示薬から成る前記群から選択される、（４９）に記載の方法。
（５２）
前記固体担体と結合する前記試薬は、固定化酵素、固定化基質、血漿タンパクビーズ、抗体ビーズ、抗原ビーズ、およびＥＬＩＳＡ検定から成る前記群から選択される、（４９）に記載の方法。
（５３）
前記化学指示薬は、変色指示薬、比濁指示薬、ｐＨ指示薬、吸着指示薬、発光指示薬、および化学反応指示薬から成る前記群から選択される、（４９）に記載の方法。
（５４）
前記生物学的細胞指示薬は、細胞周期ステージ指示薬、細胞増殖指示薬、サイトカイン指示薬、代謝指示薬、およびアポトーシス指示薬から成る前記群から選択される、（４９）に記載の方法。
（５５）
前記少なくとも１つの試薬は、少なくとも２つの試薬を備える、（４９）に記載の方法。
（５６）
前記少なくとも２つの試薬は、
ａ．細胞表面マーカおよび細胞要素染色、
ｂ．細胞表面マーカおよび血漿タンパクビーズ検定、
ｃ．細胞表面マーカおよび溶液変化マーカ、
ｄ．細胞要素染色および血漿タンパクビーズ検定、および
ｅ．細胞要素染色および溶液変化マーカの少なくとも１つを備える、（５５）に記載の方法。
（５７）
前記生物学的状態は、白血病、血小板減少症免疫系疾患、局所感染、尿路障害、自己免疫性疾患、および敗血症などの血液疾患から選択される、（４５）に記載の方法。
（５８）
固定カートリッジの中で化学反応を形成する方法であって、前記方法は、
ａ．（１）に記載される前記カートリッジの中に少なくとも１つの組成物を格納すること、および
ｂ．前記カートリッジの中の少なくとも１つの可膨張室を作動させて、前記少なくとも１つの試薬に少なくとも１つの気圧力をかけ、それによって前記化学反応を誘発することから成る方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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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８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４−１】
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【図１４−２】
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【図１４−３】
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【図１４−４】
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【図１４−５】
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【図１４−６】
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【図１４−７】
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【図１４−８】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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