(57)【要約】  本発明は、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置、特に単用分析(例えば少量の全血の単用分析)用の自己完結型使い捨てカートリッジに関する。更に、本発明は、液体中の粒子を特徴付ける方法及び少量で正確な容量の液体をサンプリングするデバイスに関する。この装置は、開口を含む壁で分離された混合チャンバ及び収集チャンバを有するハウジングと、液体サンプルの進入のためのハウジング外側表面の第１の穴と、第１の液体サンプルを受容及び保持するための第１の空洞と、第２の液体サンプルを受容及び保持するための第２の空洞とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合チャンバと収集チャンバとを有し、混合チャンバ及び収集チャンバは粒子が混合チャンバと収集チャンバとの間を通過するための開口を含む壁により分離されている、ハウジングと、
開口を通過する粒子を特徴付けるための粒子特徴付け手段と、
液体サンプルの進入のためのハウジングの外側表面の第１の穴と、
第１の液体サンプルを受容及び保持するための第１の空洞であって、第１の位置で、第１の空洞への第１の液体サンプルの進入のために位置し、第２の位置で、混合チャンバへの第１の液体サンプルの放出のために混合チャンバと連通状態にあるように、ハウジングとの関係で移動可能に位置する第１の空洞と、
第２の液体サンプルを受容及び保持するための第２の空洞であって、第１の位置で、第２の空洞への第２の液体サンプルの進入のために第１の穴と連通状態にあり、第２の位置で、混合チャンバへの第２の液体サンプルの放出のために混合チャンバと連通状態にあるように、ハウジングとの関係で移動可能に位置する第２の空洞と
を備える液体中の粒子を特徴付けるための装置。
【請求項２】
第１の空洞、第２の空洞及び第１の穴が、それぞれの第１の位置で、第１の空洞及び第２の空洞へのそれぞれ第１の液体サンプル及び第２の液体サンプルの進入のために直列に接続する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
第１の空洞及び第２の空洞が、それぞれの第１の位置で、第１の空洞及び第２の空洞へのそれぞれ第１の液体サンプル及び第２の液体サンプルの進入ために第１の穴と並列に接続する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
第１の空洞がハウジング内に移動可能に位置する第１のサンプリング部材に位置し、第２の空洞がハウジング内に移動可能に位置する第２のサンプリング部材に位置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
第１の空洞及び第２の空洞がハウジング内に移動可能に位置する第１のサンプリング部材に位置する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
ハウジングが液体の進入のためのハウジングの外側表面の第２の穴を更に備え、第１の空洞は第１の位置で第１の空洞への第１の液体サンプルの進入のために第２の穴と連通状態にある、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
粒子特徴付け手段が混合チャンバ内の第１の電極と収集チャンバ内の第２の電極とを備え、各電極はハウジングの外側表面でアクセス可能なそれぞれの端子部材に電気的に接続する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
ハウジングが、液体保持用の第１の液体貯蔵チャンバであって第１の空洞の第２の位置で液体が第１の液体貯蔵チャンバから第１の空洞を経て第１の液体サンプルと一緒に混合チャンバ中に放出され得るように第１の空洞と連通する第１の液体貯蔵チャンバを更に備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
ハウジングが、液体保持用の第２の液体貯蔵チャンバであって第２の空洞の第２の位置で液体が第２の液体貯蔵チャンバから第２の空洞を経て第２の液体サンプルと一緒に混合チャンバ中に放出され得るように第２の空洞と連通する第２の液体貯蔵チャンバを更に備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
所定容量の液体が開口を通過する少なくとも１つの期間の始点及び終点を決定するための容量計量手段を備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
容量計量手段が収集チャンバと連通する流入口と流出口とを有する第１の容量計量チャンバを備え、液体の存在を流入口及び流出口でそれぞれ検出する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
容量計量手段が第１の計量チャンバの流出口と連通する流入口と流出口とを有する第２の容量計量チャンバを備え、液体の存在を流入口及び流出口でそれぞれ検出する、請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
液体の存在を光学的に検出する、請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
開口を通過後の液体を収容するためのオーバーフローチャンバを更に備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
第１の空洞及び第２の空洞の少なくとも一方が表面に抗凝固試薬を有する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
混合部材が混合チャンバ内に位置する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
混合部材が磁石式である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
ハウジングが分光学的特徴付けに適している、請求項１〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
ハウジングが、収集チャンバと連通し且つ開口を通過する液体フローを引き起こすためのポンプアクチュエータを有するポンプチャンバを更に備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
ポンプアクチュエータがピストンである、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
ポンプアクチュエータが膜である、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
カートリッジを構成する請求項１〜２１のいずれか１項に記載の装置と、
カートリッジを取り外し可能に受容するためのドッキングステーションであって、カートリッジを受容しているときの粒子特徴付け手段との機能的接続のためのコネクタを備えるドッキングステーションと
を備える液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置。
【請求項２３】
カートリッジが、液体貯蔵チャンバから第１の空洞及び第２の空洞を経て混合チャンバへの液体フローを引き起こすために混合チャンバと連通する第１のポートを更に備え、
ドッキングステーションが、第１の空洞及び第２の空洞を経る液体フローを引き起こす圧力の印加のために、カートリッジを受容しているときの第１のポートとの気体接続を形成するためのポートを更に備える、請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
カートリッジが開口を通過する液体フローを引き起こすために収集チャンバと連通する第２のポートを更に備え、
ドッキングステーションが、開口を経る液体フローを引き起こす圧力の印加のために、カートリッジを受容しているときの第２のポートとの気体接続を形成するためのポートを更に備える、請求項２２又は２３に記載の装置。
【請求項２５】
ａ）粒子を含有する第１及び第２の液体サンプルをそれぞれ第１及び第２の空洞に進入させる工程、
ｂ）第１の液体を、第１の空洞を経て第１の液体サンプルと一緒に混合チャンバに移動させる工程、
ｃ）第１の液体サンプルの少なくとも一部を混合チャンバから開口を通過させて収集チャンバに通すことによって第１の粒子特徴付け測定を行う工程、
ｄ）第２の液体を、第２の空洞を経て第２の液体サンプルと一緒に混合チャンバに移動させる工程、及び
ｅ）第２の液体サンプルの少なくとも一部を混合チャンバから開口を通過させて収集チャンバに通すことによって第２の粒子特徴付け測定を行う工程
を含む液体中の粒子を特徴付ける方法。
【請求項２６】
第１の粒子特徴付け測定を行う工程ｃ）が、第１の液体サンプルの少なくとも一部のコールターカウントにより赤血球及び血小板をカウントする工程を含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
第２の粒子特徴付け測定を行う工程ｅ）が、第２の液体サンプルの少なくとも一部中の１又はそれ以上の異なるタイプの白血球をカウントする工程を含む、請求項２５又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
第１及び第２の接続部を備えるハウジングと、
ハウジング内に移動可能に位置し、表面に凹部を有する第１のサンプリング部材であって、凹部とハウジングの隣接面とが液体サンプルを受容及び保持するための空洞を規定する第１のサンプリング部材と
を備え、
第１の位置で、空洞は第１の接続部及び第２の接続部と連通状態にあり、第１の接続部は液体サンプルの入口として機能し、第２の接続部は液体サンプルの出口として機能し、第２の位置で、空洞はハウジング及びサンプリング部材に閉じ込められる、少量で正確な容量の液体をサンプリングするデバイス。
【請求項２９】
第１の接続部が、サンプリングすべき液体との接触に際し液体のサンプルを毛細管引力により第１の接続部中に引き込むように構成された第１の毛細管トンネルを形成する、請求項２８に記載のデバイス。
【請求項３０】
空洞が、液体サンプルを毛細管引力により空洞中に引き込むように構成された毛細管トンネルを形成する、請求項２８又は２９に記載のデバイス。
【請求項３１】
サンプリング部材が、空洞の長手方向軸に実質的に直交する回転軸の周りを回転可能である、請求項２８〜３０のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項３２】
サンプリング部材が、空洞の長手方向軸に実質的に直交する方向に転置し得る、請求項２８〜３１のいずれか１項に記載のデバイス。
【請求項３３】
ハウジングが、液体サンプルが空洞の第２の位置で液体貯蔵チャンバ内の液体と連通状態にあるような液体貯蔵チャンバを更に備える、請求項２８〜３２のいずれか１項に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置に関し、特に単用分析(例えば少量の全血の単用分析)用の自己完結型(self-contained)使い捨てカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子特徴付け(例えば、カウント及び採寸(sizing))のためのこの機器は、かなり高価であり、固定式であり、熟練者による操作を必要とする。このため、多くの機器が専門の者により運営される専門の研究施設に配置されている。更に、分析すべきサンプルをこの研究施設に運び、その結果の報告を依頼者に戻さなければならない。
【０００３】
しかし、粒子特徴付けのための使い捨てカートリッジを提供するための努力がなされてきた。WO 03/104772は、血液サンプルの分析用カートリッジを開示している。WO 03/104772に開示されたカートリッジは、ヘモグロビンの含有量を決定するため及び白血球(WBC)の３つのタイプをカウントし、タイプ間を区別するために使用することができる。１つの実施形態では、血小板は、血液サンプルの溶解後にカウントする。別の実施形態では、カートリッジは、血液サンプルの特徴付けのために２つのオリフィス及び２つの混合チャンバを備える。血液サンプルは、第１のオリフィスを通過するWBCの粒子特徴付けのために第１の混合チャンバ中で希釈され、希釈サンプルの一部が、第２のオリフィスを通過する赤血球(RBC)及び血小板(PLT)の粒子特徴付けのために第２の混合チャンバ中で更に希釈される。
【０００４】
WO 03/044488は、２つの異なる混合チャンバにおける血液の２つの異なる希釈率への同時希釈に適した、血液検査で使用するための使い捨て装置を開示している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
液体(例えば血液)中の粒子(例えば、血小板、RBC並びにWBC及びそれらの亜集団(例えば顆粒球、単球及びリンパ球))をより正確に特徴付けるための装置を提供することが本発明の目的である。
血小板及びRBCをカウントするための単純なフローシステムを有する装置を提供することが本発明の別の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によれば、上記及び他の目的は、粒子が混合チャンバと収集チャンバとの間を通過するための開口を含む壁により分離された混合チャンバ及び収集チャンバを有するハウジングを備える、液体中の粒子を特徴付けるための装置により満たされる。ハウジングは、更に、開口を通過する粒子を特徴付けるための粒子特徴付け手段と、液体の進入のためのハウジング外側表面の第１の穴と、第１の液体サンプルを受容及び保持するための第１の空洞とを備えていてもよく、ここで、第１の空洞は、第１の位置で、第１の空洞への第１の液体サンプルの進入ために位置し、第２の位置で、混合チャンバへの第１の液体サンプルの放出のために混合チャンバと連通状態にあるように、ハウジングとの関係で移動可能に位置する。ハウジングは、更に、第２の液体サンプルを受容及び保持するための第２の空洞を備えてもよく、ここで、第２の空洞は、第１の位置で、第２の空洞への第２の液体サンプルの進入のために第１の穴と連通状態にあり、第２の位置で、混合チャンバへの第２の液体サンプルの放出のために混合チャンバと連通状態にあるように、ハウジングとの関係で移動可能に位置する。
【０００７】
好ましくは、それぞれの第１の位置で、第１の空洞、第２の空洞及び第１の穴は、第１の空洞及び第２の空洞へのそれぞれ第１及び第２の液体サンプルの進入のために、直列に接続されている。これら空洞の第１の位置で、第１の空洞及び第２の空洞を相互接続するように接続チャネルが設けられてもよい。
或いは、それら空洞の第１の位置で、第１の空洞及び第２の空洞は、第１の空洞及び第２の空洞へのそれぞれ第１及び第２の液体サンプルの進入のために、第１の穴と並列に接続されてもよい。
【０００８】
好ましい実施形態では、第１の空洞は、ハウジング内に移動可能に位置する第１のサンプリング部材に位置し、第２の空洞は、ハウジング内に移動可能に位置する第２のサンプリング部材に位置する。第２のサンプリング部材の第１の位置で、すなわち第２の空洞の第１の位置で、第２の空洞は第１の穴と連通状態にある。好ましくは、第２のサンプリング部材の第１の位置で、第２の空洞は接続チャネルと連通状態にあり、該接続チャネルは、第１のサンプリング部材の第１の位置で、すなわち第１の空洞の第１の位置で、第１の空洞と連通状態にあり、その結果、第１の穴、第１の位置での第１の空洞、接続チャネル、及び第１の位置での第２の空洞は、第１の空洞及び第２の空洞への液体の進入のためのチャネルを形成する。第１のサンプリング部材及び第２のサンプリング部材の第２の位置で、第１の空洞及び/又は第２の空洞はそれぞれ混合チャンバへの入口と連通状態にあってもよい。
【０００９】
別の実施形態では、第１の空洞及び第２の空洞は、ハウジング内に移動可能に位置する第１のサンプリング部材に位置する。本実施形態では、第１のサンプリング部材の第１の位置で、すなわち第１の空洞及び第２の空洞の第１の位置で、第１の空洞及び第２の空洞は、接続チャネル及び液体の進入のためのハウジング外側表面の第１の穴と連通状態にあり、その結果、第１の穴、第１の空洞、第２の空洞、及び接続チャネルは、第１及び第２の空洞への液体の進入のためのチャネルを形成する。第１のサンプリング部材の第２の位置で、すなわち第１の空洞の第２の位置で、第１の空洞は、混合チャンバへの入口と連通状態にあってもよい。第１のサンプリング部材の第３の位置で、すなわち第２の空洞の第２の位置で、第２の空洞は、混合チャンバの入口と連通状態にあってもよい。
【００１０】
好ましくは、サンプリング部材は、それぞれの空洞の長手方向軸に実質的に直交する回転軸の周りを回転可能である。
追加的に又は択一的に、サンプリング部材は、第１及び第２の空洞の一方の長手方向軸に実質的に直交する方向に転置してもよい。
好ましくは、サンプリング部材はポリマーから作製される。
【００１１】
ハウジングは、更に、液体の進入のためのハウジング外側表面の第２の穴を備えてもよい。第１の位置で、第１の空洞は、第１の空洞への第１の液体サンプルの進入のために、第２の穴と連通状態にあってもよい。
【００１２】
したがって、第１のサンプリング部材及び/又は第２のサンプリング部材の第１の空洞及び第２の空洞はそれぞれ、正確な容量の液体の第１及び第２のサンプルを受容及び保持し、第１のサンプリング部材及び/又は第２のサンプリング部材は、第１のサンプル及び第２のサンプルを混合チャンバの入口に移すために働く。
【００１３】
好ましくは、サンプリングすべき液体は、液体フローを引き起こす毛細管引力によりそれぞれの空洞に進入する。毛細管力の利用により、サンプルの採取にポンプ、膜、シリンジその他のフロー生成手段が必要なくなるので、フローシステムは簡潔になる。
【００１４】
したがって、第１の穴及び/又は第２の穴は、毛細管引力による液体の進入のための毛細管トンネルを形成してもよい。毛細管トンネルは、穴とサンプリングすべき液体との接触に際し、液体のサンプルが毛細管引力により穴に引き込まれるような大きさである。
【００１５】
更に、第１の空洞は、毛細管引力よる液体サンプルの第１の空洞への引き込みに適した毛細管トンネルを形成してもよく、第２の空洞は、毛細管引力による液体サンプルの第２の空洞への引き込みに適した毛細管トンネル形成してもよく、接続チャネルは、毛細管引力による液体サンプルの接続チャネルへの引き込みに適した毛細管トンネルを形成してもよい。
複数の毛細管トンネルは一緒になって１つの毛細管トンネルを形成してもよい。
【００１６】
好ましくは、第１の空洞及び第２の空洞は、異なる直径を有するチャネルである。例えば、第２の空洞は、第１のサンプリング部材及び/又は第２のサンプリング部材がそれぞれの第１の位置にあるときの毛細管効果を増強するために、第１の空洞より大きな直径を有する。更に、それぞれの第１の位置での第１の空洞及び第２の空洞は、実質的に同じ長手方向中心軸に沿って延びることが好ましい。
【００１７】
第１及び/又は第２のサンプリング部材は表面に少なくとも１つの凹部を備え、その結果、該少なくとも１つの凹部とハウジングの隣接面(abutting surface)とが、第１及び/又は第２の液体サンプルを受容及び保持する第１の空洞及び/又は第２の空洞を規定してもよい。
【００１８】
好ましくは、第１及び第２の液体サンプルは異なる容量を有する。血小板及びRBCのカウントには、通常、血液サンプルを約１：2.000〜約１：100.000の範囲、好ましくは約１：10.000に希釈することが必要となる。血液サンプルの溶血後のWBCのカウントには、通常、血液サンプルを約１：100〜約１：2.000の範囲、好ましくは１：500に希釈することが必要となる。血小板/RBC及びWBCをそれぞれカウントするための異なるサンプル希釈率は、サンプルの容量及び/又は血液サンプルの希釈及び更なる処理のための１又はそれ以上の液体貯蔵チャンバ中の液体の容量を調整することによって得てもよい。
【００１９】
毛細管トンネル内壁の表面は、液体サンプルの毛細管引力を亢進する親水性であってもよい。例として、トンネル内壁は、例えばガラス又はポリマー(例えばポリスチレン)から作製してもよい。
或いは、毛細管トンネル壁は別のタイプの材料から作製し、親水性材料(例えばポリマー又は試薬)を共有結合的又は非共有結合的に被覆してもよい。
【００２０】
第１及び/又は第２の空洞は表面に抗凝固試薬を有してもよい。更に、毛細管トンネルはまた、トンネル内壁に接着又は化学的に結合した１又はそれ以上の試薬を含んでもよい。これら試薬は、サンプルの毛細管引力を更に亢進する目的に役立ち、また任意に液体サンプル中の化学反応を引き起こす(例えば血液サンプル中に抗凝固活性を導入する)目的にも役立つ。このような試薬はヘパリン、EDTAの塩などを含み得る。
【００２１】
第１の空洞の容量、したがって実質的には第１のサンプルの容量は、０〜10μLの範囲であり得、例えば0.1μL〜１μL、好ましくは約0.2μLであり得る。第２の空洞の容量、したがって実質的には第２のサンプルの容量は、０〜100μLの範囲であり得、例えば0.5μL〜10μL、好ましくは約２μLであり得る。
【００２２】
粒子特徴付け手段は、混合チャンバ内の第１の電極及び収集チャンバ内の第２の電極を備え、各電極はハウジングの外側表面でアクセス可能なそれぞれの端子部材に電気的に接続していてもよい。
【００２３】
ハウジングは、更に、第１及び/又は第２のサンプル処理用の液体を保持するための第１の液体貯蔵チャンバを備えていてもよい。第１の空洞の第２の位置で、第１の空洞は、第１のサンプルを混合チャンバ中にフラッシュするために第１の液体貯蔵チャンバと連通状態にあってもよい。
【００２４】
加えて、ハウジングは、第１及び/又は第２のサンプル処理用の液体を保持するための第２の液体貯蔵チャンバを備えていてもよい。第２の空洞の第２の位置で、第２の空洞は、第２のサンプルを混合チャンバ中にフラッシュするために第１の液体貯蔵チャンバ及び/又は第２の液体貯蔵チャンバと連通状態にあってもよい。
【００２５】
好ましくは、第１の液体貯蔵チャンバ及び第２の液体貯蔵チャンバは、チャンバの完全な排水が容易なように構築される。
好ましくは、第１の液体貯蔵チャンバ及び/又は第２の液体貯蔵チャンバは、希釈剤(例えば水)又は他の液体(例えば、試薬、溶媒、溶解剤、又はサンプル処理に適切な溶液)を含有する。
好ましくは、本装置のハウジングは、２つのサンプル血液部分(a dual sample blood portion)の単回分析用のカートリッジを構成する。
【００２６】
本発明の更なる観点によれば、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置が提供される。この装置は、カートリッジを構成する本明細書に開示のハウジングとカートリッジを取り外し可能に受容するドッキングステーションとを備え、該ドッキングステーションは、カートリッジを受容しているときに粒子特徴付け手段と機能的に接続するためのコネクタを備える。
【００２７】
ハウジング、例えばカートリッジを構成するハウジングは、更に、液体貯蔵チャンバから第１の空洞及び第２の空洞を経て混合チャンバへの液体フローを引き起こすために混合チャンバと連通する第１のポートを備え、そしてドッキングステーションは、更に、第１の空洞及び第２の空洞を経る液体フローを引き起こす圧力の印加のために、カートリッジを受容しているときの第１のポートとの気体接続の形成用の対応ポートを備える。本発明の１つの実施形態では、ハウジングの第１のポートに対する圧力の印加は、開口を通過する液体フローを引き起こしてもよい。
【００２８】
好ましくは、ハウジングは、更に、開口を通過する液体フローを引き起こすために収集チャンバと連通する第２のポートを備え、そしてドッキングステーションは、更に、開口を通過する液体フローを引き起こす圧力の印加のために、ハウジングを受容しているときの前記カートリッジポートとの気体接続の形成用の対応ポートを備えていてもよい。本発明の１つの実施形態では、開口を通過する液体フローは、ハウジングの第１のポートに対する圧力の印加により得られてもよい。
【００２９】
１又はそれ以上のピストン又は膜はハウジングに組み込まれ、ハウジング内に液体フローを引き起こすための圧力源を備えていてもよい。ドッキングステーションは、１又はそれ以上のピストン又は膜を移動させるための機械的力を提供してもよい。更に、ドッキングステーションは、第１のサンプリング部材及び/又は第２のサンプリング部材を、異なる位置、例えば第１の位置、第２の位置及び/又は第３の位置へ、例えば回転により軸の周りを移動させるように、及び/又は、押出し及び/又は引寄せにより軸に沿って移動させるように構成されていてもよい。
【００３０】
粒子特徴付け手段は、混合チャンバ内の第１の電極及び収集チャンバ内の第２の電極を備え、各電極は、ハウジングがドッキングステーションに受容されているときのドッキングステーションのそれぞれのコネクタとの機能的接続のためにハウジング外側表面でアクセス可能なそれぞれの端子部材に電気的に接続していてもよい。一般に、ハウジングとの必要な全ての機械的接続、電気的接続及び流体接続は、カートリッジを構成するハウジングをドッキングステーションにはめ込むことにより、好ましくはハウジングの単純な挿入及び取り出しのための単純な押し込みにより確立できることが好ましい。
【００３１】
第１及び第２の電極は、例えば血球のカウント及び採寸のために、周知のコールターインピーダンス原理を利用する粒子特徴付けを容易にしてもよい。この方法は、世界的に受け入れられた方法となっており、大多数の血液学的分析装置で使用されている。１秒当たり数千の粒子が、この原理を利用して、高い精密性及び正確性で特徴付けられ得る。
混合チャンバと収集チャンバとの間の壁の開口は、オリフィス、チャネル又は導管の形態であってもよい。好ましくは、開口はオリフィスである。
【００３２】
電気インピーダンス法で、測定値から粒子体積を求めることが可能である。開口又はオリフィスを横切る定電流を維持することで、オリフィス中の電解質に置き換わる粒子から記録された電圧パルスは、粒子体積に比例する高さを有する。これは、粒子が、電解質と比較して非導電性と考えることができ、オリフィス中心部の電界(DC又はRF)は均一であり(このことは、通常、直径Ｄがオリフィス長ｌより小さい(ｌ/Ｄ＞１)場合には事実である)、粒子ｄはオリフィスの直径と比較して小さいと考えるべきであり(ｄ＜0.2*Ｄ)、一度には１つの粒子のみがオリフィスを通過し、粒子はオリフィスの長さに沿ってオリフィスを通過するからである。
通常、このような装置は、開口を通過するフローが収集チャンバ中へ流れ込むように動作する。
【００３３】
好ましくは、オリフィス長は、１μm〜1000μm、例えば約50μmである。望ましくは、オリフィス長は、0.1μm〜100μm径の粒子を検出するとき、オリフィス中に一度に１つの粒子のみが存在するように選択される。しかし、オリフィス中の電界の均一性を考慮すれば、オリフィス長はオリフィス径より大きいか又は等しいことを要し得る。カウント(このうちの幾つかは２つの粒子を同時にカウントしたものであり得る)は、統計学的推定を行うことにより数学的に補正することができる。オリフィスのアスペクト比(長さ又は深さ/直径)は、好ましくは0.5:１〜５:１、より好ましくは１:１〜３:１である。
【００３４】
好ましくは、オリフィスの最大断面寸法は、５μm〜200μm、例えば10μm〜50μmである。
好ましくは、混合チャンバと収集チャンバとの間の壁は、混合チャンバと収集チャンバとの間の粒子及び/又は液体の通行のためのオリフィスを有する膜を備える。
【００３５】
上記で説明したように、本発明は、好ましい観点で、例えばポリマーシートで作製された膜をベースとするセンサを提供する。高精度及び高再現性でのオリフィス形成は、レーザアブレーションにより作製することができる。膜は、相対的に膜の中心部に配置されるオリフィスを有し、このオリフィスは、センサが液体に浸されると、液体中に懸濁された粒子の吸引に使用することができる。測定領域へ粒子の搬送するこの方法は、コールター原理による粒子の電気的特徴付けに関して公知である(V. Kachel, 「Electrical Resistance Pulse Sizing: Coulter Sizing」, Flow Cytometry and Sorting, 2. ed., pp 45- 80,1990 Wiley-Liss, Inc.)。
【００３６】
ハウジングは、更に、ハウジングフローシステムにおける液体フロー(例えば開口を通過する液体フロー)を容易にするため、ハウジングフローシステム内を実質的に周囲大気圧に保つために周囲環境と連通する１又はそれ以上の通気孔出入口を備えていてもよい。搬送及び貯蔵の間に１又はそれ以上の通気孔出入口を封止するために１又はそれ以上の破壊可能なシールが設けられていてもよい。通気孔出入口は、チャンバ内を実質的に周囲大気圧に保つために、チャンバと周囲環境とを接続してもよい。
【００３７】
好ましくは、ハウジングは、単回使用後に使い捨て可能なように設計されたカートリッジを構成する。使用後、新たなカートリッジを用いる新たなアッセイ手順での使用が可能になる前に、装置を清浄化する必要のないことが望ましい。したがって、ドッキングステーションへの進入時にカートリッジから液体が漏れることは避けなければならない。好ましくは、ハウジングから外へ出ることなく、開口を通じて所望の粒子特徴付けに十分な容量の液体を引くか又は送ることができる。一般には、液体がハウジングを離れることなく粒子特徴付け測定を行いつつ、液体の全量(少なくとも0.1ml〜10ml、例えば1.5ml)が開口を通過することが可能であるべきである。
【００３８】
ハウジングは、所定容量の液体が開口を通過する１又はそれ以上(例えば２つ又は３つ)の期間の始点と終点を決定するための容量計量手段を備えていてもよい。好ましくは、１又はそれ以上の期間は、血小板及びRBCをカウントするための期間と、WBCをカウントしWBC間を区別するための期間とを含む。
【００３９】
好ましくは、容量計量手段は、(例えば収集チャンバと連通する)流入口と流出口とを有する第１の容量計量チャンバを備えていてもよく、液体の存在は、流入口及び流出口のそれぞれで検出する。
更に、容量計量手段は、第１の容量計量チャンバからの流出口と連通する流入口と流出口とを有する第２の容量計量チャンバを備えていてもよく、液体の存在は、流入口及び流出口のそれぞれで検出する。
【００４０】
好ましくは、容量計量手段は、１又はそれ以上の検出手段を備える。好ましくは、１又はそれ以上の検出手段は、計量手段内の液体が容量計量手段内のそれぞれのレベルにあるとき又はそれぞれのレベルを越えているとき、例えば容量計量チャンバが液体でみたされているときを検知又は決定することを容易にするために配置される。好ましくは、それぞれの容量計量チャンバの流入口及び流出口は検出手段が設けられる。
【００４１】
検出手段は、光学的検出手段であってもよいし、又は光学的検出パーツであってもよい。すなわち、空気が満たされているときから液体が満たされているときまでの光学的検出パーツ(例えばチャネル構造)の光学特性の変化により液体の存在が光学的に検出される。これは、表面からの反射率検出又は透過率検出として構築することができ、ここで、入射光は空のチャネルからは反射され、満たされたチャネルは透過するので、検出される反射光又は透過光に明らかなシフトが生じる。択一的に又は光学的検出手段と共に、検出手段は電気的センサを備えていてもよい。
【００４２】
計量チャンバの流入口及び流出口は、計量チャンバの容量と比較して僅かな液量を収容する狭いチャネルにより形成され、チャネル内の検出手段(例えば光反射率検出)の現実の位置が容量計量決定の正確性に実質的に影響しないことが好ましい。
混合チャンバ及び/又は収集チャンバは容量計量チャンバの１つを構成してもよい；しかし、独立した容量計量チャンバを設けて、検出手段(例えば光反射率検出のための検出手段)の配置を容易にすることが好ましい。
【００４３】
容量計量手段は、液体レベルがそれぞれの計量チャンバが空であるか、液体で満たされているか、液体で部分的に満たされているか又は液体で満たされていないようなレベルであるときを検知するために使用してもよく、したがって固定容量の液体が開口を通過する１つ、２つ、３つ又はそれ以上の期間の始点及び/又は終点を決定するために働いてもよい。例えば、粒子特徴付け(例えば血小板及びRBCのカウント)のための第１の期間は、液体レベルが第１の検出手段のレベルにちょうど達するか又は該レベルを超えて上昇したときに開始され得、液体レベルが第２の検出手段にちょうど達するか又は超えて上昇したときに終わり得る。この期間内に開口を通過する液体の容量は、それぞれの検出手段間の空間の容量により規定される。更に、第３及び/又は第４の検出手段を、粒子特徴付け(例えばWBCのカウント及び区別)のための第２の期間の始点及び/又は終点を決定するために設けてもよい。
【００４４】
ハウジングは、更に、開口を通過した後の液体を収容するためのオーバーフローチャンバを備えていてもよい。
混合部材を混合チャンバ内に配置してもよい。混合部材は磁石式の混合部材であってもよい。
【００４５】
ハウジングの一部(例えば混合チャンバ)は、分光学的特徴付け(例えば液体サンプル中のヘモグロビンの決定)用の構成であってもよい。混合チャンバ又はハウジングのその他の部分は、分光学的特徴付けを容易にするための１又はそれ以上の窓を備えていてもよい。
【００４６】
ハウジングは、更に、収集チャンバと連通するポンプチャンバを備えていてもよく、開口を通過する液体フローを引き起こすポンプアクチュエータを有していてもよい。ポンプアクチュエータはピストンであっても、又は膜であってもよい。
【００４７】
ドッキングステーションは、ドッキングステーションの第１のポート及びドッキングステーションの第２のポートに対する圧力の印加のために、１又はそれ以上のポンプと１又はそれ以上の一方通行弁とを備えるポンプデバイスを備えていてもよい。更に、ドッキングステーションは、カートリッジがドッキングステーションに取り外し可能に挿入されるとき、第１のサンプリング部材及び/又は第２のサンプリング部材と嵌合する１又はそれ以上の嵌合部材を備えていてもよい。ポンプデバイス及び１又はそれ以上の嵌合部材は、所望の測定サイクルに従って制御されてもよい。
【００４８】
ドッキングステーションは、更に、カートリッジの或る部分(例えばカートリッジの検出手段)における液体の存在を検出するための１又はそれ以上の検出器及び/又はセンサ(例えば１又はそれ以上の光学的検出器)を備えていてもよい。
このように、本発明による装置は、血液中の血小板、RBC及びWBCの含有量の決定を容易にする、１つの開口を通過するコールター原理による二重サンプル分析を提供する。
【００４９】
本発明の更なる観点に従えば、以下の工程：
ａ）粒子を含有する第１及び第２の液体サンプルをそれぞれ第１及び第２の空洞に進入させる工程、
ｂ）第１の液体を、第１の空洞を経て第１の液体サンプルと一緒に混合チャンバに移動させる工程、
ｃ）第１の液体サンプルの少なくとも一部を混合チャンバから開口を通過させて収集チャンバに通すことによって第１の粒子特徴付け測定を行う工程、
ｄ）第２の液体を、第２の空洞を経て第２の液体サンプルと一緒に混合チャンバに移動させる工程、及び
ｅ）第２の液体の少なくとも一部を混合チャンバから開口を通過させて収集チャンバに通すことによって第２の粒子特徴付け測定を行う工程
を含む液体中の粒子を特徴付ける方法が提供される。
【００５０】
好ましくは、液体中の粒子を特徴付けるこの方法は、上記の説明に従う装置を用いて実施される。
この方法は、特に、血液分析用に意図される。
【００５１】
好ましくは、第１の粒子特徴付け測定を行う工程ｃ）は、コールターカウントにより第１の液体サンプルの少なくとも一部中のRBC及び血小板をカウントする工程を含む。
好ましくは、第２の粒子特徴付け測定を行う工程ｅ）は、第２の液体サンプルの少なくとも一部中の１又はそれ以上の異なるWBCをカウント及び区別する工程を含む。
【００５２】
工程ｃ）及び/又はｅ）で実施される粒子特徴付けは、所定容量の液体が開口を通過すると開始及び/又は停止されてもよい。
好ましくは、工程ｂ）及び/又は工程ｄ）は、サンプル及び液体の亢進された混合のために、混合チャンバ内で混合部材を動かすことを含んでもよく、工程ｂ）は、更に、混合チャンバ中の液体の一部で装置を初回刺激(priming)及び/又は較正する工程を含んでもよい。
【００５３】
第１の粒子特徴付け測定が行われる直前の混合チャンバにおける第１の液体サンプルと液体(例えば実質的に第１の液体)との混合比は、約１：2.000〜約１：10.000の範囲、好ましくは約１：10.000であってもよく、第２の粒子特徴付け測定が行われる直前の混合チャンバにおける第２の液体サンプルと液体(例えば実質的には第１の液体と第２の液体との混合液)との混合比は、約１：100〜約１：2.000の範囲、好ましくは約１：500であってもよい。
【００５４】
好ましくは、第１の液体は、第１及び第２の液体サンプルのコールター分析を容易にする導電性液体である。
好ましくは、第２の液体は、第２の液体サンプル中の異なるWBCのカウント及び決定を容易にする、混合チャンバ中のRBCを溶解するための溶解試薬である。
【００５５】
加えて、ヘモグロビンの含有量が分光学的特徴付けにより決定されてもよい。好ましくは、分光学的特徴付けは、工程ｄ）と工程ｅ）との間に混合チャンバの窓を通して行われる。
【００５６】
本発明によれば、少量で正確な容量の液体をサンプリングするデバイスが提供され、このデバイスは、第１の接続部と第２の接続部とを備えるハウジングと、ハウジング内に移動可能に配置され且つ表面に凹部を有する第１のサンプリング部材とを備える。凹部とハウジングの隣接面とは液体サンプルを受容及び保持するための空洞を規定する。第１のサンプリング部材の第１の位置で、空洞は第１の接続部及び第２の接続部と連通状態にあり、第１の接続部は液体サンプルの入口として機能し、第２の接続部は液体サンプルの出口として機能する。第２の位置で、空洞はハウジング及びサンプリング部材内に閉じ込められる。
【００５７】
第１の接続部は、第１の毛細管トンネルを形成し、第１の接続部とサンプリングすべき液体との接触に際し、液体のサンプルを毛細管引力により第１の接続部中に引きこむように構成されていてもよい。
【００５８】
空洞は、液体サンプルを毛細管引力により空洞中に引きこむように構成されている毛細管トンネルを形成していてもよい。
サンプリング部材は、空洞の長手方向軸に実質的に直交する回転軸の周りを回転可能であってもよい。
【００５９】
サンプリング部材は、空洞の長手方向軸に実質的に直交する方向に転置されてもよい。
ハウジングは、更に、液体サンプルが空洞の第２の位置で液体貯蔵チャンバ内の液体と連通状態にあるように、液体貯蔵チャンバを備えていてもよい。
【００６０】
ここで、更に、添付の図面を参照しながら、本発明を更に詳細に記載及び説明する。添付図面において、
図１は、本発明による装置の１つの実施形態を概略的に示し、
図２は、第１及び第２の空洞がそれぞれの第２の位置にある図１の実施形態を概略的に示し、
【００６１】
図３は、本発明による装置の別の実施形態を概略的に示し、
図４は、本発明による装置の別の実施形態を概略的に示し、
図５は、第１の空洞が第２の位置にある図４の実施形態の一部分を示し、
図６は、第２の空洞が第２の位置にある図４の実施形態の一部分を示し、
図７は、本発明による装置のなお別の実施形態を概略的に示し、
【００６２】
図８は、本発明による装置の更に別の実施形態を概略的に示し、
図９は、極少量の液体をサンプリングするための新たなサンプリング原理を示し、
図10は、本発明による装置のなお別の実施形態を概略的に示し、
図11は、第１の空洞が第２の位置にある図10の実施形態を示し、
図12は、第２の空洞が第２の位置にある図10の実施形態を示し、
【００６３】
図13は、本発明による装置の更に別の実施形態を概略的に示し、
図14は、本発明による装置の実施形態を概略的に示し、
図15は、本発明による方法の１つの実施形態を説明する。
同じ参照番号は、図中の異なる実施形態において対応する要素を指称する。
【００６４】
図１は、本発明による装置の１つの実施形態を概略的に示す。この図は、全血球カウント(CBC)、すなわち赤血球(RBC)、血小板(PLT)、白血球(WBC)のカウント(WBCの亜集団の識別カウントを含む)のための使い捨てカートリッジ100を示す。更に、このカートリッジは、他の血液成分、例えばヘモグロビン、血液ガス(例えばpH)又はタンパク質(例えばＣ反応性タンパク質)などを決定する手段を備える。
【００６５】
カートリッジ100は、混合チャンバ４及び収集チャンバ６を有するハウジング２を備え、混合チャンバ及び収集チャンバは液体中の粒子が該混合チャンバと該収集チャンバとの間を通行するための開口10を含む壁８により分離されている。開口10を通過する粒子を特徴付けるため粒子特徴付け手段12、14が設けられている。
【００６６】
ハウジングは、更に、液体進入用のハウジング外側表面の第１の穴16と、第１の液体サンプルを受容及び保持するための第１の空洞18とを備える。図に示される第１の位置で、第１の空洞18は、第１の空洞への第１の液体サンプルの進入のために位置している。第１の空洞18は、第２の位置では混合チャンバ４への第１の液体サンプルの放出のために第１の空洞が混合チャンバ４と連通状態にあるように、ハウジング２との関係で移動可能に配置されている。更に、第２の液体サンプルを受容及び保持するための第２の空洞20が設けられている。第２の空洞20は、第１の位置で第２の空洞20への第２の液体サンプルの進入のために第２の空洞が第１の穴16と連通状態にあるように、ハウジング２との関係で移動可能に配置されている。第２の位置で、第２の空洞20は、混合チャンバ４への第２の液体サンプルの放出のために、混合チャンバ４と連通状態にある。
【００６７】
本実施形態では、第１の空洞18は、図に直交する軸の周りを回転可能である第１のサンプリング部材22を貫くチャネルとして延び、第２の空洞20は、図に直交する軸の周りを回転可能である第２のサンプリング部材24を貫くチャネルとして延びる。それぞれのサンプリング部材内のそれぞれのチャネルは、第１の空洞18及び第２の空洞20を形成する。
【００６８】
第１の空洞の第１の位置で、第１の空洞18は、第１のサンプリング部材から第２のサンプリング部材に伸びる接続チャネル26と連通状態にあり、第２の空洞の第１の位置で、第２の空洞20は、第１の穴16及び接続チャネル26と連通状態にある。図１に見られるようにそれぞれの第１の位置にあるとき、第１の空洞18及び第２の空洞20は、第１の穴16及び接続チャネル26と共に毛細管を形成する。第１の空洞は、空気を毛細管の外へそしてハウジングの外へ逃がしサンプル進入を可能にする出口28と連通状態にある。第１及び第２のサンプリング部材22、24の転置により、正確な容量の液体(例えば血液)が空洞18、20内に捕捉される。
【００６９】
好ましくは、第１の空洞及び第２の空洞の容量は異なる。第１の空洞の容量、したがって実質的には第１のサンプルの容量は、０〜10μLの範囲、例えば0.1〜１μL、好ましくは0.2μLであり得る。第２の空洞の容量、したがって実質的には第２のサンプルの容量は、０〜100μLの範囲、例えば0.5〜10μL、好ましくは２μLであり得る。
【００７０】
図２は、第１の空洞18及び第２の空洞20がそれぞれの第２の位置にある図１の実施形態を示す。
【００７１】
第１の空洞の第２の位置で、第１の空洞18は混合チャンバ４と連通状態にある。更に、第１の空洞18は、短い導管を経て第１の液体貯蔵チャンバ30と連通状態にある。好ましくは、第１の液体貯蔵チャンバ30中の第１の液体が第１の空洞を経て送り込まれ、このことにより第１の液体サンプル及び第１の液体が混合チャンバ４中に満たされ又はフラッシュされ、こうして正確に希釈され分析用に調製された血液サンプルが形成される。
【００７２】
第２の空洞の第２の位置で、第２の空洞20は混合チャンバ４と連通状態にある。更に、第２の空洞20は、短い導管を経て第２の液体貯蔵チャンバ32と連通状態にある。好ましくは、第２の液体貯蔵チャンバ32中の第２の液体が第２の空洞を経て送り込まれ、このことにより第２の液体サンプル及び第２の液体が混合チャンバ４中に満たされ又はフラッシュされ、こうして正確に希釈され分析用に調製された血液サンプルが形成される。
【００７３】
したがって、第１の空洞及び第２の空洞中のそれぞれ第１及び第２の液体サンプルを部分的に又は完全に構成する血液サンプルは、混合チャンバ４内での分析のために希釈及び調製されてもよい。サンプルは、混合チャンバの壁８のオリフィス10を通じてのインピーダンス採寸により、すなわちコールター原理により分析される。導電性液体は、混合チャンバ４内の第１の電極12から収集チャンバ６内の第２の電極14までの電気的接続を形成する。オリフィス10を通る液体フロー中を通過する細胞から生じた電気的接続のインピーダンス変化を、当該細胞のカウント及び採寸のために記録することができる。
【００７４】
更に、カートリッジは、収集チャンバと連通する流入口36と、流出口38とを有する第１の容量計量チャンバ34を備え、液体の存在は流入口及び流出口のそれぞれで検出される。
更に、カートリッジは、第１の容量計量チャンバ34からの流出口38と連通する流入口42と、流出口44とを有する第２の容量計量チャンバ40を備え、液体の存在は流入口及び流出口のそれぞれで検出される。
【００７５】
計量チャンバのそれぞれの流入口及び流出口は、計量チャンバの容量と比較して少ない液体容量のみを収容するための狭いチャネルにより形成される。狭いチャネルは、該狭いチャネルが光反射率検出に用いられるので、検出手段の一部である。
容量計量チャンバ34、40は、カウントした細胞の濃度を算出するための容量を決定及び制御するため、したがって測定期間を規定するために使用することができる。
【００７６】
ハウジング２は、更に、液体貯蔵チャンバ30、32からそれぞれ第１の空洞18及び第２の空洞20を経る液体フローを引き起こすために、混合チャンバと連通する第１のポート48を備える。第１のポートに印加される圧力が、第１の空洞18及び/又は第２の空洞20を経て混合チャンバ中への液体フローを引き起こしてもよい。
第１のチャネル49が混合チャンバと第１のポート48とを接続する。
【００７７】
ハウジング２は、更に、開口10を通過する液体フローを引き起こすために、収集チャンバと連通する第２のポート50を備える。第２のポート50は、容量計量チャンバ34、40を介して収集チャンバと連通状態にある。第２のポートへ印加される圧力が、開口10を通過する液体フローを引き起こしてもよい。
【００７８】
第２のチャネル51が第２のポート50と第２の容量計量チャンバ40とを接続する。
分光学的測定は、混合チャンバ４内の小窓46を通じて確立され得る。
【００７９】
ここで、本発明による粒子特徴付けを行う方法を、図１及び２のカートリッジにおいてでCBCを行う例で説明する。CBCのための方法は、以下の工程を含む：
−  血液を毛細管力により第１の穴16中に引き込み、それぞれの第１の位置の第１の空洞18及び第２の空洞20を満たす工程、
−  第１のサンプル部材22を転置させることにより、第１の空洞18を第２の位置に移動させる工程、
【００８０】
−  第１の液体を第１の液体貯蔵チャンバ30から第１の空洞18を経て混合チャンバ４中に送り込むことにより、第１の空洞18中の第１の血液サンプルを第１の液体貯蔵チャンバ30からの等張性希釈剤で係数１:10.000に希釈する工程、
−  混合チャンバ４から開口10を通過して収集チャンバ６、続いて第１の容量計量チャンバ34への液体フローにより第１の容量計量チャンバ34が満たされている間の粒子特徴付けのための第１の期間にRBC及びPLTをカウントする工程、
【００８１】
−  開口10を通過するフローを停止させる工程、
−  第２のサンプル部材24を転置させることにより、第２の空洞20を第２の位置に移動させる工程、
−  第２の液体を第２の液体貯蔵チャンバ32から第２の空洞20を経て混合チャンバ４中に送り込むことにより、混合チャンバ４中に残る液体と、第２の空洞20からの第２の血液サンプル及び第２の液体貯蔵チャンバ32中の第２の液体とを混合して実質的に１：500希釈の第２の血液サンプルを得る工程、
【００８２】
−  第２の液体が残る第１の血液サンプル(無視し得る)及び第２の血液サンプル中のRBCを溶解し、ヘモグロビンを測定可能で安定な成分に変換する工程。ヘモグロビンの濃度は、混合チャンバ４の窓46を通じて吸光により測定される。
−  第２の容量計量チャンバ40が満たされている間の粒子特徴付けのための第２の期間にWBCをカウントする工程。WBCのカウントには、WBCサブタイプ(３つ又は５つの部分的に異なるもの)、例えばリンパ球、単球及び顆粒球の同定が含まれる。
【００８３】
１つの実施形態では、第１の液体は、収集チャンバ４へ第１のチャネル49を介して第１の圧力を印加することにより、第１の液体貯蔵チャンバ30から第１の空洞18を経て混合チャンバ４中に送り込まれる。ここで、第１の圧力は第１の液体貯蔵チャンバ30内の圧力より高い。第１の液体貯蔵チャンバ30と混合チャンバ４との間の圧力差のために、気泡が第１の空洞を通って移動して、第１の液体貯蔵チャンバ30及び混合チャンバ内の圧力を実質的に等しくする。続いて、第２の圧力が混合チャンバ４に印加される。ここで、第２の圧力は第１の液体貯蔵チャンバ30内の圧力より低い。第１の液体貯蔵チャンバ30と混合チャンバ４との間の圧力差、及びカートリッジの配向のために、第１の液体及び第１の液体サンプルの少なくとも一部が第１の空洞を経て収集チャンバ中に移動して、第１の液体貯蔵チャンバ30及び混合チャンバ４内の圧力を実質的に等しくする。この操作は第１の液体貯蔵チャンバ30が実質的に空になるまで繰り返されてもよい。第１の圧力及び第２の圧力はまた、本工程における混合チャンバ４と収集チャンバ６との間の液体搬送を回避するように、収集チャンバ６に印加されてもよい。第１の圧力及び/又は第２の圧力は、第２のチャネル51を介して印加されてもよい。
【００８４】
同様に、第２の液体は、混合チャンバ４に交互性の圧力を印加することにより、第２の液体貯蔵チャンバ32から第２の空洞20を経て混合チャンバ４中に送り込まれてもよい。
【００８５】
図３は、本発明の別の実施形態を示す。カートリッジ110は、収集チャンバ６と第１の容量計量チャンバ34との間に第３の容量計量チャンバ52を備える。液体の存在は、流入口及び流出口のそれぞれで検出される。第３の容量計量チャンバ52は、第１及び第２の粒子特徴付けの前の較正のための第３の期間を制御するために用いられてもよい。更に、ハウジング２は、液体が第２のポート50を経て流れ出すことを予防するため、オーバーフローチャンバ54を備える。他の実施形態、例えば図１〜２及び図４〜14に概略的に図示される実施形態もまた、収集チャンバ６と第１の容量計量チャンバ34との間の第３の容量計量チャンバ及び/又はオーバーフローチャンバを備えていてもよい。
【００８６】
加えて、混合チャンバ４は、撹拌による液体の強制混合用に備えられた小さな磁石式混合部材56を有していてもよい。混合部材は、該混合部材を磁界に応じた配向に保持するに十分強力な磁界を外部から回転させることにより回転させる。他の実施形態、例えば図１〜２及び図４〜14の実施形態が混合部材を備えていてもよい。
【００８７】
容量計量チャンバ34、40、52の流入口及び流出口を構成するチャネル内の液体の存在は、光学的検出手段により検出することができる。ハウジングとチャネルとの間の界面の反射率は、チャネルが空気の代わりに液体で満たされるにつれて変化する。光源(図示せず)からの入射光は、空のチャネルで反射され、センサ(図示せず)がその反射光を記録する。チャネルが液体で満たされているとき、光はもはや反射せず、センサは変化を記録する。
【００８８】
図４は本発明の別の実施形態を示す。カートリッジ120は、第１の空洞18と第２の空洞20とを備える第１のサンプリング部材22を備える。第１のサンプリング部材は第１の位置にあり、したがって第１及び第２の空洞は、上記のように毛細管力により空洞中に血液を満たすためのそれぞれの第１の位置にある。
【００８９】
図５は、第１のサンプリング部材22が第２の位置にあるカートリッジ120の一部分を示す。第１の空洞18は第２の位置にあり、混合チャンバ４と連通状態にある。更に、第１の空洞18は、短い導管を経て第１の液体貯蔵チャンバ30と連通状態にあり、このことにより第１の液体貯蔵チャンバ30と混合チャンバ４とが接続している。第２の空洞20は第１の液体貯蔵チャンバ30と連通状態にない。
【００９０】
図６は、第１のサンプリング部材22が第３の位置にあるカートリッジ120の一部分を示す。第２の空洞20は第２の位置にあり、混合チャンバ４と連通状態にある。更に、第２の空洞20は、短い導管を経て第２の液体貯蔵チャンバ32と連通状態にあり、このことにより第２の液体貯蔵チャンバ32と混合チャンバ４とが接続している。
【００９１】
図７は、第１の空洞18が第１の位置にあり、サンプリングすべき液体の進入のために第２の穴58と連通している、本発明の別の実施形態を示す。
図８は、本発明の別の実施形態を示す。それぞれの第１の位置で、第１の空洞18及び第２の空洞20は、第１の空洞及び第２の空洞への液体の進入のために第１の穴16と並列に連通状態にある。
【００９２】
図９は、極少量(例えば０〜１μL、例えば０〜0.5μL、約0.1μL〜約0.3μL、好ましくは0.2μL)の血液をサンプリングするための新たなサンプリング原理を示す。少量で正確な容量の液体をサンプリングするためのデバイスは、ハウジングと表面に凹部を有するサンプリング部材とを備える。この凹部はハウジングの隣接面と共に空洞を規定する。サンプリング部材62内の小空洞60は、血液を充填するために、接続部64、66(好ましくは毛細管)に接続される。好ましくは、空洞60は、サンプリング部材の表面の凹部であり、極少量の血液を含み得、したがって液体貯蔵チャンバ68中の試薬での高希釈率を提供してもよい。小容量の血液サンプルをチャネル中に入れることは困難である。なぜなら、極めて小さな直径が必要となるからである。サンプリング部材の表面の小空洞は、高い再現性での極少量の血液のサンプリングに使用することができる。
【００９３】
図9Aは、第１の位置の空洞が血液で満たされる前のデバイスを示す。図9Bは、血液で満たされた毛細管64、66及び空洞60を示す。図9Cは、空洞中の精密な量の血液を希釈するために第２の位置に転置したサンプリング部材62を示す。空洞は、液体貯蔵チャンバ68と連通状態にある。図9Dでは、血液は、液体貯蔵チャンバ中の試薬で希釈されている。血液の希釈は、希釈剤を用いて空洞を撹拌又は洗浄することにより行い得る
【００９４】
図10は、図9A〜Dに示されるような、極少量の血液をサンプリングするために新たなサンプリング原理を用いる本発明の実施形態150を示す。第１の空洞18は、第１のサンプリング部材22の表面の凹部である。
【００９５】
第１の空洞の第１の位置で、第１の空洞18は接続チャネル26と連通状態にあり、第２の空洞の第１の位置で、第２の空洞20は第１の穴16及び接続チャネル26と連通状態にある。第１の空洞18及び第２の空洞20は、第１の穴16及び接続チャネル26と共に毛細管を形成する。
【００９６】
収集チャンバ６が混合チャンバ４の背後に延び、その結果、開口10を含む壁が、図１〜３に概略的に図示される同じ原理に従い、混合チャンバ４と収集チャンバ６とを分離している。容量計量チャンバ34、40の流入口及び流出口でチャネル中の液体の存在を検出するための検出手段70、72、74は、１つ、２つ又はそれ以上の測定期間を決定及び/又は制御するために設けられている。収集チャンバが満たされている間、例えば液体レベルが検出手段70に達するまで、本装置の初回刺激及び/又は較正が実施されてもよい。
【００９７】
図11は、第１の空洞18が第２の位置にある図10の実施形態を示す。第１の空洞は、接続部76及びサンプリング部材内のチャネル78を介して、混合チャンバ４と連通状態にある。第１の液体貯蔵チャンバ30もまた第１の空洞と連通状態にあり、その結果、第１の液体貯蔵チャンバ中の第１の液体及び第１の空洞中の第１の液体サンプルを混合チャンバ４に移動させることができる。
【００９８】
図12は、第２の空洞20が第２の位置にある図10の実施形態を示す。第２の空洞は混合チャンバ４と連通状態にある。第２の液体貯蔵チャンバ32もまた第２の空洞と連通状態にあり、その結果、第２の液体貯蔵チャンバ中の第２の液体及び第２の空洞中の第２の液体サンプルを混合チャンバ４に移動させることができる。
【００９９】
図13は、第１の空洞18及び第２の空洞20が第１のサンプリング部材22内に備わり、第１の穴16と並列に接続する本発明の別の実施形態を示す。
【０１００】
図14は、液体中に懸濁された粒子を特徴付けるための装置の１つの実施形態を説明する。この装置は、カートリッジ210を構成するハウジング150と、カートリッジ210を取り外し可能に受容するためのドッキングステーション220とを備える。ドッキングステーション220は、本発明によるハウジングの他の実施形態、例えば図１〜８及び図13に概略的に図示される実施形態を受容及び/又は操作するような構成であってもよいと理解すべきである。ドッキングステーション220は、カートリッジがドッキングステーションに受容されているときに粒子特徴付け手段と機能的に接続するための第１のコネクタ222及び第２のコネクタ224を備える。ドッキングステーション220は、カートリッジがドッキングステーションに挿入されているとき第１のポート同士間に実質的に気密な気体接続を形成するためにカートリッジ210の第１のポートと連通する第１のポート226を備える。実質的に気密な気体接続により、第１の空洞及び第２の空洞を経る液体フローを引き起こす圧力の印加が提供される。
【０１０１】
ドッキングステーション220は、更に、カートリッジがドッキングステーションに挿入されているとき第２のポート同士間に実質的に気密な気体接続を形成するためにカートリッジ210の第２のポートと連通する第２のポート228を備える。実質的に気密な気体接続により、開口を通過する液体フローを引き起こす圧力の印加が提供される。
【０１０２】
ドッキングステーション220は、第１のポート226及び/又は第２のポート228に圧力を印加するための１又はそれ以上のポンプ及び１又はそれ以上の一方通行弁を備えるポンプデバイス230を備える。更に、ドッキングステーションは、カートリッジがドッキングステーションに取り外し可能に挿入されているときに第１のサンプリング部材及び/又は第２のサンプリング部材と嵌合しそれらを移動させるための１又はそれ以上の嵌合部材(図示せず)を備えていてもよい。ポンプデバイス及び１又はそれ以上の嵌合部材の操作は、所望の測定法に応じて制御される。
【０１０３】
説明した実施形態の異なる特徴は組み合わされてもよい。
【０１０４】
図15は、本発明による方法の好ましい実施形態を説明する。図示された実施形態では、工程ａ）は、粒子を含有する第１及び第２の液体サンプルをそれぞれ第１及び第２の空洞に進入させる工程を含む。工程ｂ）は、第１の液体を、第１の空洞を経て第１の液体サンプルと一緒に混合チャンバに移動させる工程を含み、工程ｃ）は、第１の液体サンプルの少なくとも一部を混合チャンバから開口を通過させて収集チャンバに通すことによって第１の粒子特徴付け測定を行う工程を含む。工程ｄ）は、第２の液体を、第２の空洞を経て第２の液体サンプルと一緒に混合チャンバに移動させる工程を含み、工程ｅ）は、第２の液体の少なくとも一部を混合チャンバから開口を通過させて収集チャンバに通すことによって第２の粒子特徴付け測定を行う工程を含む。好ましくは、工程ｂ）及びｄ）は、図１及び２に関連して記載したように行われる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明による装置の１つの実施形態を概略的に示す。
【図２】第１及び第２の空洞がそれぞれの第２の位置にある図１の実施形態を概略的に示す。
【図３】本発明による装置の別の実施形態を概略的に示
【図４】本発明による装置の別の実施形態を概略的に示す。
【図５】第１の空洞が第２の位置にある図４の実施形態の一部分を示す。
【０１０６】
【図６】第２の空洞が第２の位置にある図４の実施形態の一部分を示す。
【図７】本発明による装置のなお別の実施形態を概略的に示す。
【図８】本発明による装置の更に別の実施形態を概略的に示す。
【図９】極少量の液体をサンプリングするための新たなサンプリング原理を示す。
【図１０】本発明による装置のなお別の実施形態を概略的に示す。
【０１０７】
【図１１】第１の空洞が第２の位置にある図10の実施形態を示す。
【図１２】第２の空洞が第２の位置にある図10の実施形態を示す。
【図１３】本発明による装置の更に別の実施形態を概略的に示す。
【図１４】本発明による装置の実施形態を概略的に示す。
【図１５】本発明による方法の１つの実施形態を説明する。
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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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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【国際調査報告】
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