(57)【要約】本発明は、サンプル受容部(8) とミラー(38)とを備え、ミラー(38)は、光線(42)が該ミラーを通過して受容部(8) に到達することができるよう不連続部(40)を有する、サンプル分析用デバイスに関する。本発明はまた、デバイス(2) と、このデバイスを取り出し可能に格納するハウジングおよび光源を備えた装置(22)とを含み、デバイスがハウジング内に格納されいている時に光源がミラー(38)を通ってデバイスの受容部(8) に到達するよう光線(42)を発射する、サンプル分析用のアセンブリにも関する。
2004537720.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル受容部(8) とミラーとを備える、光線によるサンプル分析用デバイス(2, 102, 202) であって、ミラー(38, 138, 238)が、光線(42)がミラーを通過して受容部(8) に到達することができるよう不連続部(40, 140, 240)を有することを特徴とするデバイス。
【請求項２】
ミラー(38, 138, 238)が受容部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
ミラーを形成する外壁部材(16, 116) を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
ミラーがデバイスの外壁部材に固定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項５】
その形状が本質的にフラットであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のデバイス。
【請求項６】
受容部(8) がデバイスの主面(34, 134) に平行に配置され、ミラー(38, 138, 238)がデバイスの厚み(e) に沿って受容部に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のデバイス。
【請求項７】
不連続部(40, 140) がデバイスの厚み(e) に沿って受容部に隣接していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項８】
不連続部(240) が、光線(42)がデバイスの厚み(e) に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のデバイス。
【請求項９】
流体が所定の方向(72)に沿って受容部の中を流れるようにデバイスが配置され、不連続部(240) がこの流れ方向に対して上流側半分のミラー(238) 内に位置していることを特徴とする、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
その１つの面(38)がミラーを形成している基体(16)を備え、この面が基体媒質とは異なる媒質と接触していて、かつ基体(16)と受容部(8) との間に位置していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１１】
前記の面(38)がデバイス内に内部キャビティ(39)を形成していることを特徴とする、請求項10に記載のデバイス。
【請求項１２】
１つの面(138, 238)がミラーを形成し、かつ基体の媒質とは異なる媒質と接触している基体を備え、この基体(116) が面(138, 238)と受容部(8) との間に位置していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１３】
該媒質が気体であることを特徴とする、請求項10または12に記載のデバイス。
【請求項１４】
ミラー(38, 138, 238)が球の一部分の形状であることを特徴とする、請求項１〜13のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１５】
光線(42)がミラー(38, 138, 238)とは反対側の受容部(8) の側でデバイスから出るように配置されていることを特徴とする、請求項１〜14のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１６】
受容部に固定された光学手段(48)をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜15のいずれかに記載のデバイス。
【請求項１７】
受容部(8) がミラー(38, 138, 238)と光学手段との間に位置することを特徴とする、請求項16に記載のデバイス。
【請求項１８】
光学手段(48)を形成する外壁部材(18)を備えることを特徴とする、請求項16または17に記載のデバイス。
【請求項１９】
受容部(8) が細長い形状であることを特徴とする、請求項１〜18のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２０】
流体貯槽(6) を備えることを特徴とする、請求項１〜19のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２１】
サンプルが流体を含んでいることを特徴とする、請求項１〜20のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２２】
フローサイトメトリーに基づく分析デバイスであることを特徴とする、請求項１〜21のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２３】
ミクロ流体工学デバイスであることを特徴とする請求項１〜22のいずれかに記載のデバイス。
【請求項２４】
デバイス(2, 102, 202) と、このデバイスを取り出し可能に格納するハウジング(24)および光源(28)を備えた装置(22)とを含む、サンプル分析用のアセンブリであって、デバイスが請求項１〜23のいずれか１項に従うものであり、光源は、デバイスがハウジング内に格納されいている時に、光線(42)を発射してミラー(38, 138, 238)を通って受容部(8) に到達させることができるものであることを特徴とするアセンブリ。
【請求項２５】
装置が光線(42)の分析手段(30, 52)を備え、この分析手段が、デバイス(2) がハウジング(24)内に格納されいている時に、デバイスが光源(28)と分析手段との間に位置するように配置されていることを特徴とする、請求項24に記載のアセンブリ。
【請求項２６】
光源から直接または間接に到達する光線を分析する手段を備えていて、デバイスがハウジング内の所定位置に格納されているかどうかを決定するようになっていることを特徴とする、請求項24または25に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にフローサイトメトリー (流動細胞測光法) による、サンプル分析用のデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
フローサイトメトリーは、多様な分野 (医療、食品加工、バイオテクノロジー、環境) において細胞、巨大分子等の各種成分を分析するのに、今や日常的に使用されている。例えば、フローサイトメトリーは次のように使用することができる。
【０００３】
分析すべき細胞 (微粒子物質) を、液体流システムにより液体ジェットの線に沿って中心に集める。細胞は、ジェットの中心線に焦点を合わせたレーザービームを個々に (１秒当たり数千個) 通過して、多数の光信号を誘導する。
【０００４】
適当な光学システムにより、 0.5°〜15°の立体角内の散乱レーザー光と、ジェットおよびレーザービームに対して垂直に放射された光 (垂直散乱、蛍光) とを回収する。ミラーと光学フィルターとの組合わせにより、集めた信号をそれらの波長に従って分解する (例えば、アクリジンオレンジの緑および赤の蛍光) 。光検出器により電気信号に変換された光信号を、発生した信号の強度を各細胞に帰属させる特殊な電子回路で処理する。一次元または多次元の度数分布 (ヒストグラム) により、分析した細胞の個体群分布が得られる。
【０００５】
例えば、この種のデバイスはFR-2-325 038に示されている。
この技術の使用時の柔軟性を高めるために、クレジットカードの形状に似た形状を持ち、分析すべきサンプルを保持することができる、使い捨てのデバイスが今では利用可能である。この種のデバイスは、光源、サンプルから発生した光線を分析する光学デバイスおよび手段、ならびにサンプルを同伴することができる流体システムを備えた装置の中に取り出し可能に装着することができる。このシステムがカードに連結され、カード分析ウインドウを通ってサンプルを同伴する。
【０００６】
しかし、これらの取り出し可能な一部のカードの難点は、分析用に集光された光の量が慣用のデバイスで集光される量に比べてはるかに少ないことである。慣用のデバイスでは、通常はレンズのような光学手段が、可能な最大の光量を集光するように分析流の非常に近くに、換言すると、流れの中の入射光線が通過する地点の周囲に可能な最大の立体角で、配置される。しかし、取り出し可能なカードでは、カードの取り出し可能な性質のため、分析流とレンズとの間の空間を最小限にする必要があり、そのため集光立体角が小さくなって、集光される光が少なくなる。
【０００７】
この難点を克服するため、EP-1 058 939は、集光レンズのような光学手段をカードの壁面部材内に設けるべきであることを提案している。このレンズは分析流の非常に近くに配置することができるので、集光された光の量は増大する。この特許文書はまた、反射要素をカードの中に一体化することも提案している。この種の要素は集光量を増大させるのに寄与することができる。
【発明の開示】
【０００８】
本発明の１つの目的は、分析デバイスの範囲の内部で集光することができる光量をさらに増大させることである。
よって、本発明は、サンプル受容部とミラーとを備える光線によるサンプル分析用デバイスであって、ミラーが、光線がミラーを通過して受容部に到達することができるように不連続部 (破断箇所) を有することを特徴とするデバイスを開示する。
【０００９】
即ち、入射光の通路に対してミラーの中に不連続部を形成することにより、集光された光量をさらに増大させるために特にビームの片側で大面積にわたってミラーを拡張させることができる。この利点は特にフローサイトメトリーの分析カードにおいて有用であり、特にミラーがカードに一体化されている場合にそうである。それはまた、取り出し可能な手段を持たないサイトメトリーシステムや、さらにはサイトメトリー分析以外の領域においても有用である。
【００１０】
本発明に係るデバイスはまた、下記の特徴の少なくとも１つを有していてもよい：
−ミラーが受容部に固定されている、
−デバイスがミラーを形成する外壁部材を備える、
−ミラーがデバイスの外壁部材に固定されている、
−デバイスの形状が本質的にフラットである、
−受容部がデバイスの主面に平行に配置され、ミラーがデバイスの厚みｅに沿って受容部に隣接して配置されている、
−不連続部がデバイスの厚みｅに沿って受容部に隣接している、
−不連続部が、光線がデバイスの厚みｅに対して傾斜するように配置されている、
−流体が所定の方向に沿って受容部の中を流れるようにデバイスが配置され、不連続部がこの流れ方向に対して上流側の半分のミラー内に位置している、
−その１つの面がミラーを形成している基体をデバイスが備え、この面が基体媒質とは異なる媒質と接触していて、かつ基体と受容部との間に位置している、
−上記の面がデバイス内に内部キャビティを形成している、
−１つの面がミラーを形成し、かつ基体の媒質とは異なる媒質と接触している基体をデバイスが備え、この基体が上記の面と受容部との間に位置している、
−媒質がガスである，
−ミラーが球の一部分の形状である、
−光線がミラーとは反対側の受容部の側でデバイスから出るようにデバイスが配置されている、
−デバイスが受容部に固定された光学手段をさらに備える、
−受容部がミラーと光学手段との間に位置する、
−デバイスが光学手段を形成する外壁部材を備える、
−受容部が細長い形状である、
−デバイスが流体貯槽を備える、
−サンプルが流体を含んでいる、および
−フローサイトメトリーに基づく分析デバイスである。
【００１１】
本発明はまた、デバイスと、このデバイスを取り出し可能に格納するハウジングおよび光源を備えた装置とを含む、サンプル分析用のアセンブリであって、光源は、デバイスがハウジング内に格納されいている時に、光線を発射してミラーを通って受容部に到達させることができるものであるアセンブリも開示する。
【００１２】
この配置は、カードがそのハウジング内に正しく位置していることを、カードを透過した入射光線の強度（これは最大でなければならない）と、光源に向かってオリフィスの周辺より反射した光線の強度（これは最小でなければならない）を測定することによりチェックする手段を与える。
【００１３】
有利には、この装置は光線の分析手段を備え、この分析手段は、デバイスがハウジング内に格納されいている時にデバイスが光源と分析手段との間に位置するように配置されている。
【００１４】
有利には、アセンブリが、光源から直接または間接に到達する光線を分析する手段を備えていて、デバイスがハウジング内の所定位置に嵌まっているかどうかを決定するようになっている。
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は、制限ではない例として示す以下の３種類の好適態様の説明においてより明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は、カード２の形態の本発明のデバイスを示す。このカードは、ほぼ矩形であり、その長さと幅はクレジットカードの長さと幅に似ていて、それぞれ数センチメートルのオーダーである。その厚みｅは、数ミリメートルのオーダー、例えば、３mmである。このカードは好ましくは透明である。種々のダクト４、１もしくは２以上のコンパートメント６、１もしくは２以上の貯槽６、ならびに／または１もしくは２以上のオリフィス６が設けられ、これらはダクト４を介して相互に流体連通するように配置されていて、すべてこの厚みの範囲内にある。従って、このカードはカードの内部に貯蔵または循環されている１種または２種以上の液体を含んでいてもよい。カードのオリフィスは、液体をカードの中に導入し、液体をカードから抜き取り、またはカード内で液体を循環させる作用をカードの内部で行わせるために使用される。カードは、他のダクト４と連通しているキャピラリ (毛管) の形態のダクト８を備える。
【００１７】
図３を参照すると、このカードは、内壁部材10と、内壁部材10の両側に設けた前面側の中間壁部材12と裏面側の中間壁部材14とを備える。従って、この内壁部材は２つの中間壁部材の間にサンドイッチ状に挟まれている。カードはまた、３層の壁部材10、12および14の群の両側に設けた前面側外壁部材16と裏面側外壁部材18も備える。これら５種類の全ての壁部材10〜18は形状が実質的に同一であって、通常はカードと同じ形状である。
【００１８】
キャピラリ８に対して、中間壁部材12および14は互いに向かい合う切り抜き部 (カットアウト) を有していて、カードの厚みを通るウィンドウ20を形成している。
従来通り、ここには記載しないようにして、壁部材10、12および14は、それぞれ内部カットアウトを有する何枚かのシートを、異なるシートの積み重ねがカードの内部に上述した要素４、６、８および20を画成するように積み重ねることにより形成される。この種のカードの原理は公知である。
【００１９】
カード２は、図２に略図で示されているような装置22の中に、取り出し可能に嵌め込まれる。従って、この装置には、アダプター手段26により形成されるハウジング24が設けられる。従来通り、それ自体原理が公知のように、この装置は、少なくとも１つの光源 (例、レーザー光源) 28、ならびにカードからのアウトプット光を分析および処理する手段30、52を備える。従来通り、これらの手段は、レンズ、フィルター、ミラー等といった種々の光学デバイス、ならびにこの光線を処理のために電子形態に変換することができるデバイスを備える。この装置はまた、１種または２種以上の流体をカードの内部で循環させるのに必要な手段32も備える。特に、これらの手段は１種または２種以上のポンプも含む。カードをそのハウジングの中に入れると、これらの手段は、カードの内部と、その中のオリフィスを介して流体連通状態になることができる。
【００２０】
カードの全体的な平面に垂直な断面を示す図３を参照すると、カード２の前面側の壁部材16は、カードがハウジング24の中にはまり込んだ時に光源28に対向して位置するように考えられた平らな外面34を含んでいる。この壁部材の第２の主要面を形成する内面36も、その表面の大部分にわたって平らであるが、キャビティ39を形成する中空の球形部分38がある。
【００２１】
この球形部分38はキャピラリ８とウインドウ20に対向して位置する。この部分は、ミラーを形成するために金属被覆のような適当な被覆が施される。従って、このミラーは前面側の壁部材16の材料とキャビティ39を満たしている空気との間の接合を形成するジオプターを形成する。ミラーはウインドウ20の中心に位置するキャピラリの地点ｃが球の中心を占めるように形成される。
【００２２】
この例では、オリフィス40が、前面側の壁部材16の中の厚みｅに沿ってキャピラリ８に隣接する位置のミラー38の領域に形成される。ミラーの形状を考慮すると、この領域は壁部材16の中で最も薄い部分である。装置22において、光源28は、カード２をハウジング24の中に配置した時に、光源が発した光線42がオリフィス40のところで壁部材16を通過し、ウインドウ20の中心ｃで、換言すると、ミラー38の焦点で、キャピラリ８と交差するように配置される。
【００２３】
裏面側の壁部材18は内面44を有し、これはウインドウ20に対応して裏面側び中間壁部材14に設けたカットアウト内を充填することができる突起46を有する。裏面側の壁部材18は裏面側の外面46も有する。この面の大部分は平面領域により構成される。この面はまた、平面領域から突出した凸状球形領域48も含んでいる。この領域48は、ウインドウに対向して位置するレンズを形成し、このレンズの焦点は、入射光線42が到達するキャピラリ８の地点に位置する。従って、キャピラリ８はミラー38とレンズ48との間に挿入される。レンズ48は収束レンズである。図３に示した態様では、入射光線42はカードの平面に対して本質的に垂直である。
【００２４】
本発明の装置はまた、光源28から発生する入射光線42の光路に沿って処理手段30の近くに配置された、キャピラリでは著しくは偏向せずにキャピラリを通過してきた入射光線の成分を図示しない適当なデバイスの方に偏向させることができる、ミラー50のような手段も備える。なぜなら、この成分 (以下では透過成分と呼ぶ) は、有用な情報を実質的に全く含んでおらず、従って、他の成分の分析を妨げずに排除すべきである。
【００２５】
操作中、カード２がハウジングの中に差し込まれたら、光源28の入射光線42は、オリフィス40を通過して、ミラー38の中心とレンズ48の焦点に対応する地点で、分析すべきサンプルを含んでいるキャピラリ８に当たる。
【００２６】
この光線の透過成分はカードを透過して、ミラー50で排除される。
この光線の別の部分は、これがキャピラリを通過する時にサンプルの微粒子物質との相互作用により回折される。この回折は、透過ビームの両側において数ステラジアンの立体角で起こる。この部分はサンプル中の微粒子物質のサイズ (粒度) についての光情報を含んでおり、従って有用に分析することができる。この成分は裏面側の壁部材18を通過する。それを構成する光線は最初は発散性である。それらの光線の向きはレンズ48の通過で修正され、例えば、この成分が平行な光線またはやや発散する光線に変換される。図３において、レンズ48の機能は従来のシンボルに従って矢印48によっても示された。従って、最初は小さな立体角 (典型的には 0.5〜15ステラジンの範囲) で回折していた全体のビームが集光されて、ミラー50を通って処理手段52に送られる。
【００２７】
図７は光を集める手段52の前面53を示す図である。この面は形状がほぼ円形である。この面にはその全幅にわたって延在する中間高さのレーザー掩蔽棒 (laser occulting bar)55が設けられる。この棒は複数の直接レーザー光強度検出素子57 (図示例では３個) を相互から間隔を置いて備えている。
【００２８】
入射光線42の一部の成分はまた、キャピラリで光線の入射地点の周囲に大きな立体角で散乱を生じ、この散乱は、より一層しばしば、全空間で、換言すると４ステラジアンの立体角で起こる。この散乱した成分のうち、レンズの方向に散乱した部分は、レンズ48を通ってカードから出て行くので、これも集光されて処理手段30に送られる。この散乱成分の別の部分はミラー38の方向に向かい、このミラーはそれをキャピラリの中心に反射させる。このことは、この反射した部分もレンズ48で集光された後、処理手段30に送られることを意味する。従って、散乱ビームの非常に大きな割合が直接または間接的に処理手段30に送られることになる。
【００２９】
散乱ビームを構成する成分を相互に分離して、例えば、レーザーの波長と、分析の目的に使用され、キャピラリの光線の通過から生じた蛍光マーカーに固有の蛍光波長とで測定を行ってもよい。
【００３０】
装置22およびカード２からなるアセンブリは、光源28とオリフィス40との間に配置された光学デバイス54、例えば、入射光線をキャピラリに収束することができる収束レンズ、を備えていてもよい。これらのデバイスは、装置に恒久的に固定されるか、またはカード２に一体化されてカードに恒久的に固定されていてもよい。
【００３１】
回折ビームおよび散乱ビームの種々の成分を、分離用ミラー、フィルター、ネットワークまたはプリズムといった、装置に一体化した慣用のデバイスによって分離することができる。各成分を適当な感度の光検出器によって定量することができる。
【００３２】
ミラー38は、後方散乱した光を集め、それをまっすぐレンズの方に向かった散乱光と重畳させて反射させて前進させるので、光束強度を倍増させることができる。
オリフィス40は、障害物を形成する入射光線なしにミラーの面積を大きくする。ミラー38におけるオリフィス40の存在はまた、ハウジング24の中のカード２の位置が正しいことを証明する手段も与える。例えば、図示のようなミラー50と分析手段52との間 (または手段52自体の内部でもよい) に手段58を設けて、ミラー50により反射され、デバイス58が受光した光束の強度を測定することが可能となる。光源28のところに、オリフィス40の周囲で反射された入射光線42の成分により形成された光束の強度を測定する手段を設けることもできる。カード用ハウジング内のカードの位置が正しい場合、デバイス58で受光した光束は最大となるはずで、一方、光源28に向かってオリフィスの周囲で反射された光束は最小となる。反対に、カードが正しい位置にない場合には、オリフィス40はもはや正確に光源28の方を向くことはない。このような状況下では、デバイス58で受光した光束強度は最大とはならず、一方、オリフィスの周辺で反射された光源に向かう光束強度も最小とはならない。もちろん、装置内のカードの位置に対する制御は、自動最適化システム用に自動化することもできる。
【００３３】
実際は、照射点ｃにおけるレーザービームの断面の形状は、長軸 (図３の平面に収まる軸) の長さが60〜100 μｍ、または場合によっては20〜100 μｍで、短軸 (図の平面に垂直な軸) の長さが10〜20μｍ、または場合によっては３〜20μｍの、平たい楕円形である。サイトメトリーにより分析を受ける細胞または微粒子の大きさは 0.1〜20μｍの範囲内でよい。
【００３４】
光線が通過するキャピラリ８の最大の横断方向寸法、もしその断面が円形であるならその直径の寸法は、100 μｍ程度でよい。これは50μｍから１mmの範囲内であってもよい。図３に示すように、図示例では、このキャピラリ (ダクト) ８の断面は、その長手軸 (軸線) に対して垂直な平面において矩形である。この場合、この断面の幅は20〜200 μｍで、その長さは50μｍ〜１mmである。
【００３５】
カードの内側部分を形成、特に壁部材10を形成するシートは、マイラーなる商品名で呼ばれる材料から構成するのがよい。中間壁部材および外壁部材はガラスまたはPMMAもしくはポリカーボネートのようなプラスチック材料から作製することができる。
【００３６】
光源28は、コストを低減させることができる低出力 (例えば、10〜100 ミリワット、または１〜25 mW)のものでよい。低出力の別の利点は、透過光線を偏向および吸収させるために (デバイス50および58) または寄生光線を解消するために実施する手段が単純化されることである。
【００３７】
１変更態様において、キャビティ39を空気の屈折率とは異なる屈折率の材料で充填することができる。例えば、この材料は、その有利な屈折率によりそれ自体知られているゲルであってもよい。この種の材料は、光線がキャビティ内で反射される時の光線の向きを改善することができる。
【００３８】
図４は本発明の第２の好適態様を示す。装置は第１の態様の装置と同一である。違っているのはカード102 だけである。裏面側の壁部材18の形状は図３の態様と同じである。前面側の壁部材116 は、カードの厚みを通る中間面 (正中面) を挟んで裏面側の壁部材18とぼぼ対称である。換言すると、この例では、壁部材116 の内面136 はウインドウ20を満たす突起を有する。さらに、その外面134 は、この面の平面領域から突出した球形部分138 を含んでいる。この球形部分138 は、それに反射性を付与して、それをミラーとするように、メタライゼーション (金属被膜) のような被膜で被覆されている。そのため、ミラー138 が壁部材116 と周囲空気との間の連結部を構成するジオプターにより形成される。しかし、図３の態様の配置とは異なり、壁部材116 は周囲空気とキャピラリ８との間に挿入される。一方、前述した態様では、この壁部材とキャピラリとの間に挿入された (存在する) のは、空気で満たされたキャビティであった。従って、この態様は前述の態様とは、特に、この例では被膜138 がカードの内側ではなく、カードの外側に設けられている点において異なる。
【００３９】
被膜138 には、カードの厚みに沿ってウインドウ20の中心を占めるキャピラリ８の地点ｃに隣接して不連続部140 がある。この不連続部は、図３の態様におけるオリフィス40と同じ位置に存在する。
【００４０】
操作は前述した態様とほぼ同じである。即ち、光源28からのビーム出力は、未被覆壁部材116 の領域140 を通ってカードの中に侵入し、キャピラリ８に当たる。軸方向の成分は、前と同様に透過してデバイス52および58に進む。小角度で回折された成分はレンズを通過した後、手段52により処理される。最後に、大きな角度で散乱された成分は、レンズを通過して、手段30により処理され、一方、後方散乱された成分は壁部材116 を通過してミラー138 により反射され、第１の態様の成分と同様に、キャピラリを中心に収束される。従って、光線はレンズの焦点の方向に反射され、レンズにより集光された後、手段30により処理される。
【００４１】
しかし、以上の２つの態様には、透過成分が、大きな角度で散乱した成分のかなりの部分と同じ光路をたどるという難点がある。従って、分析の乱れを避けるために透過成分を排除してしまうと、付随して散乱成分のこの部分も排除してしまうことになる。さらに、キャピラリの壁面とカードの壁面での入射光線の寄生反射が測定光線の光路に沿って残り、分析を乱す恐れがある。
【００４２】
図５および６を参照して次に説明する態様はこの点に関してより良好である。
この態様は、ミラーの不連続部が外部ミラーを形成する被膜に設けた中断部により形成される図４の態様と非常に似ている。この第３の態様では、カード202 の不連続部240 は、厚みｅの方向に沿ってウインドウの中心ｃまで向かっているのではなく、図５に示すように、ミラーのエッジに向かって斜めになっている。即ち、この不連続部240 からキャピラリが占めるウインドウの中心ｃに向かって伸びる直線は、キャピラリの長手方向に対して鋭角で傾斜している。
【００４３】
この装置では、光源28の位置も従って変更する。この場合には光源の軸はウインドウの中心ｃで処理手段30の軸31と交差する。光源は手段30の方向に直接向かうのではなく、また、それと同軸でもない。光源は、カードがそのハウジング内に正しく位置している時に、光線42が不連続部240 を通過してキャピラリ内のウインドウの中心ｃに到達するように配置される。同様に、回折光線の成分を受光するデバイス52も、手段30の方にそれと同軸で配置されるのではなく、光源、不連続部240 およびウインドウの中心ｃと一直線上に並ぶ。
【００４４】
従って、非常に大面積のレンズの中心領域が手段30に向かい合って配置され、それらの間に障害物がないので、この領域を通過した全ての光線を処理のために集光することができるようになる。この配置では、デバイス52および58で集光された光線の成分に対応する立体角260 が、手段30で集光された光線の成分に対応する立体角262(大きな立体角) の完全に外側に位置するようにする。
【００４５】
図５は、カードの全体的な平面に垂直な平面におけるカードの断面を示す。キャピラリは、図３および４の場合とは異なり、この断面の平面内を通っている。この図では、光線42がこの平面内を通るように光源28が配置されていることを見ることができる。光線がこの平面内を通ることは絶対に必要ではない。従って、光源28を図５の平面の外部に配置し、不連続部240 はミラー238 の縁部の近くに設けることにより、立体角260 と262 とを分離することもできる。しかし、この平面内に光源28を配置するのは、散乱および回折ビームの大きな、かつ非常に著しい成分を集光することができることを意味する。
【００４６】
さらに、入射光線42とキャピラリの軸64との間に形成された、図６に示す角度ａが90°よりかなり小さいと、透過ビーム68の少なくとも大きな部分66がキャピラリの内面での反射によりキャピラリ８に捕捉されたままとなり、こうしてキャピラリが導波管を形成するようになるので有利である。その結果、カードから有効に出て行く透過ビームの成分70の強度はより小さくなり、従って排除がより容易となる。この配置はまた、分析中に発生する寄生光線を著しく低減させることもできる。図５の態様では、角度ａは45°に等しい。この角度は30〜50°の範囲が有利であろう。
【００４７】
また、図５に示すように、矢印72で示すキャピラリ内の流体流れの方向に対して、光源28をキャピラリ８の下流側の部分ではなく、図示のように上流側の部分の方に配置することが好ましい。こうすると、キャピラリ内に捕捉された光線は既に分析が済んでいる下流側の流体部分の方に送られる。
【００４８】
逆の配置では、その光線部分が上流側の流体部分に送られ、液体または他の物質中に存在している、入射光線と相互作用しうる蛍光色素と早期の反応を生じ、それにより分析結果を乱す恐れがある。
【００４９】
細胞または巨大分子といった分析すべき微粒子物質は、フローサイトメトリーの原理に従ってキャピラリ８内を次々に通っていくボールの形態で、図６に示されている。
この態様の操作も前述した態様と非常によく似ている。入射光線42は不連続240 を通ってカードの中に侵入して、ウインドウの中心でキャピラリに達する。透過光線68の一部の成分66はキャピラリ内に捕捉されたままであるが、別の成分70は手段52および58により処理され、排除される。光線の回折され成分260 はレンズ48により集光され、処理手段52により受光される。レンズの方向に散乱された光線の成分は手段30により受光される。ミラーの方向に散乱された光線の成分は、ウインドウの中心でミラー238 により反射され、同じようにしてレンズ48により集光される。
【００５０】
デバイス２は１回使用した後に捨てることができよう。それは大量生産シリーズで製造してもよい。キャピラリはカードの中心に置いた別のシートの積層により形成してもよい。或いは、それは、例えばガラスまたは石英製の別個のキャピラリであってもよい。
【００５１】
カードは、ミラー、レンズ、プリズム、ネットワーク等といった１または２以上の光学デバイスを含むことができよう。１または２以上のこれらの手段が、カードの外壁部材または内壁部材の一方との単一部材として作製することができよう。１または２以上のこれらの手段は、カードに恒久的に付加することもできよう。図５の態様の１つの変更例では、図３の態様に示したように、ミラーをキャビティに隣接して設けることもできよう。
【００５２】
本発明に係るデバイスは、キャピラリから出る多量の光を集光する手段を備える。上述した態様ではミラーとレンズがカード上に恒久的に固定されており、従って、それらは組立て時にキャピラリに対して一度だけセンタリング (中心合わせ) される。
【００５３】
図４および５の態様と、図３の態様の一部では、空気を存在させずに光学デバイスをキャピラリの周辺に制限することで、寄生ダストの存在に関する問題が解決される。
本発明の範囲から逸脱することなく本発明に各種の変更をなすことができることは当然である。
【００５４】
本発明はフローサイトメトリー以外の方法を用いて行われる分析中に使用することもできる。例えば、本発明は電気泳動法に使用することもできよう。
上述した態様はレーザー光源に関して説明したが、入射光線は各種の性質のものとできよう。それは普通の光、非レーザー光、非コヒーレント光、非単色光、蛍光、紫外光、または非発光型、さらには非電磁波型の波動 (音波、ガンマ線、Ｘ線等) とすることもできよう。
【００５５】
本発明は、サンプルを固定し、取り出すことができないデバイスでも使用することができよう。流体は移動 (流動) するのではなく、静止していてもよい。流体は、溶剤または油のような非水流体でもよい。場合によっては、本発明は流体を存在させずに利用することもできる。即ち、本発明は、キャピラリが固体の活性成分を含む場合にも使用することができよう。
【００５６】
図３に示した態様の１変更例では、オリフィス40を、図５に示したものと同様に、光源28の配置に従ってキャピラリの上流側領域の付近に配置することもできよう。
不連続部の存在とは独立して、デバイスに固定されたサンプル受容部とミラー (例えば、球形ミラー) を備えるカードのようなデバイスを提供することもできよう。このデバイスは、図示した態様に従って、受容部がミラーとレンズとの間に位置するように配置されたレンズのような光学デバイスも備えることができよう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明に係るデバイスの原理を示す斜視図。
【図２】図１のデバイスを差し込むことができる本発明に係るアセンブリの説明図。
【図３】図１のデバイスの縁部を示し、第１の好適態様を例示する断面図。
【図４】図３に似た図面であるが、同一の要素は示しておらず、第２の好適態様を例示する図。
【図５】第３の好適態様を例示する図３に似た図面。
【図６】図５のＤの詳細をより大きなスケールで示す図。
【図７】図３のデバイス52の図面。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月6日(2003.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−サンプル受容部とミラーとを備えるデバイス；および
−このデバイスを取り出し可能に格納するハウジングと光源とを備えた装置、
を備えた、光線によるサンプル分析用アセンブリであって、
該デバイスが該ハウジング内に格納されている時に該ミラーを通過して該受容部に到達する光線を該光源が発することができるように該ミラーが不連続部を有することを特徴とする、アセンブリ。
【請求項２】
ミラー(38, 138, 238)が受容部に固定されていることを特徴とする、請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
デバイスがミラーを形成する外壁部材(16, 116) を備えることを特徴とする、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
ミラーがデバイスの外壁部材に固定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のアセンブリ。
【請求項５】
デバイスの形状が本質的にフラットであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項６】
受容部(8) がデバイスの主面(34, 134) に平行に配置され、ミラー(38, 138, 238)がデバイスの厚み(e) に沿って受容部に隣接して配置されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項７】
不連続部(40, 140) がデバイスの厚み(e) に沿って受容部に隣接していることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項８】
不連続部(240) が、光線(42)がデバイスの厚み(e) に対して傾斜するように配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項９】
流体が所定の方向(72)に沿って受容部の中を流れるようにデバイスが配置され、不連続部(240) がこの流れ方向に対して上流側半分のミラー(238) 内に位置していることを特徴とする、請求項８に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
その１つの面(38)がミラーを形成している基体(16)をデバイスが備え、この面が基体媒質とは異なる媒質と接触していて、かつ基体(16)と受容部(8) との間に位置していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１１】
前記の面(38)がデバイス内に内部キャビティ(39)を形成していることを特徴とする、請求項10に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
１つの面(138, 238)がミラーを形成し、かつ基体の媒質とは異なる媒質と接触している基体を備え、この基体(116) が面(138, 238)と受容部(8) との間に位置していることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１３】
該媒質が気体であることを特徴とする、請求項10または12に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
ミラー(38, 138, 238)が球の一部分の形状であることを特徴とする、請求項１〜13のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１５】
光線(42)がミラー(38, 138, 238)とは反対側の受容部(8) の側でデバイスから出るようにデバイスが配置されていることを特徴とする、請求項１〜14のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１６】
デバイスが受容部に固定された光学手段(48)をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜15のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項１７】
受容部(8) がミラー(38, 138, 238)と光学手段との間に位置することを特徴とする、請求項16に記載のアセンブリ。
【請求項１８】
デバイスが光学手段(48)を形成する外壁部材(18)を備えることを特徴とする、請求項16または17に記載のアセンブリ。
【請求項１９】
受容部(8) が細長い形状であることを特徴とする、請求項１〜18のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項２０】
デバイスが流体貯槽(6) を備えることを特徴とする、請求項１〜19のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項２１】
サンプルが流体を含んでいることを特徴とする、請求項１〜20のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項２２】
デバイスがフローサイトメトリーに基づく分析デバイスであることを特徴とする、請求項１〜21のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項２３】
デバイスがミクロ流体工学デバイスであることを特徴とする請求項１〜22のいずれかに記載のアセンブリ。
【請求項２４】
装置が光線(42)の分析手段(30, 52)を備え、この分析手段が、デバイス(2) がハウジング(24)内に格納されいている時に、デバイスが光源(28)と分析手段との間に位置するように配置されていることを特徴とする、請求項24に記載のアセンブリ。
【請求項２５】
光源から直接または間接に到達する光線を分析する手段を備えていて、デバイスがハウジング内の所定位置に格納されているかどうかを決定するようになっていることを特徴とする、請求項24または25に記載のアセンブリ。
【国際調査報告】
2004537720.tif 000027
2004537720.tif 000028
2004537720.tif 000029
2004537720.tif 000030
2004537720.tif 000031
2004537720.tif 000032