(57)【要約】本実施形態のセットは、流体装置システムを診断するため及びフローサイトメータ用のデータ処理設定を決定するためのシステム及び方法に関する。流体装置システムを診断するためのシステム及び方法は、流体送達システム内の変動の正確な測定及び解釈を必要とする。データ処理設定を決定するためのシステム及び方法は、様々なチャネルにおけるピーク時間の正確な測定と、時間遅延設定を調節できることとを必要とし、ここでピーク時間は、データ収集時間窓の始まりから窓内の最高ピークまでに経過した時間の測定値である。【選択図】図１
2017511884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローサイトメータ用のデータ処理設定を決定する方法であって、
校正用粒子のセットをフローセルに通すことと、
前記フローセルを通る前記校正用粒子のセットのそれぞれを、それぞれがチャネルと関連付けられる少なくとも２本の光ビームで照射することと、
各チャネルと関連付けられる検出器を用いて、前記校正用粒子のセットのそれぞれから放射される光を収集することと、
各検出器からのデータを記録することと、
トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、前記トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するようにトリガーチャネルを設定することと、
前記トリガーチャネルの前記データ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように前記第２のチャネルを設定することであって、前記第２のデータ収集時間窓の前記始動が、前記トリガーチャネルと前記第２のチャネルとの間の空間パスに基づく、第２のチャネルを設定することと、
前記データ信号閾値を上回る度に、前記第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することと、
前記トリガーチャネルの前記データ信号閾値を上回る度に、前記第２のデータ収集時間窓からのデータを前記データストアに記録することと、
前記第２のデータ収集時間窓内の、データ強度ピーク時間の分布を解析することと、
前記第２のデータ収集時間窓中のデータ強度ピーク時間の前記分布に基づいて時間遅延を計算して、前記第２のデータ収集時間窓中の前記第２のチャネルのデータ信号の位置を確認することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記放射される光が蛍光性である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記放射される光が散乱性である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２のデータ収集時間窓の前記始動が流量に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のデータ収集時間窓の前記始動がシース流体流量に基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記空間パスが約８０〜２５０マイクロメートルである、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記空間パスが約１５０マイクロメートルである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記データ収集時間窓が約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記データ収集時間窓が約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
フローサイトメータ用のデータ処理設定を決定するためのシステムであって、
校正用粒子を流すように構成されるフローセルと、
それぞれがチャネルと関連付けられかつフローセルを通る光ビームを放射するように、それぞれ構成される、少なくとも２つの光源と、
それぞれが校正ビーズのセットのそれぞれから放射される光を収集するように構成される、それぞれのチャネルと関連付けられる検出器と、
前記検出器のそれぞれからのデータを記録するように構成されるメモリバッファと、
トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、前記トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するように構成される、トリガーチャネルと、
前記トリガーチャネルの前記データ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように構成され、前記第２のデータ収集時間窓の前記始動が、前記トリガーチャネルと前記第２のチャネルとの間の空間パスに基づく、第２のチャネルと、
前記データ信号強度閾値を上回る度に、前記第１のデータ収集時間窓からの前記データをデータストレイジに転送するように構成され、かつ、前記データ信号強度閾値を上回る度に、前記第２のデータ収集時間窓からの前記データを前記データストレイジに転送するように構成される、トリガープロセッサと、
前記第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布を解析し、前記第２のデータ収集時間窓中のデータ強度ピーク時間の前記分布に基づいて時間遅延を計算して、前記第２のデータ収集時間窓中の前記第２のチャネルのデータ信号の位置を確認するように構成される、コンピュータプロセッサと
を備える、システム。
【請求項１１】
フィールドプログラマブルゲートアレイを更に備え、前記メモリバッファ及び前記トリガープロセッサが、フィールドプログラマブルゲートアレイのサブコンポーネントである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記放射される光が蛍光性である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記放射される光が散乱性である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第２のデータ収集時間窓の前記始動が流量に基づく、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第２のデータ収集時間窓の前記始動がシース流体流量に基づく、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記空間パスが約８０〜２５０マイクロメートルである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記空間パスが約１５０マイクロメートルである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記データ収集時間窓が約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記データ収集時間窓が約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項２０】
フローサイトメータ用の流体診断方法であって、
校正用粒子のセットをフローセルに通すことと、
前記フローセルを通る前記校正用粒子のセットのそれぞれを、それぞれがチャネルと関連付けられる少なくとも２本の光ビームで照射することと、
各チャネルと関連付けられる検出器を用いて、前記校正用粒子のセットのそれぞれから放射される光を収集することと、
前記検出器のそれぞれからのデータを記録することと、
トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、前記トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するようにトリガーチャネルを設定することと、
前記トリガーチャネルの前記データ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように前記第２のチャネルを設定することと、
前記データ信号閾値を上回る度に、前記第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することと、
前記トリガーチャネルの前記データ信号閾値を上回る度に、前記第２のデータ収集時間窓からのデータを前記データストアに記録することと、
前記第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布を解析し、前記分布をシステム規格と比較して診断パラメータを決定することと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記システム規格が１標準偏差である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記システム規格が２標準偏差である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記システム規格が３標準偏差である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記システム規格が４標準偏差である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記システム規格がガウス分布である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記システム規格がポアソン分布である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記システム規格が任意の統計分布である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記放射される光が蛍光性である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記放射される光が散乱性である、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記データ収集時間窓が約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅である、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
前記データ収集時間窓が約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅である、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
フローサイトメータ用の流体診断システムであって、
校正用粒子を流すように構成されるフローセルと、
それぞれがチャネルと関連付けられかつフローセルを通る光ビームを放射するように、それぞれ構成される、少なくとも２つの光源と、
それぞれが校正ビーズのセットのそれぞれから放射される光を収集するように構成される、それぞれのチャネルと関連付けられる検出器と、
前記検出器のそれぞれからのデータを記録するように構成されるメモリバッファと、
トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、前記トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するように構成される、トリガーチャネルと、
前記トリガーチャネルの前記データ信号閾値を上回るとき、前記第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように構成される、第２のチャネルと、
前記データ信号強度閾値を上回る度に、前記第１のデータ収集時間窓からの前記データをデータストレイジに転送するように構成され、かつ、前記データ信号強度閾値を上回る度に、前記第２のデータ収集時間窓からの前記データを前記データストレイジに転送するように構成される、トリガープロセッサと、
前記第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布をシステム規格と比較して診断パラメータを決定するように構成される、コンピュータプロセッサと
を備える、システム。
【請求項３３】
フィールドプログラマブルゲートアレイを更に備え、前記メモリバッファ及び前記トリガープロセッサが、前記フィールドプログラマブルゲートアレイのサブコンポーネントである、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記システム規格が１標準偏差である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記システム規格が２標準偏差である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３６】
前記システム規格が３標準偏差である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３７】
前記システム規格が４標準偏差である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３８】
前記システム規格がガウス分布である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３９】
前記システム規格がポアソン分布である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４０】
前記システム規格が任意の統計分布である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４１】
前記放射される光が蛍光性である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４２】
前記放射される光が散乱性である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４３】
前記データ収集時間窓が約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４４】
前記データ収集時間窓が約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅である、請求項３２に記載のシステム。
【請求項４５】
前記診断パラメータが流体圧力に関する、請求項２０に記載の方法。
【請求項４６】
前記診断パラメータがポンプの機械的摂動に関する、請求項２０に記載の方法。
【請求項４７】
前記診断パラメータが粒子の到着時間に関する、請求項２０に記載の方法。
【請求項４８】
前記診断パラメータが層流の安定性に関する、請求項２０に記載の方法。
【請求項４９】
前記診断パラメータが流体圧力に関する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項５０】
前記診断パラメータがポンプの機械的摂動に関する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項５１】
前記診断パラメータが粒子の到着時間に関する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項５２】
前記診断パラメータが層流の安定性に関する、請求項３２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
分野
本開示は、広義には、フローサイトメトリの分野における流体システムに関し、より具体的には、流体装置の欠陥を診断するため、ならびにデータ取得設定及び解析設定を設定するためのシステム及び方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年３月６日出願の米国出願第６１／９４８，５４７号及び２０１４年９月２９日出願の米国出願第６２／０５６，６４６号に対する優先権を主張するものであり、これらの開示は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
背景
フローサイトメトリは、主に生命科学研究及び医学における無数の用途で、粒子及び細胞の解析に使用される強力なツールである。この技術の解析の強みは、最大で１秒当たり何万もの粒子の割合で、間断なく、光源、典型的にはレーザ（複数可）の集束点を通して、単一粒子（細胞、細菌、及びウイルス等の生体粒子を含む）を通過させるその能力にある。この焦点における高い光子束は、粒子による光の散乱、及びまたは粒子もしくは粒子に付着するラベルからの光の放射を生成し、これらは収集及び解析することができる。これは、個々の粒子についての豊富な情報をユーザに提供し、この情報は、粒子または細胞の集団についての統計情報へと迅速に考察することができる。
【０００４】
従来のフローサイトメトリにおいては、粒子は合焦照合点を通して流され、ここでは、チャネル内のコア径を含む合焦点に対してレーザがレーザビームを向ける。粒子を含有する試料流体は、試料の体積流量の約１００〜１０００倍の非常に高い体積流量で試料ストリームの周囲にシース流体を流すことによって、およそ５〜５０ミクロンの非常に小さいコア径へと合焦される。これが、毎秒約数メートルという、合焦された粒子の非常に速い線速度をもたらす。これは、ひいては、各粒子が多くの場合、たった１〜１０マイクロ秒という非常に限定された時間しか励起点に存在しないということを意味する。
【０００５】
従来のフローサイトメータにおいては、システム全体及びサブシステムの性能を追跡するために必要とされる、解析ツール及び／または方法が存在する。フローサイトメータを欠く場合があるサブシステムとしては、独立的または集合的のいずれかで、光学装置、電子装置、及び流体装置が挙げられ得る。従来的には、フローサイトメトリのデータ取得及び／または診断ソフトウェアは、直近のシステム性能を測定し、それを前日（複数可）の性能と比較するためのモードを伴う。これらの性能試験は多くの場合、既知の蛍光特性をもつビーズのカクテルを使用する。この性能試験は、これらのビーズを使用して、「明るい」蛍光性のビーズの集団の変動係数、光学的背景、検出チャネルの量子効率を含む、一連の測定値を作成する。これらの値及びそれらがどのように変化するかを監視することによって、いつ計器が規格内で機能しなくなったか、ならびにいつ修理すべきかを判定することができる。機器を修理する人間は、光学装置、電子装置、及び流体装置で試験を実行することができ、次いで、変数の排除または隔離のプロセスを通じて、欠陥モードが判定される。
【０００６】
残念ながら、フローサイトメータを修理する際の最大の難点の一つは、最も測定されるパラメータが、光学装置、電子装置、及び流体システムの複雑な入力から導き出されるということである。多くの光学及び電子的構成要素を隔離するための技術が存在する。流体システムのマイクロ流体的性質に起因して、流体送達システムの健全性を隔離及び判定し、かつ／またはそのフロープロファイルを正確に測定するのに利用可能なセンサ及び試験は非常に少ない。この理由から、光学装置及び電子装置が試験され、問題が解決されない場合に限り、流体システムが試験される。定常状態の圧力を測定するか、漏れを調査する他に、流体装置の試験は通常、解決策を見つけることを目的として、様々な構成要素をスワップイン及びスワップアウトすることを含む。複数のレーザビームを伴うフローサイトメータは、流体送達システム内の圧力の変動に対して特に敏感であり、作動圧力の１％よりもずっと低い変動でも、光学データにおける変動係数の広がりを引き起こす。この状況において、光学データにおいて広がっている変動係数を治すために人が呼ばれることになり、光学及び電子的インターフェイスにおいて試験が開始される。
【０００７】
したがって、フローサイトメータの流体システムの定常状態及び動的不規則性または欠陥を隔離して検出できること、失敗する実験を実行する必要を伴わずに、光学及び電子的サブシステムから流体装置を分離できること、ならびに流体装置が考慮され得る前に、様々なサブシステムを修理できることに対する必要性が存在する。そのような検出システムは、壊れた流体システムを修理するため、ならびに作動している流体システムが、意図される規格を満たすように補助するために使用できる。
【発明の概要】
【０００８】
簡単な概要
一態様において、フローサイトメータ用のデータ処理設定を決定するための方法が開示される。本方法は、校正用粒子のセットをフローセルに通すことを含み得る。本方法は、フローセルを通る校正用粒子のセットのそれぞれを、それぞれがチャネルと関連付けられる少なくとも２本の光ビームで照射することを含み得る。本方法は、各チャネルと関連付けられる検出器を用いて、校正用粒子のセットのそれぞれから放射される光を収集することを含み得る。本方法は、各検出器からのデータを記録することを含み得る。本方法は、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するようにトリガーチャネルを設定することを含み得る。本方法は、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように第２のチャネルを設定することであって、第２のデータ収集時間窓の始動が、トリガーチャネルと第２のチャネルとの間の空間パスに基づく、設定することを含み得る。本方法は、データ信号閾値を上回る度に、第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することを含み得る。本方法は、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回る度に、第２のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することを含み得る。本方法は、第２のデータ収集時間窓内の、データ強度ピーク時間の分布を解析することを含み得る。本方法は、第２のデータ収集時間窓中のデータ強度ピーク時間の分布に基づいて時間遅延を計算して、第２のデータ収集時間窓中において、第２のチャネルのデータ信号を位置づけることを含み得る。本方法は、蛍光性である放射光を含み得る。本方法は、散乱性である放射光を含み得る。本方法は、流量に基づく第２のデータ収集時間窓の始動を含み得る。本方法は、シース流体流量に基づく第２のデータ収集時間窓の始動を含み得る。本方法は、約８０〜２５０マイクロメートルである空間パスを含み得る。本方法は、約１５０マイクロメートルである空間パスを含み得る。本方法は、約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。本方法は、約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。
【０００９】
一態様において、フローサイトメータ用のデータ処理設定を決定するためのシステムが開示される。本システムは、校正用粒子を流すように構成されるフローセルを含み得る。本システムは、それぞれがチャネルと関連付けられ、フローセルを通る、光ビームを放射するようにそれぞれ構成される、少なくとも２つの光源を含み得る。本システムは、それぞれが校正ビーズのセットのそれぞれから放射される光を収集するように構成され得る、それぞれのチャネルと関連付けられる検出器を含み得る。本システムは、検出器のそれぞれからのデータを記録するように構成されるメモリバッファを含み得る。本システムは、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するように構成される、トリガーチャネルを含み得る。本システムは、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように構成され、第２のデータ収集時間窓の始動が、トリガーチャネルと第２のチャネルとの間の空間パスに基づく、第２のチャネルを含み得る。本システムは、データ信号強度閾値を上回る度に、第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストレイジに転送し、かつデータ信号強度閾値を上回る度に、第２のデータ収集時間窓からのデータをデータストレイジに転送するように構成される、トリガープロセッサを含み得る。本システムは、第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布を解析し、第２のデータ収集時間窓中のデータ強度ピーク時間の分布に基づいて時間遅延を計算して、第２のデータ収集時間窓中において、第２のチャネルのデータ信号を位置づけるように構成される、コンピュータプロセッサを含み得る。本システムは、メモリバッファ及びトリガープロセッサが、フィールドプログラマブルゲートアレイのサブコンポーネントである、フィールドプログラマブルゲートアレイを更に含み得る。
本システムは、蛍光性である放射光を含み得る。本システムは、散乱性である放射光を含み得る。本システムは、流量に基づく第２のデータ収集時間窓の始動を含み得る。本システムは、シース流体流量に基づく第２のデータ収集時間窓の始動を含み得る。本システムは、約８０〜２５０マイクロメートルである空間パスを含み得る。本システムは、約１５０マイクロメートルである空間パスを含み得る。本システムは、約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。本システムは、約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。一態様において、フローサイトメータ用の流体診断方法が開示される。本方法は、校正用粒子のセットをフローセルに通すことを含み得る。本方法は、フローセルを通る校正用粒子のセットのそれぞれを、それぞれがチャネルと関連付けられる少なくとも２本の光ビームで照射することを含み得る。本方法は、各チャネルと関連付けられる検出器を用いて、校正用粒子のセットのそれぞれから放射される光を収集することを含み得る。本方法は、検出器のそれぞれからのデータを記録することを含み得る。本方法は、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するようにトリガーチャネルを設定することを含み得る。本方法は、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように第２のチャネルを設定することを含み得る。本方法は、データ信号閾値を上回る度に、第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することを含み得る。本方法は、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回る度に、第２のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することを含み得る。本方法は、第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布を解析し、この分布をシステム規格と比較して流体装置システムの健全性を決定することを含み得る。本方法は、１標準偏差であるシステム規格を含み得る。本方法は、２標準偏差であるシステム規格を含み得る。本方法は、３標準偏差であるシステム規格を含み得る。本方法は、４標準偏差であるシステム規格を含み得る。本方法は、ガウス分布であるシステム規格を含み得る。本方法は、ポアソン分布であるシステム規格を含み得る。本方法は、任意の統計分布であるシステム規格を含み得る。本方法は、蛍光性である放射光を含み得る。本方法は、散乱性である放射光を含み得る。本方法は、約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。本方法は、約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。
【００１０】
一態様において、フローサイトメータ用の流体診断システムが開示される。本システムは、校正用粒子を流すように構成されるフローセルを含み得る。本システムは、それぞれがチャネルと関連付けられ、フローセルを通る、光ビームを放射するようにそれぞれ構成される、少なくとも２つの光源を含み得る。本システムは、それぞれが校正ビーズのセットのそれぞれから放射される光を収集するように構成される、それぞれのチャネルと関連付けられる検出器を含み得る。本システムは、検出器のそれぞれからのデータを記録するように構成されるメモリバッファを含み得る。本システムは、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するように構成される、トリガーチャネルを含み得る。本システムは、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように構成される、第２のチャネルを含み得る。本システムは、データ信号強度閾値を上回る度に、第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストレイジに転送し、かつデータ信号強度閾値を上回る度に、第２のデータ収集時間窓からのデータをデータストレイジに転送するように構成される、トリガープロセッサを含み得る。本システムは、第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布をシステム規格と比較して流体装置システムの健全性を決定するように構成される、コンピュータプロセッサを含み得る。本システムは、メモリバッファ及びトリガープロセッサが、フィールドプログラマブルゲートアレイのサブコンポーネントであり得る、フィールドプログラマブルゲートアレイを更に含み得る。本システムは、１標準偏差であるシステム規格を含み得る。本システムは、２標準偏差であるシステム規格を含み得る。本システムは、３標準偏差であるシステム規格を含み得る。本システムは、４標準偏差であるシステム規格を含み得る。本システムは、ガウス分布であるシステム規格を含み得る。本システムは、ポアソン分布であるシステム規格を含み得る。本システムは、任意の統計分布であるシステム規格を含み得る。本システムは、蛍光性である放射光を含み得る。本システムは、散乱性である放射光を含み得る。本システムは、約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。本システムは、約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基本的なフローサイトメータの様々な実施形態のうちの１つの図である。
【図２】フローサイトメータで収集できる、いくつかの種類のデータの一例の図である。
【図３】フローサイトメータで収集できる、いくつかの種類のデータの一例の図である。
【図４】図４Ａ及び４Ｂは、広いデータ時間収集窓及び狭いデータ時間収集窓の図である。
【図５】フローサイトメータ内の４つのチャネルからのデータの一例の図である。
【図６】フローサイトメータ用のデータ処理設定を決定する方法の例示的実施形態である。
【図７】フローサイトメータからのデータの一例の図であり、ここで、ピーク時間の拡散は、トリガーチャネルからの距離の関数として増加している。
【図８】図８Ａは、システム規格の外側のピーク時間の図である。図８Ｂは、システム規格内のピーク時間の図である。
【図９Ａ】流体装置の欠陥が存在する場合、フローサイトメトリデータがどのように見えるかについての図である。
【図９Ｂ】流体装置の欠陥が存在する場合、フローサイトメトリデータがどのように見えるかについての図である。
【図９Ｃ】流体装置の欠陥が存在する場合、フローサイトメトリデータがどのように見えるかについての図である。
【図９Ｄ】流体装置の欠陥が存在する場合、フローサイトメトリデータがどのように見えるかについての図である。
【図９Ｅ】流体装置の欠陥が存在する場合、フローサイトメトリデータがどのように見えるかについての図である。
【図１０】フローサイトメータ用の流体装置システムを診断する方法の例示的実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
詳細な説明
フローサイトメータ用の流体診断ならびにデータ収集及び解析設定のためのシステム及び方法の実施形態が、添付の説明及び図面において記載される。図面において、ある特定の実施形態の十分な理解を提供するために、多くの特定の詳細が示される。当業者であれば、本明細書に記載されるシステム及び方法が、限定されるものではないがフローサイトメータを含む流体システムを用いて、様々な計器において使用できることを理解できるであろう。加えて、当業者であれば、ある特定の実施形態がこれらの特定の詳細を伴わずに実行され得ることを理解するであろう。更に、当業者であれば、方法が提示及び実施される特定の配列が例示的であり、これらの配列は変更されてもよく、それでもなおある特定の実施形態の趣旨及び範囲内に留まり得ることが企図されることを容易に理解することができる。
【００１３】
本教示は、様々な実施形態と併せて記載されるが、本教示がそのような実施形態に限定されることは意図されない。逆に、本教示は、当業者に理解されるように、様々な代替物、修正物、及び同等物を包含する。
【００１４】
更に、様々な実施形態を記載する際、本明細書は、方法及び／またはプロセスを特定のステップの配列として示した場合がある。しかしながら、本方法またはプロセスが本明細書に示される特定のステップの順序に依存しない程度に、本方法またはプロセスは、記載される特定のステップの配列に限定されるべきではない。当業者が理解するように、他のステップの配列も可能であり得る。それ故に、本明細書に示される特定のステップの順序は、特許請求の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。加えて、本方法及び／またはプロセスを対象とする特許請求の範囲は、記された順序でのそれらのステップの性能に限定されるべきではなく、当業者は、配列が変更されてもよく、それでもなお様々な実施形態の趣旨及び範囲内に留まり得ることを容易に理解することができる。
【００１５】
本開示がより容易に理解され得るように、ある特定の用語を最初に定義する。追加的な定義が、発明を実施するための形態の全体を通して示される。
【００１６】
本明細書で使用する場合、「ＡＤＣポイント」は、アナログデジタル変換器のサンプリングポイント間の時間間隔である。本明細書の目的について、１ＡＤＣポイントは、５００ナノ秒または１マイクロ秒のいずれかであり得る。
【００１７】
本明細書で使用する場合、「被解析物」は、解析される物質または材料を意味する。
【００１８】
本明細書で使用する場合、「チャネル」は、データ収集が起こる、フローセルを通る通路を意味する。
【００１９】
本明細書で使用する場合、用語「診断パラメータ」は、層流安定性、ポンプもしくは歯車ポンプで発生する機械的摂動、粒子の到着間の時間（粒子の到着時間）、流体圧力、高い流体圧力、低い流体圧力、流体圧力の変動、漏れに関連する特質または測定値、及び／または流体システム特質に関連する当分野で既知の任意のものを意味する。
【００２０】
本明細書で使用する場合、「フローセル」は、長方形、正方形、楕円形、扁円形、円形、八角形、七角形、六角形、五角形、三角形から選択される内部形状を有する、フローチャネル、チャンバ、または毛細管を意味する。
【００２１】
本明細書で使用する場合、「ラベル」は、生体システム等のシステム中に導入され、フローセルまたはチャネルの過程を通して追跡でき、フローセルまたはチャネル中の粒子または標的の情報を提供する、色素または放射性同位元素等の識別可能な物質を意味する。
【００２２】
本明細書で使用する場合、「ミクロスフェア」または「ビーズ」は、球体のように対称性であるか、あるいはダンベル形または対称性を有さない高分子のように非対称であり得る粒子を意味する。ミクロスフェアまたはビーズの例としては、限定されるものではないが、シリカ、ガラス及び中空ガラス、ラテックス、シリコーンゴム、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチレンメラミン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルアクリロニトリル、ポリ（塩化ビニリデン−ｃｏ−アクリロニトリル）、ならびにポリ乳酸等のポリマーが挙げられる。
【００２３】
本明細書で使用される場合、「粒子」は、物質の小単位を意味し、限定されるものではないが、真核細胞及び原核細胞、古細菌、細菌、かび、植物細胞、酵母菌、原虫、アメーバ、原生生物、動物細胞等の生体細胞；細胞小器官；有機／無機成分または分子；ミクロスフェア；ならびに水中油等の非混和性流体の液滴が挙げられる。
【００２４】
本明細書で使用する場合、「ピーク」は、信号振幅における最高点に関している。一部の事例においては、信号は蛍光光度に由来する。
【００２５】
本明細書で使用する場合、「ピーク時間」は、データ収集時間窓の始まりから窓内の最高ピークまでに経過した時間の測定値である。
【００２６】
本明細書で使用する場合、「プローブ」は、ラベル付けされるか、あるいは別様に印付けられ、流体または試料中の別の物質を検出または識別するために使用される物質を意味する。
【００２７】
本明細書で使用する場合、「試薬」は、特定の方法で反応することが知られている物質である。
【００２８】
本明細書で使用する場合、「シグナリング分子」は、生体システム等のシステム中に導入され、粒子についての信号として使用できる、色素または放射性同位元素等の識別可能な物質を意味する。
【００２９】
本明細書で使用する場合、「空間分離」または「チャネル間の空間分離」は、１つの光ビームの中心から隣接する光ビームの中心までの距離を意味する。
【００３０】
本明細書で使用する場合、「規格」は、個々の実験の必要性を満たすための、データ特質要件を満たすフローサイトメータ性能を意味する。
【００３１】
本明細書で使用する場合、「標的」は、プローブの結合部分を意味する。
【００３２】
本明細書で使用する場合、「過渡状態」は、最終的には安定化する、一時的なシステムの不安定性である。例えば、流体装置システム中の膨張及び収縮する気泡は、過渡状態を引き起こし得る。
【００３３】
本明細書で使用する場合、「トリガー閾値」は、信号からの強度の値が、検出された事象を処理するために処理電子装置を作動させるのに十分に高い点を意味する。
【００３４】
本明細書で使用する場合、「トリガー」または「トリガーする」は、信号からの強度の値がトリガー閾値よりも上に行く場合の、処理電子装置の作動である。
【００３５】
本明細書で使用する場合、「トリガーレーザ」または「トリガーチャネル」は、ハードウェアのセットであって、このハードウェアのセットは、トリガー閾値を感知すること、ならびにシステム内の全てのレーザまたはチャネルから得られた全てのデータを記憶及び解析する必要があるのを示すことを担う。
【００３６】
本明細書で使用する場合、「窓」、「収集窓」、「データ収集窓」、「データ収集時間窓」、「データ解析窓」は、まずは高さ、幅、及び面積についてデジタルサンプリング電子装置によって解析され、後にデジタルサンプリング電子装置から永久記憶ロケーションへと更なる解析のために転送されるデータである。
【００３７】
様々な実施形態において、本出願に開示されるシステム、方法、及び装置は、フローサイトメトリに関する様々な装置、システム、及び方法と併せて使用することができる。米国特許出願第１２／２３９，３９０号及び同第１２／２０９，０８４号を参照されたい。これら両方の特許出願は、それらの全体が参照により組み込まれる。また、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｆｌｏｗ  Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ，４ｔｈ  Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｈｏｗａｒｄ  Ｍ．Ｓｈａｐｉｒｏも参照されたい。これは、その全体が参照により組み込まれる。
【００３８】
図１は、フローサイトメータ及びデータが収集され得る方法の基本的な図である。様々な実施形態が、少なくとも１つの光源１０２を含み得る。光源１０２のそれぞれが、光ビーム１０４を生成し得、この光ビームは次いで、粒子１０６がフローセル１１６を通る際に、その粒子を照射し得る。この照射は、粒子から発する光１０８をもたらし得る。光１０８の形態としては、蛍光性または散乱光が挙げられ得る。光１０８は次いで、検出器１１０によって検出され得、データ１１４が、デジタルサンプリング電子装置１１２へと転送され得る。様々な実施形態において、デジタルサンプリング電子装置１１２はある種のメモリを含み得、このメモリはアナログ形態またはデジタル形態であり得る。メモリは、ランダムアクセスメモリであるか、あるいはランダムアクセスメモリを利用する循環バッファであり得る。デジタルサンプリング電子装置１１２において、データ１１４は、高さ、幅、及びピーク時間の情報を含み得る信号から生成され得る。このデータ１１４は電圧の形態であってもよく、流体診断及び校正時間遅延設定において使用できる。様々な実施形態において、アナログデジタル変換器が、電圧をデジタルデータに変換するために使用され得る。様々な実施形態において、電圧の代わりに画像を使用してもよく、強度が外挿され得る。加えて、空間分離１１８（または空間パス）は、隣接する光ビーム１０４間の距離で測定され得る。チャネル１２０間には空間分離１１８が存在し得、様々な実施形態において、この空間分離は約１５０マイクロメートルであり得、あるいは他の様々な実施形態においては、約８０〜約２５０マイクロメートルであり得る。本明細書で使用する場合、チャネル１２０はデータ収集パスであり得る。図１において、そのようなデータ収集パスまたはチャネル１２０が４つ示されているが、様々な実施形態で、任意の数のチャネル１２０を使用することができる。
【００３９】
様々な実施形態において、デジタルサンプリング電子装置１１２は、アナログサンプリング電子装置または単純サンプリング電子装置であり得る。様々な実施形態において、デジタルサンプリング電子装置１１２は、フィールドプログラマブルゲートアレイを含み得、ここで、このフィールドプログラマブルゲートアレイは、メモリバッファ、トリガープロセッサ、及び計算ブロックを含み得る。メモリバッファは全てのデータ１１４を記憶することができ、データ信号強度閾値（トリガー閾値）を上回る場合、データ１１４は、計算ブロックによって処理され、コンピュータに送られ得る。コンピュータは、メモリ、プロセッサ、及び当分野において既知の、任意の他の構成要素を含み得る。
【００４０】
図２は、ｘ及びｙ座標系にプロットされており、信号プロット２０６として表される場合の結果として得られたデータ１１４の例示的な図を表す。ｘ軸は時間を表し得、ｙ軸は信号強度を表し得る。様々な実施形態において、信号強度は、蛍光強度に由来し得る。様々な実施形態において、この強度は光電子倍増管または類似のデバイスで増幅することができ、その後電圧として測定され得る。様々な実施形態において、信号強度がトリガー閾値２０８に達するときに、デジタルサンプリング電子装置１１２は、粒子（または事象）が検出されたことを示し得、何らかのデジタル処理を行うか、または永久データストレイジにデータを転送するか、あるいはその両方を行い得る。永久データストレイジは、コンピュータ上に配置されてもよい。図２において、パルス幅は、トリガー閾値２０８における信号プロット２０６の幅を含むように見られ得る。最高ピーク２０４（データ強度ピークまたはパルス高さとも呼ばれる）は、信号プロットが、ｙ軸に対してその最高の位置にある場所であり得る。概して、データ収集時間窓２１４を設定するとき、可能な限り関連するデータの１１４の多くを収集することが奨励される。それ故に、データ収集時間窓２１４は、パルス幅２０２、ならびに前方延長部２１０及び後方延長部２１２を含み得る。データ収集時間窓２１４は、実験前に、かつ信号プロット２０６の場所がある程度の分散を有する可能性が高いことを考慮して、設定され得る。
【００４１】
データ収集時間窓２１４は、動的であってもよく、実験中に粒子毎に設定することもできる。最終的なデータ時間収集窓２１４のサイズを決定するとき、いくつかの考慮事項が関連するようになる。データ時間収集窓２１４は大き過ぎてはならず、さもなくば同時発生のリスクが存在し、またデータ時間収集窓２１４は小さ過ぎてはならず、さもなくば粒子１０６からのデータがデータ時間収集窓２１４の境界の外側に入ってしまう。
【００４２】
図３を参照すると、単一のプロットへとコンパイルされたいくつかの信号プロット２０６を含む、ヒストグラムが観察され得る。各信号プロット２０６は、単一の事象としてみなされるか、あるいはフローセル１１６を通り、チャネル１２０のうちの１つから信号を生成する、粒子１０６を表し得る。ｙ軸は事象の総数または数を表し、ｘ軸はピーク時間２１６またはデータ強度ピーク時間を表す。ピークの頂点は、最も多くの事象が起こる時間点である。図３において、事象は正規分布に従う。図３において、合算されたピーク時間２１６は、コンパイルされたピーク時間３０２と呼ばれ得る。フローサイトメトリにおいて、粒子到着時間にはある程度の分散またはジッタが存在し、これが、異なるピーク時間２１６を伴って起こる事象をもたらす。前述の規格において、正確なピーク時間２１６を検出する能力が非常に重要である。統計的有意性に達するためには、５００以上の事象を平均しなければならない場合がある。いくつかの状況においては、統計的有意性に達するため、ならびにコンパイルされたピーク時間３０２を適正に評価するために、１０００以上の事象が所望される。平均、中央値、積分、または傾斜の導関数に関する、任意の統計的手段が使用できる。当業者ならば、分散を解析するための多くの他の方法を理解するであろう。
【００４３】
図４Ａ及び４Ｂを参照すると、２つの信号プロット２０６が表されている。図４Ａは、幅の広いデータ収集時間窓プロット２０６を表し、図４Ｂは、幅の狭いデータ収集時間窓プロット２０６を表す。これらの図面は、フローサイトメータ用のデータ処理設定を決定するためのシステムまたは方法における重要なステップを表す。データ収集時間窓２１４内でピーク時間２１６の最初の測定を行うときには、どこで最高ピーク２０４が発生することになるか、不確定である。チャネル１２０のそれぞれについてのデータ収集時間窓２１４を広くすることは、ピーク２０４の発見の可能性を著しく向上させる。先述のように、コンパイルされたピーク時間３０２の正確な表現を確保するために、いくつかのデータ点を収集する必要がある。いったんコンパイルされたピーク時間３０２が正確に測定されれば、同時発生の可能性を減少させ、信号のノイズに対する比を増加させるために、データ収集時間窓２１４は図４Ｂに見られるように狭くすることができる。そのようなデータ収集時間窓２１４のサイズ低減は、各チャネル１２０において起こり得る。データ時間収集時間窓２１４はまた、時間的にずらすことができる。
【００４４】
図５を参照すると、４つの信号プロット２０６が例証されている。図５の各信号プロット２０６は、システムに関して典型的なピーク時間２１６を伴う、典型的な信号プロット２０６を表す。ここでは、ｙ軸は強度（電圧、蛍光、輝度等）であり得、ｘ軸は時間（これは当分野において、アナログデジタル変換器と関連する、ＡＤＣポイントと呼ばれる場合がある。）であり得る。信号プロット２１６は、４つの空間的に分離されたチャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４を通る同一の粒子を表す。この実施例においては、第１のチャネル５１８がトリガーチャネル５１８を表す。トリガーチャネル５１８においてトリガー閾値２０８が満たされる場合、デジタルサンプリング電子装置１１２がチャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４の全てについて信号処理を始める。
【００４５】
ピーク時間２１６またはコンパイルされたピーク時間３０２を用いて時間遅延判定を行う前に、システム設定に基づいて、近似値を使用することができる。これらの設定は、フローセルを通る流量またはシース流体流量を含み得る。加えて、隣接する光ビーム１０４間の距離等のハードウェアパラメータが、フローセル１１６を通る。
【００４６】
データ収集設定を決定する場合は、データ収集時間窓２１４は、４つの空間的に分離されたチャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４のそれぞれについて、図４Ａにおいて見られるように幅広なままである。ピーク時間２１６から誘導した時間遅延は、４つの空間的に分離されたチャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４のそれぞれについて設定することができ、ここで、この時間遅延は、データ収集時間窓位置Ｔｉとピーク時間２１６との間の以下の関係性によって与えられる。
2017511884.tif 000003
式中、ｉはｉ番目のレーザ位置に対応し、ｉ＝１はトリガーチャネル２１６である。Ｔ１＝０と設定するのが一般的である。トリガーチャネルは任意のチャネルであり得、時間遅延は正であっても負であってもよいことに留意されたい。
【００４７】
空間的にトリガーチャネル５１８から遥かに離れたチャネルが、最も長い時間遅延を有することになる。全てのチャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４についてのピーク時間２１６の正確な測定値がデジタルサンプリング電子装置１１２によって測定されたら、チャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４のそれぞれについて時間遅延は調整され得、時間収集データ窓２１４は、信号のノイズに対する比を最適化するため、ならびに同時発生を低減するために狭くすることができる。概して、最高ピーク２０４平均が、各チャネル５１８、５２０、５２２、及び５２４についての時間収集データ窓２１４内で中心に置かれる。しかしながら、中心に置くことは必須ではなく、一部の状況においては最適ではない場合もある。そのような手順を２つ以上のチャネルについて使用することができ、図５は単にいくつかの実施形態の一例でしかないことに留意されたい。
【００４８】
様々な実施形態において、初期の広い時間収集データ窓２１４は、約３２０〜３６０ＡＤＣポイントの範囲であり得、狭められた時間収集データ窓２１４は、約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの範囲であり得る。様々な実施形態において、延長部は、狭められた窓に関して約２７ＡＤＣポイントであり得る。様々な実施形態において、延長部は、約１７〜約３７ＡＤＣポイントの範囲であり得る。
【００４９】
図６はフローサイトメータ用のデータ処理設定を決定するための方法の様々な実施形態のうちの一例を示し、この方法は、校正用粒子のセットをフローセルに通すこと６０２を含む。様々な実施形態が、フローセルを通る校正用粒子のセットのそれぞれを、それぞれがチャネルと関連付けられる少なくとも２本の光ビームで照射すること６０４を含み得る。様々な実施形態が、各チャネルと関連付けられる検出器を用いて、校正用粒子のセットのそれぞれから放射される光を収集すること６０６を含み得る。様々な実施形態が、各検出器からのデータを記録すること６０８を含み得る。様々な実施形態が、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するようにトリガーチャネルを設定すること６１０を含み得る。様々な実施形態が、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように第２のチャネルを設定することであって、第２のデータ収集時間窓の始動が、トリガーチャネルと第２のチャネルとの間の空間パスに基づく、設定すること６１２を含み得る。様々な実施形態が、データ信号閾値を上回る度に、第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録すること６１４を含み得る。様々な実施形態が、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回る度に、第２のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録すること６１６を含み得る。様々な実施形態が、第２のデータ収集時間窓内の、データ強度ピーク時間の分布を解析すること６１８を含み得る。様々な実施形態が、第２のデータ収集時間窓中のデータ強度ピーク時間の分布に基づいて時間遅延を計算して、第２のデータ収集時間窓中において、第２のチャネルのデータ信号を位置づけること６２０を含み得る。
【００５０】
図７を参照すると、３つのデータ収集プロット７０２、７０４、及び７０６が、それぞれに付随するコンパイルされたデータプロット（またはヒストグラム）７０８、７１０、及び７１２を伴って例証されている。データ収集プロット７０２、７０４、及び７０６に関して、ｘ軸は時間を表し得、ｙ軸は信号強度を表す。第１のデータ収集プロット７０２はトリガーチャネル７０２を表し、ここで、ピーク時間２１６の変動はほとんどないか、全く存在しない。隣接するデータ収集プロット７０４は、３つの曲線を表している。点線の曲線は、粒子到着時間の変動を表す。トリガーチャネル７０２から最も遠いチャネル１２０またはデータ収集プロット７０６は、より長い距離にわたって変動が倍加し得るため、最も変動の大きいピーク時間２１６を有する。流体欠陥が存在するかどうかを診断する際、ピーク時間２１６の到着が重要な証拠を提供し得る。例えば、トリガーチャネルから最も遠いチャネルのデータ収集プロット７０６は、最適化データ収集時間窓２１４の外側に入る曲線を有する。そのようなデータ１１４は最適以下の方式で処理されるか、あるいは単に処理されない可能性があり、欠損データ及び不良な結果につながり得る。ある特定の状況においては、データ収集時間窓２１４は、より多くのデータ１１４を収集するように広げられ得るが、同時発生がノイズと共に増加することになる。
【００５１】
コンパイルされたデータプロット７０８、７１０、及び７１２は、システムのピーク時間２１６の多くの粒子測定から導かれた、ｙ軸上に事象または総数、ならびにｘ軸上にピーク時間２１６を有する、ヒストグラムを示す。トリガーチャネルに関するコンパイルされたデータ７０８は、密なデータ分布を例証しており、ここでは、事象またはチャネルを通る粒子の大部分が、小さな時間範囲内で起こっている。拡散は、粒子がより長い距離を移動するにつれてより広くなることが予期され、これは、他のコンパイルされたデータプロット７１０及び７１２において見ることができる。
【００５２】
８Ａを参照すると、ピーク時間値２１６のヒストグラムの例は、低質のコンパイルされたデータを示し、ここでは、データ１１４の大部分は、システムにおける流体変動の結果として、データ収集時間窓２１４内に入らない。データは、破線で示される所定のシステム規格の外側に入る。図８Ｂは、高質のコンパイルされたデータプロットを示す、ピーク時間値２１６のヒストグラムの例であり、ここでは、データ１１４の全てが、操作規格内の流体システムの結果として、データ収集時間窓２１４内に入る。図８Ａにおいて見られるデータ等のデータ１１４は、流体装置の不安定性の問題を示し得る。これらの図面は一定の縮尺ではないということに留意されたい。この例の意図は、データ収集時間窓２１４が同じ幅であるということであり、これは、図８Ａにおける事象が、図８Ｂにおける事象よりも遥かに離れて拡散していることを意味する。
【００５３】
図９Ａ〜Ｅは、本明細書に開示される実施形態から生成されたデータ１１４ｂの種類の全ての例であり、これは流体装置システムにおける欠陥を示す。
【００５４】
図９Ａを参照すると、ｙ軸は事象の数を表し、ｘ軸はピーク時間２１６のヒストグラムを表す（ここでは、最高ピーク２０４は、データ収集時間窓２１４に関して起こっている）。図９Ａにおいて、破線間の領域が、所与の実験についてのシステム規格にとって許容可能なものを表す。この例において、ピーク時間２１６の分布は、最高点と、右への裾（ｔａｉｌ）とを有する。この裾は、このラン中に多くの流体変動及び／または脈動が起こったことを示す。図９Ｂは図９Ａと同じランであり、ｙ軸に蛍光光度を、ｘ軸に時間を示している。時間が進むにつれ、蛍光光度または信号強度が増加している。９Ａ及び９Ｂの両方をまとめると、流体装置システムにおける問題が実験またはランの初期に発生し、自己補正されたことが示される。システム内に閉じ込められた気泡が、このような結果を引き起こす可能性がある。概して、任意の正常ではない分布が、ある種の流体装置の問題または欠陥を示す。
【００５５】
図９Ｃは、ｙ軸上に事象総数を、またｘ軸上に蛍光強度を表し、規格を満たすには広すぎる分布を伴う。そのようなデータ１１４は、光源１０２の誤整列、収集光学装置の問題、収集電子装置における過剰なノイズ、または様々な複合した問題の結果であり得る。より詳細な考察については、上記の参考文献を参照されたい。しかしながら、図９Ｄ（ｙ軸に事象総数、ｘ軸にピーク時間）のもの等、ピーク時間２１６の情報が集められ、図９Ｃと併せて解析される場合、流体装置の欠陥が存在する可能性が高いという判定がなされ得る。ピーク時間２１６の拡散が許容可能な限界を超えているかどうかを判定する際、データ収集時間窓２１４の外側に入るデータ１１４の量をモニタリングすることが重要であり得る。様々な実施形態において、この量は１０パーセント以上であり得る。図９Ｃ及び９Ｄにおいて、破線間の領域が、所与の実験についてのシステム規格にとって許容可能なものを表す。
【００５６】
図９Ｅは、ｙ軸上にラン中の後続の粒子のピーク時間２１６を表し、ｘ軸上に時間を表す。この例からは、粒子１０６の到着は経時的には一定でないことが推測され得、ピーク時間２１６のばらつきが大き過ぎ、システム規格を伴わない場合は、深刻な流体欠陥を示し得る。そのような欠陥の原因は多くの場合、シース送達システムからの脈動に由来する。現行の実施形態のセット以前には、そのような問題の診断は、多くの時間を無駄にする、迂遠な工程を伴った。最高ピーク２０４の場所がデータ収集時間窓２１４内において既知となるピーク時間２１６データを用いることで、そのような診断は遥かに単純になる。
【００５７】
図６はフローサイトメータ用の流体診断方法の様々な実施形態のうちの一例を示し、この方法は、校正用粒子のセットをフローセルに通すこと１００２を含む。様々な実施形態が、フローセルを通る校正用粒子のセットのそれぞれを、それぞれがチャネルと関連付けられる少なくとも２本の光ビームで照射すること１００４を含み得る。様々な実施形態が、各チャネルと関連付けられる検出器を用いて、校正用粒子のセットのそれぞれから放射される光を収集すること１００６を含み得る。様々な実施形態が、検出器のそれぞれからのデータを記録すること１００８を含み得る。様々な実施形態が、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、トリガーチャネルと関連付けられる第１のデータ収集時間窓からのデータの転送を開始するようにトリガーチャネルを設定すること１０１０を含み得る。様々な実施形態が、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回るとき、第２のチャネルと関連付けられる第２のデータ収集時間窓からのデータを転送するように第２のチャネルを設定すること１０１２を含み得る。様々な実施形態が、データ信号閾値を上回る度に、第１のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録すること１０１４を含み得る。様々な実施形態が、トリガーチャネルのデータ信号閾値を上回る度に、第２のデータ収集時間窓からのデータをデータストアに記録することを含み得る。様々な実施形態が、第２のデータ収集時間窓内のデータ強度ピーク時間の分布を解析し、この分布をシステム規格と比較して流体装置システムの健全性を決定すること１０１６を含み得る。様々な実施形態が、１標準偏差であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、２標準偏差であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、３標準偏差であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、４標準偏差であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、ガウス分布であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、ポアソン分布であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、任意の統計分布であるシステム規格を含み得る。様々な実施形態が、蛍光性である放射光を含み得る。様々な実施形態が、散乱性である放射光を含み得る。様々な実施形態が、約８０〜約１２０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。様々な実施形態が、約３２０〜約３６０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓を含み得る。
【００５８】
様々な実施形態において、本方法は、光ビーム１０４で粒子１０６に影響を及ぼして、空間的に分離されたチャネル１２０のそれぞれからのデータを生成するステップを含み得る。
【００５９】
様々な実施形態において、本方法は、検出器１１０を用いて粒子１０６からの信号を検出するステップを含み得る。
【００６０】
様々な実施形態において、データ１１４は、ピーク時間２１６を含み得る。様々な実施形態において、データ１１４は、高さ、幅、及び面積データを含み得る。
【００６１】
様々な実施形態において、ピーク時間２１６は、データを評価するステップにおいて使用され得る。
【００６２】
様々な実施形態において、データ１１４の評価は、ピーク時間２１６データの１０パーセント超がデータ収集時間窓２１４の外側に入るかどうかを判定することを含み得る。
【００６３】
様々な実施形態において、データ１１４の評価は、デジタルサンプリング電子装置１１２を用いて起こり得る。
【００６４】
様々な実施形態において、データ収集時間窓２１４は、約３．５マイクロ秒であり得る。
【００６５】
流体診断方法及びフローサイトメータ用のデータ処理を判定するための方法の、様々な実施形態において、光ビーム１０４は、粒子１０６のそれぞれよりも大きい直径を有し得る。そのような構成によって、信号強度が、積分を必要とせずに計算することが可能になる。換言すれば、本文献の他の場所に記載されている高さ及び面積が、比例し得る。しかしながら、代替的に、積分を使用することもでき、これは粒子１０６の直径が光ビーム１０４の直径を上回る場合に特に有用となる。
【実施例】
【００６６】
実施例１
高品質の蛍光光度及びピーク時間データ
2017511884.tif 000004
【００６７】
蛍光光度及びピーク時間２１６のデータ１１４を、フローサイトメータ内の４つのチャネル１２０について集めた。左から右に移るカラムは、赤色、青色、青紫色、及び黄色光源１０２を表す。上の２行は、ｙ軸上に総数または事象を、ｘ軸上に蛍光強度を示す。チャネル名に「Ａ」を伴って描写されるプロットは、信号面積測定値のヒストグラムであり、測定に「Ｈ」を伴って描写されるプロットは、信号の高さの測定値のヒストグラムである。この実施例においては、２つの異なる蛍光強度をもつビーズを使用したため、２つのピークが存在する。最後の行は、ｙ軸上に総数または事象を、ｘ軸上にピーク時間（ＡＤＣポイントで測定）を表す。
【００６８】
最初の２つの行においては、２つの明快なピークが各プロットにおいて確認でき、強い信号強度を示している。
【００６９】
最後の行においては、ピーク時間２１６のヒストグラムが、上の２つの行のデータを生成した粒子データから示されている。最も左のプロットは、トリガーチャネルであるため、最も密なピークを示している。右に移動するに従い、各チャネル１２０はトリガーチャネルからより離れていき、これによってプロットが広がっている。しかしながら、拡散は依然として規格内であり、１２０ＡＤＣポイントの幅であるデータ収集時間窓２１４内に収まる。
【００７０】
全体的には、この実施例は健全な流体装置システムを実証している。
【００７１】
実施例２
低品質の蛍光光度及びピーク時間データ
2017511884.tif 000005
【００７２】
蛍光光度及びピーク時間２１６のデータ１１４を、フローサイトメータ内の４つのチャネルについて集めた。左から右に移るカラムは、赤色、青色、青紫色、及び黄色光源１０２を表す。上の２行は、ｙ軸上に総数または事象を、ｘ軸上に蛍光強度を示す。この実施例においては、２つのフルオロフォアを使用したため、２つのピークが存在する。最後の行は、ｙ軸上に総数または事象を、ｘ軸上にピーク時間（ＡＤＣポイントで測定）を表す。
【００７３】
最初の２つの行においては、プロットのほとんどで２つのピークを確認できるが、ｘ軸に沿って沢山の目に見えるノイズが存在する。そのような結果は、フローサイトメータがどこかしら故障していることを示しているものの、故障の種類については明白ではない場合がある。
【００７４】
最後の行においては、最も左のプロットは密なピークを示すが、その他のプロットは急速に劣化し、最も右のプロットに至っては、データ収集時間窓２１４が３５０ＡＤＣポイントまで広げられているにもかかわらず、ｘ軸に沿って完全にノイズであるこのデータは、粒子が大体近い時間で到着するべきところを、最後のチャネルにほぼ無作為に到着している（平らな分布）ため、システム内の流体装置の極度の変動が存在することを示す。何らかの種類の流体装置の欠陥が存在し、可能性としてはシース流体ポンプの欠陥が存在する。
【００７５】
フローサイトメータ用の流体装置システムを診断するための現行のシステム及び方法は、１秒当たり最大３５，０００個の粒子という比率で流れる粒子１０６を収容することができ、従来の診断手段よりも１０倍速くあり得る。この比率は、より速いＡＤＣ、より速いデジタルプロセッサ、及びより速い流体速度によって、より高くなり得る。
【００７６】
本教示は、様々な実施形態と併せて記載されるが、本教示がそのような実施形態に限定されることは意図されない。逆に、本教示は、当業者に理解されるように、様々な代替物、修正物、及び同等物を包含する。本明細書に記載される検出様式は、フローサイトメトリを、前述の粒子検出プラットフォームと呼ぶ。これはまた、光学的分解方法及び／またはフローサイトメトリの構成を超えて、流体及び／または空気ストリーム粒子検出に対して適用可能であり、任意の一般的な粒子ストリームについての粒子ストリーム変動測定方法として使用することができる。更に、様々な実施形態を記載する際、本明細書は、方法及び／またはプロセスを特定のステップの配列として示した場合がある。しかしながら、本方法またはプロセスが本明細書に示される特定のステップの順序に依存しない程度に、本方法またはプロセスは、記載される特定のステップの配列に限定されるべきではない。当業者が理解するように、他のステップの配列も可能であり得る。それ故に、本明細書に示される特定のステップの順序は、特許請求の範囲に対する限定として解釈されるべきではない。加えて、本方法及び／またはプロセスを対象とする特許請求の範囲は、記された順序でのそれらのステップの性能に限定されるべきではなく、当業者は、配列が変更されてもよく、それでもなお様々な実施形態の趣旨及び範囲内に留まり得ることを容易に理解することができる。
【図１】
2017511884.tif 000006
【図２】
2017511884.tif 000007
【図３】
2017511884.tif 000008
【図４】
2017511884.tif 000009
【図５】
2017511884.tif 000010
【図６】
2017511884.tif 000011
【図７】
2017511884.tif 000012
【図８】
2017511884.tif 000013
【図９Ａ】
2017511884.tif 000014
【図９Ｂ】
2017511884.tif 000015
【図９Ｃ】
2017511884.tif 000016
【図９Ｄ】
2017511884.tif 000017
【図９Ｅ】
2017511884.tif 000018
【図１０】
2017511884.tif 000019
【国際調査報告】
2017511884.tif 000020
2017511884.tif 000021
2017511884.tif 000022