(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全内部反射によって、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されており、
基端部および先端部を有するノズルチャンバと、
前記ノズルチャンバの前記先端部に配置されたノズルオリフィスと
を備えており、
前記ノズルチャンバは、円錐台形部分を備えることを特徴とするフローセルノズル。
【請求項２】
前記ノズルオリフィスを通じて、前記ノズルチャンバに、前記フローストリーム中の前記試料によって放射された光を伝搬するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフローセルノズル。
【請求項３】
前記ノズルチャンバは、基端円筒部分をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のフローセルノズル。
【請求項４】
前記ノズルチャンバの壁は、前記ノズルチャンバの前記基端部に向けて光を反射するように角度が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のフローセルノズル。
【請求項５】
前記ノズルオリフィスにおけるフローセルの前記壁の幅は、前記フローストリームの幅の４分の１以下であることを特徴とする請求項４に記載のフローセルノズル。
【請求項６】
前記ノズルチャンバは、光学調整コンポーネントをさらに備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載のフローセルノズル。
【請求項７】
光源と、
全内部反射によって、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されたフローセルノズルと、
伝搬された光の１つまたは複数の波長を測定するための検出器と
を備えており、
前記フローセルノズルは、基端部および先端部を有するノズルチャンバと、前記ノズルチャンバの前記先端部に配置されたノズルオリフィスとを備えており、
前記ノズルチャンバは、円錐台形部分を備えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記検出器は、前記ノズルチャンバの前記基端部に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記ノズルチャンバは、反射性の壁を有することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記光源はレーザであることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記フローセルノズルは、前記光源に直交するように配置されていることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
光源によってインタロゲーションフィールドにおけるフローストリーム中の試料に照射するステップと、
全内部反射によってフローセルノズルを通じて上流に伝搬される、前記フローストリーム中の前記試料によって放射された光を検出するステップと、
１つまたは複数の波長で前記検出された光を測定するステップと
を含んでおり、
前記フローセルノズルは、基端部および先端部を有するノズルチャンバと、前記ノズルチャンバの前記先端部に配置されたノズルオリフィスとを備えており、
前記ノズルチャンバは、円錐台形部分を備えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記フローストリームは、前記ノズルオリフィスから１ｍｍ以上下流に配置された、直交するインタロゲーションフィールドにおいて照射されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記試料は、蛍光を非一様に放射することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記試料は、配偶子であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
フローサイトメトリは、細胞表面マーカ、ＤＮＡまたは他の細胞内含有物などの特性に基づく生体物質の特徴付けおよび／または分取に使用される技法である。技法は、生体物質の分配および／または分取を記録するために使用することができる。対象となる生体物質は、通常、電気泳動法実験でのシースフロー検出におけるものなど、水性溶液中に存在し、蛍光色素などの検出可能な標識を含み得る。フローサイトメトリでは、実験者は、水性チャネル中の生体物質に１つまたは複数の光のビームを当て、試料から散乱および放射された光を観測する。形態または蛍光標識などの物質の変化は、観測光の変化を引き起し、これらの変化により、所望の特徴付けおよび分類が可能になる。これらの変化を定量化するため、光を収集しなければならない。手順の速度および感度を最大にするため、できる限り多量の光を収集することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】米国特許第４６００３０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以前に使用されたフローサイトメータでは、高開口数（ＮＡ）顕微鏡対物レンズまたは光ファイバを通常使用して、直角散乱光が液体フローに垂直に観察された。最高品質の顕微鏡対物レンズは、０．６の「開口数」を有し、２β＝３７°（０．６４ラジアン）の対する極角を提供する。この手法と関連付けられる問題のいくつかは、高ＮＡレンズの視野のごく限られた深度や、レンズの正確な焦点とフローチャネルの照射領域とを正確に位置合わせする必要性を含む。他の方法は、フローチャネル内からの光の収集を含む。これらの方法は、試料フローの乱れおよび／または試料の汚染を引き起こす可能性がある。フローチャネルからの光の収集の改善を提供し、フローチャネルの乱れを最小限に抑えながら光の収集を最大にする方法およびシステムが対象となる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の態様は、全内部反射によって、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されたフローセルノズルを含む。ある実施形態によるフローセルノズルは、基端部および先端部を有するノズルチャンバと、ノズルチャンバの先端部に配置されたノズルオリフィスとを含み、フローセルノズルは、全内部反射によって、ノズルチャンバの基端部に向けて、フローセルのノズルオリフィスを通じて、フローストリーム中の試料から放射された光を伝搬するように構成される。
【０００５】
本開示の態様は、フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するためのシステムを含む。ある実施形態によるシステムは、光源と、全内部反射によって、フローストリーム中の試料によって放射された光を上流に伝搬するように構成されたフローセルノズルと、伝搬された光の１つまたは複数の波長を測定するための検出器とを含む。
【０００６】
いくつかの実施形態では、ノズルチャンバおよびノズルオリフィスを備えるノズルと、ノズルオリフィスから流れるように構成され、インタロゲーションゾーンを有するフローチャネルと、インタロゲーションゾーンにおいて特定の方向からフローチャネルにプローブ光のビームを向けるように構成された照射源と、ノズルチャンバに動作可能に接続され、ノズルオリフィスから放射された光を収集するように構成されたレンズ系とを含むフローサイトメータの光学系について説明する。いくつかの実施形態では、レンズ系は、放射された光をコリメートするように構成された２つ以上のレンズを含み得る。レンズ系は、ノズルに動作可能に接続されたレンズハウジングチャンバ内に位置し得る。いくつかの実施形態では、レンズ系は、ノズルチャンバ内に位置し得る。ノズルチャンバは、フローチャネルに対して１３０〜１４０度の内部勾配を有し得る。レンズ系は、照射源からのプローブ光のビームに直交するように配置することができる。放射される光は、インタロゲーションゾーンで生成することができ、フローチャネル内の内部反射を介してノズルオリフィスに伝送することができる。
【０００７】
いくつかの実施形態では、ノズルチャンバおよびノズルオリフィスを有するノズルと、インタロゲーションゾーンを有するフローチャネルと、インタロゲーションゾーンにおいて特定の方向からフローチャネルに光のビームを向ける照射源と、ノズルチャンバ内に配置され、ノズルオリフィスから放射された光を収集するように構成されたレンズ系とを含むフローサイトメトリ用のシステムが開示される。ノズルチャンバは、１つまたは複数の流体ポートを含み得る。いくつかの実施形態では、システムは、試料注入管を含み得る。いくつかの実施形態では、システムは、レンズ系の上方に配置された光検出システムを含み得る。レンズ系は、１つまたは複数のレンズを含み得る。ノズルチャンバは、内部勾配を有し得、内部勾配とフローチャネルとの間の角度は、１３０〜１４０度であり得る。この発明のノズルオリフィスは、１ｍｍを超える直径を有し得る。ノズルチャンバは、０．２５ｍｍ以下のノズルオリフィスにおける壁の厚さを有し得る。いくつかの実施形態では、ノズルオリフィスからレンズ系の第１のレンズまでの距離は、２〜１００ｍｍである。
【０００８】
また、本開示の態様は、試料を分析するための方法も含む。ある実施形態による方法は、光源によってインタロゲーションフィールドにおいてフローストリーム中の試料に照射するステップと、フローストリーム中の試料によって放射された光を検出するステップであって、検出される光は、全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬されるステップと、１つまたは複数の波長で検出された光を測定するステップとを含む。いくつかの実施形態では、光を収集するための方法が開示され、方法は、フローチャネルのインタロゲーションゾーンにおいて試料に照射するステップであって、照射は、フローチャネルに実質的に直交する角度で、インタロゲーションゾーンに光のビームを向けることを含むステップと、試料によって放射された光を収集システムで収集するステップであって、収集システムは、フローチャネルのノズルオリフィスの上方に配置されたレンズ系を含むステップとを含む。いくつかの実施形態では、試料は、２つ以上の収集器に分取される。
【０００９】
本発明は、以下の詳細な説明から、添付の図面と併せて読み進めると、最も良く理解することができる。図面には以下の図が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】ある実施形態による、フローサイトメータのフローセルの上面図からの例証について描写する。
【図１Ｂ】ある実施形態による、フローサイトメータのフローセルの側面図からの例証について描写する。
【図２Ａ】ある実施形態による、フローセルノズルに対する検出器の配置について描写する。
【図２Ｂ】ある実施形態による、フローセルノズルに対する検出器の配置について描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明をさらに詳細に説明する前に、説明される特定の実施形態は変化し得るため、この発明は、そのような実施形態に限定されないことを理解されたい。また、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるため、本明細書で使用される用語は、単に特定の実施形態を説明することを目的とし、限定することを意図しないことも理解されたい。
【００１２】
値の範囲が提供されている場合、文脈において明確に別段の指示がない限り、下限値の単位の１０分の１まで、その範囲の上限値と下限値との間に介在する各値、および、その示された範囲の他の示されたまたは介在する値が、本発明の範囲内に包含されると理解されたい。これらのより狭い範囲の上限値および下限値は、より狭い範囲に独立して含めることができ、これらも本発明の範囲内に包含され、示された範囲内で明確に除外されたいかなる限度値も対象とする。示された範囲が限度値の一方または両方を含む場合、それらの含まれる限度値のいずれかまたは両方を除外する範囲も本発明に含まれる。
【００１３】
特に別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般的に理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書で説明されているものと同様のまたは均等ないかなる方法および材料も本発明の実践または試験に使用できるが、ここでは、代表的な例示的な方法および材料について説明する。
【００１４】
この明細書で引用されるすべての刊行物および特許は、個々の刊行物または特許の各々が参照により組み込まれるために具体的かつ個々に示されているかのように参照により本明細書に組み込まれ、刊行物が引用されるものに関連して方法および／または材料を開示および説明するために参照により本明細書に組み込まれる。いかなる刊行物の引用も、出願日前の刊行物の開示を目的とするものであり、本発明が以前の発明を理由にそのような刊行物に先行する権利がないことを容認するものと解釈すべきではない。さらに、提供される公開日は、実際の公開日と異なり得、独立して確認する必要があり得る。
【００１５】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈において明確に別段の指示がない限り、複数の指示対象を含むことに留意されたい。特許請求の範囲は任意選択の要素を除外するように起案できることにもさらに留意されたい。したがって、この言明は、特許請求の範囲の要素の記述に関連した「唯一（ｓｏｌｅｌｙ）」、「のみ（ｏｎｌｙ）」および同様のものなどの排他的な用語の使用、または、「否定的な」限定の使用のための先行詞としての役割を果たすことを意図する。
【００１６】
この開示を読み進める上で当業者にとって明らかであるように、本明細書で説明され、示されている個々の実施態様の各々は、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、他のいくつかの実施態様のいずれかの特徴から容易に分離することも、同特徴と組み合わせることもできる別々の構成要素および特徴を有する。記述されるいかなる方法も、記述される事象の順序または論理的に可能な他の任意の順序で実施することができる。
【００１７】
上記で要約されるように、本開示は、全内部反射によって、フローストリーム中の試料によって放射された光を上流に伝搬するように構成されたフローセルを提供する。本開示のさらに説明する実施形態では、全内部反射によって、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されたフローセルについて最初にさらに詳細に説明する。次に、フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するためのシステムについて説明する。また、試料を分析するための方法も提供される。
【００１８】
フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するためのフローセルノズル
上記で要約されるように、本開示の態様は、全内部反射によって、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されたフローセルを含む。「伝搬する」いう用語は、本明細書では、フローストリームの流体媒体を通じる光の移動を指すために従来の意味で使用され、伝搬される光の経路は、流体媒体による屈折、反射、回折および干渉の関数である。以下でさらに詳細に説明されるように、フローストリーム中の試料によって放射された光は、全内部反射によって上流に伝搬される。「上流」は、放射された光がフローストリームによる流体フローの方向とは反対の方向に伝搬されて収集されることを意味する。言い換えれば、Ｘ−Ｙ平面のＹ軸に沿って正のＹ方向に沿って横断するフローストリームを生成するようにフローセルノズルが配置される場合、本発明の実施形態のフローセルノズルは、負のＹ方向に光を伝搬するように構成される。同様に、Ｘ−Ｙ平面のＸ軸に沿って正のＸ方向に沿って横断するフローストリームを生成するようにフローセルノズルが配置される場合、フローセルノズルは、負のＸ方向に光を伝搬するように構成される。
【００１９】
「全内部反射」との記載は、本明細書では、伝搬波が表面の法線に対する臨界角より大きな角度で媒体境界に突き当たる際に電磁波が内部反射されるような、流体媒体の境界内での電磁波の伝搬を指すために従来の意味で使用される。特に、流体媒体境界の反対側の方の屈折率が低く、入射角が臨界角より大きい場合、伝搬光波は、境界を通過せず、内部反射される。フローストリーム中の試料によって放射された光は、流体媒体内のすべての方向に光を放射する。すべての光信号がフローチャネルの外側から観測できるわけではない。かなりの割合の光は、フローストリームの円筒状カラム内に残り、その結果、フローストリームは、導波管の役割を果たす。臨界角（すなわち、全内部反射（ＴＩＲ）の角度）を超える角度で流体媒体／空気界面に接近する光線は、媒体内に反射し返される。例えば、水・空気界面のＴＩＲ角度は、ａｒｃｓｉｎ（１／１．３３）＝４８．７°である。結果的に、フローチャネルの軸に沿った光の２つの円錐（１つは発光粒子の上方、１つは発光粒子の下方）は、フローサイトメータのフローストリームの中に閉じ込められる。等方的に蛍光を発する粒子の場合、円錐の各々の中に閉じ込められた光は、２ｐｉ（１−ｃｏｓ（９０−４８．７））／４ｐｉまたは０．１２４４の全蛍光放射を表す。
【００２０】
本開示の実施形態では、フローセルノズルは、全内部反射によって、上流方向に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成される。言い換えれば、対象フローセルノズルは、フローストリーム内で伝搬された光をノズルオリフィスを通じてフローセルノズルに戻るように誘導するように構成され、検出器によって測定される光は、フローストリーム内で内部反射された光である。実施形態では、対象フローセルノズルは、全内部反射によって、ノズルオリフィスを通じて、フローストリーム中の試料によって放射された光の５％以上を上流に伝搬するように構成される（１０％以上、１５％以上、２５％以上、３５％以上、５０％以上、６５％以上、７５％以上、８５％以上、９５％以上、９９％以上など、全内部反射によって、ノズルオリフィスを通じて、フローストリーム中の試料によって放射された光の９９．％以上を上流に伝搬することを含む）。例えば、対象となるフローセルノズルは、フローストリーム中の試料によって放射された光の５％〜９５％（試料によって放射された光の１０％〜９０％、１５％〜８５％、２０％〜８０％、２５％〜７５％など、および３０％〜７０％を含む）を上流に伝搬するように構成することができる。
【００２１】
本開示の実施形態では、フローセルノズルは、上流に伝搬される光が収集される基端部と、フローストリームと流体連通するノズルオリフィスを有する先端部とを有するノズルチャンバを含む。いくつかの例では、フローセルノズルは、縦軸を定義する基端円筒部分と、縦軸を横切るノズルオリフィスを有する平面で終端する先端円錐台形部分とを含む。基端円筒部分の長さ（縦軸に沿って測定された）は、１ｍｍ〜１５ｍｍ（１．５ｍｍ〜１２．５ｍｍ、２ｍｍ〜１０ｍｍ、３ｍｍ〜９ｍｍなど、および４ｍｍ〜８ｍｍを含む）の範囲で異なり得る。また、先端円錐台形部分の長さ（縦軸に沿って測定された）も、１ｍｍ〜１０ｍｍ（２ｍｍ〜９ｍｍ、３ｍｍ〜８ｍｍなど、および４ｍｍ〜７ｍｍを含む）の範囲で異なり得る。フローセルのノズルチャンバの直径は、いくつかの実施形態では、１ｍｍ〜１０ｍｍ（２ｍｍ〜９ｍｍ、３ｍｍ〜８ｍｍなど、および４ｍｍ〜７ｍｍを含む）の範囲で異なり得る。
【００２２】
ある例では、ノズルチャンバは、円筒部分を含まず、フローセルのノズルチャンバ全体は、円錐台形の形状である。これらの実施形態では、円錐台形ノズルチャンバの長さ（ノズルオリフィスを横切る縦軸に沿って測定された）は、１ｍｍ〜１５ｍｍ（１．５ｍｍ〜１２．５ｍｍ、２ｍｍ〜１０ｍｍ、３ｍｍ〜９ｍｍなど、および４ｍｍ〜８ｍｍを含む）の範囲で異なり得る。円錐台形ノズルチャンバの基端部分の直径は、１ｍｍ〜１０ｍｍ（２ｍｍ〜９ｍｍ、３ｍｍ〜８ｍｍなど、および４ｍｍ〜７ｍｍを含む）であり得る。
【００２３】
フローストリームの特性および光を検出するためのプロトコル（以下で説明される）に応じて、フローストリームの縦軸に対するフローノズルの円錐台形壁の角度は、ある実施形態では、１２０°〜１６０°（１２５°〜１５５°、１３０°〜１５０°の角度など、および１３５°〜１４５°の角度を含む）の範囲で異なり得る。いくつかの実施形態では、ノズルチャンバの円錐台形壁は、フローストリームの縦軸に対して１４０°の角度を形成する。他の実施形態では、ノズルチャンバの壁は、フローストリームの縦軸に対して１３０°の角度を形成する。ある実施形態では、ノズルチャンバの壁は、フローストリームの縦軸に対して１３５°の角度を形成する。
【００２４】
いくつかの実施形態では、ノズルチャンバの壁は反射性を有する。「反射性」という用語は、本明細書では、電磁波の方向を変更する（例えば、鏡面反射率によって）というノズルチャンバ壁の能力を指すために従前の意味で使用される。壁のすべてまたは一部が反射性を有し得る。例えば、ノズルチャンバ壁の１０％以上が反射性を有し得る（ノズルチャンバ壁の２５％以上、５０％以上、７５％以上、９０％以上など、および９５％以上が反射性を有し得ることを含む）。ある実施形態では、ノズルチャンバの壁のすべてが反射性を有する。
【００２５】
ノズルチャンバ壁と関連付けられた（例えば、ノズルチャンバ壁に施された）反射コーティング（以下で説明される）に応じて、ノズルチャンバ壁は、要求通りに、様々な波長（２００ｎｍ〜１５００ｎｍ、２５０ｎｍ〜１２５０ｎｍ、３００ｎｍ〜１０００ｎｍ、３５０ｎｍ〜９００ｎｍなど、および４００ｎｍ〜８００ｎｍを含む）に対する反射性を有し得る。一例では、フローセルのノズルチャンバの壁は、紫外線、可視光線および近赤外線に対する反射性を有する。別の例では、フローセルのノズルチャンバの壁は、紫外線および可視光線に対する反射性を有する。さらなる別の例では、フローセルのノズルチャンバの壁は、可視光線に対する反射性を有する。さらなる別の例では、フローセルのノズルチャンバの壁は、紫外線に対する反射性を有する。さらに別の例では、フローセルのノズルチャンバの壁は、赤外線に対する反射性を有する。
【００２６】
ノズルチャンバ壁の所望の反射率に応じて、ノズルチャンバ壁に施される光反射コーティングは異なり得る。いくつかの実施形態では、ノズルチャンバ壁は、高反射コーティングの１つまたは複数の層（高反射コーティングの２つ以上の層、３つ以上の層、４つ以上の層など、５つ以上の層を含む）を含む。高反射コーティングは、これらに限定されないが、金、銀、アルミニウム、クロム、ニッケル、プラチナ、インコネルおよびそれらの任意の組合せなどの薄層金属コーティングであり得る。所望の反射率スペクトルに応じて、高反射コーティングの厚さは、１００ｎｍ〜９００ｎｍ（１５０ｎｍ〜８５０ｎｍ、２００ｎｍ〜８００ｎｍ、２５０ｎｍ〜７５０ｎｍ、３００ｎｍ〜７００ｎｍなど、および３５０ｎｍ〜６５０ｎｍの厚さを含む）であり得る。ノズルチャンバ壁が２つ以上の層の高反射コーティングを含む場合、各層の厚さは、５０ｎｍ以上の厚さ（１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、６００ｎｍ以上など、および７５０ｎｍ以上の厚さを含む）の範囲で異なり得る。
【００２７】
ノズルチャンバ壁によって鏡面反射された光の量は、ノズルチャンバ壁の角度、反射コーティングのタイプおよび反射コーティングの厚さに応じて異なり得る。いくつかの例では、ノズルチャンバ壁は、５％以上の反射率（１０％以上、１５％以上、２５％以上、３５％以上、５０％以上、６５％以上、７５％以上、８５％以上、９０％以上、９５％以上、９７％以上など、および９９％以上の反射率を含む）を有する。ある例では、ノズルチャンバ壁は、１００％の反射率を有する。
【００２８】
ノズルチャンバの壁が反射性を有する場合、ノズルチャンバ壁は、ノズルオリフィスからノズルチャンバの基端部に向けて光を誘導するように角度を形成することができる。これらの実施形態では、ノズルチャンバの壁は、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて上流に伝搬された光の収集を最適化するように構成することができる。「最適化する」は、ノズルチャンバ壁の構成が、ノズルチャンバの基端部に向けて光を誘導するように角度が形成されないノズルチャンバ壁と比較してノズルチャンバの基端部に向けて誘導される光の量を５％以上増加すること（ノズルチャンバの基端部に向けて光を誘導するように角度が形成されないノズルチャンバ壁と比較してノズルチャンバの基端部に向けて誘導される光の量を１０％以上、１５％以上、２５％以上、５０％以上、７５％以上、９０％以上など、および９５％以上増加するように構成することを含む）を意味する。ある実施形態では、壁は、ノズルオリフィスから出てくるフローストリームの縦軸に対して１２０°〜１６０°（１２５°〜１５５°、１３０°〜１５０°の角度など、および１３５°〜１４５°の角度を含む）の角度を形成する。いくつかの実施形態では、ノズルチャンバの壁は、フローストリームの縦軸に対して１４０°の角度を形成する。他の実施形態では、ノズルチャンバの壁は、フローストリームの縦軸に対して１３０°の角度を形成する。ある実施形態では、ノズルチャンバの壁は、フローストリームの縦軸に対して１３５°の角度を形成する。
【００２９】
フローストリームの所望の特性に応じて、フローセルのノズルオリフィスは、任意の適切な形状であり得、対象となる断面形状は、これらに限定されないが、直線断面形状（例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など）、曲線断面形状（例えば、円形、楕円形）および不規則な形状（例えば、平面状の上部と結合された放物線状の下部）を含む。ある実施形態では、対象となるフローセルノズルは、円形のオリフィスを有する。ノズルオリフィスのサイズは、いくつかの実施形態では、１μｍ〜２００００μｍ（２μｍ〜１７５００μｍ、５μｍ〜１５０００μｍ、１０μｍ〜１２５００μｍ、１５μｍ〜１００００μｍ、２５μｍ〜７５００μｍ、５０μｍ〜５０００μｍ、７５μｍ〜１０００μｍ、１００μｍ〜７５０μｍなど、および１５０μｍ〜５００μｍを含む）の範囲で異なり得る。ある実施形態では、ノズルオリフィスは、１００μｍである。また、オリフィスにおけるフローセルノズルの壁の厚さも、０．００１ｍｍ〜２５ｍｍ（０．００５ｍｍ〜２２．５ｍｍ、０．０１ｍｍ〜２０ｍｍ、０．０５ｍｍ〜１７．５ｍｍ、０．１ｍｍ〜１５ｍｍ、０．２５ｍｍ〜１２．５ｍｍ、０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、０．７５ｍｍ〜７．５ｍｍなど、および１ｍｍ〜５ｍｍを含む）の範囲で異なり得る。ある実施形態では、ノズルオリフィスにおける壁の厚さは、５ｍｍ以下（４ｍｍ以下、２ｍｍ以下、１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．２５ｍｍ以下、および０．１ｍｍを含む）である。例えば、ノズルオリフィスにおける壁の厚さは、ある例では、０．２５ｍｍ以下である。いくつかの実施形態では、ノズルオリフィスにおける壁の厚さは、ノズルオリフィスの幅の２分の１（１／２）以下（ノズルオリフィスの幅の３分の１（１／３）以下、ノズルオリフィスの幅の４分の１（１／４）以下、ノズルオリフィスの幅の５分の１（１／５）以下など、およびノズルオリフィスの幅の６分の１（１／６）以下を含む）である。例えば、ノズルオリフィスが幅２ｍｍである場合、ノズルオリフィスにおけるフローセルノズルの壁の厚さは、１ｍｍ以下（０．７５ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下など、および０．２５ｍｍ以下を含む）であり得る。ノズルオリフィスが幅１ｍｍである場合、ノズルオリフィスにおけるフローセルノズルの壁の厚さは、０．５ｍｍ以下（０．２５ｍｍ以下など、および０．１２７５ｍｍ以下を含む）であり得る。
【００３０】
いくつかの実施形態では、フローセルノズルは、フローセルノズルに試料を提供するように構成された試料注入ポートを含む。実施形態では、試料注入システムは、フローセルのノズルチャンバに適切な試料フローを提供するように構成される。フローストリームの所望の特性に応じて、試料注入ポートによってフローセルのノズルチャンバに運ばれる試料の速度は、１μＬ／ｓｅｃ以上（２μＬ／ｓｅｃ以上、３μＬ／ｓｅｃ以上、５μＬ／ｓｅｃ以上、１０μＬ／ｓｅｃ以上、１５μＬ／ｓｅｃ以上、２５μＬ／ｓｅｃ以上、５０μＬ／ｓｅｃ以上など、および１００μＬ／ｓｅｃ以上を含む）であり得る。
【００３１】
試料注入ポートは、ノズルチャンバの壁に配置されたオリフィスでも、ノズルチャンバの基端部に配置された導管でもあり得る。試料注入ポートがノズルチャンバの壁に配置されたオリフィスである場合、試料注入ポートのオリフィスは、任意の適切な形状であり得、対象となる断面形状は、これらに限定されないが、直線断面形状（例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など）、曲線断面形状（例えば、円形、楕円形）および不規則な形状（例えば、平面状の上部と結合された放物線状の下部）を含む。ある実施形態では、試料注入ポートは、円形のオリフィスを有する。試料注入ポートのオリフィスのサイズは、形状に応じて異なり得、ある例では、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ（０．７５ｍｍ〜２．２５ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍなど、および１．２５ｍｍ〜１．７５ｍｍ（例えば、１．５ｍｍ）を含む）の開口部を有する。
【００３２】
ある例では、試料注入ポートは、フローセルのノズルチャンバの基端部に配置された導管である。例えば、試料注入ポートは、試料注入ポートのオリフィスとフローセルのノズルオリフィスとが一直線になるように配置された導管であり得る。試料注入ポートがフローセルのノズルオリフィスと一直線になるように配置された導管である場合、試料注入管の断面形状は、任意の適切な形状であり得、対象となる断面形状は、これらに限定されないが、直線断面形状（例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など）、曲線断面形状（例えば、円形、楕円形）および不規則な形状（例えば、平面状の上部と結合された放物線状の下部）を含む。導管のオリフィスは、形状に応じて異なり得、ある例では、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ（０．７５ｍｍ〜２．２５ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍなど、および１．２５ｍｍ〜１．７５ｍｍ（例えば、１．５ｍｍ）を含む）の開口部を有する。試料注入ポートの先端の形状は、試料注入管の断面形状と同じである場合も、異なる場合もあり得る。例えば、試料注入ポートのオリフィスは、１°〜１０°の傾斜角度（２°〜９°、３°〜８°、４°〜７°など、および５°の傾斜角度を含む）を有する傾斜先端を含み得る。
【００３３】
また、いくつかの実施形態では、フローセルノズルは、フローセルノズルにシース流体を提供するように構成されたシース流体注入ポートも含む。実施形態では、シース流体注入システムは、試料フローストリームを取り囲むシース流体の層流ストリームを生成するため、例えば、試料と併せて、フローセルのノズルチャンバにシース流体フローを提供するように構成される。フローストリームの所望の特性に応じて、フローセルのノズルチャンバに運ばれるシース流体の速度は、２５μＬ／ｓｅｃ以上（５０μＬ／ｓｅｃ以上、７５μＬ／ｓｅｃ以上、１００μＬ／ｓｅｃ以上、２５０μＬ／ｓｅｃ以上、５００μＬ／ｓｅｃ以上、７５０μＬ／ｓｅｃ以上、１０００μＬ／ｓｅｃ以上など、および２５００μＬ／ｓｅｃ以上を含む）であり得る。
【００３４】
いくつかの実施形態では、シース流体注入ポートは、ノズルチャンバの壁に配置されたオリフィスである。シース流体注入ポートのオリフィスは、任意の適切な形状であり得、対象となる断面形状は、これらに限定されないが、直線断面形状（例えば、正方形、長方形、台形、三角形、六角形など）、曲線断面形状（例えば、円形、楕円形）および不規則な形状（例えば、平面状の上部と結合された放物線状の下部）を含む。シース流体注入ポートのオリフィスのサイズは、形状に応じて異なり得、ある例では、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍ（０．７５ｍｍ〜２．２５ｍｍ、１ｍｍ〜２ｍｍなど、および１．２５ｍｍ〜１．７５ｍｍ（例えば、１．５ｍｍ）を含む）の開口部を有する。
【００３５】
いくつかの例では、フローセルノズルは、１つまたは複数の光学調整コンポーネントを含む。「光学調整」は、測定のために検出器に運ばれる（以下でさらに詳細に論じられる）前に、フローストリームからノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される放射された光が要求通りに変更されることを意味する。例えば、光学調整は、収集された光のビームの寸法を増加すること、収集された光のビームの焦点を検出器の表面に合わせること、または、光のビームをコリメートすることであり得る。いくつかの例では、光学調整は、フローストリーム内で全内部反射によってノズルオリフィスを通じて伝搬された光のビームによって生成されるビームスポットを増加する（５％以上、１０％以上、２５％以上、５０％以上ビームスポットを増加するなど、および７５％以上ビームスポットの寸法を増加することを含む）ための拡大プロトコルである。他の実施形態では、光学調整は、ビームスポットの寸法を低減する（５％以上、１０％以上、２５％以上、５０％以上など、および７５％以上ビームスポットの寸法を低減することを含む）ために、収集された光のビームの焦点を合わせることを含む。
【００３６】
ある実施形態では、光学調整は、フローセルノズルの基端部に向けて誘導された光をコリメートすることを含む。「コリメートする」という用語は、光の伝搬の共線性を光学調整すること、または、伝搬の共通軸からの光による逸脱を低減することを指すために従前の意味で使用される。いくつかの例では、コリメートすることは、光のビームの空間断面を狭くすることを含む。
【００３７】
光学調整コンポーネントは、収集された光における所望の変化を提供する任意の便利なデバイスまたは構造であり得、これらに限定されないが、レンズ、鏡、ピンホール、スリット、格子、光屈折器およびそれらの任意の組合せを含む。フローセルノズルは、必要に応じて、１つまたは複数の光学調整コンポーネント（２つ以上、３つ以上、４つ以上など、および５つ以上の光学調整コンポーネントを含む）を含み得る。
【００３８】
いくつかの実施形態では、フローセルノズルおよび光学調整コンポーネントは、光連通するが、物理的には接触しない。フローセルのノズルチャンバのサイズに応じて、光学調整コンポーネントは、フローセルのノズルチャンバの基端部から０．０５ｍｍ以上（０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上、５０ｍｍ以上など、および１００ｍｍ以上を含む）の距離で配置することができる。他の実施形態では、光学調整コンポーネントは、光学調整コンポーネントをフローセルノズルの基端部に隣接して配置させたハウジングで、接着剤を用いて、共に共同成形するかまたは一体化することによってなど、フローセルノズルと物理的に結合される。したがって、光学調整コンポーネントとフローセルノズルは、単一のユニットに一体化することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、光学調整コンポーネントは、０．１〜０．９５の倍率（０．２〜０．９の倍率、０．３〜０．８５の倍率、０．３５〜０．８の倍率、０．５〜０．７５の倍率など、および０．５５〜０．７の倍率（例えば、０．６の倍率）を含む）を有する集光レンズである。例えば、集光レンズは、ある例では、約０．６の倍率を有する色消し二重縮小レンズである。ノズルオリフィスとレンズとの間の距離や、フローセルのノズルチャンバのサイズに応じて、集光レンズの焦点距離は、５ｍｍ〜２０ｍｍ（６ｍｍ〜１９ｍｍ、７ｍｍ〜１８ｍｍ、８ｍｍ〜１７ｍｍ、９ｍｍ〜１６ｍｍなど、および１０ｍｍ〜１５ｍｍの焦点距離を含む）の範囲で異なり得る。ある実施形態では、集光レンズは、約１３ｍｍの焦点距離を有する。
【００４０】
他の実施形態では、光学調整コンポーネントはコリメータである。コリメータは、１つまたは複数の鏡、湾曲レンズまたはそれらの組合せなど、任意の便利なコリメートプロトコルであり得る。例えば、コリメータは、ある例では、単一のコリメートレンズである。他の例では、コリメータは、コリメート鏡である。さらなる他の例では、コリメータは、２つのレンズを含む。さらに他の例では、コリメータは、鏡およびレンズを含む。コリメータが１つまたは複数のレンズを含む場合、コリメートレンズの焦点距離は、５ｍｍ〜４０ｍｍ（６ｍｍ〜３７．５ｍｍ、７ｍｍ〜３５ｍｍ、８ｍｍ〜３２．５ｍｍ、９ｍｍ〜３０ｍｍ、１０ｍｍ〜２７．５ｍｍ、１２．５ｍｍ〜２５ｍｍなど、および１５ｍｍ〜２０ｍｍの焦点距離を含む）の範囲で異なり得る。
【００４１】
ある実施形態では、光学調整コンポーネントは波長分離器である。「波長分離器」という用語は、本明細書では、検出のために多色光をその波長成分に分離するための光学プロトコルを指すために従前の意味で使用される。ある実施形態によれば、波長分離は、多色光の特定の１つまたは複数の波長の範囲を選択的に通過または阻止することを含み得る。対象フローセルノズルの一部であるかまたは対象フローセルノズルと組み合わせることができる対象となる波長分離プロトコルは、これらに限定されないが、他の波長分離プロトコルの中で特に、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折格子、モノクロメータおよびそれらの組合せを含む。
【００４２】
光源および分析されている試料に応じて、対象フローセルノズルは、１つまたは複数の波長分離器（２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上など、および１０以上の波長分離器を含む）を含み得る。システムが２つ以上の波長分離器を含む場合、波長分離器は、多色光を波長成分に分離するため、個別にまたは直列で利用することができる。いくつかの実施形態では、波長分離器は、直列に配列される。他の実施形態では、波長分離器は、波長分離器の各々を使用して光を収集するために１つまたは複数の測定が行われるように、個別に配列される。
【００４３】
いくつかの実施形態では、対象フローセルノズルは、１つまたは複数の光学フィルタを含む。ある例では、光学フィルタは、２ｎｍ〜１００ｎｍの最小帯域幅を有するバンドパスフィルタ（３ｎｍ〜９５ｎｍ、５ｎｍ〜９５ｎｍ、１０ｎｍ〜９０ｎｍ、１２ｎｍ〜８５ｎｍ、１５ｎｍ〜８０ｎｍなど、および２０ｎｍ〜５０ｎｍの最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含む）を含む。
【００４４】
いくつかの例では、フローストリーム中の試料によって放射された光は、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される。対象フローセルノズルが、ノズルオリフィスを通じて放射された光を収集および調整するように構成された１つまたは複数の光学調整コンポーネントを含む場合、ノズルオリフィスと光学調整コンポーネントとの間の距離は異なり得る。フローセルノズルのサイズおよび所望の光学調整に応じて、ノズルオリフィスと光学調整コンポーネントとは、５ｍｍ以上（１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上、３５ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、６５ｍｍ以上、７５ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、２５０ｍｍ以上など、および５００ｍｍ以上を含む）隔てることができる。例えば、ノズルオリフィスと光学調整コンポーネントとの間の距離は、５ｍｍ〜５００ｍｍ（１０ｍｍ〜４００ｍｍ、１５ｍｍ〜３００ｍｍ、２５ｍｍ〜２５０ｍｍ、３５ｍｍ〜２００ｍｍなど、および５０ｍｍ〜１００ｍｍを含む）であり得る。
【００４５】
図１Ａおよび１Ｂの概略図は、ある実施形態によるフローセルノズルの様々な態様を示す。図１Ａは、ノズルチャンバにシース流体を提供するための１つまたは複数のシース流体注入ポート１１０を含むノズル１００の上面図である。試料注入ポート１１５は、ノズルチャンバに生体試料などの試料を誘導するために提供され、その後、両方の液体は、フローストリームとしてノズルオリフィスに誘導することができる。
【００４６】
図１Ｂは、ある実施形態によるフローセルノズルの横断面図について描写する。図１Ｂは、レンズ系１４５のためのハウジングを提供するノズルチャンバ１２０を示す。レンズ系は、光収集デバイスに光信号を誘導するように構成された１つ、２つまたはそれ以上のレンズを含み得る。ノズルチャンバ１２０は、シース注入ポート１１０および試料注入ポート１１５を含む。これらのポートは、ノズルチャンバへの試料およびシース流体の送達を実現する。これらの物質は、フローストリーム１５０としてノズルオリフィス１４０を介してノズルチャンバ１２０を出る。上記で説明されるように、ノズルオリフィス１４０は、要求通りに、任意の適切なサイズ（直径１μｍ〜２ｍｍなど、および１〜２ｍｍを含む）を有し得る。ノズルオリフィス１４０とレンズ系１４５の第１のレンズとの間の距離は、任意の距離（１〜５００ｍｍなど、および２〜１００ｍｍを含む）であり得る。いくつかの実施形態では、フローチャンバは、フローチャネルのベクトルに対して１３０°〜１５０°の角度を形成する内部勾配壁を含み得る。いくつかの実施形態では、オリフィス１４０におけるノズル先端の厚さは、フローチャネルの幅の１／４以下（０．５ｍｍ以下など、および０．２５ｍｍ以下を含む）であり得る。
【００４７】
フローチャネル１５０は、ノズルオリフィス１４０を出て、光源１７０からの光がフローストリームに照射されるインタロゲーションフィールド１６０を通過する。いくつかの実施形態では、試料から散乱および／または放射された光の一部は、フローストリームを出ることができ、そこで、光は、１つまたは複数の検出器で検出することができる。いくつかの例では、光１８０は、全内部反射によって、壁に沿ってフローストリームの上方に内部反射され、壁は、光の導波管の役割を果たす。全内部反射光１８０の一部は、ノズルチャンバ１２０内のレンズ系１４５によって収集される。いくつかの実施形態では、オリフィス１４０から放射された光の９０％を超える光をレンズ系１４５によって収集することができる。レンズ系は、光信号を収集および／または定量化するためのＣＣＤカメラまたは他のデバイスなどの光収集システム（以下でさらに詳細に説明される）に光を誘導することができる。
【００４８】
フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するためのシステム
本開示の態様は、フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するためのシステムを含む。本開示の実施形態では、対象システムは、フローストリームの流体媒体によって全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するように構成される。上記で論じられるように、「上流」という用語は、放射された光がフローストリームによる流体フローの方向とは反対の方向に伝搬されて収集されることを指す。言い換えれば、Ｘ−Ｙ平面のＹ軸に沿って正のＹ方向に沿って横断するフローストリームを生成するようにフローセルノズルが配置される場合、フローセルノズルは、負のＹ方向に光を伝搬するように構成される。同様に、Ｘ−Ｙ平面のＸ軸に沿って正のＸ方向に沿って横断するフローストリームを生成するようにフローセルノズルが配置される場合、フローセルノズルは、負のＸ方向に光を伝搬するように構成される。
【００４９】
上記で論じられるように、対象システムによって測定された光は、全内部反射によってノズルオリフィスを通じてノズルチャンバに戻るように上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光である。したがって、本開示の実施形態で測定された光は、光がフローストリーム媒体の境界内に残るように、流体媒体の境界内で伝搬された光を含む。以下でさらに詳細に説明されるように、いくつかの実施形態では、光源は、ノズルオリフィスの下流の検出フィールドでフローストリームに照射し、対象システムは、全内部反射によってノズルオリフィスを通じてフローセルのノズルチャンバに戻るように上流に伝搬された光を測定するように構成される。
【００５０】
上記で要約されるように、システムは、１つまたは複数のフローセルノズル（上記で説明される）と、ノズルオリフィスから出てくるフローストリームに照射するための光源と、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて上流に伝搬されるフローストリーム中の試料によって放射された光を測定するための検出器とを含む。
【００５１】
実施形態では、システムは、１つまたは複数のインタロゲーションフィールドにおいて光でフローストリームに照射するための１つまたは複数の光源を含む。「インタロゲーションフィールド」は、１つまたは複数の光源によって照射されるフローストリームの領域を意味する。インタロゲーションフィールドは、取り調べられている（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅｄ）フローストリームの特性に応じて異なり得る。実施形態では、インタロゲーションフィールドは、フローストリームの０．００１ｍｍ以上（フローストリームの０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上を含む）に及び得る。例えば、インタロゲーションフィールドは、集光レーザでなど、照射されているフローストリームの平面断面であり得る。別の例では、インタロゲーションフィールドは、例えば、拡散レーザビームまたはランプの照射プロファイルに相当するものなど、フローストリームの既定の長さであり得る。
【００５２】
いくつかの実施形態では、対象となるシステムは、フローストリームを取り調べるようにフローセルのノズルオリフィスにまたはその近くに配置された１つまたは複数の光源を含む。例えば、インタロゲーションフィールドは、ノズルオリフィスから約０．００１ｍｍ以上（ノズルオリフィスから０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上を含む）であり得る。言い換えれば、フローストリームは、ノズルオリフィスから０．００１ｍｍ以上の位置にある領域で照射される（ノズルオリフィスから０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上の位置にある領域でフローストリームに照射することを含む）。
【００５３】
いくつかの実施形態では、対象となるシステムは、フローストリームのブレイクオフポイントまたはその近くでフローストリームに照射するように構成される。「ブレイクオフポイント」という用語は、本明細書では、連続的なフローストリームが液滴を形成し始めるフローストリームのポイントを指すために従前の意味で使用される。例えば、インタロゲーションフィールドは、フローストリームのブレイクオフポイントから約０．００１ｍｍ以上（フローストリームのブレイクオフポイントから０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上を含む）の位置に配置することができる。言い換えれば、フローストリームは、ブレイクオフポイントから０．００１ｍｍ以上の位置にある領域で照射される（ブレイクオフポイントから０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上の位置にある領域でフローストリームに照射することを含む）。
【００５４】
システムは、１つまたは複数のインタロゲーションフィールドにおいて光でフローストリームに照射するための１つまたは複数の光源を含む。いくつかの実施形態では、光源は、例えば、５０ｎｍ以上に及ぶもの（１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ以上など、および５００ｎｍ以上に及ぶものを含む）などの広範囲の波長を有する光を放射する広帯域光源である。例えば、ある適切な広帯域光源は、２００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長を有する光を放射する。適切な広帯域光源の別の例は、４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長を有する光を放射する光源を含む。他の広帯域光源の中で特に、ハロゲンランプ、ジュウテリウムアークランプ、キセノンアークランプ、安定化ファイバ結合広帯域光源、連続スペクトルを有する広帯域ＬＥＤ、スーパールミネセンス発光ダイオード、半導体発光ダイオード、広スペクトルＬＥＤ白色光源、複数のＬＥＤが統合された白色光源またはそれらの任意の組合せなどの任意の便利な広帯域光源プロトコルを使用することができる。
【００５５】
他の実施形態では、光源は、特定の波長または狭範囲の波長を放射する狭帯域光源である。いくつかの例では、狭帯域光源は、例えば、５０ｎｍ以下などの狭範囲の波長を有する光を放射する（４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２５ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、２ｎｍ以下など、および特定の波長の光（すなわち、単色光）を放射する光源を含む）。狭範囲の波長のＬＥＤ、１つもしくは複数の光学バンドパスフィルタ、回折格子もしくはモノクロメータと結合されたレーザダイオードもしくは広帯域光源、または、それらの任意の組合せなどの任意の便利な狭帯域光源プロトコルを使用することができる。
【００５６】
ある実施形態では、光源はレーザである。いくつかの例では、対象システムは、ヘリウムネオンレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、キセノンレーザ、窒素レーザ、ＣＯ2 レーザ、ＣＯレーザ、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ、キセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザ、キセノンフッ素（ＸｅＦ）エキシマレーザまたはそれらの組合せなどのガスレーザを含む。他の例では、対象システムは、スチルビン、クマリンまたはローダミンレーザなどの色素レーザを含む。さらなる他の例では、対象となるレーザは、ヘリウムカドミウム（ＨｅＣｄ）レーザ、ヘリウム水銀（ＨｅＨｇ）レーザ、ヘリウムセレニウム（ＨｅＳｅ）レーザ、ヘリウム銀（ＨｅＡｇ）レーザ、ストロンチウムレーザ、ネオン銅（ＮｅＣｕ）レーザ、銅レーザ、金レーザおよびそれらの組合せなどの金属蒸気レーザを含む。さらに他の例では、対象システムは、ルビーレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 レーザ、Ｎｄ：ＹＣａ4 Ｏ（ＢＯ3 ）3 レーザ、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザ、チタニウムサファイアレーザ、ツリウムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹｂ2 Ｏ3 レーザまたはセリウムドープレーザおよびそれらの組合せなどの固体レーザを含む。
【００５７】
対象システムは、要望通りに、１つまたは複数の光源（２つ以上の光源、３つ以上の光源、４つ以上の光源、５つ以上の光源など、１０以上の光源を含む）を含み得る。光源は、光源のタイプの組合せを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、対象システムは、１つまたは複数のガスレーザ、１つまたは複数の色素レーザおよび１つまたは複数の固体レーザを有するアレイなど、レーザのアレイを含む。他の例では、２つの光源が使用される場合、第１の光源は、広帯域白色光源（例えば、広帯域白色光ＬＥＤ）であり得、第２の光源は、広帯域近赤外線光源（例えば、広帯域近赤外線ＬＥＤ）であり得る。他の例では、２つの光源が使用される場合、第１の光源は、広帯域白色光源（例えば、広帯域白色光ＬＥＤ）であり得、第２の光源は、狭スペクトル光源（例えば、近赤外線ＬＥＤまたはレーザ）であり得る。さらなる他の例では、光源は、複数の狭帯域光源（２つ以上のレーザ、３つ以上のレーザなど、５つ以上のレーザを含む）であり、各々が特定の波長を放射する。さらに他の例では、光源は、２つ以上のＬＥＤのアレイ（３つ以上のＬＥＤのアレイ、５つ以上のＬＥＤのアレイなど、１０以上のＬＥＤのアレイを含む）である。
【００５８】
いくつかの実施形態では、光源は、２００ｎｍ〜１５００ｎｍ（２５０ｎｍ〜１２５０ｎｍ、３００ｎｍ〜１０００ｎｍ、３５０ｎｍ〜９００ｎｍなど、および４００ｎｍ〜８００ｎｍを含む）の波長を有する光を放射する。例えば、光源は、２００ｎｍ〜９００ｎｍの波長を有する光を放射する広帯域光源を含み得る。他の例では、光源は、２００ｎｍ〜９００ｎｍの波長を放射する複数の狭帯域光源を含む。例えば、光源は、複数の狭帯域ＬＥＤ（１ｎｍ〜２５ｎｍ）であり得、各々が２００ｎｍ〜９００ｎｍの波長を有する光を独立して放射する。いくつかの実施形態では、狭帯域光源は、狭帯域カドミウムランプ、セシウムランプ、ヘリウムランプ、水銀ランプ、水銀カドミウムランプ、カリウムランプ、ナトリウムランプ、ネオンランプ、亜鉛ランプまたはそれらの任意の組合せなどの２００ｎｍ〜９００ｎｍの光を放射する１つまたは複数の狭帯域ランプである。他の実施形態では、狭帯域光源は、上記で説明されるガスレーザ、エキシマレーザ、色素レーザ、金属蒸気レーザおよび固体レーザなど、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの光を放射する１つまたは複数のレーザを含む。
【００５９】
分析プロトコルに応じて、対象システムは、連続的にまたは離散間隔でフローストリームに照射するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、システムは、連続的にフローストリームに照射するように構成することができる。システムが２つ以上の光源を含む場合、フローストリームは、すべての光源によって同時に、連続的に照射されることができる。他の例では、フローストリームは、各光源によって順番に、連続的に照射される。他の実施形態では、フローストリームは、一定の間隔で照射されることができる（０．００１マイクロ秒ごと、０．０１マイクロ秒ごと、０．１マイクロ秒ごと、１マイクロ秒ごと、１０マイクロ秒ごと、１００マイクロ秒ごとなど、および１０００マイクロ秒ごとに試料に照射することを含む）。
【００６０】
フローストリームは、所定の測定時間に１回または複数回（各測定時間に２回以上、３回以上など、および５回以上を含む）光源によって照射されることができる。
【００６１】
２つ以上の光源が使用される場合、フローストリームは、インタロゲーションフィールドにおいて光源によって同時に、順番にまたはそれらの組合せで照射されることができる。例えば、フローストリームが２つのレーザによって照射される場合、対象システムは、両方のレーザによってフローストリームに同時に照射するように構成することができる。他の実施形態では、インタロゲーションフィールドにおけるフローストリームは、２つのレーザによって順番に照射される。試料が２つ以上のレーザによって順番に照射される場合、各光源がフローストリームに照射する時間は、独立して、０．００１マイクロ秒以上（０．０１マイクロ秒以上、０．１マイクロ秒以上、１マイクロ秒以上、５マイクロ秒以上、１０マイクロ秒以上、３０マイクロ秒以上など、および６０マイクロ秒以上を含む）であり得る。例えば、レーザは、０．００１マイクロ秒〜１００マイクロ秒（０．０１マイクロ秒〜７５マイクロ秒、０．１マイクロ秒〜５０マイクロ秒、１マイクロ秒〜２５マイクロ秒など、および５マイクロ秒〜１０マイクロ秒を含む）の間フローストリームに照射するように構成することができる。フローストリームが２つのレーザによって順番に照射される実施形態では、各光源によってフローストリームが照射される時間は、同じである場合も、異なる場合もあり得る。
【００６２】
また、各光源によるインタロゲーションフィールドにおけるフローストリームへの照射間の時間は異なり得、要望通りに、独立して、０．００１マイクロ秒以上（０．０１マイクロ秒以上、０．１マイクロ秒以上、１マイクロ秒以上、５マイクロ秒以上、１０マイクロ秒以上、１５マイクロ秒以上、３０マイクロ秒以上など、および６０マイクロ秒以上を含む）の遅延によって隔てられる。例えば、各光源によるインタロゲーションフィールドにおけるフローストリームへの照射間の時間は、０．００１マイクロ秒〜６０マイクロ秒（０．０１マイクロ秒〜５０マイクロ秒、０．１マイクロ秒〜３５マイクロ秒、１マイクロ秒〜２５マイクロ秒など、および５マイクロ秒〜１０マイクロ秒を含む）であり得る。ある実施形態では、各光源によるインタロゲーションフィールドにおけるフローストリームへの照射間の時間は、１０マイクロ秒である。対象システムが２つを超える（すなわち、３つ以上）光源によってフローストリームに順番に照射するように構成される実施形態では、各光源による照射間の遅延は、同じである場合も、異なる場合もあり得る。
【００６３】
光源は、フローストリームからある距離で配置することができ、距離は、光源のタイプおよびフローストリームの特性（例えば、フローストリーム幅）に応じて異なる。例えば、光源は、フローストリームから０．０１ｍｍ以上（フローストリームから０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以上、２．５ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、２５ｍｍ以上など、および５０ｍｍ以上を含む）の位置に配置することができる。また、光源は、各インタロゲーションフィールドにおいてフローストリームに対してある角度で配置することもでき、角度もまた異なり得る。例えば、光源は、フローストリームの軸に対して、１０°〜９０°（１５°〜８５°、２０°〜８０°、２５°〜７５°など、および３０°〜６０°を含む）の角度で配置することができる。ある実施形態では、光源は、フローストリームの軸に対して９０°の角度で配置される。
【００６４】
上記で論じられるように、本開示の実施形態では、対象システムは、フローストリームの媒体によって全内部反射によって上流に伝搬されるフローストリーム中の試料によって放射された光を測定するように構成される。対象システムは、光源によって、フローノズルオリフィスの下流のインタロゲーションフィールドにおいてフローストリームに照射するように構成され、全内部反射によってノズルオリフィスを通じてフローセルのノズルチャンバに戻るように上流に伝搬される光を測定するように構成される。実施形態では、システムは、試料によって放射された光を測定するように構成された１つまたは複数の検出器を含む。
【００６５】
上記で説明されるように、対象となるフローセルは、フローストリームと流体連通するノズルオリフィスを有する先端部と、上流に伝搬される光が誘導される基端部とを有するノズルチャンバを含む。例えば、あるフローセルノズルは、縦軸を定義する基端円筒部分と、縦軸を横切るノズルオリフィスを有する平面で終端する先端円錐台形部分とを含む。
【００６６】
また、本開示のシステムは、１つまたは複数の検出器も含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の検出器は、ノズルチャンバの基端部に配置される。フローセルノズルが基端円筒部分および先端円錐台形部分を含む場合、１つまたは複数の検出器は、ノズルチャンバの基端部またはその近くに配置することができる。図２Ａ〜２Ｂは、フローセルのノズルチャンバの基端部またはその近くに配置された検出器の構成を示す。
【００６７】
図２Ａは、本開示のいくつかの実施形態による、フローセルノズルに対する検出器の配置について描写する。フローセルノズル２００ａは、基端円筒部分２１０ａおよび先端円錐台形部分２２０ａを含むノズルチャンバを有する。先端円錐台形部分２２０ａは、フローストリーム２２２ａと流体連通するノズルオリフィス２２１ａを含む。先端円錐台形部分は、角度が形成された側壁２２５ａを含み、側壁２２５ａは、反射性を有し、フローセルノズル２００ａの基端部２１５ａに向けて光２５０ａを誘導するように角度を形成することができる（上記で説明される）。図２Ａは、検出器２３０ａがフローセルのノズルチャンバの基端部２１５ａに隣接して配置される例示的な構成について描写する。
【００６８】
図２Ｂは、本開示の他の実施形態による、フローセルノズルに対する検出器の配置について描写する。フローセルノズル２００ｂは、基端部２１０ｂと、先端部２２０ｂとを含む円錐台形の形状のノズルチャンバを有する。先端部２２０ｂは、フローストリーム２２２ｂと流体連通するノズルオリフィス２２１ｂを含む。また、先端部２２０ｂは、角度が形成された側壁２２５ｂも含み、側壁２２５ｂは、反射性を有し、フローセルのノズルチャンバの基端部２１０ｂに向けて光２５０ｂを誘導するように角度を形成することができる。図２Ｂは、検出器２３０ｂがフローセルのノズルチャンバの基端部２１０ｂに隣接して配置される例示的な構成について描写する。
【００６９】
対象となる検出器は、これらに限定されないが、他の光検出器の中で特に、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、アバランシェフォトダイオード、撮像素子、電荷結合素子（ＣＣＤ）、増強電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、光子計数器、ボロメータ、焦電検出器、フォトレジスタ、太陽電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体またはフォトダイオード、および、それらの組合せなどの光学センサまたは光検出器を含み得る。ある実施形態では、透過光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）撮像素子またはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）撮像素子で測定される。いくつかの実施形態では、画像センサは、ＣＣＤカメラである。例えば、カメラは、電子増倍型ＣＣＤ（ＥＭＣＣＤ）カメラまたは増強ＣＣＤ（ＩＣＣＤ）カメラであり得る。他の実施形態では、画像センサは、ＣＭＯＳ型カメラである。透過光がＣＣＤで測定される場合、ＣＣＤの有効検出表面面積は、０．０１ｃｍ2 〜１０ｃｍ2 （０．０５ｃｍ2〜９ｃｍ2 、０．１ｃｍ2 〜８ｃｍ2 、０．５ｃｍ2 〜７ｃｍ2 など、および１ｃｍ2 〜５ｃｍ2 を含む）の範囲で異なり得る。
【００７０】
対象システムの光検出器の数は、要求通りに、異なり得る。例えば、対象システムは、１つ以上の光検出器（２つ以上の光検出器、３つ以上の光検出器、４つ以上の光検出器、５つ以上の光検出器など、１０以上の光検出器を含む）を含み得る。ある実施形態では、システムは、１つの光検出器を含む。他の実施形態では、システムは、２つの光検出器を含む。各光検出器は、異なる角度でフローセルノズルの基端部に対して配向する（６０°以下、５５°以下、５０°以下、４５°以下、３０°以下、１５°以下、１０°以下の角度でなど、有効検出表面がフローセルノズルの基端部に面するように光検出器を配向することを含む）ことができる（Ｘ−Ｙ平面で示される通り）。
【００７１】
対象システムが２つ以上の光検出器を含む場合、各光検出器が同じである場合も、２つ以上の光検出器の集合体が異なる光検出器の組合せである場合もあり得る。例えば、対象システムが２つの光検出器を含む場合、いくつかの実施形態では、第１の光検出器はＣＣＤ型のデバイスであり、第２の光検出器（または画像センサ）はＣＭＯＳ型のデバイスである。他の実施形態では、第１の光検出器および第２の光検出器は両方ともＣＣＤ型のデバイスである。さらなる他の実施形態では、第１の光検出器および第２の光検出器は両方ともＣＭＯＳ型のデバイスである。さらに他の実施形態では、第１の光検出器はＣＣＤ型のデバイスであり、第２の光検出器は光電子増倍管である。さらに他の実施形態では、第１の光検出器はＣＭＯＳ型のデバイスであり、第２の光検出器は光電子増倍管である。さらなる他の実施形態では、第１の光検出器および第２の光検出器は両方とも光電子増倍管である。
【００７２】
本開示の実施形態では、対象となる検出器は、１つまたは複数の波長でフローストリーム中の試料によって放射された光を測定する（２つ以上の波長、５つ以上の異なる波長、１０以上の異なる波長、２５以上の異なる波長、５０以上の異なる波長、１００以上の異なる波長、２００以上の異なる波長、３００以上の異なる波長など、および４００以上の異なる波長でフローストリーム中の試料によって放射された光を測定することを含む）ように構成される。
【００７３】
いくつかの実施形態では、対象となる検出器は、様々な波長（例えば、２００ｎｍ〜１０００ｎｍ）にわたってフローストリーム中の試料によって放射された光を測定するように構成される。ある実施形態では、対象となる検出器は、様々な波長にわたって光のスペクトルを収集するように構成される。例えば、システムは、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲のうちの１つまたは複数にわたって光のスペクトルを収集するように構成された１つまたは複数の検出器を含み得る。さらなる他の実施形態では、対象となる検出器は、１つまたは複数の特定の波長でフローストリーム中の試料によって放射された光を測定するように構成される。例えば、システムは、４５０ｎｍ、５１８ｎｍ、５１９ｎｍ、５６１ｎｍ、５７８ｎｍ、６０５ｎｍ、６０７ｎｍ、６２５ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６６７ｎｍ、６７０ｎｍ、６６８ｎｍ、６９５ｎｍ、７１０ｎｍ、７２３ｎｍ、７８０ｎｍ、７８５ｎｍ、６４７ｎｍ、６１７ｎｍおよびそれらの任意の組合せのうちの１つまたは複数で光を測定するように構成された１つまたは複数の検出器を含み得る。ある実施形態では、１つまたは複数の検出器は、蛍光分析の試料と共に使用されるものなどの特定のフルオロフォアと対になるように構成することができる。
【００７４】
実施形態では、検出器は、連続的にまたは離散間隔で光を測定するように構成される。いくつかの例では、対象となる検出器は、連続的にフローストリーム中の試料によって放射された光の測定を行うように構成される。他の例では、対象となる検出器は、離散間隔で測定を行うように（０．００１ミリ秒ごと、０．０１ミリ秒ごと、０．１ミリ秒ごと、１ミリ秒ごと、１０ミリ秒ごと、１００ミリ秒ごと（１０００ミリ秒ごとを含む）または他のいくつかの間隔で光を測定するなど）構成される。
【００７５】
いくつかの例では、光検出器は、光学調整コンポーネントも含む。いくつかの例では、光学調整は、検出器によって捕捉される光のフィールドのサイズを増加する（検出器によって捕捉される光のフィールドを５％以上、１０％以上、２５％以上、５０％以上など、および７５％以上増加することを含む）ように構成された拡大プロトコルである。他の例では、光学調整は、検出器によって捕捉される光のフィールドを減少する（検出器によって捕捉される光のフィールドを５％以上、１０％以上、２５％以上、５０％以上など、および７５％以上減少することを含む）ように構成された縮小プロトコルである。ある実施形態では、光学調整は、収集された光のビームの焦点を５％以上合わせる（収集された光のビームの焦点を１０％以上、２５％以上、５０％以上など、および７５％以上合わせることを含む）ことによってなど、検出器によって収集された光の焦点を合わせるように構成された集光プロトコルである。
【００７６】
光学調整コンポーネントは、収集された光のビームにおける所望の変化を提供する任意の便利なデバイスまたは構造であり得、これらに限定されないが、レンズ、鏡、ピンホール、スリット、格子、光屈折器およびそれらの任意の組合せを含み得る。検出器は、必要に応じて、１つまたは複数の光学調整コンポーネント（２つ以上、３つ以上、４つ以上など、および５つ以上の光学調整コンポーネントを含む）を含み得る。ある実施形態では、検出器は、集光レンズを含む。集光レンズは、例えば、縮小レンズであり得る。他の例では、集光レンズは、拡大レンズである。他の実施形態では、検出器は、コリメータを含む。
【００７７】
ある実施形態では、システムは、ピンホール、レンズ、鏡、スリットなどの組合せなど、異なる光学調整コンポーネントの組合せを含む。例えば、いくつかの実施形態では、システムは、集光レンズおよびコリメートレンズを含む。他の実施形態では、システムは、コリメート鏡および集光レンズを含む。さらなる他の実施形態では、システムは、集光レンズおよびピンホール構造を含む。さらに他の実施形態では、システムは、コリメートレンズおよびピンホール構造を含む。さらに他の実施形態では、システムは、コリメートレンズおよびスリット構造を含む。
【００７８】
いくつかの実施形態では、検出器と光学調整コンポーネントとは、光連通するが、物理的には接触しない。検出器のサイズに応じて、光学調整コンポーネントは、検出器から０．０５ｍｍ以上（０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以上、５０ｍｍ以上、１００ｍｍ以上、２５０ｍｍ以上など、および５００ｍｍ以上を含む）の距離で配置することができる。他の実施形態では、光学調整コンポーネントは、光学調整コンポーネントを検出器に隣接して配置させたハウジングで、接着剤を用いて、共に共同成形するかまたは一体化することによってなど、検出器と物理的に結合される。したがって、光学調整コンポーネントと検出器は、単一のユニットに一体化することができる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、光学調整コンポーネントは、０．１〜０．９５の倍率（０．２〜０．９の倍率、０．３〜０．８５の倍率、０．３５〜０．８の倍率、０．５〜０．７５の倍率など、および０．５５〜０．７の倍率（例えば、０．６の倍率）を含む）を有する集光レンズである。例えば、集光レンズは、ある例では、約０．６の倍率を有する色消し二重縮小レンズである。検出器とレンズとの間の距離や、検出器の有効表面の表面面積に応じて、集光レンズの焦点距離は、５ｍｍ〜２０ｍｍ（６ｍｍ〜１９ｍｍ、７ｍｍ〜１８ｍｍ、８ｍｍ〜１７ｍｍ、９ｍｍ〜１６ｍｍなど、および１０ｍｍ〜１５ｍｍの焦点距離を含む）の範囲で異なり得る。ある実施形態では、集光レンズは、約１３ｍｍの焦点距離を有する。
【００８０】
ある実施形態では、光学調整コンポーネントは、フローセルのノズルチャンバから検出器に光を中継するように構成された１つまたは複数の光ファイバを含む。フローセルノズルから検出器の有効表面に光を伝搬するための適切な光ファイバは、これらに限定されないが、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８０９，８０４号明細書で説明されているものなどのフローサイトメータ光ファイバシステムを含む。
【００８１】
他の実施形態では、対象となる検出器は、コリメータと結合される。コリメータは、１つまたは複数の鏡、湾曲レンズまたはそれらの組合せなど、任意の便利なコリメートプロトコルであり得る。例えば、コリメータは、ある例では、単一のコリメートレンズである。他の例では、コリメータは、コリメート鏡である。さらなる他の例では、コリメータは、一連の２つ以上のレンズ（３つ以上のレンズなど、および４つ以上のレンズを含む）を含む。さらに他の例では、コリメータは、鏡およびレンズを含む。コリメータが１つまたは複数のレンズを含む場合、コリメートレンズの焦点距離は、５ｍｍ〜４０ｍｍ（６ｍｍ〜３７．５ｍｍ、７ｍｍ〜３５ｍｍ、８ｍｍ〜３２．５ｍｍ、９ｍｍ〜３０ｍｍ、１０ｍｍ〜２７．５ｍｍ、１２．５ｍｍ〜２５ｍｍなど、および１５ｍｍ〜２０ｍｍの焦点距離を含む）の範囲で異なり得る。
【００８２】
ある実施形態では、光学調整コンポーネントは波長分離器である。上記で論じられるように、対象となる波長分離器は、検出のために多色光をその波長成分に分離するための光学プロトコルを指す。ある実施形態によれば、波長分離は、多色光の特定の１つまたは複数の波長の範囲を選択的に通過または阻止することを含み得る。光の波長を分離するため、フローストリーム中の試料によって放射された光は、任意の便利な波長分離プロトコルを通過することができ、これらに限定されないが、他の波長分離プロトコルの中で特に、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折格子、モノクロメータおよびそれらの組合せを含む。システムは、１つまたは複数の波長分離器（２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上など、１０以上の波長分離器を含む）を含み得る。一例では、検出器は、１つのバンドパスフィルタを含む。別の例では、検出器は、２つ以上のバンドパスフィルタを含む。別の例では、検出器は、２つ以上のバンドパスフィルタと、１つの回折格子とを含む。さらなる別の例では、検出器は、モノクロメータを含む。ある実施形態では、検出器は、フィルタホイールセットアップに構成された複数のバンドパスフィルタおよび回折格子を含む。検出器が２つ以上の波長分離器を含む場合、波長分離器は、多色光を波長成分に分離するため、個別にまたは直列で利用することができる。いくつかの実施形態では、波長分離器は、直列に配列される。他の実施形態では、波長分離器は、波長分離器の各々を使用して１つまたは複数の測定が行われるように、個別に配列される。
【００８３】
いくつかの実施形態では、検出器は、１つまたは複数のバンドパスフィルタなどの１つまたは複数の光学フィルタを含む。例えば、対象となる光学フィルタは、２ｎｍ〜１００ｎｍの最小帯域幅を有するバンドパスフィルタ（３ｎｍ〜９５ｎｍ、５ｎｍ〜９５ｎｍ、１０ｎｍ〜９０ｎｍ、１２ｎｍ〜８５ｎｍ、１５ｎｍ〜８０ｎｍなど、および２０ｎｍ〜５０ｎｍの最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含む）を含み得る。他の実施形態では、波長分離器は、回折格子である。回折格子は、これらに限定されないが、透過型、分散型または反射型回折格子を含み得る。回折格子の適切な間隔は、フローノズルチャンバ、検出器および他の存在する光学調整プロトコル（例えば、集光レンズ）の構成に応じて異なり得、０．０１μｍ〜１０μｍ（０．０２５μｍ〜７．５μｍ、０．５μｍ〜５μｍ、０．７５μｍ〜４μｍ、１μｍ〜３．５μｍなど、および１．５μｍ〜３．５μｍを含む）である。
【００８４】
ある実施形態では、対象システムは、上記で説明される、全内部反射によってフローストリーム中の試料によって放射された光を検出するためのフローセルノズルおよび光学サブシステムを使用するフローサイトメトリシステムである。例えば、フローサイトメータは、全内部反射によって、ノズルオリフィスを通じて、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されたフローセルノズルを含むように構成することができる。試料を分析するための適切なフローサイトメトリシステムおよび方法は、これらに限定されないが、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、Ｏｒｍｅｒｏｄ（編），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ：Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ，Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖ．Ｐｒｅｓｓ（１９９７）、Ｊａｒｏｓｚｅｓｋｉ  ｅｔ  ａｌ．（編），Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｉｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ  Ｎｏ．９１，Ｈｕｍａｎａ  Ｐｒｅｓｓ（１９９７）、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，第３版，Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ（１９９５）、Ｖｉｒｇｏ，ｅｔ  ａｌ．（２０１２）Ａｎｎ  Ｃｌｉｎ  Ｂｉｏｃｈｅｍ．１月；４９（ｐｔ  １）：１７−２８、Ｌｉｎｄｅｎ，ｅｔ．ａｌ．，Ｓｅｍｉｎ  Ｔｈｒｏｍ  Ｈｅｍｏｓｔ．２００４年１１月；３０（５）：５０２−１１、Ａｌｉｓｏｎ，ｅｔ  ａｌ．Ｊ  Ｐａｔｈｏｌ，２０１０年１２月；２２２（４）：３３５−３４４およびＨｅｒｂｉｇ，ｅｔ  ａｌ．（２００７）Ｃｒｉｔ  Ｒｅｖ  Ｔｈｅｒ  Ｄｒｕｇ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｓｙｓｔ．２４（３）：２０３−２５５で説明されているものを含む。ある例では、対象となるフローサイトメトリシステムは、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳＣａｎｔｏ（登録商標）フローサイトメータ、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳＶａｎｔａｇｅ（登録商標）、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳｏｒｔ（登録商標）、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳＣｏｕｎｔ（登録商標）、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳｃａｎ（登録商標）、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  ＦＡＣＳＣａｌｉｂｕｒ（登録商標）システム、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ  Ｉｎｆｌｕｘ（登録商標）細胞ソータまたは同様のものを含む。
【００８５】
ある実施形態では、対象システムは、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第３，９６０，４４９号明細書、米国特許第４，３４７，９３５号明細書、米国特許第４，６６７，８３０号明細書、米国特許第５，２４５，３１８号明細書、米国特許第５，４６４，５８１号明細書、米国特許第５，４８３，４６９号明細書、米国特許第５，６０２，０３９号明細書、米国特許第５，６４３，７９６号明細書、米国特許第５，７００，６９２号明細書、米国特許第６，３７２，５０６号明細書および米国特許第６，８０９，８０４号明細書で説明されているものなどのフローサイトメトリシステムである。
【００８６】
いくつかの実施形態では、本開示によって提供されるシステムは、フローチャネルがノズルからインタロゲーションゾーンに流れるように構成されるノズルハウジング内またはノズルハウジングの上方に配置されたレンズ系を含むフローサイトメータの試料からの光を収集するように構成され、レンズ系は、フローチャネルの上方から光を収集する。システムは、インタロゲーションゾーンにおいてフローチャネルにプローブ光のビームを向けるように構成された照射源を含む。ノズルに動作可能に接続されたレンズ系は、フローチャネルを乱すことなく、ノズルオリフィスから放射された光を収集するように構成される。このシステムは、光収集の改善を有益に実現すると同時に、フローチャネル中の試料の正確な収集を実現する。
【００８７】
フローサイトメトリの目的は、水溶液中に浮遊する試料中の蛍光粒子によって放射されている光の量を決定することである。粒子は、すべての方向に光を放射する。ジェットインエア（ｊｅｔ−ｉｎ−ａｉｒ）方式のシステムでは、粒子のチャネルは、外部の集光光源の経路を横切る円筒状の流体チャネル内で輸送することができる。いくつかの実施形態では、集光光源の経路を通過した後に粒子から放射および散乱された光信号は、フローチャネルを取り囲む検出器によって収集される。すべての光信号がフローチャネルの外側から観測できるわけではない。チャネルは導波管の役割を果たすため、かなりの割合の光は、フローチャネルの円筒状カラムの中に閉じ込められたままである。臨界角（全内部反射の角度と呼ばれる）を超える角度で水／空気界面に接近する光線は、媒体内に反射し返される。例えば、水・空気界面のＴＩＲ角度は、ａｒｃｓｉｎ（１／１．３３）＝４８．７°である。結果的に、フローチャネルの軸に沿った光の２つの円錐（１つは発光粒子の上方、１つは発光粒子の下方）は、フローサイトメータのフローチャネルの中に閉じ込められる。等方的に蛍光を発する粒子の場合、円錐の各々の中に閉じ込められた光は、２ｐｉ（１−ｃｏｓ（９０−４８．７））／４ｐｉまたは０．１２４４の全蛍光放射を表す。したがって、光信号の約４分の１は、チャネル内にとどまり、外側から観測することはできない。
【００８８】
この発明の一態様は、フローサイトメータシステムにおいて内部反射された光信号の収集を可能にする流体経路およびノズルアセンブリの幾何学の有益な利用である。方法は、最小数の光学コンポーネントを利用し、フローチャネルの流体フローの最小量の乱れを生み出す。いくつかの実施形態では、この発明の方法によって収集された信号は、フローストリーム中の細胞の分取および細胞の収集を指示するために使用することができる。同じ量のフローチャネルの外側の光の収集は、１．０程度の開口数（ＮＡ）を有する精巧な光学アセンブリを必要とするであろう。通常、フローサイトメータは、０．６程度のＮＡを有する光収集システムを有する。この発明の全内部反射（ＴＩＲ）収集システムは、標準のフローサイトメータ光収集システムより約３倍も多くの光を集めることができる。この方法による光収集は、フローストリームを乱すかまたは汚染する可能性があり、したがって、この発明の方法を使用して実行できる細胞分取への応用とは相いれない。それに加えて、本発明の方法は、フローストリームの一部よりむしろ、フローストリーム全体から光を収集できるため、「インフロー（ｉｎ−ｆｌｏｗ）」収集システムに対してフローストリームからの光の収集の増加を実現することができる。
【００８９】
いくつかの実施形態では、フローチャネルの中に閉じ込められた光は、ノズルオリフィスを通過してノズルチャンバに入るまで、チャネル表面に当たって跳ね返る。チャンバに入る光の多くがチャンバのルーフへと進み、チャンバのルーフでは、光は、レンズ系によって収集することができる。いくつかの実施形態では、ノズルチャンバの内側の形状は、ＴＩＲ角度をわずかに超える入射光に対する角度を有する円錐状であり、その結果、ノズルオリフィスを通過する光のすべてまたは大部分がレンズ系に到達する。ノズルの流体チャンバの内部角度は、含水フローチャネルからの最大量の光の収集を実現するため、フローチャネルの方向に対して約１３５（例えば、１３０〜１４０）度で傾斜させることができる。レンズ系は、光を光検出システム（例えば、ＣＣＤカメラ）に再誘導するためにチャンバルーフに取り付けられた単一のレンズを備え得る。いくつかの実施形態では、ノズルの先端に向けて誘導される、サイトメータフローチャネルの中に閉じ込められた光の実質的にすべてを収集することができる。
【００９０】
ほとんどの蛍光色素は、単一の孤立した事象において光を受け入れて放射すると、異方性放射を呈する。励起／緩和双極子の平面における放射強度は、それに垂直な平面におけるものよりはるかに大きい。ある蛍光標識細胞（例えば、配偶子）はその不規則な形状の結果として蛍光を非一様に放射し、細胞配向に依存する蛍光測定が行われる場合が多い。その結果、測定される蛍光強度は、励起源の偏光面に対する観測角度に依存する。励起源の偏光面を適切に選択することにより、ノズルチャンバのルーフの方向に放射されている光の量、信号強度を最大にすることができる。この発明の一態様では、フローチャネルの鏡のような特性とノズルオリフィスの幾何学との組合せは、収集システムに誘導すべき試料から放射または散乱された光信号を提供する空間的選択性を有する光学系として機能し得る。フローチャネルは、ノズルオリフィスが一様に照射され、照射された粒子の拡大されたオリフィスサイズの画像を生成するように、光信号を導く。
【００９１】
ある実施形態では、対象となるシステムは、フローチャネル中の試料によって放射された光を等方的に収集する。「等方的に」という用語は、本明細書では、フローチャネル中の試料によって放射された光がすべての方向に均一に収集されるというように、すべての方向に均一であることを意味するために従前の意味で使用される。実施形態では、対象となるシステムによる光の収集は、細胞の配向、形状および試料から放射された光の偏光とは無関係である。それに従って、非一様に放射された光または平面偏光は、追加の調整光学機器（例えば、偏光子、鏡）なしで、対象システムで収集することができる。例えば、フローチャネル／ノズルオリフィスの組合せは、複雑な外部のレンズ系の機能を実行する。それに加えて、システムは、いかなる位置合わせも必要としない可能性がある。粒子からの信号がノズル開口部を横断する過程で、ノズルアパーチャからの画像は、固定レンズとして光検出システムに投影される。フローチャネルのより高いＮ．Ａ．は、フローチャネルに垂直に誘導される、光学機器によって従来通り収集されるものより多くの光を提供するため、本発明は、微調整された光学機器を使用することなく、フローチャネルによって放射された光を収集するための方法を有益に提供する。
【００９２】
フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するための方法
本開示の態様は、フローストリーム中の試料から放射された光を測定するための方法も含む。ある実施形態による方法は、フローストリームの流体媒体によって全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するステップを含む。上記で論じられるように、本開示の実施形態では、方法は、フローストリームの媒体によって全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される、試料によって放射された光を測定するステップを含む。方法は、ある例では、光源によってフローノズルオリフィスの下流のインタロゲーションフィールドにおいてフローストリームに照射するステップと、全内部反射によってノズルオリフィスを通じてフローセルのノズルチャンバに戻るように上流に伝搬される光を測定するステップとを含む。
【００９３】
いくつかの実施形態では、試料は生体試料である。「生体試料」という用語は、全生物、植物、菌類、または、ある例では、血液、粘液、リンパ液、滑液、脳脊髄液、唾液、気管支肺胞洗浄液、羊水、羊膜帯血液、尿、膣液および精液中に見られる動物の組織、細胞もしくは構成要素のサブセットを指すために従前の意味で使用される。したがって、「生体試料」は、自然の生物またはその組織のサブセットと、生物またはその組織のサブセットから準備されたホモジネート、溶解物または抽出成分との両方を指し、これらに限定されないが、例えば、血漿、血清、髄液、リンパ液、皮膚の一部、気道、胃腸管、心臓血管および尿生殖路、涙、唾液、ミルク、血液細胞、腫瘍、臓器を含む。生体試料は、いかなるタイプの生物組織でもあり得、健常組織と病変組織（例えば、癌性、悪性、壊死性のものなど）との両方を含む。ある実施形態では、生体試料は、血液またはその派生物（例えば、血漿、涙、尿、精液など）などの液体試料であり、いくつかの例では、試料は、静脈穿刺または指先穿刺から得られた血液などの血液全体を含む血液試料である（血液は、分析前に、防腐剤や抗凝血剤などの試薬と組み合わせても、組み合わせなくともよい）。
【００９４】
ある実施形態では、試料の調達源は、「哺乳動物（ｍａｍｍａｌ）」または「哺乳類（ｍａｍｍａｌｉａｎ）」であり、これらの用語は、ネコ目（ｏｒｄｅｒ  ｃａｒｎｉｖｏｒｅ）（例えば、犬および猫）、ネズミ目（ｏｒｄｅｒ  ｒｏｄｅｎｔｉａ）（例えば、マウス、モルモットおよびラット）およびサル目（ｏｒｄｅｒ  ｐｒｉｍａｔｅｓ）（例えば、人間、チンパンジーおよびサル）を含む、哺乳綱（ｃｌａｓｓ  ｍａｍｍａｌｉａ）内の生物について説明するために幅広く使用される。いくつかの例では、対象は人間である。方法は、両方の性別および任意の発育段階（すなわち、新生児、乳幼児、小児、青年、成人）の人間対象から得られた試料に適用することができ、ある実施形態では、人間対象は、小児、青年または成人である。本発明は人間対象からの試料に適用することができるが、方法は、これらに限定されないが、鳥、マウス、ラット、犬、猫、家畜および馬などを含む他の動物対象（すなわち、「人間以外の対象」）からの試料に対しても実行できることを理解されたい。
【００９５】
実施形態では、試料注入ポートを通じてフローセルノズルに注入される試料の量は、例えば、０．０１μＬ〜１０００μＬ（０．０５μＬ〜９００μＬ、０．１μＬ〜８００μＬ、０．５μＬ〜７００μＬ、１μＬ〜６００μＬ、２．５μＬ〜５００μＬ、５μＬ〜４００μＬ、７．５μＬ〜３００μＬなど、および１０μＬ〜２００μＬの試料を含む）の範囲で異なり得る。
【００９６】
ある実施形態による実践方法では、フローストリーム中の試料は、光源によって光で１つまたは複数のインタロゲーションフィールドにおいて照射される。取り調べられているフローストリームの特性に応じて、フローストリームの０．００１ｍｍ以上に光で照射することができる（フローストリームの０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上に光で照射することができることを含む）。ある実施形態では、方法は、レーザによってなど、フローストリームの平面断面に照射するステップを含む（上記で説明される）。他の実施形態では、方法は、拡散レーザビームまたはランプの照射プロファイルに相当するものなど、フローストリームの既定の長さに照射するステップを含む。
【００９７】
ある実施形態では、方法は、フローセルのノズルオリフィスでまたはその近くでフローストリームに照射するステップを含む。例えば、方法は、ノズルオリフィスから約０．００１ｍｍ以上（ノズルオリフィスから０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上を含む）の位置でフローストリームに照射するステップを含み得る。ある実施形態では、方法は、フローセルのノズルオリフィスに直接隣接してフローストリームに照射するステップを含む。
【００９８】
いくつかの実施形態では、フローストリームは、フローストリームのブレイクオフポイントまたはその近くで照射される。上記で論じられるように、ブレイクオフポイントは、連続的なフローストリームが液滴を形成し始めるフローストリームのポイントを指す。これらの実施形態では、方法は、フローストリームのブレイクオフポイントから約０．００１ｍｍ以上（フローストリームのブレイクオフポイントから０．００５ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上など、および１ｍｍ以上を含む）の位置でフローストリームに照射するステップを含む。
【００９９】
フローストリームに照射する際、インタロゲーションフィールドは、１つまたは複数の光源によって照射される。いくつかの実施形態では、光源は、例えば、５０ｎｍ以上に及ぶもの（１００ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、２５０ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ以上など、および５００ｎｍ以上に及ぶものを含む）などの広範囲の波長を有する光を放射する広帯域光源である。例えば、ある適切な広帯域光源は、２００ｎｍ〜１５００ｎｍの波長を有する光を放射する。適切な広帯域光源の別の例は、４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長を有する光を放射する光源を含む。方法が広帯域光源によってフローストリームに照射するステップを含む場合、対象となる広帯域光源プロトコルは、これらに限定されないが、他の広帯域光源の中で特に、ハロゲンランプ、ジュウテリウムアークランプ、キセノンアークランプ、安定化ファイバ結合広帯域光源、連続スペクトルを有する広帯域ＬＥＤ、スーパールミネセンス発光ダイオード、半導体発光ダイオード、広スペクトルＬＥＤ白色光源、複数のＬＥＤが統合された白色光源またはそれらの任意の組合せを含み得る。
【０１００】
他の実施形態では、フローストリームに照射するステップは、例えば、５０ｎｍ以下のような狭範囲の波長の光を放射する光源（４０ｎｍ以下、３０ｎｍ以下、２５ｎｍ以下、２０ｎｍ以下、１５ｎｍ以下、１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、２ｎｍ以下など、特定の波長の光（すなわち、単色光）を放射する光源を含む）によってなど、特定の波長または狭範囲の波長を放射する狭帯域光源によって照射するステップを含む。方法が狭帯域光源によってフローストリームに照射するステップを含む場合、対象となる狭帯域光源は、これらに限定されないが、狭範囲の波長のＬＥＤ、１つもしくは複数の光学バンドパスフィルタと、回折格子ともしくはモノクロメータと結合されたレーザダイオードもしくは広帯域光源、または、それらの任意の組合せを含み得る。
【０１０１】
ある実施形態では、方法は、１つまたは複数のレーザによってフローストリームに照射するステップを含む。上記で論じられるように、レーザのタイプおよび数は、試料および収集される所望の放射された光に応じて異なり、ヘリウムネオンレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、キセノンレーザ、窒素レーザ、ＣＯ2 レーザ、ＣＯレーザ、アルゴンフッ素（ＡｒＦ）エキシマレーザ、クリプトンフッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザ、キセノン塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザ、キセノンフッ素（ＸｅＦ）エキシマレーザまたはそれらの組合せなどのガスレーザであり得る。他の例では、方法は、スチルビン、クマリンまたはローダミンレーザなどの色素レーザによってフローストリームに照射するステップを含む。さらなる他の例では、方法は、ヘリウムカドミウム（ＨｅＣｄ）レーザ、ヘリウム水銀（ＨｅＨｇ）レーザ、ヘリウムセレニウム（ＨｅＳｅ）レーザ、ヘリウム銀（ＨｅＡｇ）レーザ、ストロンチウムレーザ、ネオン銅（ＮｅＣｕ）レーザ、銅レーザ、金レーザおよびそれらの組合せなどの金属蒸気レーザによってフローストリームに照射するステップを含む。さらに他の例では、方法は、ルビーレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ＮｄＣｒＹＡＧレーザ、Ｅｒ：ＹＡＧレーザ、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ4 レーザ、Ｎｄ：ＹＣａ4 Ｏ（ＢＯ3 ）3 レーザ、Ｎｄ：ＹＣＯＢレーザ、チタニウムサファイアレーザ、ツリウムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹＡＧレーザ、イッテルビウムＹｂ2 Ｏ3 レーザまたはセリウムドープレーザおよびそれらの組合せなどの固体レーザによってフローストリームに照射するステップを含む。
【０１０２】
フローストリーム中の試料は、上記で述べられる光源のうちの１つまたは複数（２つ以上の光源、３つ以上の光源、４つ以上の光源、５つ以上の光源など、および１０以上の光源を含む）によって照射されることができる。光源は、光源のタイプの組合せを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、方法は、１つまたは複数のガスレーザ、１つまたは複数の色素レーザおよび１つまたは複数の固体レーザを有するアレイなど、レーザのアレイによってフローストリーム中の試料に照射するステップを含む。
【０１０３】
フローストリームは、２００ｎｍ〜１５００ｎｍ（２５０ｎｍ〜１２５０ｎｍ、３００ｎｍ〜１０００ｎｍ、３５０ｎｍ〜９００ｎｍなど、および４００ｎｍ〜８００ｎｍを含む）の波長で照射されることができる。例えば、光源が広帯域光源である場合、フローストリームは、２００ｎｍ〜９００ｎｍの波長で照射されることができる。他の例では、光源が複数の狭帯域光源を含む場合、フローストリームは、２００ｎｍ〜９００ｎｍの特定の波長で照射されることができる。例えば、光源は、複数の狭帯域ＬＥＤ（１ｎｍ〜２５ｎｍ）であり得、各々が２００ｎｍ〜９００ｎｍの波長を有する光を独立して放射する。他の実施形態では、狭帯域光源は、１つまたは複数のレーザ（レーザアレイなど）を含み、フローストリームは、上記で説明されるガスレーザ、エキシマレーザ、色素レーザ、金属蒸気レーザおよび固体レーザを有するレーザアレイによってなど、２００ｎｍ〜７００ｎｍの特定の波長で照射される。
【０１０４】
２つ以上の光源が使用される場合、フローストリームは、光源によって同時に、順番にまたはそれらの組合せで照射されることができる。例えば、フローストリームは、両方の光源によって同時に照射されることができる。他の実施形態では、フローストリームは、両方の光源によって順番に照射されることができる。２つの光源が順番に照射する場合、各光源がフローストリーム中の試料に照射する時間は、独立して、０．００１マイクロ秒以上（０．０１マイクロ秒以上、０．１マイクロ秒以上、１マイクロ秒以上、５マイクロ秒以上、１０マイクロ秒以上、３０マイクロ秒以上など、および６０マイクロ秒以上を含む）であり得る。例えば、方法は、０．００１マイクロ秒〜１００マイクロ秒（０．０１マイクロ秒〜７５マイクロ秒、０．１マイクロ秒〜５０マイクロ秒、１マイクロ秒〜２５マイクロ秒など、および５マイクロ秒〜１０マイクロ秒を含む）の間、光源（例えば、レーザ）によってフローストリームに照射するステップを含み得る。フローストリームが２つ以上の光源によって順番に照射される実施形態では、各光源によってフローストリームが照射される時間は、同じである場合も、異なる場合もあり得る。
【０１０５】
また、各光源によるインタロゲーションフィールドにおけるフローストリームへの照射間の時間は異なり得、要望通りに、独立して、０．００１マイクロ秒以上（０．０１マイクロ秒以上、０．１マイクロ秒以上、１マイクロ秒以上、５マイクロ秒以上、１０マイクロ秒以上、１５マイクロ秒以上、３０マイクロ秒以上など、および６０マイクロ秒以上を含む）の遅延によって隔てられる。例えば、各光源によるインタロゲーションフィールドにおけるフローストリームへの照射間の時間は、０．００１マイクロ秒〜６０マイクロ秒（０．０１マイクロ秒〜５０マイクロ秒、０．１マイクロ秒〜３５マイクロ秒、１マイクロ秒〜２５マイクロ秒など、および５マイクロ秒〜１０マイクロ秒を含む）であり得る。ある実施形態では、各光源によるインタロゲーションフィールドにおけるフローストリームへの照射間の時間は、１０マイクロ秒である。対象システムが２つを超える（すなわち、３つ以上）光源によってフローストリームに順番に照射するように構成される実施形態では、各光源による照射間の遅延は、同じである場合も、異なる場合もあり得る。
【０１０６】
フローストリームは、連続的にまたは離散間隔で照射されることができる。いくつかの例では、方法は、光源によって連続的にフローストリーム中の試料に照射するステップを含む。他の例では、フローストリーム中の試料は、光源によって離散間隔で照射される（０．００１ミリ秒ごと、０．０１ミリ秒ごと、０．１ミリ秒ごと、１ミリ秒ごと、１０ミリ秒ごと、１００ミリ秒ごと（１０００ミリ秒ごとを含む）または他のいくつかの間隔でインタロゲーションフィールドにおいてフローストリームに照射するなど）。
【０１０７】
光源およびフローストリームの特性（例えば、フローストリーム幅）に応じて、フローストリームは、フローストリームから０．０１ｍｍ以上（フローストリームから０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以上、２．５ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、２５ｍｍ以上など、および５０ｍｍ以上を含む）の範囲で異なり得る距離から照射されることができる。また、フローストリームが照射される角度も、１０°〜９０°（１５°〜８５°、２０°〜８０°、２５°〜７５°など、および３０°〜６０°を含む）の範囲で異なり得る。ある実施形態では、フローストリームは、光源によってフローストリームの軸に対して９０°の角度で照射される。
【０１０８】
ある実施形態では、フローストリームに照射するステップは、フローストリームの経路沿いに１つまたは複数の光源（例えば、レーザ）を移動するステップを含む。例えば、光源は、フローストリーム沿いに上流または下流を移動してフローストリームの既定の長さに沿ってフローストリームに照射することができる。例えば、方法は、フローストリームから０．０１ｍｍ以上（フローストリームから０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、１ｍｍ以上、２．５ｍｍ以上、５ｍｍ以上、１０ｍｍ以上、１５ｍｍ以上、２５ｍｍ以上など、および５０ｍｍ以上を含む）、フローストリームに沿って光源を移動させるステップを含み得る。光源は、連続的にまたは離散間隔で移動することができる。いくつかの実施形態では、光源が、連続的に移動される。他の実施形態では、光源が、フローストリーム経路に沿って離散間隔で（例えば、０．１ｍｍ以上の増分、０．２５ｍｍ以上の増分など、および１ｍｍ以上の増分を含む）移動される。
【０１０９】
上記で論じられるように、本開示の実施形態では、方法は、フローストリームの媒体によって全内部反射によって上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光を測定するステップを含む。方法は、ある例では、光源によってフローノズルオリフィスの下流のインタロゲーションフィールドにおいてフローストリームに照射するステップと、全内部反射によってノズルオリフィスを通じてフローセルのノズルチャンバに戻るように上流に伝搬される光を測定するステップとを含む。
【０１１０】
実施形態では、方法は、フローストリーム中の試料からノズルオリフィスを通じてフローセルのノズルチャンバへと上流に伝搬される放射された光を測定するステップを含む。本開示の態様による実践方法では、フローセルノズルのオリフィスを通じて伝搬される放射された光は、１つまたは複数の波長で測定される（５つ以上の異なる波長、１０以上の異なる波長、２５以上の異なる波長、５０以上の異なる波長、１００以上の異なる波長、２００以上の異なる波長、３００以上の異なる波長など、および４００以上の異なる波長で試料チャンバを通じて伝送された光を測定することを含む）。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、方法は、様々な波長（例えば、２００ｎｍ〜１０００ｎｍ）にわたってフローストリーム中の試料によって放射された光を測定するステップを含む。ある実施形態では、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される放射された光を測定するステップは、様々な波長にわたって光のスペクトルを収集するステップを含む。例えば、方法は、２００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲のうちの１つまたは複数にわたって光のスペクトルを収集するステップを含み得る。さらなる他の実施形態では、方法は、１つまたは複数の特定の波長でノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される放射された光を測定するステップを含む。例えば、放射された光は、４５０ｎｍ、５１８ｎｍ、５１９ｎｍ、５６１ｎｍ、５７８ｎｍ、６０５ｎｍ、６０７ｎｍ、６２５ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６６７ｎｍ、６７０ｎｍ、６６８ｎｍ、６９５ｎｍ、７１０ｎｍ、７２３ｎｍ、７８０ｎｍ、７８５ｎｍ、６４７ｎｍ、６１７ｎｍおよびそれらの任意の組合せのうちの１つまたは複数で測定することができる。ある実施形態では、方法は、あるフルオロフォアの蛍光ピーク波長に相当する光の波長を測定するステップを含む。
【０１１２】
放射された光は、連続的にまたは離散間隔で測定することができる。いくつかの例では、方法は、連続的にフローストリーム中の試料によって放射された光の測定を行うステップを含む。他の例では、放射された光は、離散間隔で測定される（０．００１ミリ秒ごと、０．０１ミリ秒ごと、０．１ミリ秒ごと、１ミリ秒ごと、１０ミリ秒ごと、１００ミリ秒ごと（１０００ミリ秒ごとを含む）または他のいくつかの間隔で光を測定するなど）。
【０１１３】
放射された光の測定は、対象方法の間、１回または複数回（２回以上、３回以上、５回以上など、および１０回以上を含む）行うことができる。ある実施形態では、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される放射された光は、ある例では平均化されるデータを用いて、２回以上測定される。
【０１１４】
全内部反射によってノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される放射された光は、これらに限定されないが、他の光検出器の中で特に、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、アバランシェフォトダイオード、撮像素子、電荷結合素子（ＣＣＤ）、増強電荷結合素子（ＩＣＣＤ）、発光ダイオード、光子計数器、ボロメータ、焦電検出器、フォトレジスタ、太陽電池、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、量子ドット光伝導体またはフォトダイオード、および、それらの組合せなどの光学センサまたは光検出器を含む、任意の便利な光検出プロトコルによって測定することができる。ある実施形態では、透過光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、半導体電荷結合素子（ＣＣＤ）、アクティブピクセルセンサ（ＡＰＳ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）撮像素子またはＮ型金属酸化膜半導体（ＮＭＯＳ）撮像素子で測定される。ある実施形態では、光は、電荷結合素子（ＣＣＤ）で測定される。透過光がＣＣＤで測定される場合、ＣＣＤの有効検出表面面積は、０．０１ｃｍ2 〜１０ｃｍ2 （０．０５ｃｍ2〜９ｃｍ2 、０．１ｃｍ2 〜８ｃｍ2 、０．５ｃｍ2 〜７ｃｍ2 など、および１ｃｍ2 〜５ｃｍ2 を含む）の範囲で異なり得る。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、方法は、フローセルのノズルオリフィスを通じて伝搬される放射された光を光学的に調整するステップを含む。例えば、放射された光は、１つまたは複数のレンズ、鏡、ピンホール、スリット、格子、光屈折器およびそれらの任意の組合せを通過することができる。いくつかの例では、放射された光は、検出器の有効表面にフローセルのノズルオリフィスを通じて伝搬される光のプロファイルを低減するためなど、１つまたは複数の集光レンズを通過する。他の例では、放射された光は、検出器の有効表面にフローセルのノズルオリフィスを通じて伝搬される光のプロファイルを増大するためなど、１つまたは複数の縮小レンズを通過する。
【０１１６】
さらなる他の例では、方法は、光をコリメートするステップを含む。例えば、フローストリームからノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される光は、１つもしくは複数のコリメートレンズ、コリメート鏡またはそれらの組合せに光を通過させることによって、コリメートすることができる。
【０１１７】
ある実施形態では、方法は、ノズルオリフィスから収集された光を光ファイバに通過させるステップを含む。上記で論じられるように、フローセルのノズルチャンバから検出器の有効表面に伝搬される光のための適切な光ファイバプロトコルは、これらに限定されないが、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８０９，８０４号明細書で説明されているものなどのフローサイトメータ光ファイバプロトコルを含む。
【０１１８】
ある実施形態では、方法は、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて伝搬される放射された光を１つまたは複数の波長分離器に通過させるステップを含む。波長分離は、ある実施形態によれば、多色光の特定の１つまたは複数の波長の範囲を選択的に通過または阻止することを含み得る。光の波長を分離するため、光は、任意の便利な波長分離プロトコルを通過することができ、これらに限定されないが、他の波長分離プロトコルの中で特に、着色ガラス、バンドパスフィルタ、干渉フィルタ、ダイクロイックミラー、回折格子、モノクロメータおよびそれらの組合せを含む。
【０１１９】
いくつかの実施形態では、方法は、１つまたは複数の回折格子に光を通過させることによって光を分離するステップを含む。対象となる回折格子は、これらに限定されないが、透過型、分散型または反射型回折格子を含み得る。回折格子の適切な間隔は、光源、スリット投影モジュール、試料チャンバ、対物レンズの構成に応じて異なり得、０．０１μｍ〜１０μｍ（０．０２５μｍ〜７．５μｍ、０．５μｍ〜５μｍ、０．７５μｍ〜４μｍ、１μｍ〜３．５μｍなど、および１．５μｍ〜３．５μｍを含む）である。
【０１２０】
他の実施形態では、方法は、１つまたは複数のバンドパスフィルタなどの１つまたは複数の光学フィルタに、全内部反射によってノズルオリフィスを通じて伝搬される放射された光を通過させることによって光の波長を分離するステップを含む。例えば、対象となる光学フィルタは、２ｎｍ〜１００ｎｍの最小帯域幅を有するバンドパスフィルタ（３ｎｍ〜９５ｎｍ、５ｎｍ〜９５ｎｍ、１０ｎｍ〜９０ｎｍ、１２ｎｍ〜８５ｎｍ、１５ｎｍ〜８０ｎｍなど、および２０ｎｍ〜５０ｎｍの最小帯域幅を有するバンドパスフィルタを含む）を含み得る。
【０１２１】
コンピュータ制御システム
本開示の態様は、対象方法を実践するためのコンピュータ制御システムであって、本明細書で説明される方法を実践するためのシステムの完全な自動化または部分的な自動化のための１つまたは複数のコンピュータをさらに含む、システムをさらに含む。いくつかの実施形態では、システムは、コンピュータプログラムがその上に格納されたコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータを含み、コンピュータプログラムは、コンピュータ上にロードされる際、インタロゲーションフィールドにおいてフローストリーム中の試料に照射するための命令と、全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される放射された光を検出し、１つまたは複数の波長で検出された光を測定するためのアルゴリズムとを含む。
【０１２２】
実施形態では、システムは、入力モジュール、処理モジュールおよび出力モジュールを含む。いくつかの実施形態では、対象システムは、入力モジュールを含み得、その結果、各流体試料、適用される光源の強度および波長（離散または範囲）、フローセルノズルの特性（ノズルチャンバサイズ、フローストリームの軸に対してノズルチャンバ壁によって形成された角度、ノズルオリフィスサイズおよびノズルオリフィスにおける壁の厚さを含む）、光源による照射時間、異なる光源の数、光源からフローストリームまでの距離、光学調整コンポーネントの焦点距離、フローストリーム媒体（例えば、シース流体）の屈折率、波長分離器の存在、波長分離器の特性（バンドパス幅を含む）、不透明性、格子間隔、ならびに、光検出器の特性および感度についてのパラメータまたは情報を含む。
【０１２３】
処理モジュールは、インタロゲーションフィールドにおいてフローストリーム中の試料に照射するステップ、全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光を検出するステップ、および、１つまたは複数の波長で検出された光を測定するステップなど、対象方法のステップを実行するための複数の命令を有するメモリを含む。
【０１２４】
処理モジュールが対象方法のステップのうちの１つまたは複数を実行した後、出力モジュールは、モニタ上に表示することによってまたはレポートを印刷することによってなど、結果をユーザに伝達する。
【０１２５】
対象システムは、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとの両方を含み得、ハードウェアコンポーネントは、１つまたは複数のプラットホームの形態（例えば、サーバの形態）を取ることができ、その結果、機能要素、すなわち、システムの特定のタスク（情報の入力および出力の管理、情報の処理など）を行うシステムのそれらの要素は、システムを表す１つまたは複数のコンピュータプラットホーム上および１つまたは複数のコンピュータプラットホームにわたってソフトウェアアプリケーションを実行することによって行うことができる。
【０１２６】
システムは、表示およびオペレータ入力デバイスを含み得る。オペレータ入力デバイスは、例えば、キーボード、マウスまたは同様のものであり得る。処理モジュールは、インタロゲーションフィールドにおいてフローストリーム中の試料に照射するステップ、全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光を検出するステップ、および、１つまたは複数の波長で検出された光を測定するステップなど、対象方法のステップを実行するための命令がその上に格納されたメモリへのアクセスを有するプロセッサを含む。
【０１２７】
処理モジュールは、オペレーティングシステム、グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）コントローラ、システムメモリ、記憶装置、入力出力コントローラ、キャッシュメモリ、データバックアップユニットおよび他の多くのデバイスを含み得る。プロセッサは、市販のプロセッサであり得るか、または、プロセッサは、入手可能であるかもしくは入手可能になる他のプロセッサの１つであり得る。プロセッサは、オペレーティングシステムを実行し、オペレーティングシステムは、周知の方式でファームウェアおよびハードウェアとインターフェースを取り、当技術分野で知られるような、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｐｅｒｌ、Ｃ＋＋、他の高水準または低水準言語、および、それらの組合せなどの様々なプログラミング言語で記載され得る様々なコンピュータプログラムの機能を調和させて実行する際にプロセッサを促進する。オペレーティングシステムは、通常、プロセッサと協働して、コンピュータの他のコンポーネントの機能を調和させて実行する。また、オペレーティングシステムは、スケジューリング、入力出力制御、ファイルおよびデータ管理、メモリ管理、通信制御、ならびに、関連サービスをすべて公知の技法に従って提供する。
【０１２８】
システムメモリは、様々な公知のまたは将来の記憶装置のいずれかであり得る。例は、一般的に利用可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気媒体（常駐するハードディスクまたはテープなど）、光媒体（読み取りおよび書き込みコンパクトディスクなど）、フラッシュメモリデバイスまたは他の記憶装置を含む。記憶装置は、コンパクトディスクドライブ、テープドライブ、リムーバブルハードディスクドライブまたはディスケットドライブを含む、様々な公知のまたは将来のデバイスのいずれかであり得る。そのようなタイプの記憶装置は、通常、コンパクトディスク、磁気テープまたはリムーバブルハードディスクなどのそれぞれのプログラム記憶媒体（図示せず）からの読み取りおよび／またはプログラム記憶媒体への書き込みを行う。現在使用中のまたは後に開発され得るこれらのプログラム記憶媒体または他のもののいずれかは、コンピュータプログラム製品と見なすことができる。理解されるように、これらのプログラム記憶媒体は、通常、コンピュータソフトウェアプログラムおよび／またはデータを格納する。コンピュータソフトウェアプログラム（コンピュータ制御論理とも呼ばれる）は、通常、システムメモリに、および／または、記憶装置と併せて使用されるプログラム記憶装置に格納される。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、制御論理（コンピュータソフトウェアプログラム、プログラムコードを含む）がその中に格納されたコンピュータ使用可能媒体を備えるコンピュータプログラム製品について説明する。制御論理は、コンピュータによって実行されると、本明細書で説明される機能をプロセッサに実行させる。他の実施形態では、いくつかの機能は、例えば、ハードウェア状態機械を使用して、ハードウェアで主に実装される。本明細書で説明される機能を実行するためのハードウェア状態機械の実装は、当業者であれば明らかであろう。
【０１３０】
メモリは、磁気、光学またはソリッドステート記憶装置（固定またはポータブル式の、磁気もしくは光ディスクもしくはテープ、ＲＡＭ、または、他の任意の適切なデバイスを含む）など、プロセッサがデータの格納および回収を行える適切ないかなるデバイスでもあり得る。プロセッサは、必要なプログラムコードを有するコンピュータ可読媒体から適切にプログラムされた汎用デジタルマイクロプロセッサを含み得る。プログラミングは、通信チャネルを通じてリモート操作でプロセッサに提供することも、メモリまたはメモリに関連するそれらのデバイスのいずれかを使用する他の何らかのポータブルもしくは固定式のコンピュータ可読記憶媒体など、コンピュータプログラム製品にあらかじめ保存しておくこともできる。例えば、磁気または光ディスクは、プログラミングを有し得、ディスクライタ／リーダによって読み取ることができる。また、本発明のシステムは、例えば、コンピュータプログラム製品の形態で、上記で説明されるような方法を実践する際に使用するためのアルゴリズムのプログラミングを含む。本発明によるプログラミングは、コンピュータ可読媒体（例えば、コンピュータによる直接的な読み取りおよびアクセスが可能な任意の媒体）上に記録することができる。そのような媒体は、これらに限定されないが、磁気記憶媒体（リムーバブルディスク、ハードディスク記憶媒体および磁気テープなど）、光記憶媒体（ＣＤ−ＲＯＭなど）、電気記憶媒体（ＲＡＭおよびＲＯＭなど）、ポータブル式のフラッシュドライブおよびこれらのカテゴリのハイブリッド（磁気／光記憶媒体など）を含む。
【０１３１】
また、プロセッサは、リモート位置に位置するユーザと通信するために通信チャネルへのアクセスも有し得る。リモート位置は、ユーザがシステムと直接連絡を取っているのではなく、移動電話（つまり、スマートフォン）を含む、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、電話網、衛星ネットワークまたは他の任意の適切な通信チャネルに接続されたコンピュータなどの外部のデバイスから入力マネージャに入力情報を中継することを意味する。
【０１３２】
いくつかの実施形態では、本開示によるシステムは、通信インターフェースを含むように構成することができる。いくつかの実施形態では、通信インターフェースは、ネットワークおよび／または別のデバイスと通信するための受信機および／または送信機を含む。通信インターフェースは、これらに限定されないが、無線周波数（ＲＦ）通信、（例えば、無線自動識別（ＲＦＩＤ））、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）通信プロトコル、ＷｉＦｉ、赤外線、ワイヤレスユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、超広帯域（ＵＷＢ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信プロトコル、および、セルラ通信（符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）またはグローバルシステムフォーモバイルコミュニケーションズ（ＧＳＭ（登録商標））など）を含む、有線または無線通信用に構成することができる。
【０１３３】
一実施形態では、通信インターフェースは、例えば、対象システムと、同様の相補的なデータ通信用に構成されたコンピュータ端末（例えば、診療所におけるまたは病院環境での）などの他の外部のデバイスとの間のデータ通信を可能にする、ＵＳＢポート、ＲＳ−２３２ポートまたは他の任意の適切な電気接続ポートなどの物理的なポートまたはインターフェースなどの１つまたは複数の通信ポートを含むように構成される。
【０１３４】
一実施形態では、通信インターフェースは、ＨＩＶ、エイズまたは貧血などの健康状態の治療を管理する際に、対象システムが他のデバイス（ユーザが併用できるコンピュータ端末および／またはネットワーク、通信可能携帯電話、携帯情報端末または他の任意の通信デバイスなど）と通信できるようにするため、赤外線通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信または他の任意の適切な無線通信プロトコル用に構成される。
【０１３５】
一実施形態では、通信インターフェースは、セルフォンネットワーク、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、インターネットに接続されるローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）上のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）へのワイヤレス接続、または、ＷｉＦｉホットスポットにおけるインターネットへのＷｉＦｉ接続を通じてインターネットプロトコル（ＩＰ）を利用するデータ転送のための接続を提供するように構成される。
【０１３６】
一実施形態では、対象システムは、通信インターフェースを介して（例えば、８０２．１１もしくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＲＦプロトコルなどの共通規格またはＩｒＤＡ赤外線プロトコルを使用して）サーバデバイスと無線通信するように構成される。サーバデバイスは、別のポータブルデバイス（スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）またはノートパソコンなど）または大型デバイス（デスクトップコンピュータ、器具など）であり得る。いくつかの実施形態では、サーバデバイスは、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのディスプレイと、ボタン、キーボード、マウスまたはタッチスクリーンなどの入力デバイスとを有する。
【０１３７】
いくつかの実施形態では、通信インターフェースは、上記で説明される通信プロトコルおよび／またはメカニズムのうちの１つまたは複数を使用して、ネットワークまたはサーバデバイスによって、対象システムに（例えば、任意選択のデータ記憶ユニットに）格納されたデータを自動的または半自動的に伝達するように構成される。
【０１３８】
出力コントローラは、人間または機械にかかわらず、ローカルまたはリモートにかかわらず、ユーザに情報を提示するための様々な公知の表示デバイスのいずれかのためのコントローラを含み得る。表示デバイスのうちの１つが視覚情報を提供する場合、この情報は、通常、ピクチャエレメントのアレイとして論理的および／または物理的に組織化することができる。グラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）コントローラは、システムとユーザとの間のグラフィカルな入力および出力インターフェースを提供するため、ならびに、ユーザ入力を処理するための、様々な公知のまたは将来のソフトウェアプログラムのいずれかを含み得る。コンピュータの機能要素は、システムバスを介して互いに通信することができる。これらの通信のいくつかは、代替の実施形態では、ネットワークまたは他のタイプのリモート通信を使用して達成することができる。また、出力マネージャは、公知の技法に従って、例えば、インターネット、電話または衛星ネットワーク上で、処理モジュールによって生成された情報をリモート位置に位置するユーザに提供することができる。出力マネージャによるデータの提示は、様々な公知の技法に従って実装することができる。いくつかの例として、データは、ＳＱＬ、ＨＴＭＬもしくはＸＭＬ文書、Ｅメールもしくは他のファイル、または、他の形式のデータを含み得る。データは、ユーザがリモートソースから追加のＳＱＬ、ＨＴＭＬ、ＸＭＬまたは他の文書もしくはデータを回収できるように、インターネットＵＲＬアドレスを含み得る。対象システムに存在する１つまたは複数のプラットホームは、いかなるタイプの公知のコンピュータプラットホームでも、将来開発される予定のタイプのものでもあり得るが、１つまたは複数のプラットホームは、通常、一般的にサーバと呼ばれるコンピュータクラスのものである。しかし、１つまたは複数のプラットホームは、メインフレームコンピュータ、ワークステーションまたは他のコンピュータタイプでもあり得る。１つまたは複数のプラットホームは、ネットワーク接続されているかまたは別の方法で接続されている、いかなる公知のまたは将来のタイプのケーブルまたは他の通信システム（ワイヤレスシステムを含む）も介して接続することができる。１つまたは複数のプラットホームは、同一場所に配置するか、または、１つまたは複数のプラットホームは、物理的に分離させることができる。様々なオペレーティングシステムは、選ばれ得たコンピュータプラットホームのタイプおよび／または機種に応じて、いずれかのコンピュータプラットホーム上で使用することができる。適切なオペレーティングシステムは、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＮＴ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ  ＸＰ、Ｗｉｎｄｏｗｓ７、Ｗｉｎｄｏｗｓ８、ｉＯＳ、Ｓｕｎ  Ｓｏｌａｒｉｓ、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、ＯＳ／４００、Ｃｏｍｐａｑ  Ｔｒｕ６４  Ｕｎｉｘ（登録商標）、ＳＧＩ  ＩＲＩＸ、Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｒｅｌｉａｎｔ  Ｕｎｉｘおよび他のものを含む。
【０１３９】
キット
本発明の態様は、キットをさらに含み、キットは、本明細書で説明されるような１つまたは複数のフローセルノズルを含む。いくつかの例では、キットは、１つまたは複数の分析コンポーネント（例えば、上記で説明されるような、ラベル付けされた試薬、緩衝剤など）を含み得る。いくつかの例では、キットは、要求通りに、試料収集デバイス（例えば、血液試料全体を得るために皮膚に小さな穴を空けるように構成されたランセットまたは針、ピペットなど）をさらに含み得る。
【０１４０】
キットの様々な分析コンポーネントは、別々の容器内に存在するか、または、それらのいくつかまたはすべてを事前に組み合わせることができる。例えば、いくつかの例では、キットの１つまたは複数のコンポーネント（例えば、フローセルノズル）は、密封された袋（例えば、無菌ホイル袋または包み）の中に存在する。
【０１４１】
上記のコンポーネントに加えて、対象キットは、対象方法を実践するための命令をさらに含み得る（ある実施形態で）。これらの命令は、複数の対象キットの中に様々な形態で存在し得、それらのうちの１つまたは複数は、１つのキットの中に存在し得る。これらの命令が存在し得る形態の１つは、キットのパッケージ、添付文書および同様のもので、適切な媒体または基板（例えば、情報が印刷される１枚または複数枚の紙）上に印刷された情報としてのものである。これらの命令のさらに別の形態は、情報が記録されているコンピュータ可読媒体（例えば、ディスケット、コンパクトディスク（ＣＤ）、携帯用のフラッシュドライブおよび同様のもの）である。存在し得るこれらの命令のさらに別の形態は、離れた場所で情報にアクセスするためにインターネットを介して使用することができるウェブサイトアドレスである。
【０１４２】
利用性
対象フローセルノズル、システム、方法およびコンピュータシステムは、流体媒体中の試料によって放射された光の測定量を増加することが望ましい様々な異なる応用における利用法を見出す。いくつかの実施形態では、本開示は、フローサイトメータのフローストリーム中の試料によって放射された光の測定の強化における利用法を見出す。本開示の実施形態は、研究やハイスループット実験室試験など、フローサイトメトリにおける放射測定の有効性を向上させることが望まれる場合における利用法を見出す。また、本開示は、細胞分取精度の改善、粒子収集の強化、エネルギー消費量の低減、粒子荷電効率、より精度が高い粒子荷電および細胞分取の間の粒子偏向の強化をフローサイトメータに提供することが望ましい場合における利用法も見出す。実施形態では、本開示は、拡散された放射光を収集するためのフローセルに隣接して配置される検出器の数の増加の必要性を低減する。
【０１４３】
また、本開示は、生体試料から準備された細胞が、研究および実験室試験に対してまたは治療における使用に対して望まれる可能性がある応用における利用法も見出す。いくつかの実施形態では、対象方法およびデバイスは、目標流体または組織の生体試料から準備された個々の細胞を得ることを容易にすることができる。例えば、対象方法およびシステムは、癌などの病気のための研究または診断用試料として使用される予定の流体または組織試料から細胞を得ることを容易にする。同様に、対象方法およびシステムは、治療で使用される予定の流体または組織試料から細胞を得ることを容易にする。本開示の方法およびデバイスにより、従来のフローサイトメトリシステムと比較して、強化された効率と低コストとで、生体試料（例えば、器官、組織、組織片、流体）からの細胞の分離および収集が可能になる。
【０１４４】
添付の請求項にもかかわらず、本明細書に記載される本開示は、以下の付記によっても定義される。
１．全内部反射によって、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されているフローセルノズル。
２．基端部および先端部を有するノズルチャンバと、
ノズルチャンバの先端部に配置されたノズルオリフィスと
を備え、
ノズルチャンバは、ノズルチャンバの基端部に、放射された光を誘導するように構成されている付記１に記載のフローセルノズル。
３．ノズルオリフィスを通じて、ノズルチャンバに、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されている付記２に記載のフローセルノズル。
４．ノズルチャンバは、円筒部分および円錐台形部分を備える付記２または３に記載のフローセルノズル。
５．ノズルチャンバは、円錐台形状を備える付記２または３に記載のフローセルノズル。
６．ノズルチャンバは、反射性を有する壁を備える付記２〜５のいずれか一つに記載のフローセルノズル。
７．ノズルチャンバの壁は、ノズルチャンバの基端部に向けて光を反射するように角度が形成されている付記６に記載のフローセルノズル。
８．ノズルチャンバの壁は、フローストリームの軸に対して１３０°〜１５０°の角度を形成してある付記７に記載のフローセルノズル。
９．ノズルチャンバの壁は、フローストリームの軸に対して１３５°の角度を形成してある付記８に記載のフローセルノズル。
１０．ノズルチャンバは、１つまたは複数の流体ポートを備える付記２〜８のいずれか一つに記載のフローセルノズル。
１１．ノズルチャンバは、試料注入ポートおよびシース流体ポートを備える付記１０に記載のフローセルノズル。
１２．試料注入ポートは、ノズルオリフィスとノズルチャンバの基端部との間に配置されている付記１１に記載のフローセルノズル。
１３．ノズルオリフィスと結合された毛細管フローチャネルをさらに備える付記２〜１２のいずれか一つに記載のフローセルノズル。
１４．ノズルオリフィスは、１μｍ〜２０００μｍの直径を有する付記２〜１２のいずれか一つに記載のフローセルノズル。
１５．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は、フローストリームの幅の４分の１以下である付記１４に記載のフローセルノズル。
１６．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は０．１ｍｍ〜０．７５ｍｍである付記１５に記載のフローセルノズル。
１７．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は０．２５ｍｍである付記１６に記載のフローセルノズル。
１８．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は０．５ｍｍである付記１６に記載のフローセルノズル。
１９．ノズルチャンバは、光学調整コンポーネントを備える付記２〜１８のいずれか一つに記載のフローセルノズル。
２０．光学調整コンポーネントは、集光レンズを含む付記１９に記載のフローセルノズル。
２１．光学調整コンポーネントは、縮小レンズを含む付記１９に記載のフローセルノズル。
２２．光学調整コンポーネントは、コリメータを含む付記１９に記載のフローセルノズル。
２３．コリメータは、コリメートレンズを含む付記２２に記載のフローセルノズル。
２４．光学調整コンポーネントは、ノズルオリフィスから１ｍｍ〜５００ｍｍの位置に配置されている付記１９に記載のフローセルノズル。
２５．光学調整コンポーネントは、ノズルオリフィスから１００ｍｍの位置に配置されている付記２４に記載のフローセルノズル。
２６．光学調整コンポーネントは、波長分離器を含む付記１９に記載のフローセルノズル。
２７．波長分離器は、カットオフフィルタを含む付記２６に記載のフローセルノズル。
２８．光源と、
全内部反射によって、上流に、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されたフローセルノズルと、
伝搬された光の１つまたは複数の波長を測定するための検出器と
を備えるシステム。
２９．フローセルノズルは、
基端部および先端部を有するノズルチャンバと、
ノズルチャンバの先端部に配置されたノズルオリフィスと
を備え、
ノズルチャンバは、ノズルチャンバの基端部に、放射された光を誘導するように構成されている付記２８に記載のシステム。
３０．フローセルノズルは、ノズルオリフィスを通じて、ノズルチャンバに、フローストリーム中の試料によって放射された光を伝搬するように構成されている付記２９に記載のシステム。
３１．検出器は、フローセルのノズルチャンバの基端部に配置されている付記２９に記載のシステム。
３２．光源はレーザである付記２８〜３１のいずれか一つに記載のシステム。
３３．ノズルオリフィスは、１μｍ〜２０００μｍの直径を有する付記２９〜３２のいずれか一つに記載のシステム。
３４．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は、フローストリームの幅の４分の１以下である付記３３に記載のシステム。
３５．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は０．１ｍｍ〜０．７５ｍｍである付記３４に記載のシステム。
３６．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は０．２５ｍｍである付記３４に記載のシステム。
３７．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は０．５ｍｍである付記３４に記載のシステム。
３８．ノズルチャンバは、円筒部分および円錐台形部分を備える付記２９〜３７のいずれか一つに記載のシステム。
３９．ノズルチャンバは、円錐台形状を備える付記２９〜３７のいずれか一つに記載のシステム。
４０．ノズルチャンバは、反射性を有する壁を備える付記２９〜３７のいずれか一つに記載のシステム。
４１．ノズルチャンバの壁は、ノズルチャンバの基端部に向けて光を反射するように角度が形成されている付記４０に記載のシステム。
４２．ノズルチャンバの壁は、フローストリームの軸に対して１３０°〜１５０°の角度を形成してある付記４１に記載のシステム。
４３．ノズルチャンバの壁は、フローストリームの軸に対して１３５°の角度を形成してある付記４２に記載のシステム。
４４．検出器は電荷結合素子である付記２８〜４３のいずれか一つに記載のシステム。
４５．検出器は、ノズルオリフィスから放射された２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長で光を測定するように構成されている付記２８〜４４のいずれか一つに記載のシステム。
４６．検出器の有効表面は、フローストリームの軸に直交するように配置されている付記２８〜４５のいずれか一つに記載のシステム。
４７．検出器は、レンズと物理的に結合されている付記２８〜４６のいずれか一つに記載のシステム。
４８．フローセルノズルは、光源に直交するように配置されている付記２８〜４７のいずれか一つに記載のシステム。
４９．ノズルチャンバの基端部と検出器との間に配置された光学調整コンポーネントをさらに備える付記２８〜４８のいずれか一つに記載のシステム。
５０．光学調整コンポーネントは、集光レンズを含む付記４９に記載のシステム。
５１．光学調整コンポーネントは、縮小レンズを含む付記４９に記載のシステム。
５２．光学調整コンポーネントは、コリメートレンズを含む付記４９に記載のシステム。
５３．光学調整コンポーネントは、波長分離器を含む付記４９に記載のシステム。
５４．波長分離器は、カットオフフィルタレンズを含む付記５３に記載のシステム。
５５．光学調整コンポーネントは、ノズルオリフィスから１ｍｍ〜５００ｍｍの位置に配置されている付記４９に記載のシステム。
５６．光学調整コンポーネントは、ノズルオリフィスから１００ｍｍの位置に配置されている付記５５に記載のシステム。
５７．ノズルチャンバおよびノズルオリフィスを備えるノズルと、
ノズルオリフィスから流れるように構成され、インタロゲーションゾーンを有するフローチャネルと、
インタロゲーションゾーンにおいて特定の方向からフローチャネルに光のビームを向けるように構成された照射源と、
ノズルチャンバに動作可能に接続され、ノズルオリフィスから放射された光を収集するように構成されたレンズ系と
を含むフローサイトメータ用の光学のシステム。
５８．レンズ系は、２つ以上のレンズからなり、放射された光をコリメートするように構成されている付記５７に記載のシステム。
５９．レンズ系は、ノズルに動作可能に接続されたレンズハウジングチャンバ内に位置してある付記５７または５８に記載のシステム。
６０．レンズ系は、ノズルチャンバ内に位置してある付記５７〜５９のいずれか一つに記載のシステム。
６１．ノズルチャンバは、フローチャネルに対して１３０〜１４０度の内部勾配を有する付記５７〜６０のいずれか一つに記載のシステム。
６２．レンズ系は、照射源からのプローブ光のビームに直交するように配置されている付記５７〜６１のいずれか一つに記載のシステム。
６３．放射される光は、インタロゲーションゾーンで生成され、フローチャネル内の全内部反射を介してノズルオリフィスに伝送される付記５７〜６２のいずれか一つに記載のシステム。
６４．ノズルチャンバは、１つまたは複数の流体ポートを備える付記５７〜６３のいずれか一つに記載のシステム。
６５．ノズルチャンバは、試料注入管を備える付記５７〜６４のいずれか一つに記載のシステム。
６６．レンズ系の上方に配置された光検出システムをさらに備える付記５７〜６５のいずれか一つに記載のシステム。
６７．レンズ系は、１つまたは複数のレンズを含む付記５７〜６６のいずれか一つに記載のシステム。
６８．ノズルオリフィスは、１ｍｍを超える直径を有する付記５７〜６７のいずれか一つに記載のシステム。
６９．ノズルチャンバは、０．２５ｍｍ以下のノズルオリフィスにおける壁の厚さを有する付記５７〜６８のいずれか一つに記載のシステム。
７０．ノズルオリフィスからレンズ系の第１のレンズまでの距離は、２〜１００ｍｍである付記５７〜６９のいずれか一つに記載のシステム。
７１．光源によってインタロゲーションフィールドにおけるフローストリーム中の試料に照射するステップと、
全内部反射によってフローセルのノズルオリフィスを通じて上流に伝搬される、フローストリーム中の試料によって放射された光を検出するステップと、
１つまたは複数の波長で検出された光を測定するステップと
を含む方法。
７２．フローストリームは、フローセルのノズルオリフィスから１ｍｍ以上下流のインタロゲーションフィールドにおいて照射される付記７１に記載の方法。
７３．フローストリームは、フローセルのノズルオリフィスから５ｍｍ以上下流のインタロゲーションフィールドにおいて照射される付記７１に記載の方法。
７４．フローストリームは、２００ｎｍ〜８００ｎｍの波長で光源によって照射される付記７１〜７３のいずれか一つに記載の方法。
７５．光源はレーザである付記７１〜７４のいずれか一つに記載の方法。
７６．放射された光を収集するステップは、フローセルノズル内で反射された光を収集するステップを含む付記７１〜７５のいずれか一つに記載の方法。
７７．フローセルのノズルオリフィスを通じて放射された光は、フローセルノズルの基端部に配置されたレンズによってコリメートされる付記７１〜７６のいずれか一つに記載の方法。
７８．収集された光の波長を空間的に分離するステップをさらに含む付記７１〜７７のいずれか一つに記載の方法。
７９．収集された光の波長を空間的に分離するステップは、収集された光をカットオフフィルタに通過させるステップを含む付記７８に記載の方法。
８０．フローセルノズルは、ノズルオリフィスからフローセルノズルの基端部に向けて放射された光を反射するように角度が形成された反射性を有する壁を備える円錐ノズルチャンバを備える付記７１〜７９のいずれか一つに記載の方法。
８１．ノズルチャンバの壁は、フローストリームの軸に対して１３０°〜１５０°の角度を形成してある付記８０に記載の方法。
８２．照射されたフローストリームは、ノズルオリフィスと結合された毛細管フローチャネル内にある付記７１〜８１のいずれか一つに記載の方法。
８３．ノズルオリフィスは、１μｍ〜２０００μｍの直径を有する付記７１〜８２のいずれか一つに記載の方法。
８４．ノズルオリフィスにおけるフローセルの壁の幅は、フローストリームの幅の４分の１以下である付記８３に記載の方法。
８５．光を収集するための方法であって、
試料を含むフローチャネルをノズルオリフィスから生成するステップと、
フローチャネルのインタロゲーションゾーンにおいて試料に照射することとし、照射は、フローチャネルに実質的に直交する角度でインタロゲーションゾーンに光のビームを向けることを含むステップと、
試料によって放射され、全内部反射を通じて伝送された光を、ノズルオリフィスの上方に配置されたレンズ系を備える収集システムで収集するステップと
を含む方法。
８６．フローチャネルを通じて複数の収集器に流れる際に試料を分取するステップをさらに含む付記８５に記載の方法。
【０１４５】
前述した発明は、理解を明確にする目的で例示および例として多少詳細に説明してきたが、当業者であれば、この開示の教示を踏まえて、添付の特許請求の範囲の精神または範囲から逸脱することなく、発明に対してある変更や修正を行うことができることが容易に明らかであろう。
【０１４６】
それに従って、前述した記載は、単に、本発明の原理を示す。当業者は、本明細書で明示的に説明されても示されてもいないが、本発明の原理を具体化する様々な構成を考案することができ、それらの構成はその精神および範囲内に含まれることが理解されよう。その上、本明細書に記載のすべての例や条件語句は、主に、そのような具体的な記載の例および条件に対する限定のない本発明の原理を理解する上で読者を支援することを意図する。その上、本発明の原理、態様および実施形態ならびにそれらの特定の例について記載する本明細書のすべての言明は、それらの構造上の均等物と機能上の均等物との両方を包含することを意図する。それに加えて、そのような均等物は、現在知られている均等物と将来開発される均等物の両方（すなわち、構造にかかわらず、同じ機能を実行する開発されるいかなる要素）を含むことを意図する。したがって、本発明の範囲は、本明細書で示され説明される例示的な実施形態に限定されることを意図しない。むしろ、本発明の範囲および精神は、添付の特許請求の範囲によって具体化される。
【０１４７】
関連出願の相互参照
この出願は、２０１３年４月２６日に出願された米国仮特許出願第６１／８１６，２８８号明細書に関し、同出願の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
【図１Ａ】
0006396430.tif 000002
【図１Ｂ】
0006396430.tif 000003
【図２Ａ】
0006396430.tif 000004
【図２Ｂ】
0006396430.tif 000005