(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内に静置される生体液体試料を試験する装置であって、
各試料域が既知または確認可能な領域を有する、１以上の試料域を選択的に照明する試料域照明装置（４０）；
チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置の一方の位置を、チャンバーまたは上記の試料域照明装置のもう一方に対して選択的に変化させるために操作可能であり、それによってチャンバー内の複数の上記試料域の選択的な照明を可能にする、ポジショナー（８６）；
各個の上記試料域の平面間の厚みを決定する手段；および
試料のそれぞれの上記の選択試料域の中を通過する、またはそこから放出される光の像を、試験目的にとって有用な電子データフォーマットに変換するための解像器（４２）
からなる上記装置。
【請求項２】
上記装置によって生体液体試料に１つまたはそれ以上の試験を実施する際にその情報が用いられる、容器（１８）に関する情報を検索する手段をさらに含む、請求項１記載の装置。
【請求項３】
情報を検索するための上記手段がチャンバー（２０）に関するラベル（２８）を読みとるためのラベルリーダー（３８）を含む、請求項２記載の装置。
【請求項４】
上記ラベルリーダー（３８）がラベル（２８）を光学的に読みとる、請求項３記載の装置。
【請求項５】
上記ラベルリーダー（３８）がラベル（２８）を磁気的に読みとる、請求項３記載の装置。
【請求項６】
中央処理装置を有するプログラム可能な分析装置をさらに含み、
上記ラベルリーダー（３８）が上記情報を上記プログラム可能な分析装置に伝達し、上記プログラム可能な分析装置が上記情報を解釈して、生体液体試料について実施する１つまたはそれ以上の試験を特定することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項７】
上記プログラム可能な分析装置（１６）が上記の１つまたはそれ以上の試験を実施するために複数の命令を含む、請求項６記載の装置。
【請求項８】
上記の複数の命令が上記プログラム可能な分析装置（１６）から離れて保存され、上記プログラム可能な分析装置を通じてアクセスされる、請求項７記載の装置。
【請求項９】
上記の複数の命令が上記の試料域照明装置（４０）および上記ポジショナー（８６）を制御する手段を含む、請求項７記載の装置。
【請求項１０】
上記ポジショナー（８６）が、上記の試料域照明装置（４０）に対して上記チャンバー（２０）を空間的に配置させる手段を含み、上記チャンバーを上記の試料域照明装置に対して空間的に配置させる手段が、上記の試料域照明装置を上記チャンバー内の特定の空間的位置に整列させる、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
座標アドレスが上記チャンバー（２０）内の特定の空間的位置を記述するために用いられる、請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
上記ラベルリーダー（３８）によって検索される上記情報が上記チャンバー（２０）内の特徴に関する、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
上記の試料域照明装置（４０）が
生体液体試料に複数の試験を行うために有用となるよう十分に広い波長内の光を生じる光源（４４）；および
上記光学装置が上記試料域から放出された、または上記試料域から透過された光を、上記解像器（４２）上の光の既知または確認可能な領域像に向ける、対物光学装置（４６）の集合体からなる請求項１記載の装置。
【請求項１４】
対物光学装置（４６）の上記集合体が
対物レンズ（５２）；
機構がチャンバー（２０）に対して上記対物レンズの位置を選択的に調節する、焦点を合わせる機構（５０）；および
上記の光の特定の波長を遮断する、または通過させる光フィルター（５８、６６）を含み、
上記光源から放出された上記光のその他の波長が、上記対物レンズ（５２）および上記光フィルター（５８、６６）の中を通過してそれぞれ、上記解像器（４２）に達する、または遮断されることを特徴とする請求項１３記載の装置。
【請求項１５】
上記の試料域照明装置（４０）がチャンバー（２０）内の上記試料に光を向けて、上記試料から蛍光を発した光を収集する、請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
上記光フィルターが
複数の光源励起フィルター（５８）；
複数の試料放出フィルター（６６）を含み、
上記光源励起フィルターが、上記光源（４４）から放出された上記光の選択された波長を遮断し、上記試料放出フィルターが上記試料から蛍光を発する上記光の選択された波長を遮断することを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
上記光源励起フィルター（５８）が第一のホイール（６８）に搭載され、上記試料放出フィルター（６６）が第二のホイール（７０）に搭載され、上記の双方のフィルターが上記光の光路の中および外で回転可能であり、および
上記の試料域照明装置（４０）が、上記光源励起フィルターと上記試料放出フィルターの全ての望ましい組合せを上記試験中に用いることができるように、上記第一のホイールと上記第二のホイールを同調させる手段をさらに含む、請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
上記の試料域照明装置（４０）が
光路変更プリズム（６０）；および
上記の定量されたエネルギーレベルが上記試料から蛍光を発する上記光を評価するために選択的に用いられる、上記光源（４４）から放出された上記の光のエネルギーレベルを定量する手段を有する基準検出器（６２）
をさらに含む、請求項１６記載の装置。
【請求項１９】
上記の試料域照明装置（４０）が上記試料を含む上記チャンバー（２０）に光を向けて、上記試料の中を通過する透過光によって生じた光を収集する、請求項１４記載の装置。
【請求項２０】
上記の光フィルターが
上記光源励起フィルターが上記光源（４４）から放出された上記の光の波長を遮断し、および上記の試料放出フィルターが上記試料から放出された上記の光の波長を遮断する、
複数の光源励起フィルター（５８）；
複数の試料放出フィルター（６６）
を含む、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】
上記光源励起フィルター（５８）が第一のホイール（６８）に搭載され、上記試料放出フィルター（６６）が第二のホイール（７０）に搭載され、上記の双方のホイールが上記光の光路の中および外で上記フィルターを回転することができ、および
上記の試料域照明装置（４０）が、上記光源励起フィルターと上記試料放出フィルターの全ての望ましい組合せを上記試験中に用いることができるように、上記第一のホイールと上記第二のホイールを同調させる手段をさらに含む、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
上記の試料域照明装置（４０）が
光路変更プリズム（６０）；および
上記の定量されたエネルギーレベルが上記試料から蛍光を発する上記光を選択的に評価するために用いられる、上記光源（４４）から放出された上記の光のエネルギーレベルを定量する手段を有する基準検出器（６２）
をさらに含む、請求項２１記載の装置。
【請求項２３】
上記の試料域の上記の平面間の厚みを決定する上記手段が、チャンバー（２０）に関するラベル（２８）からの情報を検索する上記情報検索手段を含み、その情報が上記試料域の上記平面間の厚みを含む、請求項２記載の装置。
【請求項２４】
容器が第一の壁（３０）および透明な第二の壁（３２）を有するチャンバー（２０）、および上記容器に取り付けたラベル（２８）を含み、上記ラベルが１つまたはそれ以上の試験の実施において用いられる情報を含む、試料を保持するための容器（１８）を提供する段階；
上記読みとりモジュールが、上記ラベルを読みとるためのラベルリーダー（３８）および１つまたはそれ以上の試料域を選択的に照明する試料域照明装置（４０）を含み、それぞれの試料域が既知または確認可能な領域を有する読みとりモジュール（１４）を提供する段階；
上記試料がその後チャンバー内に静かに存在する、上記チャンバー内に上記試料を沈殿させる段階；
上記ラベルリーダーによって上記ラベルを読みとり、それによって上記容器から上記読みとりモジュールに、上記の１つまたはそれ以上の試験の実施に用いられる上記情報を伝達する段階；および
上記の試料域照明装置を用いて１つまたはそれ以上の上記試料域を選択的に造影する段階
からなる、生体液体試料を試験する方法であって、
上記ポジショナー（８６）が、上記チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置（４０）の一方の位置を上記チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置（４０）のもう一方の位置に対して選択的に変化させるように操作可能である、上記読みとりモジュール（１４）内にポジショナー（８６）を提供する段階；
上記チャンバーを上記の試料域照明装置に対して選択的に配置する段階；
上記チャンバー（２０）を上記の試料域照明装置（４０）に対して空間的に配置する手段を提供する段階；
上記の試料域照明装置に対して上記チャンバーを空間的に配置する上記手段を用いて、上記チャンバーに対して上記の試料域照明装置を配置する段階；
感知可能な着色剤が既知のシグナル対濃度比を有する、試料内に均一に分布した既知濃度の感知可能な着色剤を提供する段階；
１つまたはそれ以上の試験の実施において用いられる上記情報の一部として、上記試料域の上記濃度、上記シグナル対濃度比、および空間的位置を提供する段階；
上記の試料域照明装置（４０）を上記の空間的位置で上記試料域と整列するように配置する段階；
上記試料域を造影する段階；
上記試料域の上記像、上記濃度、および上記シグナル対濃度比を含む上記情報を用いて、上記試料域の容積を決定する段階
をさらに含む、方法。
【請求項２５】
上記容器（１８）に取り付けたリザーバー（２２）および上記リザーバーと上記チャンバー（２０）との間に機能的に配置された選択的に操作可能な弁（２６）を提供する段階；
上記の１つまたはそれ以上の試験の前に上記リザーバー内に上記試料を沈殿させる段階；
上記試料を上記リザーバーから上記チャンバーへ移行させるために上記弁を選択的に作動させることによって試験期間を開始する段階
をさらに含む、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
容器が第一の壁（３０）および透明な第二の壁（３２）を有するチャンバー（２０）、および上記容器に取り付けたラベル（２８）を含み、上記ラベルが１つまたはそれ以上の試験の実施において用いられる情報を含む、試料を保持するための容器（１８）を提供する段階；
上記読みとりモジュールが、上記ラベルを読みとるためのラベルリーダー（３８）および１つまたはそれ以上の試料域を選択的に照明する試料域照明装置（４０）を含み、それぞれの試料域が既知または確認可能な領域を有する読みとりモジュール（１４）を提供する段階；
上記試料がその後チャンバー内に静かに存在する、上記チャンバー内に上記試料を沈殿させる段階；
上記ラベルリーダーによって上記ラベルを読みとり、それによって上記容器から上記読みとりモジュールに、上記の１つまたはそれ以上の試験の実施に用いられる上記情報を伝達する段階；および
上記の試料域照明装置を用いて１つまたはそれ以上の上記試料域を選択的に造影する段階
からなる、生体液体試料を試験する方法であって、
上記ポジショナー（８６）が、上記チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置（４０）の一方の位置を上記チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置（４０）のもう一方の位置に対して選択的に変化させるように操作可能である、上記読みとりモジュール（１４）内にポジショナー（８６）を提供する段階；
上記チャンバーを上記の試料域照明装置に対して選択的に配置する段階；
上記チャンバー（２０）を上記の試料域照明装置（４０）に対して空間的に配置する手段を提供する段階；
上記の試料域照明装置に対して上記チャンバーを空間的に配置する上記手段を用いて、上記チャンバーに対して上記の試料域照明装置を配置する段階；
感知可能な着色剤がシグナル対濃度比を有する、試料内に均一に分布した感知可能な着色剤を提供する段階；
第一および第二の試料域が等しい容積、および置換容積を有する幾何特徴を有し、上記特徴が上記第一または第二の試料内に存在する、１つまたはそれ以上の試験の実施において用いられる上記情報の一部として、第一の試料域を配置するための第一の空間的位置、第二の試料域を配置するための第二の空間的位置を提供する段階；
上記の試料域照明装置（４０）を上記の第一の空間的位置と整列するように配置する段階；
上記の第一の試料域を造影する段階；
上記の試料域照明装置（４０）を上記の第一または第二の位置と整列するように配置する段階；
上記の第二の試料域を造影する段階；
上記の第一および第二の試料域の上記の像を用いて上記の第一または第二の試料域の一つの上記の容積、上記幾何特徴の上記置換容積、および上記シグナル対濃度比を決定する段階
をさらに含む、方法。
【請求項２７】
容器が第一の壁（３０）および透明な第二の壁（３２）を有するチャンバー（２０）、および上記容器に取り付けたラベル（２８）を含み、上記ラベルが１つまたはそれ以上の試験の実施において用いられる情報を含む、試料を保持するための容器（１８）を提供する段階；
上記読みとりモジュールが、上記ラベルを読みとるためのラベルリーダー（３８）および１つまたはそれ以上の試料域を選択的に照明する試料域照明装置（４０）を含み、それぞれの試料域が既知または確認可能な領域を有する読みとりモジュール（１４）を提供する段階；
上記試料がその後チャンバー内に静かに存在する、上記チャンバー内に上記試料を沈殿させる段階；
上記ラベルリーダーによって上記ラベルを読みとり、それによって上記容器から上記読みとりモジュールに、上記の１つまたはそれ以上の試験の実施に用いられる上記情報を伝達する段階；および
上記の試料域照明装置を用いて１つまたはそれ以上の上記試料域を選択的に造影する段階
からなる、生体液体試料を試験する方法であって、
上記ポジショナー（８６）が、上記チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置（４０）の一方の位置を上記チャンバー（２０）または上記の試料域照明装置（４０）のもう一方の位置に対して選択的に変化させるように操作可能である、上記読みとりモジュール（１４）内にポジショナー（８６）を提供する段階；
上記チャンバーを上記の試料域照明装置に対して選択的に配置する段階；
上記チャンバー（２０）を上記の試料域照明装置（４０）に対して空間的に配置する手段を提供する段階；
上記の試料域照明装置に対して上記チャンバーを空間的に配置する上記手段を用いて、上記チャンバーに対して上記の試料域照明装置を配置する段階；
感知可能な着色剤がシグナル対濃度比を有する、試料内に均一に分布した感知可能な着色剤を提供する段階；
１つまたはそれ以上の試験の実施において用いられる上記情報の一部として、第一の試料域を配置するための第一の空間的位置、第二の試料域を配置するための第二の空間的位置、および特徴が高さを有する、上記第一または第二の試料域の一つの中に存在する幾何特徴を提供する段階；
上記の試料域照明装置（４０）を上記の第一の空間的位置と整列するように配置する段階；
上記の第一の試料域を造影する段階；
上記の試料域照明装置を上記の第一の第二の位置と整列するように配置する段階；
上記の第二の試料域を造影する段階；
上記の第一および第二の試料域の上記の像を用いて上記の第一または第二の試料域の一つの上記の容積、上記幾何特徴の上記高さ、および上記シグナル対濃度比を決定する段階
をさらに含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
１．技術分野
本発明は、生体液体試料全般を分析する装置、および血液学、生物化学、免疫化学、血清学、免疫学および特に尿分析を含む多様な原理において分析を行うことができる装置に関する。
【０００２】
２．背景となる情報
これまで、全血、尿、脳脊髄液、体腔液等のような生体液体試料は、スライドに少量の未希釈量の液体を塗沫してその塗沫標本を顕微鏡下で評価することによって、その微粒子または細胞成分を評価してきた。そのような塗沫標本からは妥当な結果を得ることができるが、データの精度および信頼性は技術者の経験と技術に大きく依存する。さらに、生体液体試料の塗沫標本は評価目的のために広く用いられているが、それらの労力を要する特性から、一般的に商業での応用にはふさわしくない。
【０００３】
生体液体試料を評価するもう一つの既知の方法には、試料の容積を希釈して、それをチャンバーに入れて、希釈した試料内の構成成分を手動で評価して計数することが含まれる。試料内の成分濃度が高ければ、希釈が必要であり、ルーチンの血球計数では、試料内の成分集団における不均衡を代償する手段として多様な容積を調べることができる計数チャンバーまたは装置を有することは非現実的であるため、幾つかの異なる希釈を必要とすることがある。典型的な個体から得られた全血の試料では、例えば血液試料１μｌあたり赤血球は約４．５×１０6個であるが、血小板は血液試料１μｌあたり約０．２５×１０6個そして白血球（ＷＢＣ）は０．００７×１０6個に過ぎない。ＷＢＣ数を決定するために、全血試料は、用いた正確な希釈技術に応じて、血液１に対して希釈剤２０（２０倍希釈）から約２５６倍希釈までの範囲内で希釈しなければならず、一般的に１つまたはそれ以上の試薬でＲＢＣを選択的に溶解する必要がある。ＲＢＣを選択的に溶解することによって、それらを効率的に視野から除き、それによってＷＢＣを見ることができる。血小板数を決定するためには、血液試料を約１００倍〜約５０，０００倍希釈しなければならない。しかし、血小板数は試料中のＲＢＣの溶解を必要としない。このようにして全血試料を評価する場合の短所は、希釈プロセスが時間を浪費して費用が高いことである。さらに、希釈剤を全血試料に加えると、試料データ内に誤差を生じる確率が増加する。また希釈剤を加えることも、試験終了時に廃棄しなければならない老廃物の量を増加させる。
【０００４】
生体液体試料を評価する近代的な方法は、インピーダンスまたは光学式フローサイトメトリーである。フローサイトメトリーは、それぞれが１個ずつの列をなして開口部の中をそれらが流れると、構成成分を評価するインピーダンスタイプまたは光学タイプのセンサーを用いて構成成分を評価する、１つまたはそれ以上の小さい直径の開口部の中で希釈した液体試料を循環させることを含む。再度全血の例を用いて、試料は、ＷＢＣまたは血小板と比較してＲＢＣの圧倒的な数を軽減するように、そして個々の細胞を分析できるように細胞細胞間に適当な間隙が得られるように、希釈しなければならない。上記の方法より好都合で一貫しているものの、フローサイトメーターにも多くの欠点がある。それらの短所の幾つかは、試料を運ぶために必要な配管、およびそれを通じて液体の流速を制御するために必要な液体制御、センサー手段に由来する。この流量を正確に制御することは、サイトメーターの正確な操作にとって必須である。フローサイトメーター内の配管は漏出する可能性があり、しばしば実際に漏出して装置の精度および安全性を損なう。液体流量制御と希釈装置は定期的な再較正が必要である。実際に、再較正が必要であることは、フローサイトメーターおよび／またはインピーダンス開口部を利用する現在利用されている多くの血液分析装置において不正確な結果が起こる可能性があること、そして操作費用が望ましくないことからも明らかである。大きい希釈比を満足させるために必要な試薬の容量によっても、最初は試薬の購入費用のために、そしてその後はさらなる老廃物使い捨て費用のために操作費用は増加する。
【０００５】
生体液体試料を評価するもう一つの近代的な方法は、ＷＢＣの特異的サブタイプを評価することに重点を置いた方法である。この方法は、１つの透明なパネルを有する厚さ約２５ミクロンの内部チャンバーを有するキュベットを利用する。透明なパネルの中を通過する光のレーザー光線がキュベットのＷＢＣの有無をスキャンする。試料に加えた試薬をレーザー光によって励起すると、それによってそれぞれのＷＢＣは蛍光を発する。特定のＷＢＣが蛍光を発すれば、ＷＢＣの特定のタイプが存在する指標となる。赤血球はこの方法では部分的に不明瞭な層を形成するため、赤血球はそれ自身計数することができないか、または別の方法で評価し、これは血小板も同様である。
【０００６】
尿、血漿または血清のような生体液体試料内の化学成分、抗体等のような可溶性成分の有無を決定する多数の方法がある。方法のほとんどは試料を希釈して、１つまたはそれ以上の試薬を試料に加える必要がある。その他の方法は、生体液体試料の少量であるが注意深く計量した一滴を反応性被膜の小片に加える。通常、それぞれの分析方法に異なる分析装置が必要であり、それらの装置は、最初の資本費用のみならず、様々な機械の寿命に対するメンテナンスおよび様々な機器に人員を適切に配置するために必要なオペレーター訓練の点からも費用が高い。オペレーター機能は機器によってかなり変化する可能性があり、そのためオペレーターの訓練の複雑さおよびオペレーターがミスをする可能性が増加する。今日まで、様々な試験の要件が広く異なるために、交叉原理試験、とりわけ粒子分析を必要とする血液検査と、定量的な光学分析を必要とする化学／免疫化学または血清学検査とを実施する単一の機器プラットホームはない。
【０００７】
必要なものは、実質的に未希釈の生体液体の試料を評価する方法および装置、正確な結果を提供することができる方法および装置、有意な量の試薬（複数）を用いない方法および装置、評価の際に試料液体の流れを必要としない方法および装置、微粒子成分と化学成分分析とを行うことができる方法および装置、ならびに費用効率的な方法および装置である。
【０００８】
（発明の開示）
したがって、本発明の目的は、血液学、生物化学、免疫化学、血清学、免疫学、尿分析、イムノアッセイ、抗生物質感受性、および細菌増殖を含むがこれらに限定しない多様な原理に分析データを提供する能力を有する、生体液体試料を分析するための装置を提供することである。
【０００９】
本発明のもう一つの目的は、現在利用可能な単一の装置上で行うことができるより多くの試験を行う能力を有する、生体液体試料を分析するための単一の装置を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの目的は、静止した試料を用いて、それによって液体の流れを利用する装置、特に試料チャンバーの外側で液体の流れを利用する装置および分析プロセスの際に液体の流れを利用する装置に関連する問題を回避できる、生体液体試料を分析する装置を提供することである。
【００１１】
本発明のもう一つの目的は、所定の試験を行うために最適な領域の有無を生体液体試料について探索する能力を有する、生体液体試料を分析する装置を提供することである。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、液体試料チャンバー内の所定の試料域の容積を決定する能力を有する、生体液体試料を分析するための装置を提供することである。
【００１３】
本発明に従って、チャンバー内に静止して存在する生体液体の試料を分析する装置が提供される。装置には、光源、ポジショナー、試料域の容積を決定する手段および、解像器が含まれる。光源は既知の、または確認可能な領域の試料域を照明するために操作可能である。ポジショナーは、チャンバーまたは光源の位置の一方を他方に対して選択的に変化させ、それによって試料の全ての領域の選択的な照明を可能にするために操作可能である。試料域の容積を決定する手段は、光源によって照明される試料域の容積を決定することができる。解像器は、試料域の中を通過する、または試料域から放出される光の像を電子データフォーマットに変換するために操作可能である。
【００１４】
本発明の長所は、生体液体試料を分析するための本発明の装置が、生体液体を分析することができる現在利用可能な如何なる装置より実質的に用途が広い点である。例えば、本発明は、血液学、生物化学、免疫化学、血清学、免疫学、尿分析、イムノアッセイ、抗生物質感受性および細菌の増殖を含むがこれらに限定しない様々な領域に有用である。備品という観点から、この用途の広さによって、費用、場所、人手、訓練等のために、これまで多くの診療所および研究所が現実的に利用できなかった分析能が与えられるであろう。例えば、貧血に対して血液試料を調べる場合、ヘモグロビン、ヘマトクリットおよび網状赤血球数のような血液検査を用いて試料を分析し、同様に鉄またはフェリチンの有無および量を確定する化学検査ならびにＢ−１２および葉酸塩のような免疫化学試験を用いて試料を分析することが一般的である。現在利用可能な装置を用いると、診療所または研究室は典型的に、血液学的パラメータを決定する場合にはインピーダンス計数計またはフローシステムに依存し、そしてその他の分析パラメータを決定する場合には化学分析装置または免疫化学システムに依存するが、そのいずれも診療所または研究室では容易に得ることができない。対照的に、本発明の装置はこれらの試験を全て行うことができる。現在多原理分析能を有する診療所および研究室にとっても、本発明は装置の費用、必要な設置場所、人手および訓練を実質的に減少させるであろう。
【００１５】
本発明はまた、多くの場合、一つの分析装置によって特定域において可能な試験数を増加させることができる。例えば、血液学の分野では、本発明はヘマトクリットおよびヘモグロビン評価、白血球数、血小板数、赤血球指数、赤血球形態、５種分別白血球数、網状赤血球評価、白血球サブセット分析、沈降速度（ＥＳＲ）、および敗血症検知のような分析を行うようにプログラムすることができる。著者の知る限り、現在利用可能な単一の分析装置はこれらの分析全てを行うことはできない。
【００１６】
本発明の装置のもう一つの長所は、実質的な希釈または複雑な液体取り扱い装置を必要としない点である。発明の背景に述べたように、インピーダンスまたは光学的フローサイトメーターにおいて全血を分析する場合には、希釈しなければならない試料の量、および装置の内部配管に関連する幾つかの欠点がある。一方、本発明の装置は、生体試料の希釈は比較的少量であるか、または全くなく、内部配管もなく、外部較正を必要としない。当業者は、信頼性が増加した装置を提供することは重要な長所であることを認識するであろう。特に、本発明では配管がないことから、配管の漏出に帰因することができる、または誤較正されたセンサーによる中断時間の可能性がなくなる。本発明はまた、多くのフローサイトメーターに関連した費用の高いサービス契約もない。おそらく最も重要なことは、外部較正の必要性がないことによって、可能性があるミスの大きい原因および操作上のかなりの複雑さがなくなる点である。
【００１７】
生体液体試料を分析する本発明装置の装置のもう一つの長所は、一連の完全な試験の結果をより速く提供することである。多くの場合、試験結果が速く得られれば、患者は試験結果によってすぐに評価されるため、異常な結果が得られた場合に患者をいったん家に帰して再度診察するという現行の診療よりよい患者の治療が行われることを意味する。より速い試験結果によって、診療所または研究所は所定の期間内により多くの試験試料を処理することができ、それによって救うことができる患者の数が増加し、そこから発生する歳入が増加する。
【００１８】
本発明のもう一つの長所は、所定の試験を実施するために最適な領域（複数）に関して生体液体試料を検索することができる点である。生体試料を分析するために共通の問題の一つは、試料内の構成成分の濃度が劇的に変化しうる点である。現在利用可能な分析装置は、幾つかの試験を繰り返し行うことによって構成成分の濃度のスペクトルを償う。例えば、特定の試料内の構成成分集団が非常に大きい場合、所定の容量内での構成成分の数を減少させるために、試料に２回目の希釈の繰り返しを行わなければならず、またはその逆もありうる。希釈プロセスによって、分析時間および費用、ならびに分析におけるミスの確率は増加する。対照的に、本発明では、構成成分を分離することができる生体液体容器およびチャンバー内での構成成分の濃度を用いることによって、および所定の分析に関してチャンバー内でどの構成成分がどの場所にあり、どのような濃度であるかを知る手段を有することによって、多数の希釈を行う必要がない。さらに、本発明は、試料含有チャンバー内の領域を評価して、試験にとって最適な特徴を有する試料領域を比較的すぐに発見することができる。試料を統計学的に評価することが望ましい状況では、本発明は、許容される特徴を含む複数の領域を評価して、そのデータを集合的に分析するようにプログラムすることができる。
【００１９】
本発明のもう一つの長所は、生体試料を取り扱う安全な手段を提供する点である。本発明の装置は分析の際に生体液体試料を安全に取り扱うための手段を含む。その結果、生体液体試料の取り扱いおよび処理に関連したリスクは、最小限となる。
【００２０】
本発明のこれらおよびその他の目的、ならびに長所は、添付の図面に説明するように、その最善の態様に関する詳細な説明に照らして明らかとなるであろう。
【００２１】
（本発明を実行するための最良の様式）
図１および２を参照して、チャンバー内に静止して存在する生体液体試料を分析するための装置１０は、読みとりモジュール１２、試料輸送モジュール１４およびプログラム可能な分析装置１６を含む。本開示の目的に関して、「分析する」および「分析」という用語は、試料内の構成成分の試験を含むがこれらに限定しない、液体試料の試験または評価として定義される。本発明の装置１０は、好ましくは、参照として本明細書に組み入れられる、同時係属中の出願にかかる米国特許6,723,290号（代理人文書番号ＵＦＢ−００６）の主題である、分析のために生体液体試料を保持する特定の容器１８と共に用いられる。簡単に説明すると、容器１８は少なくとも１つのチャンバー２０、リザーバー２２、チャンバー２０とリザーバー２２とを接続するチャンネル２４（図３）、リザーバー２２とチャンバー２０の間に機能的に配置される弁２６、およびラベル２８を含む。チャンバー２０（図３を参照のこと）は、第一の壁３０と透明な第二の壁３２とを含む。幾つかの態様において、第一の壁３０もまた透明である。チャンバー２０内に存在する液体試料は、１つまたは双方の透明な壁３０、３２を通じて造影してもよい。容器１８はさらに、生体液体の分析を可能にするために機能的である複数の特徴を含む。特徴のいくつかはチャンバー２０内に空間的に位置し、それぞれがその位置を示す座標アドレスを有する。その他の特徴はリザーバー２２内に配置された試薬、または着色剤較正パッド３４等を含んでもよい。容器ラベル２８は、ラベルリーダー３８によって装置１０に伝達された情報を保存する（図４）。
【００２２】
Ｉ．読みとりモジュール
図４および５を参照して、読みとりモジュール１２は上記のラベルリーダー３８、試料域照明装置４０、試料域の容積を測定する手段、および解像器４２を含む。容器のラベルリーダー３８は装置１０の容器１８から情報を移行させる機構である。容器ラベル２８の実際の例は、機械読みとり可能なラベルであって、以下を含むがこれらに限定しない情報を伝達することができるラベルである：１）行うべき分析のタイプ；２）特徴のタイプに関する情報、および試料チャンバー２０内に位置するそれらの特徴の座標アドレス；３）試薬情報；４）ロット情報；５）較正データ等。例えば、ラベル２８が磁気片またはバーコード片である場合、ラベルリーダー３８は磁気片、バーコード片を読みとることができる装置である。場合によっては、ラベル２８そのものから必要な情報の全てを保存および抽出することが可能であるかも知れない。しかし、伝達すべき情報量がかなりの量であるその他の場合では、ラベル２８によって装置１０を、プログラム可能な分析装置１６内に保存された、または適当な情報を全て含む離れて保存されたデータファイルに向けるほうがより現実的であるかも知れない。離れて保存されたデータファイルはモデム、専用電話回線、インターネット、広域ネットワーク、またはその他の電話通信手段によってアクセスすることができる。ラベル２８はまた、その位置をラベルリーダー３８によって解釈可能な、タブのような物理的特徴であってもよい；例えば異なるタブの位置が異なるデータファイルに関連する。
【００２３】
試料域照明装置４０は光源４４、対物光学装置４６、および好ましくは濾光手段４８を含む。光源４４は、５０ワットのキセノン・アーク灯もしくはタングステン・ハロゲン灯、または約１０ジュールの拍動性光源のような機構によって、複数の分析にとって有用となるよう十分に広い波長範囲（例えば約３４０ｎｍ〜６７０ｎｍ）を通じて光を生じる。またはその他の光源を用いてもよく、光源の波長範囲は応用に応じて変化してもよい。または、上記の特定された範囲内で特定の波長の光を選択的に生じる特定の光源４４、またはそのそれぞれが上記の特定された範囲内で特定の波長を生じる複数の光源４４を用いてもよい。対物光学装置４６は、４６は、容器１８に対して対物レンズ５２の位置を調節する（またはその逆）焦点を合わせる機構５０を含む。対物レンズ５２は、光源４４から放出された光を光線５４に焦点を合わせて、今度はチャンバー２０内に静止して存在する試料に向ける。試料に向けられた光線は試料の少なくとも１つの造影域を照明するために十分な面積である。試料域は、対物光学装置４６および何らかの介入的な試料域の障害物によって指示されるように、解像器４２またはその一部の上に得られる試料の像の断面積によって定義される。濾光手段４８は、これが含まれる場合、所定の試験に関して所望の試料の像の質および／または明瞭性を改善するために、または試料の関連する部分から放出された、またはその中を通過した光エネルギーの正確な定量的測定を可能にするために用いられる。光源４４が特定の波長を選択的に生じることができる場合、光フィルター手段４８を省略してもよい。
【００２４】
試料域照明装置４０の好ましい態様は、像を生じるために用いられる原理に応じて変化する。図４を参照して、試料域照明装置４０の第一の態様は、像を生じるために蛍光を利用する。第一の態様は、ストロボ型の光源４４、光学装置４６、および濾光手段４８を含み、後者の２つは、第一のレンズ５６、光源励起フィルター５８（「ＬＳＥ」フィルター）、光路変更プリズム６０、基準検出器６２、対物レンズ５２、試料放出フィルター６６（「ＳＥ」フィルター）、第二のレンズ６７、および焦点を合わせる機構５０を含む。光路変更プリズム６０は、分極プリズム、二色ビームスプリッター、または半銀鏡面またはプリズムであってもよい。第一のレンズ５６は、ストロボ、またはもう一つの照明源から放出された光を集合させて、これをＬＳＥフィルター５８に向ける。ＬＳＥフィルター５８は既定の波長（複数）の光を通過させ（この機能は、既定の波長以外の光の通過を妨害することとして記述することができる）、それが光路変更プリズム６０に当たる場所なで持続する。次に光の一部が光路変更プリズム６０の中を通過して、光路変更プリズム６０に隣接して存在する基準検出器６２に当たる。基準検出器６２からのフィードバックによって、濾光された励起光エネルギーの測定が可能となる。蛍光放出は、蛍光励起エネルギーに正比例するため、基準検出器６２によって測定された励起光エネルギーにおける如何なる変動も、放出源の強度を調節するために、または補正した放出エネルギーを計算するために用いることができる。光路変更プリズム６０に入る光のもう一つの部分は対物レンズ５２によって下方向に約９０度反射され、その後生体液体試料が静止して存在する容器チャンバー２０に入る。対物レンズ５２は、対物レンズ５２とチャンバー２０との距離を、焦点を合わせる目的にとって必要に応じて変化させることができる、焦点を合わせる機構５０に接続される。対物レンズ５２と容器１８との間の焦点距離を変化させるよう配置された制御可能なステッパー電動機は、焦点を合わせる機構５０の例である。典型的に対物レンズ５２は容器１８に対して移動させる、またはその逆であるが、別の方法を用いてもよい。ＬＳＥフィルター５８および対物レンズ５２を通過する光の波長はその後試料に入り、それによって選択した着色剤を有する試料内の材料が蛍光を発して、特定の波長の光を放出する。放出された光は対物レンズ５２、光路変更プリズム６０、そしてＳＥフィルター６６の中を逆方向に通過する。ＳＥフィルター６６は選択された光の波長以外の全ての光を遮断する。それらの波長の光はその後第二のレンズ６７の中を通過して解像器４２に達する。ＳＥフィルター６６は、好ましくはチューナブル液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）フィルターである。
【００２５】
１つ以上のＬＳＥフィルターが存在する場合、ＬＳＥフィルター５８は第一のフィルターホイール６８に取り付ける。第一のフィルターホイール６８は、望ましいＬＳＥフィルター５８が上記の光線５４の光路に配置された場合に光源４４が選択的に作動されるように、光源４４と同調させる。同様に、１つ以上のＳＥフィルター６６が存在する場合、ＳＥフィルター６６を第二のフィルターホイール７０に取り付ける。第二のフィルターホイール７０は、望ましいＳＥフィルターが光線５４の光路に配置された場合に、光源４４が選択的に作動されるように光源４４と同調させる。１つ以上のＬＳＥフィルター５８および１つ以上のＳＥフィルター６６が存在する場合、第一および第二のフィルターホイール６８、７０および光源４４は、望ましいＬＳＥおよびＳＥフィルター５８、６６が光線５４の光路に配置された場合に光源４４が選択的に作動されるように、同調させる。
【００２６】
図５を参照して、試料域照明装置４０の第二の態様は、透過率を利用して像を生じる。試料域照明装置４０の第二の態様において、試料の光透過特性の測定は、白色光源４４と第一のレンズ５６を、チャンバー２０内に存在する試料の下に置き、チャンバーの第一の壁３０（この態様では透明である）、試料、チャンバーの第二の壁３２、対物レンズ５２、ＳＥフィルター、第二のレンズ６７の中に光を向け、その後解像器４２に向けることによって得られる。透過光は透過率の測定が必要であるように、間欠的にエネルギーを与えられる。光源４４はストロボからの光のように拍動性であってもよく、またはシャッターのような光に対して試料を選択的に暴露する手段、または光を完全に消失させる電子スイッチを有する白熱電球であってもよい。
【００２７】
好ましい解像器４２は１ピクセル当たり少なくとも８ビット、および好ましくは１２ビットの解像度を提供することができる電荷カップリング装置（ＣＣＤ）である。解像器４２は、ＳＥフィルター６６の中を通過する光の像を、電子データフォーマットに変換し、これは像のデータファイル版を用いてリアルタイムで、または後の時間に見ることができるおよび／または解釈することができる。像は技術者が手動で、または分析ソフトウェアを用いて解釈する。または、ＣＣＤ以外の解像器４２を用いて、光の像を電子データフォーマットに変換してもよい。
【００２８】
図６を参照して、本明細書において用いるように、試料域の容積に関する「容積」という用語は、容積そのものを意味することができ、または試料域の横断面積が与えられれば他の試料域から容易に決定することができるため、造影した試料域の平面間の厚み７８を指すことができる。本明細書において用いられるように、「平面間の厚み」という用語は、第一の壁３０の内部チャンバー表面８０と第二の壁３２の内部チャンバー表面８２との間の最短距離７８に対応する一連の視界を指す。
【００２９】
図３および４を参照して、試料内の１つまたはそれ以上の試料域の容積を決定する手段に関する第一の態様において、ラベルリーダー３８は、装置１０にチャンバー２０の幾何形状を伝達する容器ラベル２８を読みとり、その情報を用いて、試料域の容積を決定することができる。例えば、ラベル２８がチャンバーの第一の壁３０と第二の壁３２の勾配値、および平面間の厚み７８を提供する場合、チャンバー２０内の如何なる位置における試料域の容積も、チャンバー２０全体の壁３０、３２の双方について勾配値が一定であれば、決定することができる。
【００３０】
試料内の１つまたはそれ以上の選択試料域の容積を決定する手段に関する第二の態様において、容積は既知の着色剤濃度を有する液体試料を含む未知容積の試料域からの着色剤シグナルを感知することによって決定される。着色剤シグナルの大きさ対着色剤濃度比は、容器ラベル２８およびラベルリーダー３８を通じて装置１０に伝達される。本明細書において用いられるように、着色剤という用語は、装置１０によって定量することができる蛍光の放出、特定の波長での光の吸収によって感知可能なシグナルを生じる如何なる試薬と定義される。着色剤の濃度に対するシグナルの大きさもまた、装置１０によって基準とされ、着色剤の反応を較正するために用いられる、安定な特徴を有する材料のパッド３４のような第二の既知の材料と比較することによって決定してもよい。
【００３１】
１つまたはそれ以上の選択域の容積を決定する手段に関する第三の態様において、容積は少なくとも２つの試料域からの着色剤シグナルを比較することによって決定される。第一および第二の試料域は液体試料内に均一に分布される未知濃度の着色剤を含む。本明細書において較正域として呼ばれる第一の試料域は、既知の高さまたは容積を有する幾何学特徴を含む。幾何特徴の例には、１つもしくはそれ以上の壁内での既知の高さもしくは容積の段差、腔、もしくは隆起、または既知容積の視標が含まれる。幾何特徴の容積または高さは、容器のラベル２８とラベルリーダー３８によってプログラム可能な分析装置１６に提供される。較正域における既知の特徴による着色剤の置換による感知可能シグナルの変化は、試料域照明装置４０を通じて測定し、容積あたりの感知シグナルの変化の較正値はプログラム可能な分析装置１６が計算して保存する。第二の、または未知の試料域の容積を決定するために、プログラム可能な分析装置１６は、第二の試料域から測定したシグナルを得て、これに較正域のシグナル／容積比を乗じて第二の域の容積を得る。容積決定のこの方法はさらに、同時係属中の出願にかかる米国特許6,127,184号（代理人文書番号ＵＦＢ−０１３）に記載されている。
【００３２】
１つまたはそれ以上の試料域の容積を決定するための手段に関する第四の態様において、試料域（複数）の容積は、平面間の厚みを測定するために干渉計技術を用いて決定する。干渉計技術を行うために必要なハードウェアは、共に作動して干渉パターンを形成する単色光源およびビームスプリッターを含み、この場合観察可能な干渉縞の数がチャンバーの壁３０、３２の分離に関連している。
【００３３】
一つまたはそれ以上の選択域を決定する手段に関する第五の態様において、容器のチャンバー３０は、その上に装置１０によって検出してもよい反射虚像が検出される可能性がある鏡面を含む。鏡面は、生体液体に接する二つの壁表面８０、８２、または壁の厚みがわかっている場合、外側表面である。装置１０は、鏡面の一つの上の反射虚像を検出し、他の鏡面上に形成された反射虚像上にこれを再度焦点を合わせる。試料域照明光学装置４６が二つの像の間を移動する距離は特定の試料域におけるチャンバー２０の平面間の厚み７８である。第六および関連する態様は、二つのチャンバー表面８０、８２のそれぞれの上で同定可能なパターンを利用することであり、この場合、これらのパターンは、第五の態様において用いられる虚像に対して、焦点標的として用いられ、米国特許5,781,303号に開示されている。これらの技術は、一般的にベクトン・ディッキンソン社に与えられている、同時係属中の出願にかかる米国特許6,127,184号（代理人文書番号ＵＦＢ−０１３、Ｐ−３８０９８、およびＰ−４０４７）に詳しく記述されている。
【００３４】
ＩＩ．試料輸送モジュール
試料輸送モジュール１４は、容器のリザーバー２２から生体液体試料を容器チャンバー２０および容器ポジショナー８６に移行させる機構８４を含む。好ましい容器１８を用いる場合、機構８４は、容器の弁２６を選択的に作動させて、容器のリザーバー２２から液体試料を容器のチャンバー２０に移行させる弁作動装置、例えばロッド９０を含む。リザーバーからの液体試料をチャンバーに移行させる機構８４は自動であっても手動であってもよく、全ての場合について、たとえあるとしても容器１８に配置された弁２６を作動するために十分である。時間に関連しない試験では、生体液体試料を、容器のチャンバー２０に直接入れてもよく、それによってリザーバー２２、弁２６および弁作動装置９０の必要はなくなる。
【００３５】
その態様の全てにおいて、ポジショナー８６は、チャンバー２０内の試料の全ての領域を選択的に照明し、造影することができるように、容器１８または試料域照明装置４０の一方の位置を容器１８または試料域照明装置４０のもう一方に対して選択的に変化させるよう操作可能である。容器１８は、試料域照明装置４０が認識可能な特徴の位置を特定した場合に、チャンバー２０内の他の全ての特徴をそれらの座標アドレスによってアクセスすることができるように、認識可能な特徴（例えば、容器１８における切り欠き）によって、試料域照明装置４０に対して当初配置することができる。単純な態様において、ポジショナー８６はトレイ８７（または試料域照明装置４０）が、親指ホイールを回転させることによって、顕微鏡の台と同じように、平面内で移動することができるように、トレイ８７（または試料域照明装置４０）にかみ合った一対の親指ホイールを含んでもよい。第二の態様において、ポジショナー８６は、使い捨ての容器１８を造影域に対して平面（例えばｘ−ｙ平面）内を移動させるために（またはその逆）電子機械的作動装置９８を含む。作動装置９８は、容器１８を正確かつ繰り返し配置することができ、それ以外の指示がなければその位置を保つ電子機械的装置であってもよい。生体試料と試薬を混合する必要がある分析に関しては、作動装置９８はまた、試料と試薬とをリザーバー２２内で混合させるように、容器１８を移動させることができてもよい。
【００３６】
ＩＩＩ．プログラム可能な分析装置
図１および４を参照して、先に述べたように、プログラム可能な分析装置１６は、本明細書において、読みとりモジュール１２と試料輸送モジュール１４と接続する自立装置として記述される。または、プログラム可能な分析装置１６は、読みとりモジュール１２と試料輸送モジュール１４と共に単一の装置にまとめることができる。
【００３７】
プログラム可能な分析装置は、読みとりモジュール１２、試料輸送モジュール１４、およびプログラム可能な分析装置１６とを接続する中央処理装置（ＣＰＵ）およびハードウェアを含む。ＣＰＵにプログラムされたソフトウェア（またはＣＰＵによって遠隔的にアクセス可能である）は、多様な分析を実施するために必要な全ての段階を詳細に示す、以降分析アルゴリズムと呼ばれる一連の命令を提供する。または、単純な命令セットは、容器のラベル２８とラベルリーダー３８とを通じて、プログラム可能な分析装置１６に直接提供してもよい。プログラム可能な分析装置１６は、好ましくはキーボード／キーパッド型の入力装置１００とモニター型のディスプレイ装置１０２をさらに含む。多様な許容可能なキーボード／キーパッドおよびモニターが市販されており、したがって、さらに説明はしない。ＣＰＵはまた、読みとりモジュール１２と試料輸送モジュール１４とを制御して、それらにすぐに分析アルゴリズムに従って作業を行うように指示するようにプログラムされる。ＣＰＵはまた、解像器４２によって生じた液体試料像（以降一般的に「データ」と呼ぶ）の電子データフォーマットを受領して操作するようプログラムされている。分析アルゴリズムおよび／またはオペレーターからの入力および／または容器ラベル２８は、データを操作して有用な出力にするための命令を提供する。
【００３８】
ＣＰＵのプログラミングは装置１０自動化レベルを反映する。ポジショナー８６の単純な態様の場合、手動で操作された親指ホイールを自動化の代わりに用いるため、ポジショナーのプログラミングは提供されない。同様に、容器のリザーバー２２からの生体試料を容器チャンバー２０に移行させる機構８４もまた、手動で操作してもよい。自動の態様において、ＣＰＵ内に保存された、またはＣＰＵ（および／またはキーボード１００からの入力）によって遠隔的にアクセスされるプログラミングによって、例えばラベルリーダー３８が容器ラベル２８から情報を抽出するようにＣＰＵを制御すること、容器リザーバー２２からの生体試料を容器チャンバー２０に移行させること、および読みとりモジュール１２に対してチャンバー１８の移動を制御する（またはその逆）ことが可能となる。
【００３９】
本発明の装置にその用途の広さおよび多様な原理において分析を実施する能力を与えるのは、ＣＰＵにプログラムされた分析アルゴリズムである。アルゴリズムは、読みとりモジュール１２が１つまたはそれ以上の選択試料域の容積を決定することができる能力、および試料輸送モジュール１４が試料域にアクセスすることができるように容器１８を移動させる能力のような装置１０の能力と共に、容器１８の特徴を利用するように構築される。そのようなアルゴリズムがどのように作用するかに関する概要として、容器１８を装置１０にローディングする場合、容器のラベル２８を読みとって、それによって、どの試験（複数）が要求されているかを決定するために十分な情報、およびその試験を実施するために必要な情報をプログラム可能な分析装置１６に提供する。プログラム可能な分析装置１６は、適当な分析アルゴリズム、そして場合によっては、同様に分析装置１６内に保存された（または離れて保存された）データファイルにアクセスするために、ラベル情報を利用するようプログラムされる。分析アルゴリズムは、今度は試料輸送モジュール１４とリーダーモジュール１２を指示するために必要な段階的命令、および検査を実施するために必要な他の機能を提供する。
【００４０】
命令は読みとりモジュール１２に容器の弁２６を作動させて、それによってリザーバー２２からの液体試料をチャンバー２０に移行させるように指示してもよい。時間が指定されている分析では、弁の作動を用いて時間を開始させてもよい。読みとりモジュール１２もまた、チャンバー２０を視覚的にモニターして試料の最適量がチャンバー２０に達したか否か、または達した時期を決定するために用いてもよい。命令はまた、容器ラベル２８を通じて提供された情報に基づいて、適当な波長に適当な特定のフィルター５８、６６を用いるように、または特定の試料域に対して読みとりモジュール１２のアクセスを提供するように容器１８を特定の位置に移動させるように、読みとりモジュール１２を指示することができる。すぐに行う試験が化学測定を要求する場合、ラベル２８によって同定された分析アルゴリズムは、試料域の吸光度を決定するために必要な測定を要求するであろう。次に、分析物の濃度を、容器ラベル２８を通じて伝達される較正データを用いる分析アルゴリズムを用いて、プログラム可能な分析装置１６によって計算することができる。一方、血液分析に関しては、分析アルゴリズムは計数または評価目的のために、特定の細胞タイプの像の有無について試料域を検索するように指示してもよい。アルゴリズムは、単一の最も最適な光学域を検討するように、または最も好ましくは、多数の光学域を検討するように、および結果を統計学的に分析して最終の統計学的に許容される結果を得るように指示してもよい。分析の際の１つまたはそれ以上の点において、試料域の容積は分析にとって必要であれば、決定してもよく、そのデータを最終結果計算に用いてもよい。
【００４１】
上記のように、装置１０のかなりの有用性によって、単一の分析容器１８を用いて単一の試料について広範囲の分析を実施することができる。下記の詳細な実施例は、本発明の装置の完全な認識が得られるように提供される。
【００４２】
（実施例Ｉ：血液分析）
図４を参照して、抗凝固処置を施した全血試料内での白血球（ＷＢＣ）の分析を可能にするために、リザーバー２２内に配置された感知可能着色剤約０．８μｇと抗凝固全血５０μｌとを有する容器１８を試料輸送モジュール１４に挿入する。挿入の前に、オペレーターは着色剤と液体試料との均一な混合が確実に得られるように容器１８を軽く振とうさせてもよい。ラベルモジュール１４内に配置されたラベルリーダー３８は、容器ラベル２８を読みとってラベル２８に含まれる情報をプログラム可能な分析装置１６に移行させる。この例において、この情報によって、用いるべき１つまたはそれ以上の特定の分析アルゴリズム、および生体液体試料の分析を可能にするように操作可能な複数の容器特徴が同定される。それらの特徴には、ＥＤＴＡのような抗凝固剤、アクリジンオレンジ（または塩基性オレンジ−２１等）のような蛍光強調超生体染色色素、ならびに容器チャンバー２０の物理的特徴およびチャンバー２０内の物理的特徴の座標アドレスを同定する段階が含まれる。この特定の分析に関して、容器チャンバー２０の第二の壁３２は、蛍光染色を用いているために透明である必要がある。全ての場合について、装置１０が単一の試料に複数の試験を実施することができるようにするそれらの特徴を利用するのは、容器１８の特徴と装置１０がそれらの特徴を利用する能力である。
【００４３】
図３および４を参照して、プログラム可能な分析装置１６は次に、読みとりモジュール１２内のロッド９０を容器１８内の弁２６を作動させるように指示して、それによってチャンバー２０内に試料および着色剤混合物を放出する。試料がチャンバー２０内に分布すると、試料は静止する。チャンバー２０内の唯一の運動は試料の構成成分のブラウン運動であり、その運動は本発明を損なうものではない。容器ラベル２８に提供された情報を用いて、分析アルゴリズムはポジショナー８６を指示して、試料域照明装置４０がチャンバー２０の第一の領域、特に約２０ミクロンの平面間の厚み７８を有する複数の試料域の一つに配列する位置に容器１８を移動させる。これらの試料域のそれぞれの座標アドレスは既知であり、ラベル２８によってプログラム可能分析装置１６に伝達される。約２０ミクロンであるチャンバーの平面間の厚み７８は、様々な理由から選択される。第一に、評価容積０．０２μｌ（１ミリメートル（ｍｍ）の横断面および２０ミクロンの平面間の厚みを有する特定の試料域によって形成される）は、典型的に評価目的にとって都合がよい量である、ＷＢＣ５０〜２００個を含む。基準とされる横断面は上記の試料域照明装置４０によって造影される試料の面積である。第二に、２０ミクロンの平面間の厚み７８は、最適なチャンバー２０に連銭形成および小腔形成を提供する。
【００４４】
試料がチャンバー２０に挿入された直後に試料を装置１０によって造影すると、試料は落射照明蛍光によって調べると不透明であるように思われ、分析にとって好ましくないであろう。不透明な外観は赤血球（ＲＢＣ）によって引き起こされ、これは連銭形成の前に重なり合う塊を形成する。望ましくない不透明な像を回避するために、プログラム可能な分析装置１６内に保存された分析アルゴリズムは、試料域照明装置４０の操作が試料をチャンバー２０に導入した後に約３０秒間遅れる、タイミング機能を提供する。この期間に、プログラム可能な分析装置１６は適当なＳＥまたはＬＳＥフィルター５８、６６を、もしあるとすれば試料域照明装置４０の光線５４の光路に配置してもよい。遅延の後、光源４４から選択的に生じて、試料域照明装置４０内で濾光された光はチャンバー２０内の試料域に向けられる。試料を通過する光によって試料内の着色剤は蛍光を発し、特定の波長の光を放出する。次に、放出された光は試料域照明装置４０の中を通過して解像器４２に達し、ここでリアルタイムで電子フォーマットに変換される。
【００４５】
モニター１０２上にリアルタイムで示すことができる放出された像の電子フォーマットは、チャンバー２０内で約３０秒間実質的に無動状態にした後、ＲＢＣが小腔によって分離される多数の連銭へと自然に凝集することを示すであろう。ＲＢＣ以外の全血試料構成成分（例えばＷＢＣおよび血小板）を発見して評価することができるのはこの小腔内である。０．０２μｌ試料域を用いると、それぞれの試料域のＷＢＣ数は妥当に維持される（正常な全血試料は試料あたりＷＢＣを約７，０００個含む；正常な全血の０．０２μｌ試料はＷＢＣ約１４０個を含む）。第一の領域内の試料域の数は統計学的に十分な細胞数を計数するまで評価し、これは実際に約１０００個である。
【００４６】
図１および４を参照して、第一の領域の試料域内の試料ＷＢＣ集団が統計学的に正確な情報を得るには少なすぎると分析アルゴリズムによって決定された場合、プログラム可能な分析装置は読みとりモジュール１２に対し、２０ミクロンよりわずかに大きい平面間の厚み７８を有する複数の試料域を有するチャンバー２０の第二の領域において評価プロセスを再度行うように指示する。第二の領域内の試料域の容積が大きければ、ＷＢＣの統計学的に許容される集団を有する試料を有する傾向がある。同様に、試料内のＷＢＣ集団が、チャンバー２０の第一の領域内の試料域から統計学的に正確な情報を得るには多すぎる場合、プログラム可能な分析装置１６は読みとりモジュール１２に対して、今度は平面間の厚み７８が２０ミクロンよりわずかに小さく、その結果容積がより小さい複数の試料域を有するチャンバー２０内の第３の領域において、評価プロセスを再度行うように指示する。いずれの場合でも、いずれかの領域の試料域の座標アドレスは既知であり、ラベル２８によってプログラム可能な分析装置１６に伝達される。実質的に未希釈の抗凝固全血試料内の成分ＷＢＣの最適な数を有する領域を発見するための上記反復プロセスは、装置が所定の分析に対して最適な結果を生じる能力の例である。
【００４７】
さらなるＷＢＣ情報を求める場合、読みとりモジュール１２の解像器４２を用いて例えば、単独でまたは分析ソフトウェアと共に、ＷＢＣ（リンパ球、顆粒球、単球等）を試料内で分析することができる。収集したデータから分別白血球数を決定することができる。これらおよびその他の血液学試験は出願人の同時継続出願にかかる米国特許6,235,536号、5,948,686号（代理人文書番号ＵＦＢ−００５、ＵＦＢ−０１６）により完全に記述している。
【００４８】
（実施例ＩＩ：化学分析）
図１および４を参照して、完全な血球計数は、化学分析を用いてＲＢＣのヘモグロビン含有量を評価する必要がある。オペレーターは容器のリザーバー２２に白血球試料を入れて、容器１８を軽く振とうさせて、容器１８を読みとりモジュール１２に挿入する。ラベルリーダー３８は、容器のラベル２８を読みとってラベル２８に含まれる情報をプログラム可能な分析装置１６に伝達する。上記のプロセスと類似のように、ラベルは、生体液体試料の分析を可能にするように操作可能な複数の分析アルゴリズムおよび複数の容器特徴を特定する情報を提供する。この例において、容器の特徴は、溶解および安定化試薬と、チャンバー２０内でのその位置、リザーバー内に配置された着色剤、およびチャンバー２０の物理的特徴を含む。第一の態様において、容器１８は第一のチャンバーおよび第二のチャンバーを含み、その双方がリザーバー２２と液体がつながっている。ヘモグロビン評価は第一のチャンバーにおいて実施し、完全な血球計数試験の残りは第二のチャンバーにおいて実施する。第二の態様において、ヘモグロビン評価を含む完全な血球計数にとって必要な試験の全ては、単一のチャンバー２０において実施する。溶解試薬は試料内のＲＢＣを破壊して、それによってＲＢＣ内に保存されたヘモグロビンを放出させるために用いられる。安定化剤はヘモグロビン評価の信頼性を増加させるために用いられる。
【００４９】
容器１８を読みとりモジュール１２にローディングした後、プログラム可能な分析装置１６は、容器の弁２６を作動させて、それによって第一のチャンバーの中に試料と着色剤混合物を放出させるようロッド９０に指示する。弁２６を作動したと同時に、プログラム可能な分析装置１６内に保存された分析アルゴリズムが内部タイマーを開始し、ヘモグロビン分析を１つまたはそれ以上の既定の時間間隔後に実施する。ヘモグロビン評価のための分析アルゴリズムは、上記の血液学試料に記述のアルゴリズムと類似のように作動し、この場合プログラム可能な分析装置１６はあるとすれば、適当なＳＥまたはＬＳＥフィルター５８、６６を試料域照明装置４０内の光線５４の光路内に配置し、光源４４から選択的に生じさせ、試料域照明装置４０内で濾光した光線５４を、造影される領域等を有する試料域を形成する第一のチャンバー内に静かに存在する試料に向ける。試料内の着色剤から放出された光は試料域照明装置４０の中を戻る方向に通過して解像器４２に達し、ここでリアルタイムで電子フォーマットに変換されて、第一のチャンバーにおけるヘモグロビンの吸光度を測定して、ヘモグロビン濃度を計算する。完全な血球数に関連した残りの分析は、第二のチャンバーにおいて実施する。
【００５０】
完全な血球数分析の全てを単一のチャンバーにおいて実施する第二の態様において、ヘモグロビン評価に用いられる生体液体試料の一部は、液体試料の残りの一部とつながっている。ヘモグロビン評価に用いられる液体試料部分は、好ましくは溶解試薬と液体試料の残りの部分とが混合する可能性を最小限にするためにチャンバー２０の片側を向いている。ヘモグロビン評価試薬および評価が最善に行われるチャンバーの領域の座標アドレスは、ラベル２８を通じてプログラム可能な分析装置１６に伝達される。ヘモグロビン評価領域のチャンバーの平面間の厚み７８は、生体液体試料内の化学試薬の垂直拡散（および最終的な平衡）が、側方拡散よりはるかに速い速度で起こるように十分に小さく、それによって試薬の側方拡散および実施すべき分析について起こりうる妨害が防止される。
【００５１】
（実施例ＩＩＩ：尿分析）
図１および４を参照して、完全な尿分析は尿試料の化学分析および微粒子分析を必要とする。オペレーターは容器１８のリザーバー２２内に尿試料を入れて、容器１８を読みとりモジュール１２内にインストールする。ラベルリーダー３８は容器ラベル２８を読みとって、その中に含まれる情報をプログラム可能な分析装置１６に移行させる。ラベル２８からの情報によって、生体液体試料の分析を可能にするために操作可能な複数の分析アルゴリズムおよび容器特徴が特定され、上記のヘモグロビンと同様に、分析は単一のチャンバー２０、または複数のチャンバーにおいて実施してもよい。この実施例において、ラベル２８は、容器特徴が、所定の期間後尿試料中の比重、ｐＨ、グルコース、およびケトンに関する情報に比色的に関連させるために、容器のリザーバー２２に配置された着色剤、チャンバー２０内の特定の座標アドレスに配置された１つまたはそれ以上の化学試薬を含む、および尿試料中の粒子の検出、評価、および／または計数を可能にするチャンバー２０内の物理的特徴を含む、という情報を提供する。チャンバー２０の物理的特徴は、例えば、最適な結果を提供するために、異なる平面間の厚み７８の複数の領域に繰り返しアクセスしてもよいＷＢＣの評価に関して上記のものと類似であってもよい。
【００５２】
プログラム可能な分析装置１６は読みとりモジュール１２内のロッド９０を指示して、容器１８内の弁１６を作動させ、それによって試料および着色剤混合物をチャンバー２０に放出させる。プログラム可能な分析装置１６内に保存された分析アルゴリズムは、試料がチャンバー２０内に放出されると内部タイマーを開始させ、化学分析をその一定時間後に実施する。尿分析のための分析アルゴリズムを用いて、プログラム可能な分析装置１６は、あるとすれば、適当なＳＥまたはＬＳＥフィルター５８、６６を試料域照明装置４０内の光線５４の光路内に配置させ、光源４４から選択的に生じて、試料域照明装置４０内で濾光された光線５４をチャンバー２０内に静かに存在する試料域に向ける。試料内の着色剤から放出された光は試料域照明装置４０の中を戻る方向に通過し、解像器４２に達し、そこでリアルタイムで電子フォーマットに変換される。尿分析に関連した残りの分析は、第二のチャンバー内で、または同じチャンバー２０の隣接する領域で行ってもよい。この装置１０を用いて尿分析を行うより完全な説明は、出願人の同時継続出願番号 （代理人文書番号ＵＦＢ−０１０）に見られる可能性がある。
【００５３】
本発明は、その詳細な態様に関して示し、記述してきたが、当業者は、その形態および詳細に様々な改変を加えてもよいこと、そしてそれらも本発明の精神および範囲内に含まれることを理解するであろう。例えば、装置１０の最善の様式は特定の試料容器１８と共に用いられるように記述されている。もう一つの容器は本発明の装置と共に用いてもよい。さらに、試料域照明装置は光路変更プリズム６０および複数のレンズ５２、５６、および６７を有するように記述されている。異なるフィルターの位置またはフィルターを用いないことは、特定の光路変更プリズムおよびレンズの必要性を増加させるか、または消失させる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  チャンバー内に静止して存在する生体液体の試料を分析する本発明の装置の概略図である。
【図２】  分析のための生体液体試料を保持する容器の概略図である。
【図３】  図２に示す容器の断面図である。
【図４】  蛍光を利用して像を得る、本発明の読みとりモジュールの態様の概略図である。
【図５】  蛍光を利用して像を得る、本発明の読みとりモジュールのもう一つの態様の概略図である。
【図６】  第一のチャンバー壁と第二のチャンバー壁との間の試料域の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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