JPH09508705A - 自動分析の方法および装置 - Google Patents

自動分析の方法および装置

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JPH09508705A JP8506636A JP50663696A JPH09508705A JP H09508705 A JPH09508705 A JP H09508705A JP 8506636 A JP8506636 A JP 8506636A JP 50663696 A JP50663696 A JP 50663696A JP H09508705 A JPH09508705 A JP H09508705A
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Abstract

(57)【要約】 全血サンプルの分析装置を提供する。本装置は、蛍光サイトメトリ分析装置と一体化した従来型の血液分析装置を備えている。前記2基の分析装置を制御し、前記2基の分析装置からデータを収集、利用し、定量的な分析結果を報告する制御装置が設けてある。全血サンプルの分析方法も提供する。このような方法の一つは、1基の分析装置による血液サンプルに関連したインピーダンスの分析、血液サンプルに関連した光散乱の分析、血液サンプルに関連した蛍光の分析を行う。収集データを利用して、分析結果を報告する。

Description

【発明の詳細な説明】 自動分析の方法および装置 関連出願の参照 本明細書は、「METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING AUTOMATED ANALYSIS( 自動化分析の方法および装置)」と題する1994年8月1日出願の特許出願明 細書第08/283379号の部分継続出願である。前記明細書は本明細書の譲 受人に譲渡されている。前記明細書の開示を参照によりその全体を本明細書に組 み込む。背景 本発明は、一般的に粒子分析に関し、詳細には「インピーダンス」分析、「光 散乱」分析、「蛍光」分析および流動サイトメトリック(cytometric)法の一体 化により自動化血球(bloodcell)分析を実施する方法および装置に関する。ま た、本発明は、多目的試薬システムおよび全血(wholeblood)サンプルの迅速分 析に関する。 ヒトの末梢血液は、通常、赤血球(RBC)、血小板(PLT)、白血球(W BC)を含み、これらはすべて、一般に血漿と称する導電性媒体中に浮遊してい る。血漿は、タンパク質、 陰イオン、陽イオンを含んでいる。また、血漿は、血液凝固を促す成分も含む。 通常、成人の血液には、1立方ミリメートル当たりRBCが約4,500,0 00個から5,000,000個含まれている。成熟したRBCには核がなく、一 般に半径約7.5〜8ミクロン、厚さ約1.5〜1.8ミクロンで両面が凹状に なった円盤形をしている。RBCがヘモグロビンを含むため、血液は赤色になる 。ヘモグロビンは、酸素および二酸化炭素の運搬を助けるとともに、血液のpH を維持する役目を担っている。 通常、成人の血液には、1立方ミリメートル当たり血小板が約200,000 個から400,000個含まれている。血小板は、両面が凸状になった多孔質( cellular)の小さな粒子であり、大きさが平均7〜8ミクロンある。一般に、血 小板は、均質なマトリックスに粒状の中央部分が埋め込まれた構造になっている 。 また、末梢血液には、診断指標として重要な初期成熟レベルの赤血球が含まれ ている。このような赤血球の例として、網赤血球(reticulocytes)と有核赤血 球がある。 初期生成段階における赤血球は、主に核から成り、赤芽球 (erythroblast)と称される。赤芽球が成熟するにつれて、核は小さくなり、仁 を失って(anucleolate)、より球形に近づく。さらに成熟が進むと、核は完全 になくなる。未成熟な赤血球は、核を保持しており、有核赤血球(NRBC)と 称される。様々な疾病に罹患している患者の状態を把握する上で、これまでNR BCのカウントが有効であった。ところが、末梢血液中のNRBCに災いされて 、白血球数のカウントが不正確になることが珍しくない。これは、NRBC中に 核があるため、NRBCと小さな白血球の区別がつきにくいことが一因である。 網赤血球は、成熟レベルがNRBCと成熟したRBCとのちょうど中間にあた る赤血球である。網赤血球は、患者が貧血状態にあるかどうかを判断する手段と なる。貧血は、通常、血液からの赤血球の排出速度が、赤血球の補充がつかない ほど上昇するか、または赤血球の形成および血液中への放出の速度が低下する結 果として起こる。貧血患者の網赤血球カウントの増加は、赤血球が迅速に交代し ている指標であり、急性失血または溶血状態を示している。 通常の人の血液では、WBCと称される白血球の濃度が、赤血球の濃度よりも はるかに低い。WBCの正常濃度は、1マイ クロリットル当たり約7000個である。WBCの大きさは様々であり、その大 半は直径が約7.5〜12.5ミクロンである。WBCは、RBCよりも球形に 近く、通常、RBCよりも幾分大きい。一般にWBCは、粒状のものと、非粒状 のものとに分類できる。粒状のWBCには、好中球、好酸球、および好塩基球の 三つがあり、非粒状のWBCには、単核細胞とリンパ球とがある。これらのWB Cを、総称して「五区分(five-partdifferential)」と称し、中でも好中球およ びリンパ球が重要である。 通常、好中球は、全WBCの約50%から60%を占める。好中球の細胞質に は、染色可能な無数の微細粒子が含まれている。一定の条件下で、好中球は血管 外に出て分解し、結合組織内に粒子を放出する。この粒子は、ある種の酵素を豊 富に含んでおり、この酵素は活性化して人体の防衛機構に関わる。 リンパ球は、ヒトのWBCの約30%を占める。正常なリンパ球の核は、細胞 の体積ほぼ全体を占め、したがって、核を取り巻く細胞質は、非常に薄い殻にな っている。リンパ球の細胞質はリボ核酸を含み、このため染料に染まる。 リンパ球は血管外に出て、結合組織に入り、やはり人体の防 衛機構の一部を構成し、人体の免疫反応で主要な役割を果たす。 リンパ球には、現在、臨床土重要となっている三つの主要な「サブセット(sub set)」、すなわち、Tリンパ球、Bリンパ球、および別名「大型粒状リンパ球」 あるいはNK細胞と称するナチュラルキラー細胞(Natural Killer cells)があ る。各サブセットは、特徴的な細胞表面マーカまたは抗原の有無によって区別さ れる。またBリンパ球は、表面の免疫性グロブリン(immunoglobulin)濃度か高 く、これに対してTリンパ球には、免疫性グロブリンがほとんど、あるいはまっ たくない。Tリンパ球の特徴は、各種の表面マーカに対抗して抗体が生成される 点である。 Tリンパ球は、表面マーカおよび全体機能によって分類されている。「ヘルパ ー(helper)」T細胞は、B細胞が一定の種類の抗体分子を生成するの助け、また その他のT細胞の免疫反応を促進する。調節細胞である「サプレッサ(suppresso r)」T細胞は、その他のT細胞やB細胞の反応性を抑制する。サプレッサT細胞 には、いくつかのサブセットがあり、やはり特徴的な表面マーカによって識別さ れる。 血球数のカウント、血球の大きさの測定、血球の分類ができ れば、ヒトの健康状態を判断する場合に有用である。例えば、現在、循環CD4 リンパ球(ヘルパーT細胞は、細胞の表面にCD4抗原が表現されている)の濃 度は、HIV感染の指標として最も優れている。CD4の濃度は、実験的治療へ の登録についての患者の分類、抗ウィルス治療の開始時期の決定、臨床試験の治 療効果のモニタリングに利用される。CD4リンパ球濃度は、HIV感染患者に とって重要であるため、正確に測定することが望ましい。 現在の細胞分析技術には、細胞のカウントおよび分類を行う方法が二つある。 この二つは、一般に「流動サイトメトリ(flowcytometry)」、「イメージサイト メトリ(imagecytometry)」と呼ばれている。流動サイトメトリ法は、流動セルの 感知ゾーンに、1度に一つずつ細胞を通す操作が主な作業であり、患者の試験負 荷が重要な尺度となる臨床用途に好適な技法である。その大きな理由は、1秒間 当たり分析可能な細胞数が少なくとも1桁大きいからである。 流動サイトメトリを組み込んだ計測法は、さらに二つの方法に分けられ、一般 に「従来の血液分析法(conventionalhematology)」と「蛍光サイトメトリ(fluor escencecytometry)」 とに分類される。 一般に従来の血液分析法では、主にインピーダンスおよび光散乱技法により大 きさと形状のみによって細胞を識別するのに対して、蛍光サイトメトリでは、大 きさおよび形状に加えて、細胞の核酸含有量または表面の抗原あるいはその両者 を利用するのが、二つの方法の主な違いである。したがって、蛍光法を利用して 、細胞の種類をさらに細かく分類することができる。 前記二つの方法の第二の相違点は、従来の血液分析法では、結果が絶対値で与 えられるのに対して、蛍光サイトメトリでは、相対値で結果が出ることである。 従来の血液分析器では、体積および希釈度が正確であり、したがって、細胞濃度 の絶対値、または人の血液1マイクロリットル当たりの細胞数の絶対値が測定で きる。一方、蛍光サイトメトリ法では、相対濃度、すなわち、様々な細胞の百分 率がわかる。 第三の違いは、血液分類法が、一般に自動化されているのに対して、現在一般 的に行われている蛍光サイトメトリ法では、サンプル作成やサンプル分析がせい ぜい半自動化されている程度である。したがって、蛍光サイトメトリ法は、従来 の血液分析法に比べて作業集約度が非常に高い。 両方法とも、細胞ごとに分析を行う。よって、全血液の細胞濃度が高いため、 各細胞を分離し、流動セル内で感知できるように、分析前に血液サンプルを希釈 する必要がある。 3000がある。この装置は、Abbott Laboratoriesの前身 であるSequoia−Turnerが数年 は、「インピーダンス」測定により、RBCおよびPLTのカウントおよび大き さ判定を行い、「吸収」測定によりRBC(MCH)中のヘモグロビン濃度を求 め、さらには「光散乱」測定によりWBCおよび五区分のカウントおよび分類を 行っている。 を行い、細胞のパラメータを測定して試験結果を出す。患者の全血液サンプルが 分析装置に供給されるとオペレータによる操作が実質的に不要になるように、サ ンプル作成は完全に自動化されている。上に述べたように、種々の細胞について 正確な「カ プル体積、試薬体積、希釈体積を正確に測定している。細胞のカウントは、一般 に、1マイクロリットルの血液当たりの「事 象(event)」の数ということになる。ここでいう事象とは、RBC、PLT、W BC、およびこれらのクラス、サブクラスである。 1などがある。これらの装置では、散乱、インピーダンス、および吸収を組み合 わせて使用して細胞を識別、定量している。したがって、前記の装置は、従来の 血液分析装置に分類される。 一方、蛍光流動サイトメータ(cytometer)では、光散乱による蛍光細胞分析 の原理を採用している。このため、一般に、細胞を適当な染料で着色するか、細 胞表面の抗原または抗体に蛍光色素の標識(label)をつけ、特定の抗原抗体反 応発生の指標とする必要がある。 蛍光流動サイトメトリでは、前もって着色または蛍光標識をつけた粒子、通常 は細胞を血液その他の生物的液体サンプルに懸濁させた液体を、焦点を絞った一 本または複数本の光ビームでサンプル中の個々の粒子を照明する流動セル(flow cell)を介して移動させる。1基または複数基の検出器で、光ビームと、流動セ ルを通過する標識済み粒子との間の相互作用を検出する。 一般に、検出器の一部は、蛍光放出を測定するように設計してあり、その他の検 出器は散乱強度またはパルス持続時間を測定する。したがって、流動セルを通過 する各粒子は、検出器で測定した放出色、光の強度、その他の特徴、すなわち散 乱を軸とする特性空間(featurespace)に写像することができる。特性空間内の 、重複がない別々の領域に、サンプル内の様々な粒子を写像することができ、各 粒子を特性空間への写像にしたがって分析できることが好ましい。この点で、流 動サイトメトリは従来の血液分析装置と異なり、特性空間軸の一部に蛍光放出を 含む。 上述したように、リンパ球のサブクラスは、健康状態の判断要素であり、した がって、このサブクラスおよびその他のパラメータを正確に測定することが望ま しい。既知の血液分析装置および蛍光流動サイトメトリの血液細胞分析能力は、 大幅に向上したが、これらの装置には、一定のクラスの細胞についての正確なカ ウント値を求めるのが容易ではないという問題がある。 CD4の患者の細胞カウントは、このような問題をかかえる一例である。現在 の計測方法では、血液分析装置および別の蛍光流動サイトメトリ計測装置で測定 した細胞パラメータからC D4の患者の細胞カウントを計算している。この計算では、患者1人について1 週間間隔で行ったCD4の絶対カウントを最大100%まで変動させることができ る。例えば、1991年、Ortho Diagnostics Systems Inc.発行の Update,Testing In The Blood Bank,第5巻,No.2の1〜6ページを参照のこと。 以下の論文に、現在の方法および装置を使ったCD4のカウントに関する上記 以外の問題点が述べられている。 ・Lancet、第340巻、1992年8月22日、485ページ 異なる分析装置を利用した場合のCD4カウント結果の変動について述べている 。この変動は、リンパ球のカウント結果が異なったために生じたものと思われる 。 ・Journal of Infectious Diseases、1990 年、第161巻、356〜357ページ このリンパ球濃度の変動によるCD4カウントの変動について述べている。リン パ球濃度の変動によって生じたCD4カウントの変動は、患者の意欲に悪影響を 及ぼす。 ・Journal of Acquired Immune Deficiency Syndromes、1990年、第3巻、No.2、 144〜181ページ HIV陽性被験者と対照被験者について、CD4カウントが大きく変動したと報 じている。CD4陽性のリンパ球の割合は、比較的一定しているのに対して、W BCカウントおよびリンパ球であるWBCの割合は大きく変動する。この変動は 、標準的な分析方法が必要であることを示している。 ・Laboratory Medicine、1983年8月、第14巻、No .8、509〜514ページ 自動血液分析装置における様々な誤測定およびその原因について述べている。 上記の各参照論文の開示全体を、参照により本明細書に組み込むものとする。 手作業によるサンプル作成は、厳密な管理が不可能であり、オペレータの技能 に左右されることが、CD4カウントの変動原因の一つとしてあげられる。例え ば、CD4のカウントを行う従来の方法では、まず手始めに患者から試験管二本 分の血液を採取する。一方の試験管は血液分析装置にかけ、リンパ球の総カウン ト、リンパ球のパーセンテージ、および総WBCカウ ントを初めとして、血液サンプルに関するいくつかの測定パラメータまたは計算 パラメータあるいはその両者を求める。二本目の試験管の血液サンプルは、蛍光 流動サイトメトリ装置にかけて分析する。流動サイトメトリ試験のサンプル作成 作業は、手間がかかる作業であり、オペレータの技能に左右される。この作業は 、自動化や高精度測定にはなじみにくいものである。 流動サイトメトリ装置用のサンプルを作成する場合、ピペットを使い、手作業 によりサンプル用試験管から分析用試験管に血液を移す。適切な蛍光色素標識済 みモノクロナール(monoclonal)抗体を添加する。次にサンプル/抗体混合物を 所定時間、所定温度で保温し、抗体/抗原結合が起こるようにする。保温による 作業終了後、RBC溶解剤を添加して、サンプル中のRBCを破壊する。溶解作 業中はタイミングが重要である。十分な時間だけ溶解反応を持続できない場合に は、RBCがサンプル中に残り、測定値にひずみが出る。溶解反応の継続時間が 長すぎる場合は、溶解剤がWBCを侵す場合がある。 溶解反応が完全に終了したことを確認した後、サンプルを遠心分離し、洗浄し て、溶解したRBCにより残った堆積物を除去する。サンプルが十分に清浄にな ったことを確認するまで、 遠心分離/洗浄作業を数回実施する場合もある。堆積物、すなわち赤血球の「基 質(stroma)」は、通常の流動サイトメータの検出動作に干渉する。ここまでで、 サンプルにはWBCが含まれるようになっており、抗体は、相補性表面抗原(com plementarysurfaceantigen)を備えた細胞に結合されている。サンプルを固定液 に再度懸濁してから、蛍光流動サイトメトリ装置に通す。 蛍光流動サイトメトリ装置は、リンパ球サブセットについては、百分率だけを 計測する。サンプル作成作業中に何度も手作業による希釈および減容作業を実施 するため、正確な測定体積の分離ができないということが、百分率だけしか計測 しない少なくとも一つの理由になっている。したがって、蛍光流動サイトメトリ 装置は、CD3(T細胞マーカ)とCD4(ヘルパーTマーカ)の両方について 陽性なリンパ球の百分率としてCD4陽性ヘルパーT細胞を識別する。 CD4のカウントを以下に式により算出する。 (リンパ球の百分率/100)×(WBCのカウント)=リンパ球カウント (リンパ球内のヘルパーT細胞の百分率/100)×リンパ球カウント=CD4 カウント リンパ球のカウントおよびWBCのカウントは、血液分析計測装置により測定 し、「リンパ球内のヘルパーT細胞の百分率」の値は、流動サイトメータによる 散乱および蛍光の写像に基づく補正係数を掛けた後、蛍光装置で測定する。 リンパ球サブセットに関してカウント値を計算する現在の方法には、いくつか 問題点がある。まず第一に、計算が、それぞれ独自の較正機能および全体分離機 能を備えた独立した測定装置で得られた値に基づいている。さらに、異なる計測 装置により、試験方法が異なる。 血液分析計測装置の測定値が蛍光測定装置の測定値と異なるだけでなく、血液 分析装置が異なると、得られる結果も変わることがある。 蛍光サイトメトリ試験におけるサンプル作成の自動化の試みがこれまで行われ てきたが、部分的にしか成功していない。このようなシステムでは、密度勾配遠 心法による、その他の末梢血球からのリンパ球の分離または赤血球の溶解あるい はその両方、遠心分離による赤血球ゴースト(ghost)および細胞堆積物の除去 、適切な固定液を含有する等張性(isotonic)生理食塩水に白血球を懸濁するこ とによる残留白血球の形態の保全など のサンプル作成作業を今だにオペレータが行わなければならない。これらの操作 を行うには、オペレータが手作業によりサンプルの体積を変化させ、自動機械式 分与装置で得られるサンプル体積精度に近い精度をだす必要がある。 独立した測定装置で測定を行う現在の技法の問題点としてさらにあげられるの は、試験管二本を満たすのに、比較的多量の血液が必要になることである。これ は、採取量が増えるほど、溶血(赤血球の破壊)を起こす可能性が高くなるから である。また、一定の患者からは、試験管二本分の採血を行わないほうが望まし い場合や、採血が不可能な場合がある。 白血球の分析では、RBCをすべて溶解することが望ましい。RBCの数は、 WBCを約700から1000倍上回るため、少数の非溶解赤血球によって白血 球のカウントが大幅に狂う場合がある。赤血球の溶解に利用する試薬の中には、 保温期間が長すぎて自動臨床分析装置では実用にならないものもある。たとえば 、K.A.MuriheadがClinical Cytometry、Ann .N.Y.Acd.Sci、第468巻、113〜127ページ(1986年)で 推奨しているTris緩衝塩化アンモニウム溶液では、赤血球を溶解するには5 分か ら10分必要であり、自動化には不向きである。 さらに、ある溶解試薬で不完全な溶血を行うと、自動臨床電気光学システムの バックグラウンドカウントが高くなるほどのヘモグロビンおよび粒状物質を含む 赤血球基質が生成する場合がある。通常、このような基質が発生すると、分析対 象であるWBCを遠心分離によって赤血球の基質から分離する必要があり、この 操作は、自動化に試薬システムを採用した場合の制約因子となる。 現在使用されている試薬システムでは、固定したWBCを鑑別分析(differen tialanalysis)前に細胞化学的に着色する必要がある。このような試薬システム では、複数の試薬および保温期間を適当な時期に追加する必要があり、有核赤血 球またはリンパ球サブセットの定量には一般的に適用できない場合がある。さら に、最終的に得られたカウントの精度が、試薬の添加、その他、血液サンプルの 取り扱い操作の各段階で低下する場合がある。 溶解によってNRBCの核が破壊されないため、従来の血液分析装置による分 析で、RBCの初期段階である有核赤血球NRBCが末梢血液から発見された場 合、NRBCを小さなリ ンパ球と混同することもありえる。NRBCの百分率が比較的低くても、RBC とWBCとの数の比の影響により、WBCおよびリンパ球のカウントに大きな誤 差がでることがある。こうなると、新生児のサンプルや子供のサンプルでは障害 になる。通常、新生児や子供の末梢血液サンプルにはNRBCが含まれる。この ため、実験室では、新生児や子供のサンプルの一部については、手作業によるス ライド検査を行う。従来の血液分析装置では、通常のリンパ球散乱クラスタ(cl uster)の展開に注目することにより、前記のサンプルにフラグ(flag)を付け ることしかできない。手作業の検査では、有核細胞100個当たりのNRBCの 数がわかる。この百分率を利用して、以下のように分析装置によるWBCカウン トを補正する。 補正WBCカウント=分析装置のカウント(1−手作業により求めたNRBC百 分率/100) NRBCのカウントを正確かつ自動的に行う必要があることは明らかである。 そのほか、末成熟赤血球の一種として重要なものに、「網赤血球」があり、こ の赤血球には、通常、検出可能な量のRNAが含まれている。手作業により網赤 血球を特定し、その数を数 える方法では、染料でRNAを沈殿させる必要がある。着色した血液から塗抹標 本(smear)を取り、手作業により顕微鏡で調べる。沈殿させたRNAは、細胞 内の点または繊状として現われる。顕微鏡下でRBCを1000個手作業により 数え、網赤血球となるRBCの数を10で割って網赤血球の百分率を求める。以 下の式により、RBCのカウントから網赤血球のカウントを求める。 網赤血球のカウント=(RBCのカウント)×(網状赤血球の百分率)/100 手作業によるこの方法の精度と確度は、理想には及ばない。網赤血球特定の可 否やカウント技術のばらつきがかなりある。したがって、上に述べた欠陥を解消 する細胞分析システムが必要である。発明の概要 全血液サンプルを分析する装置を提供する。この装置は、サンプル中の細胞を 分離し、識別する自動計測システムであって、蛍光サイトメトリ分析装置と完全 に一体化した従来の血液分析装置を備えている。両分析装置は、各分析装置から 得られる分析結果を利用する制御装置によって制御し、試験結果の絶対値 報告、すなわち定量報告を行う。さらに、全血液サンプルを分析する方法も提供 する。このような分析方法には、サンプルに対して従来の血液分析と蛍光サイト メトリ分析の両方を自動的に実施する段階を含む方法もある。データを収集して 利用し、適宜、結果を定量報告する。 さらに別の実施の形態では、サンプル容器を受け取り、サンプルを吸引して、 分与するサンプルハンドラ、多角度光散乱および蛍光信号検出を行うサンプル分 析装置、および分析装置を完全に一体化した制御装置を備える自動化計測システ ムを提供し、この計測システムにより、従来の血液分析結果と蛍光サイトメトリ 結果の両方を定量報告できるようにするものである。さらにこの計測システムに よれば、一旦、報告メニューから、実施予定の一連の試験を選択すると、必要な 場合には順次以上の機能を実行することができ、オペレータが作業に介入する必 要がなく、また分析のある段階でサンプルから細胞を分離する必要もない。図面の簡単な説明 第1図は、本発明の趣旨にしたがって構成した細胞分析システムのブロック線 図である。 第2図は、第1図に示した細胞分析システムと併用するソフトウェアサブシス テムの実施の形態のブロック線図である。 第3図は、第1図に示した細胞分析システムのサンプル処理領域の実施の形態 を示す図である。 第4図は、第3図に示したサンプル処理領域のさらに詳細な図である。 第4A図は、第4図に示したシステムの通気/吸引アセンブリの正面図である 。 第4B図は、第4図のシステムに使用する保温プローブアセンブリの見取図で ある。 第5図は、第1図に示した細胞分析システムの液体分与システムの実施の形態 を示す図である。 第6A図、第6B図、および第6C図は、沈殿、洗浄、および吸引時の細胞分 析システムの保温プローブを示す図である。 第7図は、第1図に示した細胞分析装置の吸引/沈殿システムの実施の形態を 示す線図である。 第8図は、第1図に示した細胞分析システムの保温移動システムの実施の形態 を示す線図である。 第9図は、第1図に示した細胞分析システムの網赤血球染料 供給システムの実施の形態を示す線図である。 第10A図は、第1図に示した細胞分析システムのインピーダンスサンプル供 給システムの実施の形態を示す線図である。図中、バルブは開いた状態になって おり、多量のサンプルがポンプ220を経由してインピーダンストランスデュー サの近傍に移動中である。 第10B図は、第10A図に示したインピーダンスサンプル供給システムの線 図である。図中、バルブは閉じており、一定量のサンプルが計量され、インピー ダンストランスデューサに移動中である。 第11A図は、第1図に示した細胞分析システムの光サンプル供給システムの 実施の形態を示す線図である。図中、バルブは開いた状態になっており、多量の サンプルがポンプ232を経由して流動セル近傍に移動中である。 第11B図は、第11A図に示した光サンプル供給システムの線図である。図 中、バルブは閉じた状態になっており、一定量のサンプルを計量し、光流動セル トランスデューサに移動中である。 第12図は、第1図に示した細胞分析システムのHGBサン プル供給システムの実施の形態を示す線図である。 第13A図から第13F図は、第1図に示した細胞分析システムの一体自動血 液/免疫サンプル処理法の実施の形態を示すタイミング線図である。 第14A図および第14B図は、以下の第4節に述べる網赤血球の分離作業の 説明用の図である。 第15図は、第1図に示した細胞分析システムの光流動セルトランスデューサ の実施の形態を示す線図である。 第16図は、第15図に示した光流動セルの断面図である。 第17図は、第1図の細胞分析システムのインピーダンストランスデューサの 実施の形態を示す線図である。 第18図は、第1図に示した細胞分析システムのHGBトランスデューサの実 施の形態を示す線図である。 第19図は、第1図に示した細胞分析システムの光ベンチ(optics bench)の 実施の形態を示す線図である。 第20図は、第19図に示した光ベンチの順方向経路収集システムを示す線図 である。 第21図は、第19図に示した光ベンチの側方散乱収集システムを示す線図で ある。 第22図は、第19図に示した光ベンチのコンデンサ(condenser)の線図であ る。 第23図は、第19図に示した光ベンチの、流動セルからカソードに至る光線 の広がり(ray fan)の線図である。 第24図は、第19図に示した光ベンチのPMTレンズ構成を示す線図である 。 第25図は、第1図に示した細胞分析システムの分析装置モジュールの実施の 形態を示すブロック線図である。 第26図は、第25図に示したデータ収集モジュールの実施の形態を示すブロ ック線図である。 第27図は、第25図に示した分析装置モジュールの詳細を示すブロック線図 である。 第28図は、第1図に示した細胞分析システムのデータ保存場所を示す線図で ある。 第29図および第30図は、第28図に示したソフトウェアアーキテクチャの 実施の形態を示す状態線図である。 第31図は、液体を導入するノズルを備えた装置の全体正面図である。 第32図は、第31図のノズルの見取図である。 第33図は、第32図に示したノズルの一部の断面図であり、第32図に示し たコンジットを相互に平行に配設して明瞭化をはかっている。 第34図は、第32図に示したノズルの一部の断面図であり、液体の導入状態 を示す図である。 第35図は、第34図にほぼ類似した断面図であり、液体の導入状態を示す図 である。 第36図は、第35図にほぼ類似した断面図であり、液体の導入状態を示す図 である。 第37図は、本明細書に述べるサンプル作成装置の略図である。 第38図は、第37図の装置の一部の部分断面図である。 第39図は、第37図の装置のさらに別の一部の部分断面図である。 第40A図から第40C図は、細胞分析システムの実施の形態により得られた NRBCの報告データを示す図である。 第41A図および第41B図は、細胞分析システムの実施の形態により得られ たNRBCの報告データを示す図である。 第42図は、以下の第2節に述べる三重トリガ回路の略ブロ ック線図である。 第43図は、レーザビームおよび液体流動の構成および相互作用を示す図であ る。 第44A図から第44F図は、第1図の細胞分析システムの実施の形態の一部 を示す正面図である。 第45A図から第45F図は、細胞分析システムの実施の形態によって得られ た報告データを示す図である。 第46図は、細胞分析システムの実施の形態によって得られたRBC体積ヒス トグラムを示す図である。 第47図および第48図は、細胞分析システムの実施の形態により得られた血 小板の撒布図(scattergram)である。 第49A図および第49B図は、細胞分析システムの実施の形態により検出し た事象区分を示す図である。 第50A図および第50B図は、細胞分析システムの実施の形態によって検出 した高FL3細胞のALL値を示す図である。 第51A図および第51B図は、細胞分析システムの実施の形態で引いた、顆 粒球と単核細胞との分割線の例である。 第52A図および第52B図は、細胞分析システムの実施の形態により作成し たヒストグラムおよび角分割線の例を示す図 である。 第53図は、細胞分析システムの実施の形態により得られたALLヒストグラ ムおよび分割線の例を示す図である。 第54図は、細胞分析システムの実施の形態によるIAS値の平均値にIAS 値の標準偏差の2.5倍を加えた値の所で引いた区分線を示す図である。 第55図は、細胞分析システムの実施の形態により作成したリンパ球−基質分 離線およびリンパ球−単球分離線からの距離の1/4と3/4の間で引いた区分 線を示す図である。 第56図は、細胞分析システムの実施の形態により作成したヒストグラムおよ び分割線を示す図である。 第57図は、細胞分析システムの実施の形態により作成した、さらに別のヒス トグラムおよび分割線を示す図である。 第58図は、細胞分析システムの実施の形態によって引いた網赤血球の撒布図 の例を示す図である。 第59図は、細胞分析システムの実施の形態により引いた網赤血球のヒストグ ラムの例を示す図である。 第60A図から第60F図は、例6に示すデータ処理の例を示す図である。 第61A図から第61G図は、細胞分析システムの実施の形態によって集積さ れたデータの例を示す図である。 第62A図から第62D図は、CD3、CD4の両方について陽性であるリン パ球分画(fraction)、CD3、CD8の両方について陽性であるリンパ球分画 、CD19について陽性であるリンパ球分画、およびCD3についてのみ陽性で あるリンパ球分画の間の相関を示す図である。 第63A図から第63F図は、第13節Fに述べるバルブおよびその機能を示 す表である。好ましい実施の形態の詳細な説明 本発明の実施の形態は、分析装置システムおよび液体サンプルの分析方法を含 む。一般に、このような自動化計測システムは、制御装置および蛍光サイトメー タと完全に一体化された従来の血液分析装置を備えている。計測システムは、細 胞の識別および分類を行うことができ、血液分析装置で収集したデータを蛍光サ イトメータで自動的に利用してサンプルの処理、分析およびサンプル中の細胞の 分類を行い、定量的な結果と定性的な結果を報告する。 本明細書で開示する自動測定システムでは、一つの分析装置 プラットフォーム(platform)上で従来の血液分析と蛍光サイトメトリとを組み 合わせて実施する。本発明以前には、従来の血液分析と蛍光サイトメトリとを組 み合わせることは不可能であった。このようにして従来の血液分析と蛍光サイト メトリとを組み合わせることは、双方にとって好都合である。蛍光サイトメトリ によって得られる情報は、完全な自動化および絶対濃度の採用により向上する。 血液分析によって得られる情報は、熱量測定、インピーダンス、および多角光散 乱の技術に蛍光サイトメトリを追加することによってより向上し、すぐれた血液 分析、および現在、手作業または独立した分析装置で行っている試験の完全自動 化が可能となる。 本明細書による自動化には、サンプル、すなわち全血、尿、唾液などを一度装 置に導入してしまうと、オペレータはサンプル作成作業やサンプル分析作業に介 入する必要がないという特徴がある。さらに、サンプルの取り扱い、処理、およ び分析の手順および機能は、オペレータが選択した試験にしたがって、測定装置 が自動的に実施する。各初期試験サンプルに関連したデータ、その他の情報につ いては、計測器の制御装置によりモニタリング、収集、および処理が行われる。 一般に、本発明の実施の形態は、自動血液分析装置と、流動サイトメトリ分析 装置とを備え、この流動サイトメトリ分析装置は、分析装置の監視および制御、 分析装置からのデータ収集および分析結果の報告を行う制御装置と一体化されて いる。例示するように、分析装置と制御装置とを一体化してあるので、オペレー タは、全血サンプルに関するデータを制御装置に入力することができる。制御装 置により、オペレータは、サンプル、一般的には全血サンプルに対して行う一連 の試験を選択する。オペレータは、集中サンプル取り扱い領域、すなわち処理領 域にある総合分析装置(integratedanalyzer)に全血サンプルをかける。制御装 置により分析装置が起動し、制御装置の指示にしたがって自動的に全血サンプル の分析を行う。制御装置は、分析装置から得られたデータを利用して分析結果を 算出し、オペレータに対して分析結果を報告する。全血サンプルを総合分析装置 に導入した後は、オペレータが分析作業を行う必要はない点に注意されたい。好 ましい実施の形態では、全血サンプルの作成が完全に自動化されているので、従 来の血液分析試験が最初に行われ、続いて保温サンプル試験が行われる。分析装 置は制御装置と一体化されているため、制御装置は、血液分析装 置と、流動サイトメトリ分析装置の両方からデータを受け取る。したがって、制 御装置は、両装置の患者の血液分析結果を組み合わせてオペレータに報告するこ とができる。さらに、希釈、サンプル作成、および分析の精度が高く、これらの 作業を自動的に繰り返し行うことができるため、絶対濃度も報告可能である。オ ペレータが測定装置のプログラムを行い、サンプルを装置に導入した後は、測定 装置だけがサンプルに触れることになるので、人為的ミスは完全に払拭されてい る。 本発明の具体的な実施の形態については、詳細な説明を行い内容を明らかにす るが、その他の実施の形態も可能であることを銘記されたい。また、記載した実 施の形態の要素を適宜組み合わせることもできる。1.システムの概要 第1図は、細胞分析システム60のブロック線図である。このシステム60は 、分析装置モジュール64、データステーション(data station)ジュール68 、および圧縮空気ユニット72を備えている。分析装置モジュール64は、HD LC(高レベルデータリンク)プロトコルを実行するシリアルデータリンク(lin k)76により、データステーションモジュール68と 作動可能に接続されている。圧縮空気ユニット72は、シリアルデータリンク8 4および管路ネットワーク80により、分析装置モジュール64と作動可能に接 続されている。 分析装置モジュール64が行う作業としては、サンプル、希釈液、および試薬 の吸引、サンプルの希釈、データの測定、収集、データステーションモジュール 68への測定データの送信、試薬の管理、不要物の廃棄がある。典型的な分析装 置モジュール64が備えている要素としては、専用電源、インピーダンストラン スデューサ、HGBトランスデューサ、光流動セルトランスデューサ(光散乱お よび蛍光)、光検出装置、電子装置、試薬槽、フルイディクス(fluidics)シス テム、血液分析試験および蛍光サイトメトリ試験用の全自動総合サンプルプロセ ッサ、保温システムまたは冷却システムあるいはその両方などがある。代表的な 分析装置モジュールは、Motorola製68302型マイクロコンピュータ などを含み、分析装置64の機械要素の制御および分析装置のフローシーケンス の実行を行う。 圧縮空気ユニット72は、液体を分析装置モジュール64に移動する空気源を 内蔵している。圧縮空気ユニット72は、シ リアルデータリンク84を介して分析装置モジュール64から指示を受ける。 データステーションモジュール68は、分析装置モジュール64の全般的制御 を行い、測定データを有意味な試験結果に変換し、測定データおよび試験結果を 保存するとともに、報告値をプリントし、オフラインのホストコンピュータ(図 示せず)と双方向の通信を行う。代表的なデータステーションモジュール68の 構成要素には、80386型または80486型のマイクロコンピュータ、カラ ーディスプレイ、3.5インチディスクドライブ、少なくとも540メガバイト のハードディスク、パソコン型キーボード、ポインティング装置、およびLAN 接続などがある。データステーション68は、RAM、ROM、EPROM、S RAMなどのメモリを含み、測定データの操作、パラメータの計算、およびヒス トグラム、撒布図、その他の多次元プロットを含め、各種フォーマットによる計 算結果の報告を行えるだけのソフトウェアアルゴリズムを備えている。2.迅速溶解多目的試薬システム 細胞分析システム60では、白血球(WBC)や有核赤血球(NRBC)を初 めとする有核末梢血球の迅速な分析に適した 多目的試薬システムを採用している。多目的試薬システムは、ほぼ完全かつ迅速 に赤血球を溶解すると同時に、白血球の構造およびリンパ球表面抗原の抗原性を 実質上保存する。 多目的試薬システムについては、本出願の譲受人が所有する1994年8月2 9日出願の「Multipurpose Reagent System Fo r Rapid Lysis of Whole Blood Samples (全血サンプルの迅速溶解を目的とした多目的試薬システム)」と題する米国特 許出願第08/297662号に詳細な記載がある。この出願の開示全体を、参 照により本明細書に組み込む。 多目的試薬システムの一つの実施の形態は、1リットル当たり約3〜約7グラ ムの非第四アンモニウム塩、炭素原子1個ないし4個を備えた脂肪族アルデヒド (aliphatic aldehyde)約0.04〜約0.1重量体積%(すなわち、グラム/ 100ml)、脂肪族アルデヒドに対してほぼ不活性な非リン酸塩緩衝液約10 〜20mM、および水を含む。試薬システムのpHは、約5.5〜約7.5の範 囲にあり、試薬システムの浸透圧モル濃度(osmolality)は、約160から約3 10(mOsm/L)である。試薬システムの屈折率は生理食塩水と同じであり 、約 1.333から約1.336の範囲にあることが好ましい。非リン酸塩緩衝液は 、脂肪酸アルデヒドに対して不活性である。すなわち、非リン酸塩緩衝液は脂肪 族アルデヒドと反応しない。したがって、一般に、非リン酸塩緩衝液は一級アミ ノ基を含有しないはずである。 多目的試薬システムのさらに別の実施の形態は、塩化アンモニウム約135m M、ホルムアルデヒド約0.075体積%、酢酸塩緩衝液約20mM、重炭酸カ リウム約10mM、サポニン(saponin)約0.01重量体積%(すなわち、グ ラム/100ml)などを含む。試薬システムのpHは、約6.2に調整し、試 薬システムの浸透圧モル濃度は、約267ないし約270mOsm/Lに調整す る。 白血球の鑑別カウント、有核赤血球、リンパ球の免疫表現型(immunophenotypi ng)の自動決定には多目的試薬システムを使用する。有核末梢全血球の迅速分析 法は手順として、前記多目的試薬システムと抗凝固化(anticoagulated)全血サン プルとを混合(血液を10倍から100倍に希釈)する段階、温度25〜46℃ において希釈液と血液との混合物を少なくとも10秒間撹拌する段階、および本 発明による自動化細胞分析システム により有核末梢血球を分析する段階を含む。 末梢白血球の鑑別分析で多目的試薬システムを使用する方法は、試薬1種類に より赤血球の溶解と白血球の固定とを並行して迅速に行う方法であり、この方法 では、白血球が光散乱特性を維持する。一般に、細胞は光学的な観測チャンバを 通過する。このチャンバでは、所定の角度で各細胞が吸収または散乱した光の種 類を光電測定により記録する。 多目的試薬システムの最初の構成要素は、非第四アンモニウム塩である。ジア ンモニウム塩およびトリアンモニウム塩は使用しないことが好ましい。各種モノ アンモニウム塩、特にハロゲン化塩を、1リットル当たり約3グラムから約7グ ラム使用することができ、好ましくは1リットル当たり約5グラムとする。この ような非第四アンモニウム塩の例としては、NH4Xがある。式中、Xはハロゲ ン元素を示す。例えば、NH4Clなどが非第四アンモニウム塩に当たる。 多目的試薬システムの第二の構成要素として、短鎖脂肪族アルデヒドがある。 このような脂肪族アルデヒドは、炭素原子を1個から4個有することが好ましい 。代表的なアルデヒドとしては、ホルムアルデヒドおよびポリマのパラホルムア ルデヒド がある。比と濃度が適切な場合、アルデヒドは、非第四モノアンモニウム塩およ び緩衝液と一体となって、迅速かつほぼ完全に赤血球を溶解する。さらに、アル デヒドは、白血球を固定し、白血球の薄膜をほぼ完全に保護する。ホルムアルデ ヒド、またこれに匹敵するアルデヒドの含有量は、約0.04〜約0.10体積 %、好ましくは0.08〜0.1体積%である。 多目的試薬システムの第三の構成要素は、非リン酸塩緩衝液であり、この液は 試薬システムの構成要素であるアルデヒドに対してほぼ不活性である。したがっ て、緩衝液は、一次アミノ基を含有しない。緩衝液は、有効緩衝力がpH約6. 0から約7.5、浸透圧モル濃度が約230から約310(mOsm/L)とな るのがよい。効果的な有機緩衝液の例としては、酢酸塩緩衝液、琥珀酸塩緩衝液 、マレイン酸塩緩衝液、およびクエン酸塩緩衝液などがある。効果的な生物緩衝 液の例としては、2−(N−モルホリン)エタンスルホン酸(MES)緩衝液、 3−(N−モルホリン)プロパンスルホン酸(MOPS)緩衝液、N−(2−ヒ ドロキシル)ピペラジン−N’−(2−エタンスルホン酸)HEPES緩衝液な どがある。酢酸塩緩衝液、またはその他の適当な緩衝液の濃度は、約10mMか ら約20 mM、好ましくは約20mMである。 多目的血液希釈液の選択可能成分として、表面活性剤がある。表面活性剤とし ては、サポニンが好ましく、これはquillajaの木の皮などの抽出源から 分離され、パウダとして製品化されている植物抽出物である。製品化されている サポニンの化学的純度は、ロットごとに異なるが、サポニンは第四アンモニウム 塩よりも赤血球に対して選択的に作用する傾向が強い。サポニンなどの表面活性 剤の含有量は約10〜約200mg/L、好ましくは約100mg/Lである。 サポニンは、多目的試薬システムのその他の成分と一体となって、全血中の赤血 球をほぼ完全に溶解する。 通常の血液サンプルの赤血球部分は、周囲温度で約20秒以内に溶解される。 ところが、溶解が困難な血液サンプル(例えば、嬰児、腎臓透析患者、多発性骨 髄腫患者、糖尿病患者、尿毒症患者などから採取した血液サンプル)は、試薬シ ステムとともに最長約20秒、約38℃から約40℃の温度に保ち、完全に赤血 球を溶解する必要がある。血液サンプルを多目的試薬システムとあわせて、この 程度の温度に保温しても、白血球の薄膜が効果的に保護され、リンパ球表面の抗 原の働きが維持さ れる。一方、サポニンだけを赤血球の溶解に使用した場合、上記の濃度の約10 倍から20倍の濃度で使用する必要がある。このような濃度になると、白血球が 損傷を受ける可能性があるため、試薬の溶解作用を素早く抑制して白血球の構造 を保護しなければならない。多目的試薬システムの構成成分が一体となって、赤 血球を溶解すると同時に白血球を穏やかに固定するのが、この試薬システムの実 施の形態の特徴である。したがって、比較的長い保温時間でも、白血球はほぼ完 全に保護される。実際、例えば慢性リンパ球白血病患者などに見られる、損傷し やすい白血球が、最長約20分の保温期間中、多目的試薬システム内で安定化さ れる。 多目的試薬システムの任意の追加成分としては、アルカリ塩があり、重炭酸塩 の一価のアルカリ塩が好ましい。重炭酸塩の一価のアルカリ塩は、希釈液の不可 欠な要素ではないが、このアルカリ塩を希釈液に添加すると、試薬システムの赤 血球溶解性を低下させることなく浸透圧モル濃度を高めることができる。その他 多数の化合物、例えば、塩化ナトリウム緩衝液、塩化カリウム緩衝液、リン酸塩 緩衝液などは、試薬システムの浸透圧モル濃度を上昇させるのに使用した場合、 試薬システムの溶解 性を低下させる。重炭酸塩の代表的な一価のアルカリ塩には、重炭酸カリウム、 重炭酸ナトリウム、重炭酸リチウムなどがある。重炭酸カリウム、その他のアル カリ重炭酸塩の含有量は、約0.005〜約0.015重量体積%、好ましくは 、約0.01重量体積%である。 多目的試薬システムの、さらに別の任意成分として、血小板抗凝集(anti-clu mping)剤がある。例えば、エチレンジアミン四酢酸塩(EDTA)を試薬シス テムに添加してサンプル/試薬混合物内での血小板の凝集を弱めることができる 。EDTA四ナトリウム、またはその他のEDTA塩の含有量は、1リットル当 たり約20〜約200mg、好ましくは、1リットル当たり約100mgである 。 多目的試薬システムのさらに別の実施の形態では、リンパ球の部分母集団(su bpopulation)の定量分析についても配慮している。多目的試薬システムまたは 血液希釈液を添加する前に、(特定のリンパ球表面抗原を対象とした)フルオロ クロム共役モノクロナール(fluorochrome-conjugated monoclonal)抗体を全血 サンプルと混合して、リンパ球の下位分類を行う。血液サンプルに添加した標識 済み抗体部分の濃度は、個々の抗体製 剤によって異なるが、一般に、市販の抗体製剤については、血液の体積の1/2 から1/10である。試薬システムを添加し、赤血球を溶解した後、リンパ球− 抗体反応の生成物を自動流動サイトメトリシステムにかけて分析する。当技術分 野で一般的になっている遠心分離および洗浄により、溶解済み細胞からリンパ球 を「分離」する必要はない。 本明細書に開示する試薬システムは、イソチオシアン酸フルオレッセン(fluor escein isothiocyanate)(FITC)およびフィコエリトリン(phycoerythrin) (PE)など、抗体にフルオロクロム標識を付ける蛍光マーカを「抑制(quench) 」することはない。リンパ球の下位分類は、AIDSなどの疾病の治療における 診断手段となっている。リンパ球の部分母集団や単球や好中球など、その他の白 血球部分の表面要素や特性を把握することと併せて、血球母集団に付着した表面 マーカを識別できる能力が重要である。3.有核赤血球の識別と試薬 細胞分析システム60では、先に述べた迅速溶解試薬システムなど、溶解試薬 による独自の三重トリガ法(triple triggeringmethod)を利用した、全血サンプ ル中のWBC/Diffおよ びNRBCの自動同時分析法を採用している。1994年12月15日出願の「 Method for Rapid and Simultaneous An alysis of Nucleated Red Blood Cells( 有核赤血球の迅速同時分析法)」と題する米国特許出願第08/356932号 に記載されている前記方法によれば、NRBCを含む全血サンプルからNRBC の正確なカウントおよびWBC/Diffデータを同時に求めることが可能にな る。米国特許出願第08/356932号の内容をすべて参照により本明細書に 組み込むものとする。 NRBC法の要点は、堆積物(蛍光および非蛍光堆積物)から発生する信号を 三重トリガ法によって阻止し、ALLトリガ以下でFL3トリガ以上の信号を識 別し、NRBCとしてカウントすることができる点である。したがって、蛍光核 堆積物の影響がほとんどない正確なNRBCカウントを求めることができる。本 発明の方法を利用すれば、損傷を受けやすい芽細胞(blast cell)および死細胞 (非発芽可能細胞)も検出することができる。 三重トリガ法では、NRBCの裸核を染色する適切な核染料 を添加した血液希釈液と血液サンプルとを混合することによって、WBC/Di ffおよびNRBCのカウントを同時に行うことが可能である。前記の血液希釈 液は、迅速にRBCを分解し、WBCを保護する。このような希釈液については 、上に述べた。照明を施した光流動セルに、一度にほぼ細胞1個ずつの割合で希 釈液/サンプル混合物を通す。この操作により、細胞が照明光を散乱し、染色さ れている核は蛍光を発する。散乱光信号および蛍光信号は既知の手段で検出する 。検出信号の処理に三重トリガ法を併用して、WBC、WBC/Diff、およ びNRBCの識別および定量を行うことができる。 三重トリガ法の他に類を見ない特徴は、溶解済みの網赤血球から出たRNA、 ハウエル−ジョリー小体(HowellJollyBody)、網状血小板、大型血小板、WBC と巨核球の断片(Megakaryocytic fragment)から出たDNA、パラサイト(par asite)、RBCの断片など、その他の細胞堆積物の干渉を受けずに、WBC/ Diff/NRBCの自動同時分析を正確、迅速に行える点である。 三重トリガ法によれば、NRBCとして特定された信号からWBC/Diff 分析前にWBC信号全体を差し引くことによ り、NRBCを含む血液サンプル中のWBC/Diff分析を正確に行うことが できる。NRBCを染色するには、染料が1種類だけ必要である。WBCの下位 分類の光散乱特性の違いにより、WBC/Diff分析を行うことができる。 NRBC法では、軸光損失(Axial Light Loss)(ALL)、中間角散乱(Inter mediate Angle Scatter)(IAS)、赤色蛍光(FL3)の3次元空間内におい て、独自の三重トリガ法により、土記の目的をすべて達成する。 NRBC法を行うには、順方向中間角散乱(IAS)384と、微小角順方向 散乱(SAS)または軸光損失(ALL、別名、順方向吸光(forward extinctio n))382とを測定するために、1基または複数基の検出器380(第19図、 第20図、および第21図)を順方向光路に配置することが好ましい。 レーザビームの前方を通過し、フォトダイオードによって検出される細胞に起 因する光エネルギーの減少が、通常、ALLである。光損失は、一般に散乱が原 因で起こり、その定義は、「レーザビーム内を細胞が通過するために生じる、レ ーザビームの光路内の検出器に到達する光エネルギーの減少」である(一般にA LLは、約0°ないし約1°の角度で検出される)。一 方、微小角順方向散乱(SAS)は、レーザビームを通過する細胞による散乱に よって、入射レーザビームの外側(ただし、1°ないし3°の微小角の範囲内) の検出器に達する光エネルギーである。レーザビームが検出器に進入しないよう にするには、一般に、ビームストップを設ける。ALL測定システムは、レーザ 照明の入射円錐内の光を集光するのに対して、微小角散乱システムは、前記円錐 外の光を集光する。ALL測定システムでは、対象とする信号が、定常状態のレ ーザ信号から差し引かれる負の信号であるのに対して、微小角順方向散乱測定の 信号は、非常に低い背景光レベルにおける微小な正の信号である。中間角順方向 散乱(IAS)は、微小角順方向散乱に類似しているが、光が入射レーザビーム から大きな角度で散乱される点が異なる。さらに具体的に述べると、IASは、 レーザビームの入射線すなわち中心線から約3°ないし10°のリング内で散乱 される光に関係している。好ましい実施の形態では、レーザの軸から水平方向約 0.3°未満、垂直方向約1.2°末満の角度の範囲内でALLが集光され、レ ーザの軸から約3°ないし約10°の角度でIASが集光される。 NRBCの細胞質が完全に溶解されるため、核が染色されや すくなり、そのため、NRBCを効果的かつ迅速に染色して正確な検出およびカ ウントを行うのに、きわめて濃度の低い染料で済む点が、本明細書に開示するシ ステムのその他の技術的特徴である。このため、NRBC検出で、S/N比を1 00以上という高い値にすることができる。このシステムが、迅速にWBC/D iff/NRBCの同時分析を行うのに必要な活性染料の濃度は、わずかに1な いし2μg/mlであり、従来の技術に比べて少なくとも1/50の濃度になっ ている。 本発明で使用する活性染料(死細胞または損傷細胞だけを染色する核染料)は 、核酸と結合しない場合、吸光率が比較的高く、蛍光強度が低い活性染料である 。活性染料のスペクトル特性、すなわち、最大吸光(EX)(nm)/最大放出 (EM)(nm)は、本システムで使用するレーザ光源に適合していなければな らない。 本明細書に開示するシステムの活性染料は、以下の特性を備えていることが望 ましい。 吸光率が高い。 量子収量が高い。 核酸との結合性が高い。 核酸と結合しない場合の蛍光強度が低い。 スペクトル特性と光源との適合性(例えば、アルゴンレーザ光源で最大EXが 〜488nm、最大EMが〜630nm) 本明細書に開示するシステムで適当な光源と併用するのに適した核染料は多数 ある。本明細書で述べるシステムに使用できる市販染料としては、YOYO−1 、YOYO−3、TOTO−1、TOTO−3、BO−PRO−1、YO−PR O−1、TO−PRO−1、その他種々の染料がある。最大EXが異なる染料が 、He−Neランプ、キセノンランプ、水銀ランプなど、適切な光源により活性 化できることは、当業者にとって周知の事実である。 市販の染料でアルゴンレーザと併用できる適当な染料には、ヨウ化プロピジウ ム(PI)、臭化エチジウム(EBr)、エチジウムホモダイマ−1(EthD −1)、エチジウムホモダイマ−2(EthD−2)、ジエチレントリアミン( DTA)がある。 NRBC法のある用途では、PIを生体染料として使用する。 サンプル吸入プローブで、等張性溶解試薬、約850マイクロリットルが入っ たWBCカップ138に全血サンプルの一部、 約25マイクロリットルを移す。上に述べた溶解試薬を用いて、血液サンプルの 赤血球分画およびNRBCの細胞質を溶解し、NRBCの核を露出させる。この 試薬システムの特徴は、多目的を達成する1試薬/1操作段階の作業を実現でき ることである。この試薬は、損傷しやすいすべての白血球の構造を保護できる程 度に作用が穏やかであるとともに、赤血球をすべて効果的に溶解する。白血球の 構造保護と赤血球の溶解という二つの目標を、溶解時間の延長が必要になる場合 もあるヘモグロビン異常のサンプル中でも達成できる。 三重トリガ法と併用する溶解剤の組成とは無関係に、この試薬は、低濃度の生 体核染料をさらに含むか、または低濃度の生体核染料と結合しており、この染料 は、末梢血液中に存在するNRBCに効果的な標識付けを行う。本明細書で述べ る分析装置と併用するために、屈折率が、ほぼ0.1%未満の誤差でシース(sh eath)溶液の屈折率と一致するように溶解作用を調整することが好ましい。 通常、溶解試薬とサンプルの混合液は、WBCカップ138に約11秒間だけ 入れておく。混合物をWBCカップ内で溶解し、42°±3℃で混合する。この 時点で、WBCカップの内 容物をパイプで光流動セル170に直接導き、検出を行う。 細胞の流れが流動セル170を通過し、溶解剤の添加により希釈されて、レー ザに照射された単一体積(volumesingle)のファイルを希釈液/シース溶液に囲 まれたサンプル流の層流となって通過すると同時に、測定が始まる。 ここで、軸光損失(ALL)および中間角散乱(IAS)を検出する複合フォ トダイオード380と、赤色蛍光を検出するフォトマルチプライア(photomulti plier)管と、ALL、IAS、およびFL3(赤色蛍光)で構成される三次元 特性空間にあり、第2図に示した独自の三重トリガ回路によって細胞の存在が検 出される。三重トリガ回路では、AND/OR論理により、デジタル化信号の適 合性の判定を行う。適合していると判断された信号は、IASトリガよりも大き く、さらにはALLトリガまたはFL3トリガのいずれか一方よりも大きくなっ ている必要がある。この独自のトリガ回路と、バランスのとれた固定剤を含む溶 解特性とを組み合わせると、露出したNRBC核を短時間で染色し、その数を正 確に数え、さらにはWBCの鑑別細胞カウントから除外することができ、この場 合にDNAの断片、RBCの基質、および血小板などの背景に起因する、 蛍光、非蛍光両方の一般的な干渉を受けることがない。 以上のようにしてトリガした細胞が、前記の照明領域内を通過する際、検出器 380、400、401、および404でパルスが発生する。このパルスをフィ ルタにかけ、増幅し、デジタル化し、さらにALL、IAS、FL3、PSS( 偏光側方散乱)、およびDSS(復偏光側方散乱)から成る対応5次元特性空間 にリストモード(list mode)で保存する。流動セル170による通常のカウン ト時間は、10秒である。通常のWBCカウント7000個/血液容量1マイク ロリットルの場合、先に述べた流量および希釈比において得られる事象カウント 率は5000となる。カウントが低いサンプルでは、このカウント時間を自動的 に延長して、測定の統計データを向上させることができる。測定時間の終了時に 、サンプルの流れをパイプで排出し、プローブの洗浄、乾燥を行って、次のサン プル測定に備える。 ALL、IAS、FL3、PSS、およびDSSより成る前記特性空間のリス トモードデータにアルゴリズムを適用し、30秒未満の処理時間で以下の種類の 細胞のカウントまたはフラグ付けあるいはその両方を行う。 以下で説明するように、ALL信号およびIAS信号は、WBC/Diff分 析を行う目的で検出、収集し、染色済みNRBC核から生成するFL3信号は、 NRBC分析を目的として検出、収集する。第42図に示す三重トリガ回路は、 AND/OR論理を利用して、前記の信号がデジタル化に適しているかどうかを 判断する。IASトリガよりも大きく、さらにはALLトリガまたはFL3トリ ガのいずれか一方よりも大きくなければ、デジタル化に適した信号だとは判断さ れない。 様々な構成要素および第42図で識別した発生信号または利用信号は、以下の 標識に対応している。 900−ALL電圧コンパレータ 902−ALL信号 904−ALLしきい電圧(Vth1) 906−ALL電圧コンパレータ出力 910−FL3信号 912−FL3しきい電圧(Vth2) 914−FL3電圧コンパレータ 916−FL3電圧コンパレータ出力 918−IAS信号 920−IASしきい電圧(Vth3) 922−IAS電圧コンパレータ 924−IAS電圧コンパレータ出力 926−ORゲート 928−ORゲート出力 930−ANDゲート 932−有効トリガ出力 各チャンネルから生成するリアルタイム信号は、電圧コンパレータの入力端子 にある。電圧コンパレータ900、914、および922は、「+入力」(90 2、910、および918) を「−入力」(904、912、および920)および合成出力(906、91 6、および924)と比較する機能を果たす。「+入力」の電圧が「−入力」よ りも高い場合は、出力が高くなる。「+入力」の電圧が「−入力」よりも低い場 合は、出力が低くなる。 しきい電圧は、システムのパラメータによって決まる独立の電圧である。 コンパレータ900および914の出力は、ORゲート926に入力され、そ の結果、ORゲート出力928が発生する。ORゲートは、入力を比較する機能 を果たす。入力の一方、または双方が高い場合、出力も高くなる。 ORゲート928の出力およびコンパレータ922および924の出力は、A NDゲート930に入力される。ANDゲートは、入力を比較し、やはり有効ト リガ出力である出力932を生成する働きをする。両方の入力が高い場合に限っ て、出力は高くなる。 IAS信号918がしきい電圧920よりも大きく、ALL信号902がしき い電圧904より大きいか、またはFL3信号910がしきい電圧912より大 きいか、あるいはALL信 号902、FL3信号910ともしきい電圧904、912よりそれぞれ大きい 場合に限り、有効トリガ出力932が高くなる。 上記のトリガ回路を利用して、NRBCは、先に述べた三次元空間内に独自に クラスタ(cluster)を形成する(第40A図から第40C図、第41A図、お よび第41B図を参照)。このNRBCは、光WBC鑑別分析中に簡単に数を数 えることができ、しかもWBCのカウントから的確に除外できる。このようにし て、WBC100個当たりのNRBCのカウント、および血液1μl中の絶対N RBC数が報告される。したがって、NRBCの数がWBCの総数から差し引か れ、血液サンプル中にNRBCが存在する場合でも、WBCの正確なカウントお よび鑑別分析を行うことができる。DNAの断片、RBCの基質、血小板、ハウ エル−ジョリー小体、好塩基性斑点(BasophilicStippling)、溶解網赤血球か ら出たRNA、WBCおよび巨核球の断片から出たDNAに起因する蛍光および 非蛍光の背景ノイズは、ほぼ排除される。染色したNRBCの核は、本明細書に 開示する(ALL、IAS、FL3上の)三重トリガ法により、各種背景ノイズ 信号から分離される。NRBC核から生成 し、ALLとFL3との関係を表わすグラフ上でFL3トリガ以上のFL3+信 号だけが、NRBCとしてのカウントの対象となる(第40A図から第40C図 、第41A図、および第41B図)。4.網赤血球法と試薬 安定した水性試薬成分を利用して網赤血球の検出およびカウントを行うのが、 細胞分析システム60の特徴の一つである。この試薬は、網赤血球を染色するこ とができる非対称シアニン(cyanine)染料と、イミダゾール緩衝液、4−(2 −ヒドロキシル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸(「ヘペス(Hepes)」)緩 衝液、ビス(2−ヒドロキシル)−1−ピペラジンエタンスルホン酸(「ビス− トリス(Bis-Tris」)緩衝液、トリスヒドロキシルメチルアミノメタン(「トリ ス(Tris)」)緩衝液から選択し、1価または2価のアルカリ塩で浸透圧モル濃度 を約230から約340(mOsm/L)に調整した、pH約6.0から8.0 の緩衝液約20mMから約50mMと、薄膜への浸透を促進し、等張性水溶液中 のシアニン染料を安定させる非イオン性表面活性剤(表面活性剤に応じて約5m g/dlから約1.0g/dl)とを含む。染料は、DNAやRNAと 結合した場合に、周期的に置換され、強力な蛍光を発することが好ましい。試薬 は、周期的置換非対称シアニン染料、約0.1μg/mlから約0.3μg/m lを含むことがさらに好ましい。 網赤血球およびCBC差を迅速かつ連続的に検出し、計数を行う方法では、本 発明に試薬システムを利用している。このような方法では、保温段階を別に設け る必要がないという特徴がある。最小、10秒から60秒の保温時間があれば十 分である。 本明細書に開示する方法および試薬は、1995年4月21日出願の米国特許 出願第08/426408号、標題「網赤血球の迅速分析の構成および方法(C omposition and Method for the Rapid Analysis of Reticulocytes)」の主題になっている 。この出願は、本発明の譲受人の所有にかかる。参照により、前記出願の内容を すべて本明細書に組み込むものとする。 前記の方法によれば、全血サンプル中の網赤血球の数を数え上げると同時に、 サンプルの独立したアリコート(aliquot)を区別して、全血球(CBC)分析 を行うことができる。この方 法は、サンプルの網赤血球アリコートを染色試薬と結合させながら、サンプルの 一つまたは複数のアリコートを自動分析装置内の様々な位置に導いて分析および 区別を行う段階を含む。 試薬/網赤血球アリコートを組み合わせて、自動分析装置60の光流動セル1 70に導く。次に、試薬/網赤血球アリコートを、照明を施した感知ゾーン30 0に、ほぼ一度に細胞一つずつの割合で通し、蛍光および光の事象の散乱を発生 させる。この事象を検出し、前記サンプル中に存在する網赤血球の数を事象から 求める。 試薬システムを併用できる非対称染料は、以下の特性を備えている。 1.最大吸収:488+20nm 2.核酸との結合性が高い。 3.量子収量が高い。:≧0.1 4.モル吸光係数:≧10,000 5.RNAおよびDNAとの結合時の蛍光増加:≧20 6.薄膜透過率:<2分 通常、本明細書で開示する水性試薬および網赤血球カウント法は、水性環境で は非常に不安定である。しかし、本明細書に 開示する試薬の組成によれば、完成した試薬の安定性および貯蔵寿命が向上する 。 試薬システムの好ましい実施の形態では、成分として、Molecular Probes,Inc.(Eugene,OR)の専売染料であるSybr 1 1を約0.05〜0.5μg/ml、イミダゾール緩衝液を約20mM〜50m M、N,N−ビス(3−D−グルコンアミドプロピル)コルアミド 300(5−クロロ−2−メチル−4−イソシアゾリン−3−オン(one)+2 −メチル−4−イソシアゾリン−3−オン)を約0.02〜0.055%含む。 1Nの塩酸でpHを約6.8〜7.2に調整し、塩化ナトリウムで浸透圧モル濃 度を約270〜310(mOsm/L)に調整する。 試薬システムの主成分は染料である。試薬システムの主要成分となるような染 料としては、参照により本明細書に組み込んだ「CYCLIC-SUBSTITUTED UNSYMMETR IC DYES(環式置換非対称染料)」と題するWO94/24213号に開示され ている非対称シアニン染料などがある。さらに、本発明で使用する染料は、DN AやRNAとの結合時に強力な蛍光を発する。このような 有用な染料は、RNAおよびDNAとの結合性および量子収量が高くなければな らない。本明細書で開示し、特許請求を行う特性を示す各種非対称シアニン染料 を、試薬システムの主成分として使用できるものと思われる。このような染料の 例としては、やはりMolecular Probes,Inc.(米国オレゴ ン州Eugene)(MPI)から市販されているSybrll、Sybr14 、Sybr16などがあるが、これに限定されるものではない。Syto12な ど、その他の非対称シアニン染料もMPIから市販され、本発明を実施するのに 有用である。Syto12は、中性の非対称シアニン染料であり、ピリジン環構 造またはキノリン環構造に至るメチン橋に結合された置換ベンザゾリム環構造を 含む。 試薬システムの成分としては、その他に、pKaが約6.0〜8.0で、(R NAやDNAを染色するのに)必要な、水溶液中のシアニン染料濃度を長時間維 持することができる緩衝液がある。このような緩衝液は、シアニン染料や、シア ニン染料を安定させるために本発明で使用する非イオン性表面活性剤と反応して はならない。代表的な緩衝液としては、イミダゾール、ヘペス、ビス−トリス、 トリスなどがある。 試薬システムのさらに別の成分として、非イオン性表面活性剤がある。使用す る表面活性剤の種類、または非イオン性表面活性剤の組み合わせにより、その濃 度は約5mg/dlから約1g/dlとなる。表面活性剤は、シアニン染料の細 胞膜への浸透速度(30秒以内)を増大させるものと考えられる。さらに、等張 性水溶液中のシアニン染料の溶解度および安定性も、表面活性剤によって増大す る。ただし、このような表面活性剤は、低濃度であっても、沈殿したり、シアニ ン染料と反応したり、RBCを溶解することがあってはならない。このような表 面活性剤の例としては、BIGCHAP、n−ドデシル−D−マルトシド、ポリ オキシプロピレン−ポリオキシエチレンブロ シル−D−マルトシド、デカノイル−N−メチルグルカミド、n−ドデシル−D −グルコピラノシド、およびn−デシル−D−グルコピラノシドなどがある。 試薬システムのさらに別の成分として、試薬の浸透圧モル濃度を約230(m Osm/L)から約340(mOsm/L)に調整し、網赤血球を含む赤血球や 白血球の溶解を防止する1価または2価のアルカリ塩がある。このような塩は、 シアニン 染料と反応したり、溶液中に沈殿したりしてはならない。塩の例としては、Na Cl、KCl、LiCl、CaCl2、MgCl2、ZnCl2、その他がある。 任意の成分として、試薬内の細菌の生育を防止する保存料がある。このような 保存料により、細胞や、染色済み細胞の光散乱特性や蛍光放出特性が変化しては ならない。保存料の例とし ウムアジド、その他がある。 しかし、本発明を実施する方法は、一般に、全血サンプルを試薬と混合して網 赤血球のRNAを染色する段階と、照明を施した光流動セルに、ほぼ一度に細胞 1個の割合で混合物を通す段階と、混合物の光散乱と放出蛍光を検出する段階と 、サンプル/試薬混合物を独立した保温段階にかける或は保温期間をかけること なくサンプル中の網赤血球の量を判定する段階とを備えている。 上に述べた複数パラメータ血液分析装置で、全血サンプルを分析して網赤血球 の百分率および絶対カウントを求めるには、サンプル吸引プローブにより、希釈 液/シース溶液(等張性食塩水)約7856μlが入ったRBCカップ134に 全血サン プル約18.75μlを加えて、液体を混合する。希釈したサンプルを、次にシ ース付きインピーダンスアパチャ174に移動し、電気的にサンプル中の絶対R BCカウントを求める。標準時間で、希釈サンプル約200μlを、本明細書に 開示する試薬が600μl入ったReticカップ136に移し、カップ内でサ ンプルを混合する。作成した(混合)サンプルを、次にシース付光流動セル17 0に移して検出を行う。細胞の流れが、後述する希釈液−シース溶液に囲まれた サンプル層流となって、ほぼ一度に細胞1個の割合で流動セルを通過すると同時 に測定が開始される。 第14A図および第14B図のサイトグラム(cytogram)の、IASおよびF L1で構成される二次元特性空間内に示すように、この時点で、3°から10° の円錐内で光を検出する中間角散乱フォトダイオード380と、グリーンの蛍光 FL1を検出するフォトマルチプライア管(PMT)400で細胞を検出する。 細胞が照明を施した前記の部分を通過する際、パルスが生成され、このパルスは 検出器で検出される。このパルスをフィルタにかけ、増幅し、デジタル化して、 IASおよびFL1で構成される対応二次元特性空間にリストモードで保存する 。 細胞のカウントは8秒間実施する。血液1マイクロリットル当たりのRBCカウ ントが5,000,000個と正常である場合、上に述べた流量および希釈率で 得られる事象カウント率は、1秒当たり5950となる。次に、IASおよびF L1で構成される前記の特性空間のリストモードデータにアルゴリズムを適用し 、以下のパラメータを20秒の計算時間内に測定する。 1.RBCゲート:RBC母集団をゲートにかけてWBCおよび血小板を除外 する。網赤血球は残すが、WBCおよび血小板は除く。 2.網赤血球の百分率:ゲートにかけたRBC母集団を、そのFL1信号の大 きさにしたがって再分析する。FL1のヒストグラムに対数フィットを行い、成 熟RBCに属する領域を画定し、FL1信号が前記領域上にくる細胞を、網赤血 球として標識する。網赤血球の百分率は、網赤血球のカウントをRBCの総数で 割って求める。 3.網赤血球の絶対カウント:網赤血球の百分率に、CBCモードから得られ た、サンプルのRBC絶対数を掛けて求める。 4.網赤血球の成熟指標(RMI):RMIは、FL1信号の標準偏差(S. D.)が、通常の網赤血球母集団の平均蛍光 を1以上上回る網赤血球の百分率として表わされる。 この説明は、あくまで便宜上のものであって、本発明のRMIの表現報告は、 本明細書に述べるアルゴリズムにのみ限定されるものではない。5.その他の網赤血球染料および分析 本明細書で開示するその他の網赤血球染料は、周囲温度で光に対して安定であ り、非結合染料よりも結合染料の蛍光増進が改善され、DNAよりもRNAに対 して選択性を示し、網赤血球細胞のゲーティング(gating)を向上させ、細胞の 薄膜への浸透が早く、最大光吸収波長がアルゴンレーザ(約488nm)の最大 放出波長にほぼ一致している。 好ましい染料は、以下の一般構造式を有する分子クラスに属する。 上式中、 x=O、S、Se、またはC(CH322 R1=炭素原子1個ないし6個を有するアルキル R2=炭素原子1個ないし6個を有するアルキル R3=縮合ベンゼン、(炭素原子1個ないし6個を有する)アルキルメトキシ、 または水素 R4=炭素原子1個ないし6個を有するアルキルメトキシ、または水素 n=0または1から6の整数 この種の染料を、本明細書では「2,2’−染料」と称する。 上に示した網赤血球染料の好ましい実施の形態において、 xは硫黄 R3およびR4は両方とも水素 n=0 R1およびR2は両方ともエチル であることが好ましい。 この染料は、Koch−light Biochemical Catalo gue 1985,1988/89の53ページに、ヨウ化物の塩として記載さ れ、1,3’−ジエチル−2,2’−キノリルチアシアニンヨーダイドと呼ばれ ている。また、日本感光色素研究所のカタログの7ページにも記載され ている。便宜上、以下、特に好ましい実施の形態であるこの染料を「DE22Q TC」と呼び、上に述べた染料タラス全体を「2,2’−染料」と呼ぶ。 一般に、以上の染料は塩の形で使用する。塩としては、特にヨウ化物が便利で ある。本明細書で上記の染料に言及する場合、塩の形の染料をかならず含むもの と理解されたい。 一つの実施の形態において、RNAを含有する物質の染色に便利な試薬は、R NA含有物質を染色することができる2,2’−染料を含む。 別の実施の形態で明らかにしているRNA含有物染色法では、RNA含有物を 染色することができる2,2’−染料の染色水溶液を、染色溶液の染料がRNA 含有物に浸透するのに十分な時間だけ前記RNA含有物に接触させる。 さらに別の実施の形態で明らかにしている、流動サイトメトリを利用した全血 サンプル中の網赤血球のカウント法では、RNA含有物を染色することができる 2,2’−染料の染色水溶液を、染色溶液の染料がRNA含有物と平衡状態にな るのに十分な時間だけ前記RNA含有物に接触させる。染色したサンプルを次に 流動サイトメトリ分析装置の光感知領域に通し、光感 知領域内で入射光ビームによる照明を行う。サンプル溶液中の網赤血球の蛍光が 光感知領域を通過する際に、測定される。 2,2’−染料は、チアゾールオレンジ中よりも水溶液中の方が安定性が高い のがこの染料の重要な利点である。この特性は、4℃の暗所および周囲温度(約 25℃)の明るい場所で5日間保存した、DE22QTC、チアゾールオレンジ (双方とも等張性希釈液に0.1μg/mlの濃度で溶解)、および「Reti c−COUNT」を利用して調べたものである。 DNAよりもRNAが結合物質である場合、2,2’−染料は、非常に強い蛍 光を発し、DE22QTCを使用すれば、これまで網赤血球分析には採用されて いなかった方法により、重量/重量ベースで赤血球を血小板および白血球と分離 することが容易になる。染料は、30分の通常の試験中に血小板を強力に染色し 、かつ同時に白血球を予想通り染色することによって、蛍光と順方向散乱との関 係を示すグラフ中で両グループの細胞をすべての赤血球から画然と区別する。迅 速染色は、その他多数の染料が示さない特性である。例えば、チアゾールオレン ジでは、数時間後には染色が行われるが、血小板は30分間ではさほど染色され ない。 DE22QTCは、RNAやDNAと結合した場合の最大吸収がほぼ488n m、ストークスシフト(Stokes shift)が約33nmである。したがって、この 染料は標準的なアルゴンイオンレーザと併用することができ、きわめて都合がよ い。さらに、容易に入手できる蛍光分析用光フィルタを使用することができ、装 置を改造する必要がない。 2,2’−染料は、網赤血球を蛍光マーカで染色する必要がある従来のどんな 分析方法とも併用可能である。特に、2,2’−染料は、アルゴンイオンレーザ 流動サイトメトリにおける網赤血球の検出およびカウントなど、現在、チアゾー ルオレンジを使用するのが望ましいとされている分析に使用することができる。 2,2’−染料を使用して網赤血球を検出、識別する場合、保温装置、関連温 度制御装置、およびサンプルハンドラを装置内に設け、分析装置と作動可能に接 続して、本明細書に開示する測定システムの自動化を図る必要がある。6.HGB試薬 本明細書で述べるヘモグロビン(HGB)試薬は、1994年3月11日出願の 「Cyanide−free Reagen t and Method for the Determination o f Hemoglobin(シアンを含有しないヘモグロビン検出用試薬および 検出方法)」と題する米国特許出願第08/212626号に開示されている。 前記出願は、本出願の所有者との共有になっており、前記出願を参照により本明 細書にその全体を組み込む。 シアンを含有しない試薬は、検出可能な色原体(chromogenic)構造が形成さ れ、検出、測定が行えるように、迅速に赤血球を溶解し、かつヘモグロビンと結 合して錯体を作る必要がある。試薬の作用によって生じる色原体が、その他の血 液成分の干渉を受けないと考えられるとともに、すでに実用化されている自動血 液分析装置のスペクトル範囲の波長で測定可能なため、本明細書に開示する試薬 は、数週間にわたって安定性があり、特に好都合である。比較のために、シアン 結合ヘモグロビン法では、通常、540nmにおける吸収を測定する。約544 nmで吸収が最大となる本発明によれば、赤褐色の色原体が形成される。 本発明において有用なHGB試薬は、イミダゾールやイミダゾールの誘導体な ど、配位子形成(ligand-forming)化合物の 水溶液である。配位子形成化合物は、濃度0.1Mから2.0Mのイミダゾール で存在する。本発明の試薬から出たイミダゾールは、サンプル中の赤血球から放 出されたヘモグロビンと結合する。本発明で有用なその他の配位子形成化合物と しては、N−ヒドロキシアセトアミド、N−ヒドロキシルアミン、ピリジン、オ キサゾール、チオゾール、ピラゾール、ピリミジン、プリン、キノリン、イソキ ノリンなどがある。酸化鉄ヘム(oxidized iron heme)を拘束できる負イオンに は、シアン酸塩、フッ化物、アジ化合物、亜硝酸塩、水酸化物、酢酸塩、蟻酸塩 などがあり、こららの負イオンの塩として許容できるものには、ナトリウム,カ リウム、アンモニウムなどがある。 また、試薬は、強力な赤血球溶解力を備えた表面活性剤を含有している。酸化 ラウリルジメチルアミンオキシド(米国イリノイ州NorthfieldのSt epan Chemical Company製Ammonix L.O.)、 オクチルフェノキシポリエトキシエタノール(Triton X 100)、お よびその他の強力な洗剤を溶解試薬の表面活性剤成分として使用することができ る。表面活性剤の濃度は、約0.1%から1.0%(重量/体積)とする。試薬 のpHは、11から 14、好ましくは12.5に調整する。pHの調整には、水酸化ナトリウムや水 酸化カリウムなど、1価の塩基を使用する。 HGBの検出法(本明細書の第8E節および例2で詳述)によれば、溶解試薬 と全血サンプルを約50:1から1000:1の割合で混合する。サンプルと試 薬を迅速に混合して、赤血球溶解を行い、ヘモグロビンを色原体に変換すること ができる。次にサンプルと試薬の混合物を吸光分光光度計にかけ、この装置で色 原体の光学濃度を測定する。配位子がイミダゾールの場合、540nmから55 0nmで測定を行うことができる。サンプル中のヘモグロビンの総濃度は、変換 した色原体の光学濃度に関係する。7.等張性希釈−シース試薬 本発明の細胞分析システム60では、シース流の表面張力を最小限に抑えると ともに、赤血球および血小板の迅速分析を行うのに適した非イオン性表面活性剤 を含む緩衝処理済み等張性溶液を使用する。試薬システムは、ほぼ完全に気泡の 発生を抑え、インピーダンスおよび光流動セルの両方のシース流の流れを円滑に する。本明細書に開示する希釈−シース試薬は、小赤血球と血小板との分離を促 進すると同時に、赤血球および血小 板の母集団の構造をほぼ完全に保護するので、正確なカウントおよび体積測定が できる。 一つの実施の形態においては、pKaが約6.0から8.0である緩衝処理済 み等張性塩溶液、約10mMから約50mMにより、試薬のpHを約7.0から 約7.6の範囲に維持することができる。また、血小板の集合を防止するため、 濃度が約0.1g/lから約0.4g/lであるEDTAの1価の塩が存在する 。さらに、表面張力を低下させる非イオン性表面活性剤のほか、試薬の浸透圧モ ル濃度を約270mOsm/Lから320mOsm/Lの範囲に調整するのに十 分な1価の塩も利用して、気泡の形成を防止し、小赤血球と血小板との分離を促 進する。この塩は、n−ドデシル−D−マルトシド、n−テトラデシル−D−マ ルトシド、デカノイル−N−メチルグルカミド、n−ドデシル−D−グルコピラ ノシド、およびn−デシル−D−グルコピラノシドのうちから選択する。そのほ か、細菌の成長および水の脱イオン化を防止する保存料も存在する。 好ましい実施の形態では、試薬の成分として、二塩基性リン酸ナトリウムが約 2.45g/l、−塩基性リン酸カリウムが約0.40g/l、EDTA二ナト リウムが約0.20g/l、 塩化ナトリウムが約8.05g/l、塩化カリウムが約0.40g/l、n−ド デシル−D−マルトシドが約0.012g/l、プロクリン(proclin)300 が約0.03g/lを含み、pHを7.4に、また浸透圧モル濃度を315mO sm/Lに調整してある。 最も好ましい実施の形態では、血液サンプル17.5マイクロリットルを希釈 シース試薬7400マイクロリットルと迅速に混合し(希釈率1:420)、流 体力学的に焦点を絞った(シースした)インピーダンストランスデューサに希釈 したサンプル0.5マイクロリットルを12秒間通して赤血球のカウント、体積 測定、および血小板のカウントを行い、さらにシース光流動セルに希釈したサン プル2.5マイクロリットルを6秒間通して、正確に血小板の数を数える。損傷 しやすい異常細胞の断片から発生するノイズ信号は、細胞分析システム60の血 小板アルゴリズムにより血小板母集団を無視して、光血小板カウントから除く。 細胞分析システム60が対象とする正常および異常血液サンプルの赤血球および 血小板の分布の代表例を、第45A図から第45F図および第46図、第47図 に示す。8.分析装置のモジュール A.自動サンプル移送 分析装置64には、処理を行うために、サンプル試験管を自動的に分析装置6 4に移送するオートローダ(図示せず)が設けられている。このようなオートロ ーダは、各種サイズのサンプル試験管最高100個を保持するホルダを備えてい る。サンプルの吸引を目的として、サンプル試験管を順次分析装置64にかける プレゼンタ(presenter)が、オートローダと作動可能に連結されている。サン プルの吸引直前にサンプルを混合するミキサも、オートローダと作動可能に連結 されている。各試験管のバーコードラベルを読み取るバーコードリーダも作動可 能にオートローダおよびシステム制御装置と連結され、サンプルに関する情報を システム制御装置に入力する。B.自動サンプル処理および測定 第3図は、第1図に示した細胞分析システム60で使用する自動サンプル処理 領域110の実施の形態の平面図を示す図である。処理領域110は、細胞分析 システム60の分析装置部分64の一部である。処理領域110は、サンプルカ ップ領域114および保温領域118を備えている。 第3図に示すように、保温領域118は、試薬モジュール122およびサブセ ット/表現型分類(subset/phenotyping)保温トレイ124を収容する温度調整 ブロック120を備えている。温度調整ブロック120は、温度調整ブロック1 20上にある保温トレイ124および試薬モジュール122の加熱または冷却あ るいはその両方を行う温度制御装置(図示せず)を備えている。 試薬モジュール122は、抗体試薬が入る凹部128を備えている。図示した 実施の形態では、各試薬モジュール122が、試薬凹部128がついたハウジン グを備えており、前記凹部の数は6つが好ましく、特定の試薬パネル包装される 。各パネルの試薬は、各パネルに関連した試験に関して、ほぼ等量の試薬が各凹 部128から使用されるように選択される。パネルに関連した試験に6種未満の 試薬が必要である場合には、余分な凹部128を栓(図示せず)でふさぐ。また 、各試薬モジュール122には、不揮発性RAMなどの、メモリが対応させてあ り、モジュールのID番号と使用情報を保存するようになっている。試薬モジュ ール122は、温度調整ブロック120内に所定の方向に向けて配置した開口部 (図示せず)に収まるように調整 することが好ましい。これにより、分析装置64の中央処理装置(CPU)は、 各試薬モジュール122内の各凹部128の位置と、使用情報からわかる内容物 の体積とを保存することができる。 図示した実施の形態において、サブセット/表現型分類保温トレイ124は、 形状がほぼ矩形であり、その上に数列の保温サイト132が形成されている。各 保温サイト132は、血液サンプルと抗体との混合物を保持することができ、免 疫/表現型試験に備えて混合物を保温する。サブセット/表現型分類トレイ12 4は、着脱可能に温度調整ブロック120内の開口部(図示せず)に収まってお り、温度調整ブロック120の温度制御装置によりトレイの温度が制御される。 サンプルカップ領域114は、1列になったサンプルカップを備えている。好 ましい実施の形態では、これらのカップに、“RBC”カップ134、“RET IC”カップ136、“WBC”カップ138、“移動”カップ140、“HG B”カップ142、および“洗浄”カップ144が設けられている。各サンプル カップは、液体を受けるために、上部が開いている。サンプルを測定流動セル/ トランスデューサに移動するために、 RBCカップ134、RETICカップ136、WBCカップ138、およびH GBカップ142の底部は、チューブ網182(第5図に図示)に接続されてい る。希釈液、試薬、溶解液などの流体をチューブ網182を介してカップに流し 込むことも可能であり、これは、各種カップの壁部に形成したポート(図示せず )にチューブ網182を接続すれば行うことができる。このポートの位置および ポート内径を適切に設定すると、供給機構により流体が運動する結果、混合が行 われる。供給機構は、チューブ網182と連結した希釈用注射器であることが好 ましい。 RBCは、例えば先に述べた迅速溶解多目的試薬システムを使用してWBC1 38カップ内で溶解される。したがって、WBCカップ138は、迅速溶解液と サンプルとの混合物を、好ましくは約40℃に加熱する温度制御装置またはヒー タを備えている。さらに、WBCカップ138は、溶解液と全血の組合せとをモ ータ駆動により渦混合するボルテクサ(vortexer)610(第37図)を備えて いる。 説明を明瞭にするために、第37図から第39図を参照してサンプル作成の実 施の形態について述べる。 第37図に示した実施の形態は、装置610である。一般に、装置610は、 混合装置612、流体分与装置614、および混合制御装置616を備えている 。前記混合装置については、1994年12月15日出願の米国特許出願第08 /356412号に詳しい説明、および特許請求が行われており、この出願の内 容をすべて参照により本明細書に組み込むものとする。 混合装置612は、流体分与装置(dispenser)614に作動可能に結合され 、流体分与装置614が全血サンプルや細胞懸濁液など、第一の流体を混合装置 612に導入できるようになっている。流体分与装置614は、導体618によ り混合制御装置616と電気的に接続されており、混合制御装置616が、流体 分与装置614の作動を監視および調整できるようになっている。混合制御装置 616に電気エネルギーを供給するために、混合制御装置616は、コンジット (conduit)622により電気エネルギー源620と電気的に接続されている。 実施の形態において、ピペッタである流体分与装置614は、装置610が提供 する適当な流体の供給源と作動可能に接続されている。混合制御装置616は、 例えばコンピュータであって、メモリを内蔵し、装置610の作動を制御する適 切なルーチンを 実行する。 混合装置612の図示した実施の形態は、第一のハウジング、すなわち内部ハ ウジング624、第二のハウジング、すなわち外部ハウジング626、および結 合部材627を備えている。内部ハウジング624および外部ハウジング626 は、ほぼ円筒形状であって、流体分与装置614から内部ハウジング624の内 部628に流体を導入しやすくするために、開放端部を備えている。内部ハウジ ング624と外部ハウジング626は、ほぼ同軸状に配設されており、内部ハウ ジング624は外部ハウジング626のほぼ内部に配設されている。 第37図および第39図に示す結合部材627は、内部部材624および外部 部材626の開放端部をほぼ取り囲み、作動可能に両者を連結している。結合部 材627は、第一のほぼ環状な突起630および第二のほぼ環状な突起634を 備え、突起630は、内部部材624にあって、その開放端部に隣接するほぼ環 状なノッチ(notch)632と掛合し、突起634は、外部部材626にあって 、その開放端部に隣接するほぼ環状なノッチ636と掛合する。突起630をノ ッチ632の内部に保持しやすくするために、ほぼ環状な突起630の外径面を ほ ぼ取り囲むOリング638を設けてある。Oリング638は、基本的にスプリン グクランプとしての働きをし、突起630をノッチ632の内部にほぼ固定する 。装置610の作動中、Oリング638は、内部ハウジング624の開放端部を 外部ハウジング626の開放端部に対してほぼ固定する。 内部ハウジング624は、内部ハウジング624の内部628に流体を導入し 、かつ内部628から流体を排出する構造を備えている。具体的に述べると、内 部ハウジング624は、流体流入口642および流体流出口644を備えている 。一つの実施の形態において、流体流入口642および流体流出口644は、例 えば、ステンレス製チューブでできている。また、別の実施の形態においては、 流体流入口642が、内部ハウジング624に隣接した、コイルなどのコンジッ トを備えており、熱エネルギーが、内部ハウジング624からコンジットに伝達 されて、内部ハウジング624の内部628に流体が導入される前に、流体に熱 が加えられるようになっている。実施の形態における流体流入口642は、内部 ハウジング624の遠端部から軸方向に約1.43インチ片寄っている。流体流 出口644は、内部ハウジング624の近端部646のほぼ中央に 配設されている。流体が内部ハウジング624の内部628から流体流出口64 4に流れ込むのを容易にするために、近端部646は内部ハウジングの軸方向壁 部から流体流出口644に向かって傾斜させてある。 流体流入口642は、適当なコンジット648で、溶解液や希釈液など、内部 ハウジング624の内部628に導入される第二の流体の供給源650に流体接 続されている。供給源650からコンジット648を経由して流体流入口642 および内部ハウジング624の内部628まで流体を積極的に流すように、供給 源650には、注射器ポンプなどの機構を設けてある。流体流出口644は、適 切なコンジット652でタンク654に流体接続されている。タンク654も、 装置610を作動可能に接続した分析装置の他の一部になっている。その他の実 施の形態において、タンク654は、内部ハウジング624の内部628から流 出する流体を、処理作業にその流体が必要となるまで蓄える。 内部ハウジング624の内部628の流体を希望の温度に保持することが望ま しい実施の形態もある。この流体は、流体分与装置614から供給される流体、 または供給源650から供 給される流体、あるいはその両方から供給される流体を混合した流体である。内 部ハウジング内部の流体を希望の温度に保つために、加熱要素656を作動可能 に内部ハウジング624に取り付けてある。図示した実施の形態では、加熱要素 656は、電気式加熱要素であり、内部ハウジング624の外径面の一部をほぼ 取り囲み、これに接触している。加熱要素656が発生する熱エネルギーは、こ のようにして、内部ハウジング624に伝達され、さらに内部ハウジング624 から内容物、すなわち内部ハウジング624の内部628の流体に伝達される。 加熱要素656は、導体658により、ヒータ制御装置660に電気的に接続 されている。加熱要素656により所望量の熱エネルギーが生成され、内部ハウ ジング624に加えられるように、ヒータ制御装置660は、加熱要素656に 適切な電気エネルギーを供給する。 加熱要素656および内部ハウジング624に関連した温度を監視するために 、センサ664が、加熱要素656および内部ハウジング624に作動可能に熱 接続されている。実施の形態においては、内部ハウジング624の外部形状がほ ぼ一定かつ滑らかになるように内部ハウジング624に凹部を形成して、 センサ664を収容している。実施の形態において、センサ664は、抵抗温度 検出器である。 一般に、ヒータ制御装置660は、内部ハウジング624と関連した温度を示 す電気信号と基準信号とを比較し、比較結果を利用して加熱要素656を駆動さ せる働きをする。 内部ハウジング624は、内部ハウジングの内部628の流体を希望の熱エネ ルギーレベルに維持するだけでなく、流体分与装置614から供給される第一の 流体と、供給源650から供給される第二の流体とを、必要があれば混合する操 作も行う。流体の混合を容易にするために、内部ハウジング624の近端部は原 動機686(primemover)に作動可能に接続され、内部ハウジング624が原動 機686の動きに応答して動くようになっている。外部ハウジング626の近端 部は、締結具687により原動機686に固定されている。実施の形態では、原 動機686が、カリフォルニア、Culver City所在のSKCシナノケ ンシ(Shinano Kenshi Corp.)が発売しているモデルNo.LC22−107な どの直流電動モータになっている。この実施の形態の原動機686の回転数は、 約3,000rpmである。 リンケージ(linkage)アセンブリ688により、原動機686は、作動可能 に、すなわち駆動可能に内部ハウジング624と接続されている。リンケージア センブリ688は、駆動部材690(第38図)およびベアリング692を備え ている。駆動部材690のシャフト696は、シャフト696の溝の周囲に保持 したロックワッシャなど、適当な手段により、ベアリング692と接続されてい る。ベアリング692は、比較的柔軟なエラストマ製(elastomeric)Oリング 694により、内部ハウジング624の近端部と比較的柔軟に弾性的、機械的に 結合されている。エラストマ製Oリング694は、内部ハウジング624の近端 部の運動(例えば、偏心運動)によって発生する中心線の角変位を弾性的に補償 する。第38図に示すように、シャフト696は、駆動部材690の中心線から ずれている。 駆動部材690は、駆動シャフトを収容する孔698を備えている。この駆動 シャフトは、原動機686の駆動シャフトの動きにより、駆動部材690が相補 的に運動するように、原動機686と連動して回転することができる。孔698 にほぼ直角に位置するもう一つの孔700が、締結具を収容する駆動部材690 に設けられており、この締結具は、駆動部材690が 原動機686の駆動シャフトと連動するように、原動機686の駆動シャフトに 支持される。 内部ハウジング624は、原動機686の作動に応答して作動する。内部ハウ ジング624の動作は、原動機686の駆動シャフトの回転運動と異なる。シャ フト696の配置の片寄りと、結合部材627により形成される、内部ハウジン グ624の開放端部と外部ハウジング626の開放端部との間の接合箇所とによ って、内部ハウジング624の動作が部分的に決まる。したがって、内部ハウジ ング624および外部ハウジング626の開放端部は、ほぼ静止したままであり 、結合部材627のエラストマ的性質によって柔軟性に対応する相対運動が得ら れる。しかし、内部ハウジング624の近端部は、原動機686の駆動シャフト の動作に応答して動作する駆動部材のシャフト696と自由に連動する。シャフ ト696は、駆動部材690上に片寄って配設されているため、一般にシャフト 696の動作は、ほぼ偏心した経路を経る。したがって、一般に、内部ハウジン グ624は原動機686の動作に応答して「振動」する。内部ハウジング624 は、原動機686に応答して、外部ハウジング626に対して相対的に自由に回 転することは ない点に注意されたい。 原動機686の作動を制御し、したがって、内部ハウジング624の動作を制 御するために、制御装置702を設けている。具体的には、導体704により制 御装置702は原動機686に電気的に接続されている。センサ706が内部ハ ウジング624と作動可能に接続されており、また導体708により制御装置7 02と電気的に接続されており、制御装置702に内部ハウジング624の動作 を示すフィードバック信号を供給する。制御装置702は、導体701により混 合制御装置616と、また導体703により供給源620と電気的に接続されて いる。したがって、制御装置702および混合制御装置616は、原動機686 の作動を積極的に調整して、内部ハウジング624に所期の動作をさせる。 本実施の形態では、磁界を発生させてセンサ706との相互作用を起こすため に、駆動部材690に磁石710(第38図)を設けている。一つの実施の形態 において磁石710は、エポキシ樹脂接着剤をはじめとする接着剤など、適切な 手段により駆動部材690の凹部内712に保持されている。磁石710は、そ のS極がセンサ706に対向するように、凹部712内 で方向を定めてある。したがって、駆動部材690が、原動機686の作動に応 答して作動すると、磁石710は、センサ706内に周期的電気信号を発生させ る。電気信号はほぼ周期的で、その周波数は、原動機686の駆動シャフトの回 転周波数にほぼ等しい。 装置610の動作例を示す。以下の記述は説明のみを目的とするものであるこ とに注意されたい。 説明を明瞭にするために、装置610は、停止しているものとする(すなわち 、どこにも通電されていない)。オペレータが混合制御装置616を操作して、 装置610の運転を開始する。全血、生物的サンプルなど、適当な第一の流体が 流体分与装置614に供給される。血液希釈液、溶解液など、適当な第二の流体 が、供給源650から供給される。 ヒータ制御装置660が、電気エネルギーの供給源620を加熱要素656に 接続するように、混合制御装置616は、導体662を介してヒータ制御装置6 60に電気信号を送信する。供給源620から供給される電気的エネルギーは、 導体668および658にそって加熱要素656まで流れる。加熱要素656に より、電気的エネルギーは熱エネルギーに変換される。 加熱要素656内の熱エネルギーは、内部ハウジング624に伝達される。一つ の実施の形態では、センサ664が、内部ハウジング624に関連した温度が約 43℃(±1.5℃)であることを検出するまで、加熱要素656に電気エネル ギーが供給される。第一の流体が全血である場合、約45℃未満の温度レベルで 、血球表面の抗原は、実質的に変成することはなく、また血液のタンパク質は、 実質的に疑固しない。多量の血球表面抗原が変成したり、多量の血液タンパタ質 が疑固したりすると、抗原やタンパク質が、装置610と、その関連機器を部分 的に覆うことになる。装置と関連機器を覆った抗原やタンパク質は、不規則に移 動し、装置610および関連機器の作動を阻害する。 ヒータ制御装置660は、電気エネルギーの供給源620から加熱要素656 まで流れる電気エネルギーを調整して、内部ハウジング624に関連した希望温 度を維持する。したがって、ヒータ制御装置660、したがって加熱要素656 は、装置610や、その関連機器の作動中、ほぼ連続して作動する。 内部ハウジング624が、これに関連する所望温度になると、混合制御装置6 16は、導体701にそって制御装置702 に電気信号を送信する。この電気信号に応答して、制御装置702は、原動機6 86を電気エネルギーの供給源620に電気的に接続し、原動機686への通電 を行う。原動機686は、内部ハウジング624を作動、すなわち振動させる。 所定体積の第二の流体、たとえば溶解液約1275マイクロリットル(μl) が、注射器ポンプなど、適当な機構により、供給源650からコンジット648 に供給される。第二の流体は、内部ハウジング624の流体流入口642を通過 して内部ハウジング624の内部628に向かう。必要な場合には、所定体積の 第二の流体が内部ハウジング624の内部628に供給される前または後に、原 動機686への通電を行うこともある点に注意されたい。所定体積の第二の流体 は、原動機686の作動に応答し、第一の所定時間、すなわち約5秒間内部ハウ ジング624の動きに合わせて移動する。第一の所定時間経過後、第二の流体の 熱エネルギーは、内部ハウジング624とほぼ同じになる。 混合制御装置616は、導体618にそって流体分与装置614に電気信号を 送信する。流体分与装置614は、所定体積の第一の流体、例えば全血約37. 5μlを内部ハウジング 624の内部628に導入する働きをする。一つの実施の形態において、流体分 与装置614は、結合部材627の開口部640に向かって移動する排出ノズル を備えたピペッタである。排出ノズルが開口部に対して適切な位置にくると、所 定体積の第一の流体が内部ハウジング624の内部628に供給される。 所定体積の第一の流体が内部ハウジング624の内部628に導入されると、 原動機686の作動に応答して、第二の所定時間、すなわち約11秒間、第一の 流体および第二の流体が内部ハウジング624内に供給される。原動機686は 、装置610に関連した共振周波数とは異なる周波数で作動するのが好ましい。 実施の形態では、上に述べたように、第一の流体は全血、第二の流体は溶解液 であり、原動機686の作動に応答して、内部ハウジング624内で流体が動く ことにより、第一および第二の流体はほぼ完全に混合される。第一の流体と第二 の流体との比は、約1:35である。全血中の赤血球は、比較的迅速に溶解され 、白血球は比較的すみやかに固定される。すなわち、白血球の構造がほぼ保護さ れる。第二の流体と内部ハウジング624は、ほぼ同じ熱エネルギーレベルにあ るので、第二の所 定時間経過後、第一の流体も、ほぼ同じ熱エネルギーレベルに達する。 第一および第二の流体が、適切な時間、内部ハウジング624の内部628に 供給された後、原動機686が停止する。第一および第二の流体の混合物は、流 体流出口644およびコンジット652を介して、タンク654に供給される。 前記混合物の移動は、注射器ポンプなど、流体流出口644と作動可能に接続し た適切な手段により行われる。混合物は、さらに処理を施されるか、必要になる までタンク654に蓄えられる。装置610は、いつでも運転を継続できる状態 になっている。 第4図は、第3図に示したサンプル処理領域110のさらに詳細な図である。 第4図に示すように、サンプル処理領域110は、通気/吸引(vent/aspirate )プローブアセンブリ148および保温プローブアセンブリ152を備えている 。通気/吸引プローブアセンブリ148(第4A図に図示)は、通気ニードル1 54、吸引プローブ156、吸引プローブアセンブリ148をスライドアセンブ リ160にそって移動させる駆動アセンブリ158、通気ニードル154を同じ スライドアセンブリ160にそって移動させる駆動アセンブリ159、および垂 直駆動アセンブリ161を備えている。通気ニードル154および吸引プローブ 156がサンプル試験管およびサンプルカップの直上に配置できるように、スラ イドアセンブリ160をサンプルカップの上部に配置してある。 吸引プローブ156が、サンプル試験管やサンプルカップ内に入り、流体の吸 引、注入を行えるように、吸引プローブ156は、吸引プローブ駆動アセンブリ 158によりサンプルカップやサンプル試験管上を移動する。吸引プローブ15 6が、あらかじめ内容物を排出してある容器や、その他の封止してあるサンプル 試験管(図示せず)に接近すると、まず通気駆動アセンブリ159がサンプル試 験管上の通気ニードル154を移動させる。ピストンアセンブリ(図示せず)に より、通気/吸引プローブアセンブリ148を下方に移動させ、その結果、通気 ニードル154がサンプル試験管のキャップを突き破る。通気ニードル154が キャップに挿入されたままになっている間に、垂直駆動アセンブリ161により 、吸引プローブ156が通気ニードル154を通ってサンプル試験管内に進入し 、サンプルを吸引する。 細胞分析システム60は、様々なサイズのサンプル試験管か ら流体を吸引し、また各種の封止を施した試験管に対応できる柔軟性を備えてい ることが好ましい。したがって、垂直駆動アセンブリ161には、吸引プローブ 156が試験管の底部に達したことを感知し、吸引プローブ156を停止させて 、それ以上降下させないスイッチを設けてある。次に、垂直駆動アセンブリ16 1が吸引プローブ156を上昇させ、血液の吸引を開始する。 保温プローブアセンブリ152(第4B図に図示)は、保温プローブ160、 第二の駆動アセンブリ168を第一のスライドアセンブリ166にそって移動さ せる第一の保温プローブ駆動アセンブリ164、垂直駆動アセンブリ169およ び保温プローブ160を第二のスライドアセンブリ170にそって移動させる第 二の保温プローブ駆動アセンブリ168を備えている。以上の構成により、保温 プローブ160は、直交方向に移動し、サンプル処理領域110にある当該のサ ンプル処理カップの直上に配置される。またサブセット/表現型分類トレイ12 4にある保温サイト132のいずれか、または各試薬モジュール122にある6 つの試薬凹部128のいずれか、または保温洗浄カップ144の上部に保温プロ ーブ160を配置することが できる。 垂直駆動アセンブリ169により、保温プローブ160は垂直に移動し、その 結果、保温プローブ160は、サンプルカップ、保温サイト132、あるいは試 薬凹部128内に進入し、流体の吸引、注入を行う。 第5図は、分析装置によるサンプルの処理をさらに詳細に示す図である。第5 図に示すように、サンプル処理カップ132、134、136、138、140 、142が移動チューブ182のネットワークを介して流動セル/トランスデュ ーサ170、174、178に接続されている。RBCカップ134、RETI Cカップ136、およびWBCカップ138は、それぞれインピーダンストラン スデューサ174および光流動セル170と連絡し、流体が流れるようになって いる。HGBカップ142は、HGBトランスデューサ178と連絡し、流体が 流れるようになっている。 第6A図、第6B図、および第6C図は、それぞれ注入、洗浄、吸引操作中の 保温プローブ160を示す図である。プローブ160は、中央チューブ184と 、外部チューブ186で構成されている。保温プローブ160は、中央チューブ 184を 介して流体の吸引、注入を行う。保温プローブ160は、中央チューブ184で 吸引を行いながら、中央チューブ184と外部チューブ186との間に形成され る環状領域を介して洗浄流体を噴き出し、サンプルカップまたは保温サイトある いはその両方を洗浄するのにも使用する。 開示した実施の形態においては、希釈液、モノクロナール(monoclonal)抗体 (MAb)試薬、数種の溶解試薬、および網赤血球染料を分析装置モジュール6 4に供給する。ただし、モノクロナール抗体試薬は必要な場合に供給する。希釈 液、溶解試薬、および網赤血球染料は、分析装置64に接続した溜め(reservoi r)192および196(第7図、第8図、および第9図に図示)を介して供給 する。希釈液および溶解試薬用の溜め192は、バルク保存容器193にも接続 する。流動スクリプト(flowscript)から、溜めを満たす要求があった場合、溜 め192のレベル感知スイッチ(図示せず)が、溜めに流体が満たされているか どうかを確認する。制御装置が、この時点で溜めに流体を注入できると判断した 場合、圧縮空気制御ライン189は、正圧から水銀柱約15インチの真空状態に 切り替わる。溜め192が一杯になっていることをレベル感知スイッチ が感知するまで、前記真空状態によって、バルク保存容器193から溜め192 に流体が流れる。溜め192が一杯になっていることをレベル感知スイッチが感 知すると、圧縮空気制御ライン189は正圧にもどり、バルク保存容器193か ら溜め192への流体の流れが止まる。Mab試薬は、使い捨てのパッケージ済 み試薬モジュール122(第3図および第4図に図示)から供給される。 分析装置64には、バルク容器のいずれかが空になったことを判断する流体セ ンサ(図示せず)が設けられている。このセンサは、バルク保存容器193と溜 め192との間のチューブに入り込んだ気泡を検知する。分析装置64は、デー タステーションモジュール68にバルク保存容器が空になったことを知らせ、次 にこのモジュールがオペレータに対して空容器についての信号を出す。続いてオ ペレータは、空容器を充填済み容器と交換し、次に容器交換が済んだことをユー ザインタフェースを介してデータステーション68に知らせる。すでに開始され ているサンプル処理は、溜めに十分試薬が残っている状態で継続するが、容器交 換が済むまで、分析装置64は、サンプル試験管からそれ以上サンプルを吸引し ない。 吸引プローブ156および保温プローブ160による吸引および分与は、複数 のピストンポンプ190によって行われる。第7図および第8図は、吸引プロー ブ156および保温プローブ160が、ピストンポンプ190および試薬溜め1 92に接続されている様子を示す図である。流体の移動量および流量は、分析装 置64およびデータステーション198によって制御される。 第7図に示すように、吸引プローブ156は、バルブ194およびピストンポ ンプ190を介して希釈液溜め192に接続されている。第8図は、保温プロー ブ160が、バルブ200およびピストンポンプ190を介して希釈液溜め19 2に接続されている状態を示す図である。 ピストンポンプ190は回転可能であって、各ピストンが回転するごとに、所 定体積の流体を吸引することができる逆転可能ポンプであることが好ましい。各 ピストンポンプ190は、ピストンが一定方向に回転するにしたがって流体を吸 引し、逆方向に回転すると流体を注入する。米国特許出願第4941809号公 報、第5015157号公報、第5020980号公報、および第504488 9号公報に適切なピストンポンプが 開示されている。参照により、これら特許の開示をすべて本明細書に組み込むも のとする。 第9図は、網赤血球染料溜め196がバルブ202、203および網赤血球染 料注射器191を介して網赤血球カップ136に接続されている様子を示す図で ある。 計量した希釈液も、希釈液注射器(図示せず)およびチューブ網182を介し てサンプルカップに供給される。希釈液注射器および網赤血球染料注射器191 は、第10A図、第10B図、第11A図、第11B図、および第12図に示す 供給注射器204、206、208とほぼ同じものである。希釈液注射器は、チ ューブ網182に接続されてもよい。 第10A図、第10B図、第11A図、第11B図、および第12図は、いつ でも測定が行えるようになっているサンプルをサンプルカップから流動セル/ト ランスデューサ170、174、178に供給する様子を示す図である。 第10A図は、ポンプ220を介してサンプルをサンプルカップ216からイ ンピーダンストランスデューサ174の近くにバルク移動(bulk transfer)す る様子を示す図である。第10B図は、RBC供給注射器204からインピーダ ンストラ ンスデューサ174にサンプルを計量供給する様子を示す図である。サンプルカ ップ216は、チューブ182によりRBC注射器204、インピーダンストラ ンスデューサ174、および蠕動ポンプ220に接続されている。第一のバルブ 210は、サンプルカップ216より下流のチューブ182に配置され、第二の バルブ212は、蠕動ポンプ220より上流のチューブ182に配置されている 。RBC注射器204から流れる流体の流量および前記注射器の一般的な動作は 、分析装置の電子機器およびソフトウェアによって自動的に制御されている。 第10A図に示すように第一および第二のバルブ210、212が開いている 状態で、蠕動ポンプ220が作動すると、サンプルカップ216からインピーダ ンストランスデューサ174の近くへサンプルがバルク移動する。第10B図に 示すように第一および第二のバルブ210、212が閉じた状態でRBC注射器 204のプランジャ224が規定速度で所定距離だけ移動すると、RBC注射器 204からインピーダンストランスデューサ174にサンプルが計量供給される 。 第11A図は、ポンプ232を介して、サンプルカップ230から光流動セル 170の近くにサンプルがバルク移動す る様子を示す図である。ポンプ232は、ポンプ220とほぼ同じものである。 第11B図は、WBC供給注射器206によりサンプルが光流動セル170に計 量供給される様子を示す図である。サンプルカップ230は、チューブ182に より、WBC注射器206、光流動セル170、および蠕動ポンプ232に接続 されている。第一のバルブ236は、サンプルカップ230より下流のチューブ 182に配置され、第二のバルブ238は、蠕動ポンプ232より上流のチュー ブ182に配置されている。 第11A図に示すように第一および第二のバルブ236、238が開いている 状態で、ポンプ232が作動して、ある量のサンプルを光流動セル170の近く に移動させると、サンプルカップ230から光トランスデューサ170の近くへ サンプルがバルク移動する。第11B図に示すように第一および第二のバルブ2 36、238が閉じた状態でWBC注射器206のプランジャ240が規定速度 で所定距離だけ移動すると、WBC注射器206から光流動セル170にサンプ ルが計量供給される。 第12図は、HGBサンプルカップ142からHGBトラン スデューサ178にサンプルがバルク移動する様子を示す図である。チューブ1 82により、HGBサンプルカップ142は、HGBトランスデューサ178お よびポンプ246に接続されている。ポンプ246は、ポンプ220とほぼ同じ ものである。バルブ248は、HGBサンプルカップ142より下流のチューブ 182に配置されている。バルブ248が開いた状態で蠕動ポンプ246が作動 すると、HGBサンプルカップ142からHGBトランスデューサ178にサン プルがバルク移動する。C.光流動セル/トランスデューサ 各細胞の光学的特性を検出し、有意味な情報に変換するために、流動している 流体内で光流動セル170により細胞は相互に分離される。第15図および第1 6図は、細胞分析システム60と併用する流動セル170を示す図である。 一つの実施の形態において(第43図に図示)、光流動セル170は、無色透 明な水晶ブロックであって、断面寸法が約160μm×400μmで、薄く細長 い矩形の内部流動チャンバ300(第16図)を備えている。約30°の角度を 持つ、ほぼ円錐型の経路が、流動チャンバ300の一端から当該流動チャンバ内 に収束している。希釈されたサンプル流は、移動す るシース流304の中心に位置するノズル270から流動チャンバ300に注入 される。サンプルは、サンプルの流れの軸に直交する、約5μm×80μmの微 小断面に集束し、流動チャンバ300の中心に限って流れるようになっており、 この方法をハイドロダイナミック(hydro-dynamic)または流体集束法(fluid f ocusing)と呼ぶ。集束させたサンプルの流れの軸の所定位置で、サンプルの流 れに直交するように、レーザビームを流動チャンバ300に入射させる。以下の 第8節、Fに述べるように、レーザビームがサンプルの流れと交差する箇所で、 レーザビームは、流れの軸に平行な長さ約17μmの部分に集束する。したがっ て、サンプルの流れとレーザビームが集束する、流動チャンバ300の中心部に サンプル照明領域ができ、この領域の縦、横、高さの寸法の内、二つがサンプル の流れによって決まり、三つ目がレーザビームの程度によって決まる。この照明 領域は、寸法が、約5μm×80μm×17μmであって、流動セル170の感 知領域になっている。各細胞は、この領域を通過する際に検出され、制御装置が データを収集、処理し、結果を報告する。第43図を参照。 第31図から第36図を参照して、以下、ノズル270の詳 細について述べる。 第32図に示すように、本明細書に開示する実施の形態は、流体ノズル270 と、分析装置で使用する流体812の導入方法に関する。 第31図に示す実施の形態では、流体ノズル270は、コンジット、すなわち 流体812の流動ガイド814と、流体812内にある細胞、粒子などの対象物 を検出する流動セル170とに動作可能に接続されている。図示した実施の形態 では、流動ガイド814は、アクリルを初めとするポリマーなど、適切な材料か ら形成されたコンジットを備え、流体ノズル270を収容する孔818が設けら れている。流体ノズル270は、流動ガイド814とほぼ同心に配置し、流体8 12を流体ノズル270から孔818に導きやすくしてある。適切な供給源から 供給される所望の流体844が、コンジット820を介して孔818に注入でき るように、コンジット820は、孔818と流体が流れるように接続されている 。流動セル170は、上に述べたような光流動セルであって、流体812が流動 セル170を介して流体ノズル270から流れる際に、流体812に含まれる対 象物の測定を行う。白血球の鑑 別分析、血小板分析、または網赤血球分析あるいはこれらすべてを行うのに、流 動セル170を利用する実施の形態もある。このような実施の形態では、相互に 独立した処理経路内で各分析の準備操作を行い、一つの流動セル170で分析を 実施する。 第32図および第33図に、流体ノズル270の構造をさらに明瞭に図示する 。一般に、流体ノズル270は、マニフォールド822と、流体が流れるように マニフォールド(manifold)822と接続された複数のコンジットとを備えている 。コンジットの数を選択して、特定の流体ノズル270を利用しやすくすること ができる。具体的にいえば、実施の形態では、第一のコンジット262、第二の コンジット264、および第三のコンジット266を、流体が流れるようにマニ フォールド822の一部と接続されている。コンジット262、264、および 266は流体812の入口として使用できる。したがって、コンジット262、 264、および266は、流体が流れるように所望の流体812の適当な供給源 と接続されている。 ある実施の形態において、マニフォールド822は、アクリルなど、適切なポ リマーで作製されており、長さが約0.7インチある。コンジット262、26 4、および266は316 ステンレス鋼など、適当な金属でできている。コンジット262は、軸方向長さ が約1.14インチ、内径が約0.023インチ、外径が約0.0625インチ ある。コンジット264および266は、軸方向長さが約0.5インチ、内径が 約0.019インチ、外径が約0.0625インチある。コンジット262、2 64、および266の外面は、エポキシ樹脂などの接着剤で被覆され、マニフォ ールド822に設けた補助孔830、832、および834にそれぞれ挿入され ている。図示した実施の形態では、コンジット262、264、および266が 、マニフォールド822上で軸方向および円周方向にずれている。コンジット2 66は、マニフォールド822の端部831から約0.07インチだけ軸方向に 逸れている。コンジット264は、端部831から約0.26インチ逸れており 、コンジット266は、端部831から軸方向に約0.45インチ逸れている。 円周方向には、コンジット262および266が、それぞれコンジット264か ら約60°逸れている。したがって、コンジット262は、コンジット266か ら約120°逸れている。 マニフォールド822は、コンジット262、264、およ び266をそれぞれコンジット272、274、および276と流体が流れるよ うに接続している。コンジット272、274、および276は、やはりマニフ ォールド822と作動可能に接続されている。マニフォールド822により、コ ンジット272、274、および276の内いずれか一本を、ある流体専用とす るか、またはノズル270と接続した装置で前記一本のコンジットの試験を行う ことができる。 コンジット272、274、および276は、流動ガイド814とほぼ同軸状 にかつほぼ同心状に配設されている。ノズル270から流動セル170への流体 812の流れの位置精度が所期の値になるように、流動ガイド814および流動 セル170に対するコンジット272、274、および276の配置を選択する ことができる。マニフォールド822は、ほぼ同軸状に配設したコンジット27 2、274、および276を収容する孔42を備えている。コンジット262、 264、および266内の流体812は、マニフォールド822を流れて、それ ぞれコンジット272、274、および276に入る。コンジット272、27 4、および276は、全体がほぼ直線になっている。ところで、コンジット27 2、274、および 276の同軸状の配置を保つために、コンジット272と274の間、およびコ ンジット274と276の間に半径方向のスペーサ(図示せず)を設けた実施の 形態もある。このスペーサは、流体812の動きがコンジット272、274、 および276内の流体812の動きに干渉しないように、例えば外径面の逃げや 経路を設けて構成されている。図示した実施の形態では、コンジット272、2 74、および276の遠端部が軸方向に相互に逸れているが、必ずしもそうなっ ている必要はない。 実施の形態において、コンジット272は、304ステンレス鋼、#3(総硬 質)焼戻し皮下注射針など、適切な金属でできている。コンジット272は、軸 方向の長さが約2.55インチ、内径が約0.013インチ、外径が約0.02 5インチある。コンジット274も304ステンレス鋼、#3(総硬質)焼戻し 皮下注射針など、適切な金属でできており、軸方向の長さが約2.26インチ、 内径が約0.038インチ、外径が約0.050インチある。コンジット276 もやはり304ステンレス鋼、皮下注射針など、適切な金属でできており、軸方 向の長さが約1.97インチ、内径が約0.062インチ、外径 が約0.078インチある。 一つの実施の形態において、流動ガイド814は、点Aの内径が約0.25イ ンチ、点Bの内径が約0.118インチあるテーパ付部分を備えている。第31 図に点Aおよび点Bを示してある。例えば、流体812を希望通りに流体集束さ せ、流動ガイド814と流体812が接触の可能性を減少させ、流動セル170 の光学系や作動を最適化するために、関連コンジット272、274、276と 、流動ガイド814の対応寸法の間の関係をあらかじめ定めておく。寸法の関係 が、流量の差に関係する実施の形態もある。具体的にいえば、実施の形態におい て、流動ガイド814の関連部分の縦方向断面は、関連流量差に比例する。 例示的実施の形態では、テーパ付部分が約60°の傾きを画定する。また、流 体ノズル270の遠端部に隣接した流動セル170の流体搬送部分が、内径約0 .118インチで約30°の傾きを画定する。流動セル170に対する、流体8 12の流動の位置精度が希望通りになるように、寸法を選択することができる。 流体ノズル270の構造について詳細に説明したので、以下、 流体ノズル270で流体を導入する方法について詳しく述べる。 血液、血液成分など、流動セル170で処理を行う流体812の供給源は、流 体が流れるようにコンジット262、264、または266と接続され、流体8 12が供給源から選択されたコンジット262、264、または266に流れる 。コンジット262、264、266のうち、残りのコンジットは、流体812 の供給源と流体が流れるように接続されておらず、したがって、これら残りのコ ンジットには、流体812が供給されない。流体812は、粒子、細胞など、流 動セル170で検出可能な対象物を含む。 水、緩衝液、希釈液、その他、流体812と反応して悪影響を及ぼさない流体 など、別の流体844の供給源が、コンジット820と接続されており、他の流 体844が供給源からコンジット820および流動ガイド814に流れるように なっている。コンジット820から流動ガイド814に流入する流体844は、 第34図から第36図に示すように、コンジット272、274、および276 の一部を取り囲む。コンジット272、274、および276が片寄って配置さ れているため、流体844の流れが途切れることが少なくなる。流動ガイド 814を貫通する流路の縦方向断面が徐々に狭くなっているため、流動ガイド8 14内部で流体が拡散する可能性は低くなる。必要な場合には、流体812が、 コンジット272、274、および276の内、いずれか一本を流れる際に、例 えば、比較的低い適当な圧力をコンジット272、274、および276の残り 二本のコンジットに加えて、前記二本のコンジットを流体844で洗浄、すなわ ち「バッタフラッシュ(back-flushed)」することができる。あるいは、各コンジ ット272、274、および276を介して流体812を連続的に導入した後、 コンジット272、274、および276に適当な流体を通して、この三つのコ ンジットをすべて同時に洗浄することも可能である。したがって、コンジット2 72、274、および276をほぼ同時に洗浄できるため、流体812を迅速に 導入する準備をするとともに、ノズル270の洗浄に必要な損失時間を短縮する ことによって、流動セル170のスループット(throughput)を増大させることが できる。また、流動セル170に接続した分析装置のスループットも、これに相 応して増大させることができる。 実施の形態では、流体844の流量が、流体812の流量よ りも大きい。例えば、一つの実施の形態では、流体812の流量が、約2.5μ l/秒、流体844の流量が、約300μl/秒となっている。この流量の差に より、流体812の流れは、流動セル170に向かって導かれる。すなわち、流 動セル170に集束することになる。一般に、流動セル170による流体812 内の対象物の検出が容易になるように、流量差をあらかじめ定めることが可能で ある。 コンジット272、274、276のいずれかで導入した流体812は、流動 セル170に対してほぼ同じ位置に集束されるため、流体812を導入するのに 、コンジット272、274、または276のいずれを選択するかにかかわらず 、流量差を利用して流体の集束させる点に変わりはない。このため、同一の流動 セル170を利用して、各コンジット272、274、276から別々の流体8 12を供給することができ、また流体ノズル270を接続した分析装置で実施す る各種試験でも同じ流動セル170を使用することができる。したがって、各コ ンジット272、274、276は、流体が流れるように、流体812の、それ ぞれ独立した供給源に接続され、ある供給源から供給される流体812が、別の 供給源から供給される流 体812と混ざりあうことかないようになっている。これにより、流体812の 混合または汚れあるいはその両方が発生する確率を低くすることができる。各コ ンジット272、274、276から供給される流体812を流動セル170で ほぼ並行して処理し、流体ノズル270、およびこのノズルを接続した分析装置 のスループットを向上させることができる。 流体ノズル270のこの特徴は、実験的に確認されている。第34図から第3 6図に図示した実験において、流体ノズル270の実施の形態を有限要素法によ って解析し、ノズル270に関連した流体の特性を明らかにした。この実施の形 態では、コンジット272の内径が約0.013インチになっている。コンジッ ト274の遠端部は、コンジット272の遠端部から約0.29インチ逸れてい る。コンジット272および274は、内径が約0.025インチ、外径が約0 .037インチの、ほぼ環状の流路を画定する。コンジット276の遠端部は、 コンジット274の遠端部から約0.29インチ逸れている。コンジット274 および276は、内径が約0.049インチ、外径が約0.061インチの、ほ ぼ環状の流路を画定する。 米国イリノイ州のFluid Dynamics Internationa l of Evanstonから市販のFIDAPコンピュータプリグラム、バ ージョン6.01を使用して、有限要素解析を行った。コンジット272、27 4、276を流れる流体の定常線対称モデル、および流動セル170を流れる流 体の定常三次元モデルを解析して、流動セル170に対して流体的に集束させた 流体812の位置が、流体812の導入に使用するコンジット272、274、 276とは無関係であることを明らかにした。流体844の流量は、常に約30 0μl/秒であり、選択したコンジット272、274、または276を流れる 流体812の流量は、約2.5μl/秒から約2.0μl/秒の範囲にあった。 流体はニュートン流体であり、固体表面でのすべりはないという境界条件を仮定 して、解析を行った。 一つの実施の形態において、白血球の鑑別分析、血小板の分析、および網赤血 球の分析のシミュレーションを行うために、個別の流体分析を3度行った。第3 4図に示すように、白血球鑑別分析用流体812をコンジット272を介して流 量約2.5μl/秒で導入する。また、第35図に示すように、血 小板分析用流体812をコンジット274を介して流量約2.5μl/秒で導入 する。さらに、第36図に示すように、網赤血球分析用流体812をコンジット 276を介して流量約2.0μl/秒で導入する。第34図から第36図を比較 してみると、流体分析により得られた各コンジット272、274、276の流 線から明らかなように、流体812の前の流れにより流体812は汚染されず、 また流動セル170に対する流体812の流体的な集束位置は、コンジット27 2、274、276のいずれを選択しても影響を受けない。 コンジット272、274、276のいずれを選択しても流動セル170に対 する流体812の流体的な集束位置に影響がないことは、コンジット272、2 74、276を順次流れる、直径7μmの小球を含んだ流体812の流れを光学 的に測定しても、実験的に確認できる。小球を含む流体812は、流量約2μl /秒で導入する。 上記の変動係数から明らかなように、測定した三つの光学特性(ALL:軸光 損失、IAS:中間角光散乱、DSS:復偏光側方散乱)の変動係数は(CV) 、コンジット272、274、276すべてについてほぼ同じであった。光学的 応答がこのように類似していることから、流体ノズル270を、洗浄前に流体8 12の複数の測定に使用し、流動セル170、および流動セル170と接続した 分析装置のスループット、すなわち分析能力を向上させることが可能であること が確認できる。洗浄前に行う流体812の測定の回数または流体812の導入の 回数は、流体ノズル270を設けたコンジットの数に対応する。本明細書に述べ た実施の形態では、必要なコンジットの数にかかわらず、ほぼすべてのコンジッ トをほぼ同時に洗浄することが可能である。 流体812が、コンジット272、274、および276の一部と作用する特 性、すなわち前記一部に付着する特性を十分備えている場合、コンジット272 、274、または276内の第一の流体の残りが、同じコンジット272、27 4、または276を通過した第二の流体と混じる。コンジット262、264、 および266についても、同じことが考えられる。第一の流体の残りと第二の流 体とが混じると、流動セル170の精度が低下する恐れがある。 特定のコンジット272、274、または276を、特定の流体812や流動 セル170で行う試験の専用として、以上のような問題を解決することが可能で ある。専用とするコンジット272、274、276の数は、流体ノズル270 によって導入する流体812の特性によって決まる。コンジット272、274 、276のうち少なくとも一つを分離することによって、ある流体812の残り が別の流体812と混じりにくくすることができる。例えば、あるコンジット2 72、274、または276を、オーラミンO(auramine O)など、比較的明る い蛍光マーカを含む流体812を使用した試験専用とし、別のコンジット272 、274、または276を、比較的暗い蛍光マー カを含む流体を使用した試験専用とすることができる。コンジット272、27 4、または276内に流体が存在すると、流体ガイド814を通って流れる流体 844は、共通の流動セル170に向かって流体812の流れを集束させるのと 並行して流体812の拡散の可能性を低下させられるだけの体積および流れを確 保できる。したがって、流動セル170の精度や感度を損なうことなく、同一の 流動セル170によって、2種類の試験を順次行うことができる。 流体が上昇して矩形断面の流動セル170に入ると、その速度が迅速に増大し 、その結果、サンプルの流れは、流体力学的に、断面積の約5μm×80μmの 中心部分に集束する。第22図に示す広角コンデンサレンズの焦点方向の寸法が 5μmと小さいため、焦点のぼけが最小限度に抑えられ、したがって、流れの中 の異なる位置になる蛍光細胞の明るさが等しくなる。また、流動チャンバ300 の幅が、サンプルのながれよりはるかに大きいため、流動チャンバ300は、簡 単には詰まらず、さらに狭小な感知領域によって得られる解像度に匹敵する解像 度が得られる。 集束レンズ(第19図に図示)は、レーザビームを流動チャ ンバ300に集束させ、検出器(第20図および第21図に図示)は、流動チャ ンバ300を通過する細胞の光散乱特性または蛍光特性あるいはその両方を検出 する。これらの特性は、本明細書の第8節、Fで詳細に説明する。D.インピーダンストランスデューサ 細胞分析装置60では、赤血球および血小板のカウントを行うのに、インピー ダンストランスデューサ174を使用する。第17図に示すのは、流体力学的集 束を利用し、インピーダンスに基づいて細胞のカウントおよび細胞のサイズ分け を行うインピーダンストランスデューサ174の好適な実施の形態である。イン ピーダンスに基づく細胞のカウントの基本は、粒子が小さなオリフィス314を 通過する際に示す電気抵抗の変化を検出することである。インピーダンストラン スデューサ174の二つのチャンバ310および312内の電解液(緩衝食塩水 など)によって、伝導が行われる。 サンプル導入ノズル316および流体力学的集束によって、細胞は、インピー ダンストランスデューサ174のオリフィス314まで導かれる。各細胞がオリ フィス314を通過する際、チャンバ310、312およびオリフィス314内 の流路の電 気抵抗が増大する。オリフィス314のどちらかの側のチャンバ310および3 12の内部に、後述する二本の電極を配設し、この二本の電極に電流源317を 接続してあるため、上に述べた抵抗の増大が電圧パルスとして現われる。サンプ ル導入ノズル316は、上流側電極の役目を兼ねている。第二の電極318は、 オリフィス314の下流側に配置されている。パルスの数は、細胞のカウントを 示し、各パルスの振幅は、細胞の体積と関係する。パルスの振幅の周波数分布を グラフ化して、体積のヒストグラムを作成する。このヒストグラムを利用して、 MCV(平均細胞体積)やRDW(赤血球分布幅)など、RBCやPLTのパラ メータを求める。 インピーダンストランスデューサ174は、アクリルや類似のポリマーなど、 非導電性かつ無色透明な材料で作製することが好ましい。トランスデューサ17 4内の第二の電極318の極性で電解液が腐食性ガスを発生し、なんらかの電極 材料を溶解するため、第二の電極は、プラチナ製にすることが好ましい。電極3 18には、耐腐食性抵抗を備えたその他の材料を使用してもよい。本明細書のト ランスデューサ174の作動に影響を与えることなく、トランスデューサ174 の上流側のチャンバ 310の容積を小さくすることもできる。サンプル導入ノズル316は、オリフ ィス314から約1.5mm以内に配置することが好ましい。作動中、シース流 速度(オリフィス通過時に約10m/秒)を比較的高く保つとともに、ノズル3 16とオリフィス314との間の距離を維持する必要がある。 非流体力学的に焦点を合わせたインピーダンストランスデューサを通過する細 胞の約30%は、流動セルのオリフィスの中心ではなく、オリフィスの縁部近く を通過する。これにより、オリフィスが詰まり、測定値が狂う場合がある。細胞 分析装置60のインピーダンストランスデューサ174内で流体力学的集束を行 い、オリフィスの閉塞を抑え、測定精度を向上させることができる。 インピーダンストランスデューサ174内での流体力学的集束は、以下のよう な手順で行う。RBC供給注射器204(第10A図および第10B図に図示) が、約0.333μl/秒の割合で、インピーダンストランスデューサ174の ノズル316にサンプルを供給する。サンプル流は、インピーサンストランスデ ューサのノズル316から流出する際、RBCシース流315により速度約10 m/秒まで加速される。サンプル の体積流量は、速度と断面積との積であるため、サンプルが加速するにつれて、 断面積は減少するが、約0.333μl/秒で一定していることが好ましい。好 ましい実施の形態では、10m/秒まで加速すると、サンプルの流れの直径が約 6.5μmまで減少する。 赤血球がオリフィスを出たと同時に赤血球を「捕捉(catch)」するために、イ ンピーダンストランスデューサ174には、オリフィス314のすぐ下流に排出 チューブ314aが設けられている。オリフィス314から出た後で廃棄されな い赤血球は、オリフィスの近くに戻る場合がある。このような赤血球は、血小板 の測定に悪影響を与える信号、さらには赤血球の測定にもわずかながら障害を与 える信号を発生する。測定済み細胞の捕捉を促すために、細胞が排出チューブ3 14a内を流れやすくするだけの目的で、(ポートEを介して)第二の流れを生 成する。 インピーダンストランスデューサ174には、数箇所のポート(A、B、C、 D、E)も設けられている。ポートAは、オリフィス314の上流側から空気( またはその他のガス)を逃がす通気口である。ポートBは、トランスデューサ1 74の上 流側の流体を排出させるためにチャンバ310に空気を注入する注入口である。 シース流入ポートとともに、ポートDは、トランスデューサの上流側の排出口で ある。ポートCは、トランスデューサ174の下流側の流体を排出させるために チャンバ312に空気を注入する注入口である。また、ポートCは、トランスデ ューサ174の下流側からガスを逃がす通気口ともなる。ポートEは、第二の流 れの排出口および流入口である。ポートGは、廃棄流体の流出口である。本実施 の形態では使用しないが、ポートHは、トランスデューサ174の上流側に追加 の流体を流入させる接線方向流入点を設けるために使用する。E.HGBトランスデューサ HGBトランスデューサ178は、血液サンプル中の細胞の吸光を測定して、 血液サンプルのHGBレベルを決定する。第18図に、HGBトランスデューサ 178から出る分析信号を検出する回路のブロック線図とともに、HGBトラン スデューサ178を示す。一つの実施の形態において、HGB濃度は、g/dl 単位で測定する。前記濃度は、グリーンの波長領域(約540nm)にあるサン プルが吸収する光の量に比例する。 HGBトランスデューサ178は、HGBトランスデューサ チャンバ338内の液体の吸光に関連した電気信号を生成する。吸光量は、ヘモ グロビンを含む準備されたサンプルおよび無色透明な基準液について、HGBト ランスデューサ178内で測定する。前記2種類の液体の吸光測定中にトランス デューサから生成した電気信号の差は、準備されたサンプル中のヘモグロビン含 有量にほぼ比例する。 例えば、透明なHGBトランスデューサチャンバ338を、発光ダイオードな どの光源322と、フォトダイオードなどの検出器326との間に配置する(第 18図)。好ましくは、定格約540nmの干渉フィルタ326を、HGBトラ ンスデューサ338と検出器324との間に配置する。検出器324の出力電流 は、吸収した光エネルギーにほぼ比例し、電流/電圧増幅器332で増幅される 。HGB信号のアナログ信号処理については、電子システムと関連させて、本明 細書の第8節、Fで述べる。 流入してくるHGB溶解試薬の速度を利用して、HGBカップ142内で全血 を混合し、好ましくは、希釈比を190:1とする。例えば、蠕動性のポンプ2 46を使用し、HGBカップ142に接続したチューブ網182を介してHGB カップ 142からサンプルを吸引し、HGBトランスデューサチャンバ338に注入す る。HGBカップ142をHGB溶解試薬で洗浄し、サンプルの残りが、以後処 理されるサンプルと極力混じらないようにする。HGB試薬をHGBトランスデ ューサに直接入れて、HGBの基準値を求める。F.光ベンチ 第19図に、光ベンチ350の平面図を示す。光ベンチ350は、分析装置モ ジュール64に搭載されており、レーザ光源352、ミラー354および356 、レンズ358および360、流動セル170(実施の形態では溶融シリカ)、 複数の検出器400、402、および404を備えている。レーザビーム368 は、後部ミラー354、前部ミラー356、ビーム調整器370によって導かれ 、一対の円筒状レンズ358およびレーザ集束レンズ360により成形され集束 される。 レーザ352は、TEM(transverse electromagne tic)モードで作動する、垂直方向に偏光された488nmの光フィードバッ ク装備空冷アルゴンレーザ(単相2114B-125LABまたは同等品)であ ることが好ましい。このモードでは、光の強度がガウス分布になっており、 同位相である。レーザビーム368は、レーザ回路内の光フィードバックシステ ムにより、約10mWに保持される。 レーザ352と光流動セル170との間の光学要素は、光流動セル170の流 動チャンバ300におけるガウス焦点ビームの腰部(waist)は、ほぼ楕円形で 、高さが約17μm、幅が約64μmある。ビームの腰部とは、軸に直交する所 与の方向でビーム断面寸法が最小になる、レーザビームの軸に沿った位置で画定 される。第19図に示す好ましい実施の形態では、直交する二つの対称な平面、 すなわち垂直面と水平面を特徴とし、この両面はレーザビームの光軸を含む。し たがって、ビームの軸に沿ったどの位置でも、ビームの程度は、直交する二つの 寸法、すなわち、水平方向の寸法と垂直方向の寸法によって規定される。垂直方 向の寸法は、光軸に直交する垂直面内にあって、強度が、ビーム中心で発生する 最大強度の1/e2倍になる点の間の直線距離となる。対応する水平寸法は、水 平寸法と同様に定義されるが、水平面内にある点が異なる。このようなビームは 、垂直ビーム拡張子(expander)の働きをする一対の円筒状レンズ358によって 実現される。上流側レンズの焦点距離は、約−18.8mm、下流側レンズの焦 点距離は、約+75.4 mmであることが好ましい。垂直腰部および水平腰部が流動チャンバ300で一 致するように、レンズ358は、共焦状態からわずかにずれている。集束レンズ 360は球状で、焦点距離が約79.5mmあることが好ましい。 ビーム微調整機構370は、レーザ集束レンズ360と流動セル170との間 に位置する。この機構は、角度が10°と小さい一対の楔で構成され、サンプル の流れに対してレーザビームをわずかに横方向に移動させるのに使用する調整可 能な空気スペースを設けてある。この楔は、レーザビームの軸に対して直角な入 り口面および出口面により、その方向が定められている。空気スペースは、32 ピッチのネジで、レーザの軸と平行な方向に調整することができる。楔の材料と してBK7ガラスを使用した場合、空気スペースと横方向のビームの変位との比 は、10.5/1である。32ピッチのネジを完全に一回転させた場合、照明光 の入射角は変化することなく、サンプルの流れに対してレーザビームが横方向に ±75μm移動する。横方向ビーム変位の解像度は、±1μm末満である。この システムを、順方向および側方角集光光学系と併せて使用すれば、以後の光学系 の調整状態に影響を及ぼすことなく、レーザビームと サンプルの流れとを最適かつ容易に調整することができる。 流動セル170の流動チャンバ300の縦横比は、約2.5xであることが好 ましい。光流動セル170内での流体力学集束により、縦横比が約15xである 、ほぼ楕円形のサンプル中心流ができる。サンプルの流量が約2.0μl/秒で ある場合、その結果生じるサンプルの流れは、ほぼ楕円形の円筒状になる。サン プルの流れの長さおよび幅は、約80μm×5.0μmとなる。約5.0μmの 流れの幅は、約80μmの水平焦点腰部に対応する。したがって、流れの内部の 最大強度変動は、約1%となる。 細胞が公称流速、約8m/秒でレーザビーム368内を通過する場合、垂直焦 点腰部が約17μmであるため、常にパルス幅は、細胞の大きさにしたがって、 約2.0〜3.5マイクロ秒の範囲となる。 検出器380、400、402、および404は、流動セル170を通過する 細胞の影響を測定する。検出器380、400、402、および404は、少な くとも7つの光学パラメータを測定できることが好ましい。1基または複数基の 検出器を順方向光路に配置して、順方向中間角散乱と、微小角順方 向散乱または軸光損失(ALL、別名、順方向吸光)とを測定することが好まし い。一般に、ALLは、レーザビームの前方を通過する細胞による光エネルギー の減少であり、フォトダイオードによって測定する。光損失は、一般に散乱が原 因で生じる。ビーム内を細胞が通過することによって起こる、レーザビームの光 路内にある検出器に到達する光エネルギーの減少であるALLを、測定対象パラ メータの一つにすることが好ましい。一方、微小角順方向散乱は、ビーム内を通 過する細胞が光を散乱するために、入射レーザビーム外(ただし、1°〜3°の 微小角の範囲内)の検出器に到達する光エネルギーである。レーザビームが検出 器内に入らないようにするためには、一般に、ビームストップを設ける。ALL の測定システムは、レーザ光の入射円錐内の光を集光し、微小角散乱システムは 、前記円錐外部の光を集光する。ALL測定システムで対象となる信号は、定常 状態のレーザ信号から差し引かれる負の信号であるが、微小角順方向散乱測定で は、非常に低い背景光レベルに負荷される微小な正の信号である。中間角順方向 散乱(IAS)は、微小角順方向散乱に類似しているが、光が、入射レーザビー ムから大きな角度で散乱される点が異なる。さらに具体的に述べる と、IASは、レーザビームの入射線または中心線から約3°ないし10°の範 囲内にあるリング内で散乱される光に関係する。好ましい実施の形態では、AL Lは、レーザの軸から水平方向に約0.3°未満、垂直方向に約1.2°未満の 角度の範囲内で集光される。また、IASは、レーザの軸から約3°ないし10 °の範囲内の角度で集光される。 第19図および第20図に示す好ましい順方向路光学システムは、球形の平凸 レンズ376と、レンズの後部焦点面にある2要素フォトダイオード380とを 備えている。この好ましい構成では、2要素フォトダイオード380内の各点が 、細胞の位置には関わりなく、流動チャンバ300内を通過する細胞から出る光 の特定の集光角度に写像される。したがって、内部要素382は、ほぼ矩形であ ることが好ましく、したがって、レーザビームの発散の非対称度に写像され、A LLの測定を行う。外部要素384は、ほぼ円形のリングであることが好ましく 、したがって、IASの測定に必要な順方向散乱の集光角度の範囲に写像される 。 このような順方向路の構成は、光流動セル170およびレーザビームの微調整 とは無関係である。所望の集光構成を実現す るために、2要素検出器の横方向位置を集光レンズ376と合わせる。要素37 0によって光流動セル170を変化させるか、または入射レーザビーム368を 再調整しても、検出器380の角度受容は影響を受けず、したがって、順方向路 の光学系を再調整する必要もない。要素370は、角度の再分布を行わずにビー ムを再配置するだけである。 あるいは、2要素シングルユニット検出器380を、2基の独立した検出器に 替えることもできる。この場合には、適切な直径の中心穴が付いたミラーをレン ズ376の背面に配置する。このミラーは、IASを検出器のいずれかに向けて 反射する。ミラーの中心穴と一致し、レーザビームだけを通過させるような形状 になったスリットが、ミラーの裏側にある第二の検出器にALL測定用の光を伝 える。 以上述べた構成は、どちらも微小角集光システムの変形である。この構成では 、オブスキュレーション(obscuration)バーが不必要であり、このバーと関連 した調整も不必要である。好ましい第一の実施の形態の場合、検出器は両方とも 、一つのチップに組み込むことができる。ミラーは必要ない。ALL信号によっ て内部ALL要素382が飽和するのを防止するには、 第20図に示すような中性濃度(neutral density)フィルタ386を組み込む ことが望ましい。フィルタ386は、内部ALL要素382を中性濃度2.0の コーティング(入射光の約1%を伝えるコーティング)で被覆して設けることが 好ましい。外部IAS要素384は、反射防止コーティングで被覆することがで きる。 一つの実施の形態においては、第19図および第21図に示すように、残りの 検出器400、402、404は、三個のフォトマルチプライヤ管(photomultip lier)(PMT)で、側方散乱(入射レーザビームにほぼ垂直な軸を備えた円錐 内で発生する散乱光)または蛍光(入射レーザビームとは異なる波長で細胞から 放出される光)を検出する。PMT400の光路に配置した移動可能な偏光子4 36は、復偏光側方散乱(DSS)および偏光側方散乱(PSS)をそれぞれ検 出するPMT400および401を構成するのに対して、移動可能なフィルタ( 430、432、434)では、細胞からの規定波長の蛍光放出を検出すること ができる。グリーンの蛍光FL1は、約515〜545nmの範囲で検出される 。また、黄色の蛍光FL2は、約565〜595nmの範囲で検出される。さら に、 赤の蛍光FL3は、約615〜645nmの範囲で検出される。必要な波長の光 を効率的に伝達、反射し、効率的な検出を可能にする二色性ビームスプリッタ4 01および403により、側方散乱および蛍光放出は、前記のPMTまで導かれ る。 第22図に示すような浸漬集光(immersion collection)システムを利用する と、蛍光を測定する場合、PMT400、402、404の感度が、向上する。 この例では、浸漬集光システムは、屈折率整合層416により、第一のレンズ4 14を流動セル170に光学的に接続する。したがって、広角度にわたる集光が 可能になる。好ましい実施の形態において、この集光角は、サンプルの流れの場 合、約130°であり、開口数0.5の代表的な空気スペースコンデンサシステ ムでは、約44°に相当する。蛍光を発する粒子から収集した蛍光エネルギーが 、(1−cosU)に比例することは、数学的に証明することができる。前式中 、Uは、収集円錐角の1/2である。したがって、好ましい実施の形態の、集光 角130°のシステムは、集光角44°のシステムに比べてほぼ8倍のエネルギ ーを収集する。出力が低いレーザまたは弱い蛍光マーカあるいはその両方により 蛍光検出が可能になるだけの差がある。また、 再度一点に光を集束させずに、大きく異なる波長で所与の光路を利用することが できるように、前記集光角130°のシステムには、色補正も行われている。し たがって、光学フィルタ430、432、434を挿入するか、または取り外す かすることによって、一つのPMTで、数種の波長を検出することができる。 第21図、第22図、および第24図に示した浸漬集光システムは、所与のP MTのカソード面が、対物アパチャストップ410(第22図に図示)に接し、 流動セル170の流動チャンバ300に対して無限遠に位置するように、端部動 原体型(telocentric)になっている。この構成により、PMTが相互にかつ、 流動チャンバ300に対して正確に整列する必要が軽減される。 第22図に示すように、コンデンサ412は、屈折率整合ゲル層416によっ て水晶流動セル170に光学的に接続した平半球(plano-hemispherical)型の 第一の要素414を備えていることが好ましい。一般に、コンデンサ412は、 光学レンズシステムであり、広角度集光については、収差補正(aberrationcorr ection)が十分であるが、高解像度顕微鏡観察で利用する 回折限界撮像(diffraction limited imaging)については収差補正が不十分で ある。手頃なゲルは、Dow Corningから発売されている(確認番号# 02−3067)。表1に、コンデンサの好ましい実施の形態の仕様を示す。 PMT光学システムは、モジュール形式になっていることが好ましい。第23 図および24図に、PMT光学システムを示す。各PMTモジュールは、PMT を一つまたは二つと、スリット/フィールド(slit/field)レンズアセンブリ4 20を備え、このアセンブリは、スリット422およびフィールドレンズ424 、425を備えている(第23図および第24図)。 スリット422は、流動チャンバ300と接しており、PMT400のカソード の背景光を最小限に抑える。フィールドレンズ424(焦点距離が約−12.0 mmであることが好ましい)および425(焦点距離が約15.0mmであるこ とが好ましい)は、先に述べた端部動原体型を構成する。光学フィルタ430、 432、434および偏光子436は、PMTの光路に挿入して、検出した光の 波長または偏光あるいはその両方を変化させる。また、以下の寸法は、第24図 に関するものである。 A=46.0 B=20.61 C=22.98 D=+14.976 E=13.292 F=0.522 G=2.0 H=6.7 I=3.8 J=3.78 K=22.98 L=F530=−12.025 R1=−6.248 Φ=5.0 t1=2.0(BK7) R2−>∞ Q2=10.0 M=6.43 システムは、第三のPMTモジュールが簡単に追加できるように設計されてい る点に一言触れておく。この第三のモジュールを利用すると、適当な二色ミラー およびバンドパスフィルタを追加することにより、PMTを6つもシステムに組 み込むことができる。例えば、四つの蛍光検出器ならびに偏光側方散乱(PSS )および復偏光側方散乱(DSS)の同時測定を必要とする精密な分析を考える ことができる。 例示的な一つの実施の形態においては、ALLは実質上方形のフォトダイオー ドとN.D.2.0フィルタによって測定される(第20図参照)。IASは、 フィルタなしの外側リングフォトダイオードで測定される。PSSはフィルタな しの Hamamatzu R928 PMT(402)で測定される。DSSはR9 28 PMT(400)と水平偏光器(436)で測定される。FLIはR92 8 PMT(400)と530/30フィルタ(約530nmに中心をもつ帯域 が約30nmの帯域フィルタ、430)。FL2はR928 PMT402と5 80/30帯域フィルタ(432)で測定される。FL3はR928 PMT( 404)と630/30帯域フィルタ(434)で測定される。9.空気圧ユニット 細胞分析システム60の好ましい実施の形態では、空気圧ユニット72は専用 の電源をもつ独立のユニットである。この構造により、分析装置モジュール64 とデータステーションモジュール68の重量と寸法と消費電力が低下する。 空気圧ユニット72は、圧力ポンプと真空ポンプを含んでいる。このユニット は、約8.5psiの調節済み圧力、約12から15psiの別の圧力、約40 psiの高い圧力、および約15インチ水銀柱の真空を提供する。 真空圧は、RAM、ROM、EPROM、SRAMなど適切なメモリ内に存在 する分析装置ソフトウェアによって制御され る。10.データステーション/コンピュータ データステーションモジュール68は、ディスプレイ端末、ディスクドライブ 、ハードディスク、キーボード、ポインティング装置、およびLAN接続を含む 80386または80486ベースのPC互換コンピュータであることが好まし い。一つの実施の形態において、ディスプレイ端末は、カラーであり、ディスク ドライブは、3.5インチ、ハードディスクのメモリは少なくとも540メガバ イト、キーボードは、パソコン形式になっている。データステーション68は、 RAM、ROM、SRAM、EPROMなどのメモリを備えており、測定データ の処理、パラメータの計算、ヒストグラム、撒布図、その他多次元のグラフを含 め、各種フォーマットによる処理結果の報告を行えるだけのソフトウェアアルゴ リズムを内蔵している。 細胞分析システム60のデータステーション68は、様々な細胞分析にアルゴ リズムを適用するメモリやその他のデバイスを備えている。このアルゴリズムは 、分析モジュール64が生成する多数のデータ点を分析し、臨床関連情報を得る ために利用する。本明細書に開示する血液/免疫総合分析装置は、ソフ トウェアを実行するプラットフォームを一つだけ提供し、血液および免疫サンプ ル処理および測定だけでなく、データ解析も自動化する分析装置となる。 データステーション68は、関連サンプル記録の集まりであるデータ保存場所 となる。第28図は、好ましいデータ保存場所を示すもので、データ記録、患者 病歴、品質管理(QC)ファイル、標準基準粒子ファイル、組み合わせ複写ファ イル、バル(Bull)のアルゴリズム(X−B)バッチ、移動平均ファイル、 および較正ファイルを含んでいる。11.電子システム 分析装置モジュール64、データステーションモジュール68、圧縮空気ユニ ット72には、電子装置がある。分析装置64は、データ収集、フルイディクス 、動作制御のハードウェアプラットフォームとなる。一つの実施の形態では、デ ータステーション68は、汎用コンピュータであって、ユーザインタフェースの 働きをするとともに、収集データの処理、報告、保存を行う。圧縮空気ユニット 72は、真空源および圧力源を制御する。 好ましい実施の形態では、分析装置モジュール、データステ ーションモジュール、および圧縮空気ユニットが物理的に独立しており、各ユニ ットへの電力供給は、別々のAC電源から行われる。データステーション68お よび圧縮空気ユニット72は、独立したシリアル通信チャンネル76および84 を介して、分析装置64と連絡している。 第25図は、分析装置64の電子ハードウェアコンポーネントの一部を示すブ ロック線図である。これらのコンポーネントには、中央処理モジュール500( CPM)、データ収集システム502、および動作制御サブシステム504など がある。CPM500は、データ収集サブシステム502、動作制御サブシステ ム504、および通信機能を制御する。 CPM500の好ましい実施の形態の仕様を、以下に示す。 *Motorola 68302インテグラルマルチプロトコルプロセッサ、2 0MHzクロック *1MBダイナミックRAM、4MBまでIMB刻みで拡張可能 *128KB EPROM *2KB不揮発性RAM *DMAコントローラ、収集したパルスデータをアナログ/デ ジタルコンバータからCPM RAMに高速16ビット転送 *バッファ付8ビットバス、データ収集制御および診断機能 *モータプロセッシングモジュール(MPM)シリアルリンク二本 *周辺シリアンルリンク 一本 *圧縮空気ユニットシリアルリンク 一本 *HDLCシリアルリンク 一本 *HDLCシリアルリンク専用ダイレクトメモリアクセス(DMA)チャンネル *バーコードリーダ用RS−232ポート 1個 *診断端末用RS−232ポート 1個 第26図は、第25図に示したデータ収集サブシステム502の詳細を示すブ ロック線図である。細胞、すなわちサンプルの特性は、HGBトランスデューサ 178、インピーダンストランスデューサ174、光流動セル170で電気信号 に変換される。一般に、インピーダンストランスデューサ174および光流動セ ル170は、出力信号として電気パルスを生成する。また、HGBトランスデュ ーサ176は低周波信号を出力する。各流動セル/トランスデューサの出力は、 データ収集サ ブシステム502によって別々に処理される。 インピーダンストランスデューサ174および光流動セル170から出力され る出力信号は、複数の検出器510から出力される。この検出器は、光ベンチ3 50のPMTおよびフォトダイオードまたはインピーダンストランスデューサ1 74の電気回路で構成されている。各検出器出力は、前置増幅器(preamplifier )モジュール512および信号処理モジュール514を介してアナログ/デジタ ルコンバータ(ADC)モジュール516に供給される。信号処理モジュール5 14は、パルスの高さなど、パルスの特性を測定する回路を備えている。ADC コンバータ516は、マルチプレクスコンバータであって、信号処理モジュール 514から出るアナログ出力を、パルスの特性を表わすデジタル値に変換する。 デジタル値は、ディレクトメモリアクセス(DMA)518を介してCPM50 0に転送される。CPM500は、情報を処理し、高レベルデータリンク制御( HDLC、すなわち通信プロトコル)データリンク76を介してデータをデータ ステーション68に送る。データ収集サブシステム502は、トリガレベル、ゲ ーティングレベル、レーザ出力など、様々なパラメータ設定に必要なアナ ログ電圧も生成する。 HGBトランスデューサ178から出る出力は、HGB検出器/アナログ多重 化基板328を介して直接ADCモジュール516に供給される。一般に、HG B基板328は、トランスレジスタンス増幅器332および電流源334を備え ている(第18図)。HGB基板328およびそのコンポーネントについては、 本明細書の第8節、Fでさらに詳細に説明する。A.ADCモジュール ADCモジュール516は、アナログ/デジタルコンバータを内蔵している。 ADCモジュール516は、信号処理モジュール514から出力されるアナログ 電圧、およびADCモジュール516自体の内部の補助電圧を測定するために多 重化されている。 各電圧測定値のデジタル報告は、関連識別タグを有している。データの流れの 中で、このタグは、タグに後続する特定の測定値を識別する。タグはすべて7ビ ットの長さがあり、最大128個のパラメータを見込んでいる。 信号処理モジュール514は、前置増幅器512から出力される各信号ごとに 一つずつ割り当てられたピークホールド回路 を内蔵している。ピークホールド回路は、入力信号として電気パルスを受信し、 パルス発生中に検出された最大電圧に等しい定電圧を発生する。ADCモジュー ル516内のプログラム可能なタグシーケンサは、一度に一つずつピータホール ド回路を指定し、測定対象値(定出力電圧)をADCモジュールに伝達する。A DCモジュールは、前記特殊信号をアナログ形(電圧)からデジタル値に変換す る。この変換に十分な時間をとってから、タグシーケンサは、次の測定対象値を 保持する次のピークホールド回路を指定する。測定信号を識別する対応タグが、 変換が終了毎にデータに付加される。このようにして、タグシーケンサは、各入 力に時間スロットを割り当てることによって、ADCモジュールを時分割する。 この変換の結果は、DMA518を介してCPM500上の主メモリに転送され る。DMAを利用して、CPUが介入することなく、高速でデータを転送する。B.インピーダンストランスデューサ前置増幅器 前置増幅器512は、プログラム可能な低ノイズ定電流源を内蔵している。こ の電流源から発生する定電流は、2つの経路に分割される。一方の電流経路は、 インピーダンストランスデ ューサ内の電極を通り、もう一方の経路は、前置増幅器512につながっている 。両電流の和は一定なため、前記電極を流れる電流の変化(インピーダンストラ ンスデューサ174を細胞が通過することに起因する変化)は、前置増幅器51 2の出力電圧の変化として反映される。C.インピーダンストランスデューサによる信号処理 インピーダンストランスデューサ前置増幅器から出る出力は、それぞれプログ ラム可能な12ビットのゲインを有する、二つのそれぞれ独立した経路、基線リ ストアラ(baselinerestorer)、パルス検出器、およびピータホールド回路を通る 。一方の経路は、RBCパルスの検出用であり、もう一方の経路は、PLTパル スの検出用である。したがって、同じパルスが、以下のような異なる二つの基準 にしたがって同時に選別にかけられる。 パルスのピーク値が、所与のしきい値を超えている場合、そのパルスは有効で あると見なされる。データ収集サブシステム502は、レベルしきい値および傾 きしきい値(slopethreshold)を認識する。傾きしきい値は、時間的に非常に接 近して到着した二つのパルスを数えることによって、ハードウェアカウンタのデ ッドタイムを短縮する。 細胞には種類ごとに識別基準が必要である。RBCパルスは、あるレベルおよ び傾きを超えなければならない。次のパルスに備えて検出器をリセットするには 、RBCパルスが、ある負の傾き以上になっている必要がある。 PLTパルスは、RBCパルスと同じ順序で発生する。ただし、PLTのほう が小さいので、PLTをRBCと区別することができる。パルスが下位レベルの しきい値以上であって、上位レベルのしきい値以下である場合、そのパルスは、 検出済みPLTとして分類される。さらに、パルスが有効PLTと見なされるた めには、所定の正の傾きを超えている必要がある。次のパルスに備えて検出器を リセットするには、RBCパルスが、ある負の傾き以上になっている必要がある 。 パルスが検定基準を満たしている場合、トリガ信号が、ピークホールド回路に 送られ、続いてADC変換が始まる。インピーダンストランスデューサ174か ら出るトリガパルスのカウントは、16ビット専用カウンタ2基で行われる。一 方のカウンタは、RBC用であり、もう一方のカウンタはPLT用である。 背景DC要素を増幅済み信号から除くために、インピーダン ストランスデューサの前置増幅器から出ている各出力経路には、基線保持回路が 含まれている。この回路によって生成されるオフセット電圧をモニタして、診断 手段とする。D.光前置増幅器 検出器510により、光流動セル170から放出される光は、様々な角度で収 集される。この検出器は、フォトダイオード(PD1およびPD2)とフォトマ ルチプライヤ(PMT1、PMT2、およびPMT3)とを備えている。このよ うな信号のダイナミックレンジはきわめて広く、したがって、広い範囲にわたっ てゲイン調整を行うことができる。PMTについては、PMT自体にかかるダイ ノード電圧(約200V〜1100V)を制御して、ゲイン調整を行うことが好 ましい。このような操作により、約105の範囲にわたってゲインを調整するこ とができる。PMTの光前置増幅器は、PMTから電流出力をゲインが固定した 電圧に変換する。 前置増幅器を使用すると、2の累乗刻みで各フォトダイオード(PD)のゲイ ンをプログラムすることができる。PD前置増幅器は、PD出力電流を電圧に変 換する。E.光信号処理 前置増幅器の光出力は、別々の5つの経路すなわちチャンネルを通る。各チャ ンネルは、基線リストアラ、パルス検出器、ピークホールド回路、および12ビ ットのプログラム可能なゲイン(ピーク補足後)を含む。ピータ値が所定のプロ グラム可能しきい値を超えた場合、「光」パルスは、有効であると見なされる。 有効なパルスは、デジタルトリガパルスを生成する。トリガパルスは、チャンネ ル(PD1、PD2、PMT1、PMT2、PMT3)を選択して論理的に組み 合わせたものの一つとなるようにプログラムすることができる。各チャンネルに は、独自のプログラム可能下位しきい値がある。 5つのチャンネルについて、トリガパルスは、ピーク補足、および後続する補 足ピーク値のADC変換を開始する。ゲーティング基準を要求して、トリガを判 定する。例えば、PD1、PD2、またはPMT2の信号が所定のゲートしきい 値を超えた場合、トリガは無効となる。 パルス信号からDC成分を除いてDC背景オフセットを低下させるために、基 線リストアラ回路が設けられている。この回路の応答時間は、平均パルスの幅よ りも遅い。前記回路が生成 するオフセット電圧をモニタして、診断手段とする。 光流動セル170から出るトリガパルスのカウントは、16ビットの専用カウ ンタ2基で行う。一方のカウンタは、ゲート済み細胞(ゲーティング基準により 排除されなかった細胞)用であり、もう一方は、下位しきい値要件を満たす細胞 の総数を数えるカウンタである。F.HGB信号の処理 第18図は、単純化したヘモグロビン(HGB)検出システムのブロック線図 である。作成したサンプル中に含まれるヘモグロビンの濃度は、例えば、g/d l単位で測定される。この濃度は、サンプルによる、グリーンの波長域(約54 0nm)にある光の吸光量に比例する。 光路は電流制御光ダイオード322、トランスデューサチャンバ338、フィ ルタ326(約540nm)、およびフォトダイオード324で構成されている 。 フォトダイオードの出力電流は、受光された光エネルギーに比例し、トランス レジスタンス増幅器332で増幅される。トランスレジスタンス増幅器332の 出力は、ADCモジュール516に送られる。 トランスデューサチャンバ338で透明な基準溶液を測定する場合に発生する 電圧と、ヘモグロビンを含む調製サンプルを測定する場合に発生する電圧との差 が、ヘモグロビンの濃度を表わす。G.タイムスタンプ 信号処理モジュール514では16ビットのカウンタ(図示せず)を利用して 、分解能が約0.5msのタイムスタンプを生成する。タイムスタンプ値は、各 自動シーケンス反復により発生し、ADCモジュール516で得られる有効デー タとともに保存する。H.動作制御 第27図は、動作制御サブシステム504の実施の形態を示すブロック線図で ある。分析装置64の流れシーケンスおよび自動サンプル処理操作は、動作制御 サブシステム504により制御される。 図示したように、動作制御サブシステム504は、モータ処理モジュール52 0(MPM)、バルブ制御モジュール522(VCM)、流体センサモジュール 524(FSM)、およびデジタル入力モジュール526(DIM)を備えてい る。MP M520は、二つの独立したシリアルリンク530、532(500KB)を介 してCPM500と通信を行う。各MPM520は、ステッパモータ534を最 大12基、制御することが好ましい。VCM522は、分析装置64のバルブす べてを制御する。DIM526は、デジタル入力(スイッチ、光センサ、および 磁気センサ)をすべて監視する。FSM524は、流体センサをすべて監視する 。 VCM522、DIM526、およびFSM524は、好ましくは半二重差分 (half-duplex differential)シリアル周辺バスを介してCPM500と通信を 行うインテリジェントモジュールである。このバスには、さらに周辺モジュール を追加することができる。12.ソフトウェア ソフトウェアは、分析装置の流れシーケンス、事象のタイミングおよびシーケ ンス、データ収集、および測定データの有意味な数値への変換など、細胞分析装 置60の主な動作を制御する。ソフトウェアは、RAM、ROM、EPROM、 SRAMなど、分析装置60内の適当なメモリに存在している。第2図に円で示 すように、ソフトウェアの要素は、6つのドメイン (domain)に分割されていることが好ましい。 オペレータインタフェースドメイン90は、データステーションに取り付けた すべてのオペレータ制御入力装置、データステーションの報告すべての定義およ び生成、およびプリント出力すべての定義を初めとする、データステーション6 8とユーザとの相互作用を調整する。 データステーションの操作ソフトウェア92は、サンプル処理、データ管理、 セキュリティ、分析装置モジュールおよび実験室情報システム(LIS)との通 信、およびプリント出力の生成を制御する。 アルゴリズムソフトウェア96は、所望の組み合わせの応用数学的演算手順を 内蔵している。アルゴリズムは、サンプルデータの解析、グラフィックデータや 数値データへのリストモードデータの変換、およびグループ分けした数値結果の 統計解析に応用される。このアルゴリズムは、個々の細胞の種類や状態を特定す るクラスタリング(clustering)技法を備えていることが好ましい。 分析装置操作ソフトウェア(AOS)98は、分析装置のモジュールの電子装 置(ハードウェア)、データ収集、およびデ ータステーションモジュールへの通信を制御する。また、AOS98は、分析装 置の流れシーケンスなど、分析装置の作動のタイミング設定およびスケジュール 設定も制御する。 流れシーケンス(FSQ)ソフトウェア100は、自動サンプル処理プロトコ ルおよび血液/免疫総合試験の実行を含み、分析装置64に流体を流す役目をす る機械要素を制御する。 ファームウェア102は、分析装置64や圧縮空気ユニット72の各種ハード ウェアモジュールのEPROM常駐デバイスコントローラ網を備えている。 オペレータインタフェース(OI)、データステーション操作ソフトウェア( DSOS)、およびアルゴリズムでは、プラットフォームとしてデータステーシ ョンモジュール68を使用する。AOS98、FSQソフトウェア100、およ びファームウェア102は、分析装置64に常駐し、プラットフォームとして使 用する。好ましいソフトウェアは、多重タスク、マルチスレッド(multithreade d)のアプリケーションである。 AOS98は、CPM500内に常駐し、分析装置64の作動の詳細を制御す る主制御装置になっている。AOS98は、ステッパモータのタイミング設定、 アナログ/デジタル変換、 真空/圧力閉ループのモニタ/制御、バルブ制御、およびデジタルセンサ入力の 役目を果たすスレーブ(slave)マイクロコントローラのいくつかと通信を行う 。さらに、AOSは、接続相手であるデータステーション68との、データ、ス テータス、および制御に関する通信も行う。AOS98は、Motorola 68302CPUチップ上で実行することが好ましい。AOSのファームウェア は、外部EPROMに保存されており、ダウンロードされたAOSと流れシーケ ンスは、オンボードRAMに保存されている。第29図および第30図に、AO S操作の実施の形態を示す。 AOS98は、流れシーケンスを実行する多重タスク特性を備えている。AO Sは、データステーションから流れシーケンスをダウンロードし、メモリに保存 する。データステーション68からの指示により、AOSは、所望のサンプル試 験に必要な流れシーケンスを実行する。 各流れシーケンスには、スケジュールにしたがった、複数のアナライザ要素の 作業が必要になる。第13A図から第13F図は、一つのユニットで血液分析サ ンプルおよび免疫サンプルの作成および測定を統合、自動化する流れシーケンス の例のタ イミング線図である。最上部の水平軸は、図を見るとわかるように秒単位で時間 を表し、左端の垂直軸には、分析装置64のサンプル処理および測定要素を示し てある。線図の桝目は分析装置要素の作動を示すものである。第13A図から第 13F図の左側垂直軸に沿って示した各要素は、流れシーケンスにしたがって特 定の作業を行う。要素は、作業を終了すると下流の要素が現在のサンプルに対す る作業を終了するのを待たずに、次の指示を探し始める。 AOSは、一組のカウント関連ハードウェア設定点およびパラメータを維持す る。カウントの種類(CBC WBC、CBC OPLTなど)ごとに、一組を 対応させる。また、診断目的ごとに一組を対応させる。AOSは、データステー ション68からダウンロードした、このカウント関連ハードウェア設定点および パラメータの組のいずれかを収容する。データステーション68または流れシー ケンスソフトウェアから出るコマンドにしたがって、いずれかの組が起動される (すなわち、ハードウェアを構成するのに使用される)。 カウント関連ハードウェア設定点およびパラメータのほか、AOSは、カウン トとは無関係な事象パラメータの集合を維持 する。AOSは、データステーション68から供給されるこのパラメータを修正 したパラメータを収容する。カウント関連のパラメータの場合とは対照的に、A OSは、この値を直接ロードする。 流れシーケンスを開始する際、AOS98は、サンプルを吸引できることを明 らかにする。これは、オペレータによるプッシュボタン操作またはオートローダ 機構から出るコマンドに基づいて行われる。サンプルについて、分析装置64が 収集している情報は、すべてデータステーション68に送付される。データステ ーション68は、サンプルに対して実施すべき測定に関する情報に応答する。こ の応答に従い、さらには分析装置64の状態(すなわち、試薬、保温、流れシー ケンス吸引可能/不可能フラグ)と関連して、AOSは、サンプルの吸引を進め るかどうか判断する。吸引が行われるかどうかにかかわらず、AOSは、データ ステーション68にサンプルの状態を知らせる。 流れシーケンスに保温段階が必要な場合は、AOSにより、流れシーケンスは 、サンプル処理領域110の未使用サイト132を保温用として「割り当てる(a llocate)」ことができる ようになる。サンプルの種類(したがって、保温終了時に作動する適切な流れシ ーケンス)が、割り当て作業の一部として規定される。保温が開始されると、A OSは保温サイト132に関連した保温タイマを始動する。サンプル識別子、サ ンプルの種類、および保温時間も、各保温サイト132と関連している。AOS は、作動している保温タイマを定期的に更新し、保温時間の終了を認識する。保 温時間が終了すると、AOSは、その試験の流れシーケンスを引き続き実行する 。AOSは、各保温サンプルの総保温時間および保温サイト番号(位置)を各サ ンプルに対する各試験の蓄積データの一部として報告する。保温サンプルを処理 し、保温サイトを洗浄、乾燥した後、サイトに再びサンプルを配分できることが 流れシーケンスによりAOSに対して通知される。 適切な保温トレイ124がない場合、AOS98は保温領域118へのサンプ ルの吸引を阻止する。保温トレイ124または試薬モジュール122での変更は 、データステーション68に伝達される。吸引が不可能な場合は、AOSはデー タステーション68に注意メッセージを送る。 データステーションの要求の際、AOSは、分析装置64の すべてのサイトの現在の保温状態を通知する。この情報には、保温時間、サイト の状態(清潔/汚損)、サイトの使用回数が含まれる。 流れシーケンスインタプリタ(interpreter)100は、複数の流れシーケン スを同時に実行することができる。流れシーケンスインタプリタの働きにより、 流れシーケンスは様々な「フラグ」の設定および試験中の作動を調整する。流れ シーケンスのロジックは、同時に進行しているその他の流れシーケンスにより設 定、解除されるフラグの状態に基づいて決定を行う。 流れシーケンスインタプリタは、固定または可変のサンプル事象のカウント時 間をサポートする。可変事象のカウント時間は、ソフトウェアまたはハードウェ アの設定点により設定される。可変事象のカウント時間は、流れシーケンスによ り規定される上限を設けることが好ましい。 流れシーケンスインタプリタの働きにより、流れシーケンスは事象カウントお よびデータ収集時間を開始する。データ収集時間中に生成されたデータは、AO Sにより自動的にデータステーション68に送付される。データステーション6 8に送付されたデータには、少なくともサンプル識別子、ハードウェア カウンタ、リストモードデータ、および保温時間(ない場合もある)を含むこと が好ましい。カウントの種類には、以下のものがあることが好ましい。 −CBC 網赤血球に関連した測定値を除くあらゆる血液分析測定値を含む完全 血液カウント −RETICS −SUBSET/PHENOTYPE AOSにより、分析装置64は、流動セル/トランスデューサ170、174 、178でカウントを重複して行うことができる。したがって、分析装置の作動 を多重化およびパイプライン化すると、装置のスループットが最大になる。 分析装置64を廃棄物(図示せず)およびバルク試薬保存(193)用の外部 容器に接続する。AOSは廃棄物容器が一杯になる時期やバルク試薬保存容器1 93が空になる時期を検出するセンサをモニタする。状態が改善されるまで、A OS98は、さらにサンプルが吸引されるのを防止する。 AOSは、各抗体試薬モジュール122内の不揮発性シリアルアクセスメモリ の読み出し、修正を行う。各抗体試薬モジュールメモリには、少なくとも以下の 情報が保存されている。 − ロット番号 − 使用期限 − 試験の種類(パネル番号) − モジュール番号 − モジュールで使用する凹部の数 − モジュールの用途 − 初期化済みフラグ − 冗長/エラー制御 抗体試薬モジュール122からの読み取りは、通常の分析装置の初期化の一部 として行われる。読み取り後、モジュール122の状態に影響を及ぼす操作は、 モジュールのメモリに記録される。 AOS98は、分析装置のステッパモータ534の制御を行うモータプロセッ サモジュール520と通信を行う。初期化の際に、AOSは、モータプロセッサ モジュール520をリセットする。AOSは、分析装置64の各モータの位置を 追跡し、制御モータプロセッサモジュール520でこの情報を確認する。位置の 食い違いは、データステーション68に通知される。 電源投入自己試験が問題なく終了すると、分析装置64は、 データステーション68からダウンロードされたAOS操作ソフトウェアを受け 入れる。ソフトウェアのダウンロードの終了時点で、スタートアドレスが、実行 を開始するアドレスを指定するデータステーション68から供給される。13.サンプル処理の例 A.一般的なサンプル処理 以下のパラグラフでは、細胞分析システム60の作動例を詳細に説明する。以 下の説明を参照することにより、システム60の詳細の理解が深まる。理解を助 けるために具体例について述べるが、システム60は、本発明の趣旨から逸脱す ることなく、その他の方法を実行する場合もあることを忘れないようにしていた だきたい。 細胞分析システム60の自動サンプル処理プロトコルは、サンプル作成、サン プル測定、およびサンプル分析の3段階にわけて考えることができる。各段階の プロトコルは、試験に左右される。例えば、WBC差の準備、測定、および分析 は、血小板、網赤血球、リンパ球サブセットなどの作成、測定、および分析とは 異なる。ただし、一般的は手順は、各段階に共通である。 第一の段階である自動サンプル作成では、分析装置64が、サンプルを吸引し 、指定のカップにサンプルを移し、必要に応じて希釈液または試薬あるいはその 両方とサンプルを混合して測定用のサンプルを作成する。サンプルの作成には、 サンプルを希釈することだけが必要であり、希釈手段は、RBCを溶解する溶解 液でもある。網赤血球試験の場合と同様に、サンプル作成段階には、二つの操作 を伴う。すなわち、第一の操作である希釈液/シース試薬による予備希釈と、既 知の量の蛍光染料を添加する第二の希釈操作を伴う。 リンパ球サブセット試験など、その他の試験では、作成段階に多数の操作を伴 い、試薬による保温延長が必要である。保温延長を行う場合、吸引プローブアセ ンブリ148は、サンプルを移動カップ140に注入し、そのあと、次のサンプ ルを吸引する準備位置に戻る。作成作業の残りの操作は、保温プローブアセンブ リ152が実行する。これらの操作には、保温サイト132で、サンプルを一つ または複数の部分に分割する操作、分割した各部分に特定のMab試薬を添加す る操作、および保温操作などがある。このような操作の大半は、通気/吸引プロ ーブアセンブリ148が後続するサンプルの処理を行っている 間に、保温プローブ152によって行われる。 保温が完了すると、保温プローブアセンブリ152は、保温したサンプルの一 部と溶解試薬を混合してサンプル作成段階を終了し、前記サンプルの一部をいつ でも光流動セルに送って測定が行えるように赤血球を除去する。 いつでも測定を行えるようになっているサンプルがサンプルカップに入ってい る場合に、第二段階である測定段階が始まる。次にサンプルは、サンプルカップ の底部から所望の測定トランスデューサ170、174、および178に接続さ れたチューブ網182を介して送られる。トランスデューサを出たサンプルは、 廃棄物容器(図示せず)に送られる。各試験ごとに、適切な検出器で信号を感知 し、さらに増幅、処理、デジタル化を行って、当該試験に対応するリストモード ファイルに保存する。 第三の段階である分析段階は、リストモードデータによって始まる。様々な粒 子および細胞の種類を、各試験に適した検出器に対応する軸を備えた特性空間に 写像するアルゴリズムをデータに適用し、特有の母集団クラスタを特定して各ク ラスタ内の細胞数を数える。最終的な出力は、グラフィック報告または数値報告 あるいはその両方となり、細胞の体積、ヘモグロビン 含有量、母集団の種類、または細胞のその他の特性の尺度、または関数となる。 通常、出力は、絶対値と百分率の両方で定量される。例えば、細胞のサブタイプ の母集団は、親細胞に対する百分率として報告され、また、血液1マイクロリッ トル当たりの事象としてカウントが行われる。保温したサンプルの分析を行う場 合、必ず、最初に従来の血液分析試験の分析が行われる。保温したサンプルの測 定が終了すると、保温サンプルの分析が行われ、総合分析が終了する。 サンプル処理におけるサンプル作成段階および測定段階の試験プロトコルは、 複雑さが異なる各種流れシーケンスによって自動的に実行される。保温の延長を 伴う試験では、流れシーケンスにより、保温試験と非保温試験が一体となり、そ の結果、分析装置64は、サンプル保温時には、後続する試験を必ず行うことが できる。保温サンプルがいつでも測定できる状態にある場合、サンプルの処理は それ以上行われず、保温サンプルの測定および分析が実施される。B.ヘモグロビンサンプルの処理 第5図および第12図を参照すれば、以下の説明の理解が、なお一層深まる。 例えば、サンプル166の一部、約18.7 5マイクロリットルを、吸引プローブ156によりHGBカップ142に注入し 、このカップでサンプルは、多量のHGB溶解試薬と混合され、希釈率は、約2 00:1となる。溶解時間約20秒の経過後、カップ内には希釈されたヘモグロ ビンだけが残り、このヘモグロビンは、蠕動ポンプ246により、ライン182 を通ってヘモグロビントランスデューサ178に送られ、測定が行われる。トラ ンスデューサチャンバ338内のへモグロビンサンプルの光透過率は、発光ダイ オード光源122およびフォトダイオード324により測定される。Tで表わさ れる透過率は、増幅、処理、デジタル化され、保存される。この透過率は、次に 分析段階でアルゴリズムA=log(1/T)により、吸光量に変換され、さら に、所定の較正器により、ヘモグロビン濃度HGB、すなわちサンプル1デシリ ットル当たりのグラム数に変換される。RBCインピーダンス試験の結果とヘモ グロビン試験を併せて利用すると、以下の測定パラメータおよび較正パラメータ を決定することができる。 HGB=(ヘモグロビン濃度) MCH=HGB×10/RBC(平均細胞ヘモグロビン) MCHC=HGB×100/HCT(平均細胞ヘモグロビン濃 度) 上式中、RBCは、赤血球のカウント(1μl当たりのRBC数)、HCTは 、ヘマトクリット(hematocrit)値(赤血球から成る血液サンプルの体積百分率 )であり、両方ともインピーダンストランスデューサ174で測定する。C.RBCおよび血小板サンプルの処理 第4図および第5図を参照されたい。サンプル166の一部、約18.75マ イクロリットルを、吸引プローブ156によりカップ134に注入し、このカッ プでサンプルは、希釈液/シース試薬と混合され、希釈率は、約420:1とな る。希釈液/シース試薬は、インピーダンス流動セル174および光流動セル1 70内の層流システムにおけるシースキャリアとしても、またサンプル希釈液と しても妥当であり、その結果、RBCおよび血小板は、各トランスデューサ内の 一つのファイルを移動する。成分には、小さい赤血球と大きな血小板との明確な 区別が可能になる表面活性剤などがある。 RBCカップ134内での混合が終了した後、希釈サンプルは、ポンプ220 、バルブ210、212、注射器アセンブリ204、224によりインピーダン ストランスデューサ174 (第10A図および第10B図)に送られる。インピーダンストランスデューサ 174(第17図)で、血小板のサイズ分類およびカウントが行われる。また、 血小板は、光トランスデューサ170にも送られ、ここでカウントが行われる( 第16図)。光トランスデューサ内の照明領域が小さく、またノイズが低いため 、光による血小板のカウントは精度が高い。光トランスデューサ170での血小 板のカウント値は、患者データとして報告され、インピーダンストランスデュー サでのカウントは、装置の性能をモニタする診断ツールとして使用される。 インピーダンストランスデューサ174は、血小板の大きさのパラメータを報 告するために使用される。血小板をノイズと区別する下位しきい値、および血小 板をRBCと区別する上位しきい値を設定する。パルスの振幅をフィルタにかけ 、増幅、デジタル化して、リストモード事象として保存する。このデータから、 以下の血小板の大きさのパラメータの計算、および血小板のヒストグラムの報告 にアルゴリズムを適用する。 血小板カウント(PLT) 平均血小板体積(MPV) 血小板分布幅(PDW) 血小板crit(PCT=MPV×PLT) 血小板濃度(装置の診断に使用) 希釈サンプルは、RBCカップ134から、バルブ236、238、ポンプ2 32、および注射器240、206により、光トランスデューサに送られる。血 小板は、PSS(偏光側方散乱)光パラメータおよびIAS(中間角散乱)光パ ラメータを利用して、二次元特性空間で判定される。検出器384および402 から生成するパルスは、処理、デジタル化され、アルゴリズムによる処理を目的 としてリストモードファイルに保存される。血小板測定のサンプル流量は、約2 .5マイクロリットル/秒であり、流動セルによるカウント時間は、通常の患者 の場合、約6秒である。カウントの統計値を向上させるため、このカウント時間 は、低カウントサンプルについては自動的に延長される。光トランスデューサか ら得られるカウントは、血小板濃度(PLT)である。 インピーダンストランスデューサ174は、RBCの大きさおよびカウントの パラメータを決定するのにも利用される。インピーダンストランスデューサ17 4内で血小板を検出するのに使用する上位しきい値は、RBCカウント用の下位 しきい値 ともなる。このしきい値を超えるパルスを処理、デジタル化し、RBCリストモ ードファイルに保存する。以下のRBCパラメータの計算、およびRBCのヒス トグラムの報告にアルゴリズムを適用する。 赤血球濃度(RBC) 平均細胞体積(MCV) 赤血球分布幅(RDW) ヘマトクリット(HCT)D.WBC示差サンプルの処理 第4図および第5図を参照して説明すると、患者サンプル166の一部、約3 7.5マイクロリットルを、サンプル吸引プローブ156により、WBC溶解液 約850マイクロリットルが入ったWBCカップ138に注入する。 溶解は、多目的を達成する一試薬/一段階操作であり、損傷しやすい白血球の 構造を保護し、同時に赤血球をほぼすべて効率的に溶解するには、十分である。 この二つの目的は、溶解時間を11秒以上に延長しなければならないヘモグロビ ン異常のサンプルでも達成できる。好ましい実施の形態において、溶解液は、末 梢血液に含まれることがある有核赤血球(NRBC) を効果的に標識する、低濃度の活性核染料を含有している。屈折率がシースの屈 折率に適合して約0.1%朱満となるように、溶解の化学作用をあらかじめ定め てある。 通常、溶解液とサンプルとの混合物は、カップ138内に約11秒間とどまり 、カップ内でサンプルは溶解され、高温で撹拌される。好ましい実施の形態では 、溶温度を42℃±3℃に制御する。ここで、カップ138の内容物を、パイプ で直接光流動セル170に送る。 第19図および第20図を参照して説明すると、細胞が希釈液/シース304 (第16図に図示)に取り囲まれたサンプル層流になって一つのファイル内のレ ーザ照明を通過するように、溶解液の添加により希釈された細胞の流れが、光ト ランスデューサ170を通過すると同時に測定が始まる。照明領域は、流体力学 的に一点に集束させた細胞の流れにより、流れの軸に対して垂直な2方向を取り 囲まれ、また約17ミクロンのレーザビームの垂直ビーム腰部により、流れの軸 に平行な1方向を取り囲まれている。この試験時のサンプルの流量は、約2.5 マイクロリットル/秒であり、WBCおよびNRBC細胞の対応照明感知体積は 、寸法が約80μm×5μm×17μmの楕円 形の円柱に近い。約17μmの寸法は、円柱の軸にそって測定したものである。 照明領域内にある細胞は、フォトダイオード382および384、フォトマル チプライヤ管404、および三次元の特性空間内で作動する独自の三重しきい値 トリガ回路によって検出される。すなわち、前記回路は、三つのパラメータAL L(軸光損失)、IAS(中間角散乱)、およびFL3(赤色蛍光)を処理し、 AND/OR論理を利用して信号を検定し、デジタル化を行う。検定に通った信 号は、IASしきい値よりも大きく、かつALLしきい値またはFL3しきい値 よりも大きくなければならない。この独自のトリガ回路と溶解特性(NRBC核 を迅速に染色させる平衡固定剤を含む)を組み合わせると、WBC示差細胞のカ ウントを正確に行い、NRBCのカウントを前記カウントから除外することがで きる。この試験では、DNAの断片、RBCの基質、および血小板から放出され る背景信号など、通常よくある蛍光、非蛍光両方の背景信号の干渉を受けずに、 WBC母集団およびNBRCのカウントを行う。 三重しきい値についての基準を満たす細胞が照明領域を通過する場合、検出器 382、384、400、402、404か らパルスが生成される。このパルスの振幅をフィルタにかけ、増幅し、デジタル 化し、さらにALL、IAS、FL3、PSS(偏光側方散乱)、およびDSS (復偏光側方散乱)からなる対応五次元特性空間にリストモードで保存する。流 動セル170による通常のカウント時間は、約10秒である。上記の流量および 希釈率で、血液1マイクロリットル中のWBCの通常のカウントが約7000の 場合、得られる事象カウント率は、約5000となる。カウントが低いサンプル の場合、このカウント時間を自動的に延長して、測定の統計的精度を向上させる ことができる。測定時間の終了時に、サンプルの流れをパイプで廃棄物に導き、 プローブ156の汚れを除去し、乾燥させて次のサンプルを処理する準備をする 。 リストモードデータ(ALL、IAS、FL3、PSS、およびDSS)の内 、検定を通った5つのパラメータにアルゴリズムが適用され、約30秒未満の処 理時間内に、以下のタイプの細胞の定量化またはフラグ付けあるいはその両方が 行われる。その対象となるものには、白血球濃度(WBC)、好中球濃度(NE U)および百分率(%N)、リンパ球濃度(LYMPH)および百分率(%L) 、単核細胞濃度(MONO)および百分 率(%M)、好酸球濃度(EOS)および百分率(%E)、好塩基球濃度(BA SO)および百分率(%B)、有核赤血球(NRBC)およびWBCの百分率( %NRBC)、ブラスト濃度(BLST)、未成熟顆粒球濃度(IG)、変異リ ンパ球濃度(VARL)、バンド濃度(BAND)がある。E.リンパ球サブセットサンプルの処理 第3図、第4図、および第5図に示すように、好ましい実施の形態では、リン パ球サブセット試験のサンプル処理には、以下の手順が必要である。まず、吸引 プローブ156が、サブセット試験に足りるだけの量の全血サンプルを吸引し、 移動カップ140に注入する。必要な血液量は、約50Nマイクロリットルであ る。ここでNは、試験に必要なMab(モノクローナル抗体)対の数である。標 準パネルでは、Nは5となり、したがって、カップ140への必要注入量は、約 250マイタロリットルである。次に吸引プローブ156は洗浄され、以後のサ ンプルを処理するために、サンプルステーション166に戻される。一方、保温 プローブアセンブリ152が、引き続きサブセットサンプルの処理を行う。 保温プローブ160は、移動カップ140から血液を吸引し、 保温トレイ124にある5つのシーケンスカップ132にそれぞれ約40マイク ロリットルずつを注入する。次に保温プローブ160は洗浄されて試薬モジュー ル122に移動され、第一のMab対128を約20マイクロリットル排出し、 第一の対応する保温カップ132に注入する。保温プローブ160は再度洗浄を 受けた後、試薬モジュール122に戻され、第二のMab対128から別に試薬 約20マイクロリットルを第二の対応する保温カップ132に移す。必要な保温 カップのそれぞれに、保温用の血液とMabとの混合物が注入されるまで、上記 の操作が継続される。 次に保温プローブ160は、洗浄、乾燥され、第一のMab/血液サンプルの 保温が終了するのを待つ。保温されたサブセットサンプルが以下述べる処理を受 けるまで、サンプル吸引アセンブリ148の作動はすべて一時中止される。保温 プローブ160は、WBC溶解試薬、約670マイクロリットルが入ったWBC カップ138に、第一の保温サブセット132を約30マイクロリットルを注入 する。保温サンプルを約42℃±3℃で約11秒間溶解し、撹拌すると、第一の 保温Mab/血液対は、いつでも測定できる状態になる。この時点で、カップ 138の内容物をパイプで直接光流動セル170に送る。 細胞の流れが、流動セル170のレーザに照らされた領域とぶつかると、測定 が始まる。データは、システムの電子装置および分析装置のソフトウェアを介し て、光検出器382、384、400、および402から得られる。このデータ は、各Mab/血液試薬混合物ごとに、リストモードで保存される。サンプルは 、流れの中の細胞が、一つのファイルのレーザ照明領域を通過するように希釈さ れている。各細胞は、四つの特性、すなわちALL(軸光損失)、IAS(中間 角散乱)、FL1(グリーンの蛍光)、およびFL2(オレンジの蛍光)を示す パルスによって検出される。各パルスの振幅を増幅し、デジタル化し、適切な空 間軸上にリストモードで保存する。 分析は、サブセットの百分率の計算に使用する保存四次元データにアルゴリズ ムを適用することから始まる。第一のサブセット測定のカウント時間が経過した 後、プローブ160は、洗浄、乾燥され、次の保温サブセット132に戻り、サ ブセットの測定、分析がすべて終了するまで処理を繰り返す。百分率および血液 1マイクロリットル当たりの絶対カウントが得られる最終分析は、上記のサブセ ット測定およびWBC示差血液分析 測定がすべて一体になったものである。 流動セル170による通常のカウント時間は、約10秒である。カウントの小 さいサンプルの場合、このカウント時間を自動的に延長して、測定の統計的精度 を向上させることができる。 サンプルの測定が終了した後、サンプル吸引アセンブリ148は再度作動し、 いつでも次のサンプルの処理が行えるようになる。 本明細書に開示する自動サンプル作成では、各種の免疫および表現形分類試験 に使用する様々な抗体パネルを採用している。リンパ球サブセットについては、 各パネルが、2色抗体セットを5つ備えていることが好ましい。各抗体セットは 、FITC(蛍光イソチオシアネート)などで標識した抗体(Mab)、および PE(フィコエリトリン)などで標識した第二のMabを備えている。抗体は、 クラスタ指定(CD)番号で識別される。例をあげると、パネルには、少なくと も以下のリンパ球サブセットMabが含まれている。 HIV患者のCD4陽性細胞をモニタするのに使用できる簡略化したパネルも 提案されている。このパネルには、少なくとも以下のMabが含まれている。Mabの組み合わせ 数えられる細胞の種類 CD45/CD14+CD13 リンパ球 CD3/CD4 T−ヘルパーサブセット その他の表現型分類Mab試験では、Mab対の数Nは、1でもよく、したが って、必要なサンプル量は、約50マイクロリットルである。Mabはどんな組 み合わせでも使用できる。必要なMab試薬の量が、サンプルに対して行った血 液分析測定から得られるWBCカウントの推定値に基づいている試験もある。例 えば、白血球増加症や白血球減少症の極端な症例の場合、Mab抗体の血液に対 する割合を調整して、十分な抗体結合を確保するか、または過剰な脱抗体背景を 防止する必要がある。血液分析測定には、保温が不必要なため、リンパ球サブセ ットサンプルの調整が終了するより前に、サンプルは流動セルトランスデューサ の凹部を通過する。したがって、データステーションは、血液分析の推定カウン トを計算し、分析装置64が、これらの試験を実施するために、当該サンプルに より必要に応じてMabのと血液との比を調整できるようにすることができる。F.網赤血球サンプルの処理 網赤血球の試験の実施に関する第4a図および第5図を参照して説明すると、 吸引プローブ156は、RBCカップ134内でRBCと血小板希釈液との混合 を終了すると、約420: 1に希釈した血液約200マイクロリットルを吸引し、reticカップ136 に注入する。reticカップ136には、retic試薬が約600μl入っ ていおり、その結果、希釈率は約1680:1となる。 好ましい実施の形態の試薬は、アルゴンレーザの最大吸光波長が480nmに 近く、量子収量が高い蛍光染料を含有している。好ましい試薬は、迅速かつ一次 元の蛍光ヒストグラムでWBCとの混同が防止されるように、DNAおよびRN Aを迅速に染色する。前記染料は非常に感度が高く、分析装置64で細胞内のR NAの断片二つを検出することができる。この方法は、網赤血球カウント、約9 0%まで線形である。 適切な保温時間(上に述べた好ましい試薬の場合約25秒)の経過後、または 混合の終了直後、希釈血液とretic試薬との混合物は、光流動セル170に 送られる。別々の保温操作が必要でない場合、この移動操作の時期は、網赤血球 を染色する十分な保温時間、すなわち25秒の保温時間が得られるように設定で きる。 成熟赤血球および網赤血球を含む母集団が、流動セル170のレーザ照明領域 を通過する際に、フォトダイオード384、 およびグリーンの蛍光フィルタ430でFL1向けに構成したフォトマルチプラ イヤ管400により、サンプルの散乱特性および蛍光特性を測定する。パルスの 振幅をフィルタにかけ、増幅、デジタル化し、さらにIASおよびFL1で構成 される二次元特性空間にリストモードデータとして保存する。流動セルによる測 定時間は、約8秒であり、サンプルの流量は、約2マイクロリットル/秒である 。血液1マイクロリットル当たりのRBCが約5,000,000個である場合 、好ましい実施の形態での測定値は、約50,000事象となり、これは、網赤 血球濃度1%の場合の網赤血球事象500個に相当する。 適用するアルゴリズムは、WBCおよび血小板を除外し、負のRBCヒストグ ラムに重ねた正の蛍光事象によって網赤血球のカウントを行う。この方法では、 蛍光の強度により、網赤血球成熟指数(maturity index)RMIを特徴づける。 好ましい実施の形態において、標準血液分析試験および網赤血球に関連したサン プルの処理時間は、約45秒である。網赤血球試験の場合、以下のパラメータ、 すなわち、網赤血球濃度(RETC)、網赤血球百分率(RBCの%R)網赤血 球の成熟指数(RMI)が報告される。 核染色の保温時間を延長する別の方法でも、先に述べたリンパ球サブセットの 処理で使用したのと同様に保温プローブ160および吸引プローブ156を両方 使用して、網赤血球の測定を行うことができる。 本明細書で述べた実施の形態の用途を、例示のため多数掲げる。以下の記載は 例示を目的として行うが、網羅的なものではない。特に以下で述べるのは、本明 細書に開示した実施の形態を利用して行う、総合血球分析、ヘモグロビン分析、 赤血球および血小板分析、白血球示差分析、網赤血球分析、リンパ球免疫表現型 分類分析、Tヘルパーセットの測定、Tサプレッササブセットの分析、Tおよび Bリンパ球の測定の方法である。RAM、ROM、EPROM、SRAM、また はその他の適切なメモリデバイス上にあり、記載した手順を実行するのに使用す るソフトウェアを適当に参照する。ソフトウェアのソースコードは、請求項の記 載の直前にあるアペンデックス(APPENDIX)AおよびアペンデックスBに示して ある。例で触れるステップ番号は、ソフトウェアのソースコードの適切な行にあ る「ステップ」番号としてもう一度掲げてある。第44A図から第44F図、お よび第63A図から第63F図を併せて参照すれば、 ソフトウェアの諸部分についてより容易に理解できよう。 実施の形態1:統合血液細胞分析 本発明の一つの実施の形態を用いて全血サンプルの細胞分析を行うことができ る。かかる分析手順の一例はこの通りである。このサンプル処理の諸段階はアペ ンデックスAにあるようなソフトウェアによって制御される。データ分析の諸段 階はアペンデックスBにあるようなソフトウェアによって制御される。 1 − オペレータが全血サンプルを入れたサンプル管をサンプル管ホルダに 入れる。 2 − 通気アセンブリが下がってサンプル管のキャップを貫く(ステップA 1)。 3 − 吸引プローブを下げてサンプル管内に入れる(ステップA2)。 4 − 75μlの血液を吸引プローブ内に吸引する(ステップA3)。 5 − 吸引プローブを管から引き上げ、上げる途中で清掃する(ステップA 4)。 6 − 吸入プローブが完全に引き上げられたかどうかを識別する(ステップ A5)。 7 − 吸入プローブがHGBカップの真上の点に移動する(ステップA6) 。 8 − 通気アセンブリが上昇してサンプル管キャップから引っ込む(ステッ プA7の完了)。 9 − 吸入プローブをHGBカップに向かって少し下げる(ステップA8) 。 10 − 18.75μlの血液をHGB分析のためHGBカップ中に入れる (ステップA9)。 11 − 吸入プローブがWBCカップの真上の位置に移動する(ステップA 10)。 12 − 18.75μlの血液をWBC分析のためWBCカップ中に入れる (ステップA11)。 13 − 吸入プローブがRBCカップの真上の位置に移動する(ステップA 12)。 14 − 吸入プローブを下げてRBCカップ内に入れる(ステップA13) 。 15 − 吸入プローブに希釈液を供給する弁を開く(ステップA14)。 16 − 2000μlの希釈液を残りの18.75μlの 血液とともにRBC分析と血小板分析のため吸入プローブを通してRBCカップ 中に入れる(ステップA15)。 17 − 1000μlの血液/希釈液混合物をRBCカップから吸入プロー ブ中へ吸入する(ステップA16)。 18 − 吸入プローブを持ち上げ清掃にする(ステップA17)。 19 − 吸入プローブをRETICカップの真上の位置に移動させる(ステ ップA18)。 20 − 吸入プローブをRETICカップに向かって少し下降させる(ステ ップA19)。 21 − 網赤血球分析のため200μlの血液/希釈液混合物を吸入プロー ブからRETICカップ中へ入れる(ステップA20)。600μlのreti c試薬を同時に固定ポートからRETICカップ中に入れる。 18 − 通気アセンブリをそのホーム位置に戻す(ステップA21)。 19 − 吸入プローブを洗浄カップに移動する(ステップA22)。 20 − 吸入プローブを下げて洗浄カップ中に入れる(ス プA23) 21 − 吸入プローブを洗う(ステップA24)。 22 − 吸入プローブを持ち上げる(ステップA25)。 23 − 吸入プローブをそのホーム位置に戻す(ステップA26)。 24 − この計器は以下の例(トップレベルアルゴリズムファイルmcCB CAlgorithm.cc)において詳述するように、HGB、WBC、RB C、血小板および網赤血球分析のためのサンプル処理とデータ分析を行う。 25 − 分析の結果は第45A図から第45F図に示すように記憶し報告さ れる。 実施の形態2:ヘモグロビン(HGB)分析 本発明の一つの実施の形態を用いて全血サンプルのヘモグロビン分析を行うこと ができる。かかる分析手順の一例は次の通りである。このサンプル処理の諸段階 はアペンデックスAにあるようなソフトウェアによって制御される。データ分析 の諸段階はアペンデックスBにあるようなソフトウェアによって制御される。 1 − 1590μlのHGB溶解物をHGBカップ中に入 れる(ステップH1)。 2 − 18.75μlの全血を実施の形態1の手順の一部として吸引プロー ブからHGBカップ中に入れる(ステップA9)。 3 − 4273μlのHGB溶解物を流体の混合が起きるようにHGBカッ プ中に入れる(ステップH2)。 4 − 細胞が溶解するまで約7秒待つ。 5 − 溶解したHGBサンプルを計器配管中を移動させてHGBトランスデ ューサへの移動を容易にする(ステップH3)。 6 − 溶解したHGBサンプルをHGBトランスデューサにポンプで送る( ステップH4)。 7 − HGBカップを排出して洗浄する(ステップH5)。 8 − HGBカップをHGB溶解物で充填して基準サンプルを形成する(ス テップH6)。 9 − HGBトランスデューサ中の透光率を読み取る(ステップH7)。ト ランスデューサは溶解HGBサンプルを含み、この段階は血液サンプルと溶解物 との混合の約15−20秒後に起こる。 10 − 基準サンプルを計器配管中を移動させてHGBトランスデューサへ の移動を容易にする(ステップH8)。 11 − 基準サンプルをHGBトランスデューサ中に押し込む(ステップH 9)。 12 − HGB溶解物を注入するのに使用したシリンジポンプをリセットす る(ステップH10)。 13 − HGBカップを空にする(ステップH11)。 14 − HGB溶解物シリンジポンプのバックラッシュ(backlash)を除去 する(ステップH12)。 15 − HGBトランスデューサ内の基準サンプルの透光率を読み取る。( ステップH13)。 16 − サンプルと基準サンプルからのデータをステップ17−22で記述 する。後続の分析のためにファイルに記憶し、アルゴリズムファイルmcRBC Algorithm.ccによって実行する。 17 − 分析変数およびフラグを初期化する(サブルーチンParamDe faultsおよびサブルーチンClassFlagDefaults)。 18 − HGBデータをデータファイルからローカルメモ リに転送する。(サブルーチン GetHGBData)。 19 − ヘモグロビン濃度を次式によって計算する。 HGB= log(基準測定値/サンプル測定値)×0.64×(較正係数)( サブルーチンDoHGBAnalysis)。 20 − 後述するRBC分析によって求めたパラメータRBC(赤血球細胞 濃度)およびHCT(ヘマトクリット値)を用いて細胞HGBパラメータを計算 する(サブルーチンDoHGBAnalysis)。 平均細胞ヘモグロビン MCH=HGB/RBC×(単位変換係数) 平均細胞ヘモグロビン濃度 MCHC=HGB×(単位変換係数)/HCT 21 − 異常なあるいは疑わしい結果がある場合、HGBフラグをたてる( サブルーチンSetHgbFlags)。 22 − 分析結果とフラグをメモリへ戻し(サブルーチンSendNumR esultsおよびサブルーチンSendAlertResults)、表示装 置に報告する。実施の形態3 :赤血球(RBC)および血小板(PLT)分析 17.5μlの血液サンプルを本発明の試薬7400μl(1: 420希釈溶液)と迅速に混合し、0.5μlの希釈サンプルを赤血球のカウン トと容積測定および血小板のカウントのため12秒間流体力学的に集束された( シースされた)インピーダンストランスデューサ174を通過させる。さらに、 2.5μlの希釈サンプルは正確で精密な血小板カウントのため6秒間シースさ れた光学的流動セル170を通過させる。血小板アルゴリズムで血小板母集団の 境界を正確に定めることにより、脆い異常細胞の分画からのノイズ信号を光学的 血小板カウントから除外する。 本発明の一つの実施の形態を使用して全血サンプルの赤血球(RBC)および 血小板(PLT)分析を上述のように行った。かかる分析手順の一例は次の通り である。サンプル処理の諸段階はアペンデックスAに述べられているようなソフ トウエアで制御される。データ分析の諸段階はアペンデックスBに述べられてい るようなソフトウエアによって制御される。 1 − RBCカップを空にする(ステップRBC1)。 2 − 2.2mlのRBC希釈液をRBC希釈液シリンジでRBCカップに 入れる(ステップRBC2)。 3 − 18.75μlの全血と2000μlのRBC希釈 液を、第一の実施の形態で述べたように吸引プローブでRBCカップ中に入れる (ステップA15)。 4 − 3.2mlの希釈液をRBC希釈液シリンジでRBCカップ中に入れ る(ステップRBC3)。 5 − 血液と希釈液の混合物をRBC蠕動性ポンプでインピーダンストラン スデューサの近傍へ移動させる(ステップRBC4)。 6 − RBC供給シリンジを充填する(ステップRBC5)。 7 − 希釈液を光学トランスデューサ中に流し始める(ステップRBC6) 。 8 − 血液と希釈液の混合物を光学的蠕動ポンプで光学トランスデューサの 近傍に移動させる(ステップRBC7)。 9 − 血液と希釈液の混合物をRBC配送(delivery)シリンジでインピー ダンストランスデューサに向かって進める(ステップRBC8)。 10 − 血液と希釈液の混合物を光学的配送シリンジを使用して約52マイ クロリットル/秒で光学トランスデューサ中に送る(ステップRBC9)。 11 − 光学トランスデューサ中の流速を約2.5マイクロリットル/秒に 減速する(ステップRBC10)。 12 − 血液と希釈液の混合物をRBC配送シリンジを使用してインピーダ ンストランスデューサ中に約0.5マイクロリットル/秒で送る(ステップRB C11)。 13 − 光学トランスデューサからデータを収集する(ステップRBC12 )。ハードウエアゲートを設けて血小板に対応するデータのみを収集する。 14 − インピーダンストランスデューサからデータを収集する(ステップ RBC13)。ハードウエアゲートを使用して、血小板に関するデータ(<35 fL)および赤血球に関するデータ(>30 fL)を収集し、インピーダン ススパイクの大きさに基づいて分離する。 15 − RBCカップを空にする(ステップRBC14)。 16 − RBC希釈液シリンジをリセットする(ステップRBC15)。 17 − RBCカップを希釈液で充填する(ステップRBC16)。 18 − RBCカップを空にする(ステップRBC17)。 19 − RBC希釈液シリンジからバックラッシュを除去する(ステップR BC18)。 20 − 光学トランスデューサへのRBC管路を洗浄する(ステップRBC 19)。 21 − インピーダンストランスデューサを逆流水洗する(ステップRBC 20)。 22 − 他のRBC管路を水洗する(ステップRBC21)。 23 − RBC配送シリンジをリセットする(ステップRBC22)。 24 − RBC配送シリンジからバックラッシュを除去する。 25 − インピーダンストランスデューサおよび光学トランスデューサから のデータを、後続の赤血球分析(ステップ26−34、アルゴリズムファイルm cRBCAlgorithm.ccによって実行)および血小板分析(ステップ 35−50、アルゴリズムファイルmcPLTAlgorithm.cc)に使 用するためファイルにセーブする。 26 − フラグとパラメータを初期化する(サブルーチン ParamDefaultsおよびサブルーチンClassFlagDefau lts)。 27 − 赤血球インピーダンスデータをファイルから取り出し、局所記憶す る(サブルーチンGetRBCData)。 28 − 赤血球インピーダンス値の256区域(bin)ヒストグラム(度数 プロット)を作成する(サブルーチンmmHist256)。 29 − このヒストグラムのための区域しきい値を次のように設定する(サ ブルーチンBinCut): a. ヒストグラムモードを決定する。 b. そのモードのどちらかの側で、母集団がそのモードの母集団の0.0 4倍より小さい第一の区域を識別する。これらの境界を判別値(discrim inant)と呼び、その間の値のみを分布パラメータRDW(赤血球分布幅) およびMCV(平均細胞体積)の計算に使用する。 c. 低い方の区域しきい値の左(即ち赤血球体積のより低い値にたいして )に最初の谷あるいはゼロカウント区域が存在する場合は、それを識別し、カウ ントしきい値として設定する。このしきい値より大きい値は赤血球によるものと 見なす。 30− RBC(赤血球濃度)を計算する(サブルーチンCalcRedCo nc)。 RBC=(事象数)×(RBCである部分)×(希釈率)×(一致補正係数)× (較正係数)/(流量×測定時間); ここで事象数は、ステップ14においてハードウエアゲートによって検出され た細胞数、 RBCである比率は、カウントしきい値の右のヒストグラムカウントを全ヒス トグラムカウントで割った商である。 一致補正係数は細胞の二重カウントを補正するものであり、2−exp(未補正 RBC濃度×トランスデューサ体積/希釈率)に等しい。 31 − MCVとRDWを計算する(サブルーチンCalcRedDist ): MCV=(判別値間のヒストグラムの平均)×(区域あたり0.8fL )×(較正係数) RDW=RBC体積の標準偏差/平均細胞体積(判別内の) 32 −RBC関連のフラグを異常分析結果を示すように設定する(サブルー チンSetRbcFlags)。 33 − 数値結果とフラグRBC結果を記憶及び報告のためシステムに戻す (サブルーチンSendNumResultsおよびSendAlertRes ults)。RBCの数値結果の例を第45A図から第45F図に示す。 34 − RBC体積値を記憶し報告するためヒストグラムを生成する(サブ ルーチンMakeDisplayHist)。 RBC体積ヒストグラムの例を第45A図から第45F図および第46図に示す 。 35 − フラグとパラメータを初期化する(サブルーチンParamDef aultsおよびClassFlagDefaults)。 36 − 光学的データおよびインピーダンス血小板データをファイルから取 り出し局所に記憶する(サブルーチンGetPLTiDataおよびサブルーチ ンGetPLToData)。インピーダンスデータは血小板体積を表すインピ ーダンス値からなる。光学的データは偏光側方散乱(PSS)光学値および中間 角散乱(IAS)光学値からなる。 37 − インピーダンス血小板データの265区域ヒストグラムを生成する (サブルーチンmmHist256)。これ は0から35fLまでに及ぶ体積値を表す。 38 − ヒストグラムモードの両側に次のように区域しきい値を設定する( サブルーチンBinCut): a:モードの両側でモードのカウントの0.04倍より小さいカウントの第 一の区域を識別する。 b:元のしきい値より先にある第二のピークが存在するならば、それをその ピークとそのモードの間の谷と共に識別する。 c:第二のピークが存在し、谷の中のカウントがそのモードのカウントの0 .02倍より小さいならば、しきい値をその谷に移動させる。 39 − PLTi、インピーダンス値に基づいた血小板濃度(サブルーチン CalcPLTiConc): PLTi=(事象数)×(血小板である比率)×(希釈率)×(較正係数)/( 流量×測定時間); ここで事象数は、ステップ14においてハードウエアゲートで検出された細胞 数、 血小板である比率とは、左しきい値より右のヒストグラムカウントを全ヒスト グラムカウントで割った商である。 40 − 血小板分布パラメータMPV(平均血小板体積) とPDW(血小板分布幅)を計算する(サブルーチンCalcPLTDist) : MPV=(しきい値間のヒストグラム値の平均区域数)×(区域あたり0.13 7 fL)×(較正係数) PDW=(しきい値間の血小板体積値の標準偏差)/(平均血小板体積) 41 − インピーダンス関連の血小板フラグを異常分析結果に設定する(サ ブルーチンSetPLTiFlags)。 42 − 光学的血小板データにlog(PSS)=8.0のノイズゲートを 適用する(サブルーチンPLToNoiseGate)。 43 − 残りの光学的血小板データに次のように回帰帯域ゲートを適用する (サブルーチンPLToRegressBandGate): a.分析平面log(IAS)対log(PSS)においてノイズゲートよ り上の光学的血小板データに対し線形回帰およびこの回帰の標準誤差推定値を計 算する。 b.上方回帰帯域ゲートを回帰線に平行に2.0標準誤差だけ上に引く。 c.下方回帰帯域ゲートを回帰線に平行に2.5標準誤差だけ下に引く。 44 − ノイズゲートより上で回帰帯域ゲート間の光学的血小板データを上 方母集団があるかどうか検査する(サブルーチンPLToFindUpperP opulation): a.残りの点をステップ43の回帰線上に投影する。 b.256区域ヒストグラムを生成し、平均化により64区域に減らし、7 ピンボックスカー(boxcar)フィルタで濾過し、補間によって256区域に拡張 する。 c.ヒストグラムの下部2/3中でモードを識別する。 d.第二のピークを求めてヒストグラムの上部1/4を探す。 e.ヒストグラムの上部1/4に第二のピークが存在するならば、このモー ドと第二のピークの間の谷に上方母集団ゲートを設定する。そうでなければ、上 方母集団ゲートはヒストグラムの右端に設定する。このゲートより上にあるあら かじめ除外されなかった細胞が「上方母集団」である。このゲートより下にある あらかじめ除外されなかった細胞が「下方母集団」である。 f.この上方母集団を一組の基準と比較して小赤血球を含むかどうか判定す る。含むならば、警告フラグが設定される。 45 − 光学的に決定された血小板濃度(PLTo)を計算する(サブルー チンCalcPLToParams): PLTo=(事象数)×(血小板である比率)×(希釈度)/(流量×測定時間 ) ここで事象数は、log(IAS)対log(PSS)平面中の四角のハードウ エアゲート内のハードウエアによってカウントされた光学的事象数である、 血小板である比率は、上方母集団のカウントを上方母集団と下方母集団のカウ ントの合計で割った商である。 46 − plateletcrit(PCT、あるいは全血の血小板からな る分画)を計算する(サブルーチンCalcPCT): PCT=PLToXMPV×(単位変換係数) 47 − 光学的に決定された血小板パラメータに関連するフラグを異常結果 を示すように設定する(サブルーチンSetPLToFlgs)。 48 − 光学的に決定された血小板パラメータに関連する 数値結果とフラグを記憶及び報告のためシステムに戻す(サブルーチンSend NumResultsおよびSendAlertResults)。血小板の数 値結果の例を第45A図から第45F図、第47図および第48図に示す。 49− 血小板インピーダンス値のヒストグラムを記憶及び報告のため生成す る(サブルーチンMakeDisplayHist)。血小板インピーダンスヒ ストグラムの例を第47図に示す。 50− 血小板光学値とゲートの撒布図を記憶及び報告のため生成する(サブ ルーチンSendScatResults)。血小板撒布図の例を第45A図か ら第45F図、第47図および第48図に示す。 実施の形態 4:白血球(WBC)の示差分析 本発明の一つの実施の形態を用いて全血サンプルの白血球(WBC)示差分析 を行うことができる。かかる分析手順の一例は次の通りである。サンプル処理の 諸段階はアペンデックスAにあるようなソフトウエアで制御される。データ分析 の諸段階はアペンデックスBにあるようなソフトウエアで制御される。 1− WBCカップモータがカップの混合運動を開始する (ステップW1)。 2− 1275マイクロリットルのWBC溶解液をWBC希釈シリンジでWB Cカップ中に入れる(ステップW2)。 3− 37.5マイクロリットルの全血を吸引プローブでWBCカップ中に入 れる(実施の形態1のステップA9)。 4− WBC希釈シリンジをリセットする(ステップW3)。 5− WBC希釈シリンジを移動させてバックラッシュを除去する(ステップ W4)。 6− 血液サンプルとWBC溶解液の混合の後約9.4秒待つ。 7− 光学トランスデューサ中のシース流を開始化する(実施の形態3のステ ップRBC6)。 8− 血液と溶解液の混合物をHGB蠕動ポンプを使用して光学トランスデュ ーサ管へ移動させる(ステップW5)。 9− WBCカップを空にして洗浄する(ステップW6)。 10− WBCサンプルが光学トランスデューサ中を通って流れるように弁を 再調整する(ステップW7)。 11− 光学的配送シリンジを使用して約27.6マイクロリットル/秒でW BCサンプルが光学トランスデューサを通っ て流れ始める(ステップW8)。 12− WBCサンプルの流量を約2.5マイクロリットル/秒まで減少させ る(ステップW9)。 13− 光学的WBCデータを光学トランスデューサで収集する(ステップW 10)。 14− 光学的配送シリンジをリセットする(ステップW11)。 15− 光学的配送シリンジからバックラッシュを除去する(ステップW12 )。 16− 光学トランスデューサからのデータを後続のWBC示差分析に使用す るためにファイルにセーブする(ステップ17−XX、アルゴリズムファイルm cWBCAlgorithm.ccによって実行される)。 17− WBCデータをファイルから取り出し、局所に記憶する(サブルーチ ンGetWBCData)。このデータは各検出事象について、軸光損失(AL L)値、中間角散乱(IAS)値、偏光側方散乱(PSS)値、復偏光側方散乱 (DSS)値および赤色蛍光(FL3)値からなる。 ステップ18−22 有核赤血球(NRBC)を識別する 18− FL3値の256区域ヒストグラムを生成する(サブルーチンmmH ist256)。 19− log(FL3)=100の近傍の谷を識別することによって事象を 「高FL3」と「低FL3」に分割する(サブルーチンFindFl3Cell s)。この分割の一例を第49A図と第49B図に示す。 20− 高FL3細胞のALL値のヒストグラムを生成する(サブルーチンm mHist256)。このヒストグラムの一例を第50A図と第50B図に示す 。 21− ALL=75より小さい値にピークが存在するなら識別する(サブル ーチンAnalyzeFl3Cells)。 存在しないならばNRBCは報告されない。 22− ALL<75でピークが存在するならPSSしきい値(約45)より 大きいPSS値を有する事象はNRBCに分類され、それ以上の分析を受けない 。 ステップ23−26 好中球と好酸球を識別する 23− PSS対ALL面上の全事象のプロットを使用して好中性球ピークと 単核細胞ピークである二つの最大ピークを識別する(サブルーチンFindMG Line)。 24− この二つのピークの間に一本の線を引く。この線に沿った最小値から 出発して、果粒細胞(線の上)と単核細胞(線の下)の間に分割線を引く(サブ ルーチンFindMGLine、続き)。この分割線の一例を第51A図と第5 1B図に示す。 25− 顆粒細胞(線の上)について、アークタンゼント(DSS/PSS) 値のヒストグラムを生成する(サブルーチンFindNELine)。 26− ステップ25のヒストグラムを検索して角度10°と31°の値の間 の谷を求める(サブルーチンFindNELine続き)。角の値がこの谷より 大きいアークタンゼント(DSS/PSS)の細胞は好酸球に分類され、角の値 がこの谷より小さいアークタンゼント(DSS/PSS)の有する細胞は好中性 球に分類される。このヒストグラムと角分割線の一例を第52A図と第52B図 に示す。 サブルーチン27−28 単核細胞と間質細胞(stroma)を識別する 27− 残りの細胞からALL値の256区域ヒストグラムを生成する(サブ ルーチンmmHist256)。 28− ALLヒストグラムを検索して、高領域(区域100−160)と低 領域(区域45−75)に二つの谷を探す。上の谷より上にある細胞は単核細胞 に分類される。下の谷より下にある細胞は間質細胞に分類される(サブルーチン FindLymphLines)。ALLヒストグラムと分割線の一例を第53 図に示す。 ステップ29−30 リンパ球を識別するのに使用する。 29− 残りの細胞から、IAS値の256区域ヒストグラムを生成する(サ ブルーチンmmHist256)。 30− 区域70と110の間に谷があるならそれを識別する。そのような谷 が存在しないなら、IAS値の平均値とIAS値の標準偏差の2.5倍との和に 等しい値のところに分割線を引く。この谷または線の左側にある細胞はリンパ球 に分類される。この分割の一例を第54図に示す。 ステップ31−32 好塩基球を識別するのに使用する。 31− 残りの細胞から、ALL値の256区域ヒストグラムを生成する(サ ブルーチンmmHist256)。 32− ALLヒストグラムに谷があるなら、ステップ28で決定されたリン パ球−間質細胞とリンパ球−単核球分離線か らの距離の1/4と3/4の間でそれを識別する。そのような谷が存在しないな ら、この距離の半分のところにデフォールト(default)の分割線を引く。AL L値がこの線より上の細胞は好塩基球に分類される。ALL値がこの線より下の 事象はノイズに分類される(サブルーチンFindBasoLines)。 この分割の一例を第55図に示す。 33− 分類された各母集団についてヒストグラムと統計を生成する(サブル ーチンDoPopStats)。 34− 異常分析結果に対する警告フラグを設定する(サブルーチンSetF lags)。具体的には、このステップは溶解抵抗性を有するRBCの存在と芽 細胞に対する統計学的チェックを実行することが含まれる。以下の統計の加重組 合せがしきい値より高い(約3.874)ならば芽細胞警告フラグが設定される 。 35− 全数値結果と警告フラグが、記憶及び報告のためシステムに戻される (サブルーチンSendNumResultsおよびサブルーチンSendFl agResults)。 36−撒布図のセットを生成し記憶及び報告のためシステムに送る(サブルー チンSendScatResults)。典型的報告は、第45A図から第45 F図に示すようにALL対IAS、DSS対PSSおよびALL対FL3である 。 実施の形態5:網赤血球分析 本発明の一つの実施の形態を使用して全血サンプルの網赤血 球分析を行うことができる。かかる分析手順の一例は次の通りである。サンプル 処理の諸段階はアペンデックスAに示すようなソフトウエアによって制御される 。データ分析の諸段階はアペンデックスBに示すようなソフトウエアによって制 御される。この分析によって生成された分散プロットを第14A図と第14B図 に示す。 1− 分析は空のRBCカップから始める。 2− 2200マイクロリットルのRBC希釈液をRBC希釈液シリンジを用 いてRBCカップ中に入れる(ステップRBC2)。 3− 18.75マイクロリットルの全血と2000マイクロリットルのRB C希釈液とを吸引プローブを通して実施の形態1に記述したようにRBCカップ 中に入れる(ステップA15)。 4− 3656マイクロリットルの希釈液をRBC希釈液シリンジでRBCカ ップ中に入れる(ステップRBC3)。約420:1の希釈率が得られる。 5− 500マイクロリットルの血液/希釈液混合物をRBCカップから吸引 プローブ中に吸引する(ステップA16)。 6− 吸引プローブを引き上げて清掃する(ステップA17)。 7− 吸引プローブをRETICカップの真上の位置に移動する(ステップA 18)。 8− 吸引プローブをRETICカップの方へ少し下げる(ステップA19) 。 9− 200マイクロリットルの血液/希釈液混合物を網赤血球分析のため吸 引プローブからRETICカップ中に入れる(ステップA20)。 10− 600マイクロリットルの網赤血球着色剤を網赤血球希釈液シリンジ を用いて固定ポートを通してRETICカップ中に入れる(ステップR1)。約 1680:1の希釈率が得られる。 11− 網赤血球希釈液シリンジをリセットする(ステップR2)。 12− 網赤血球サンプルをRBC蠕動ポンプを使用して光学的流動セルの近 傍へ送る(ステップR3)。 13− キャリーオーバ(carryover)を防止するためWBCサンプル管中に 光学的流動セルへの逆流を短時間開始する(ス テップR4)。 14− RETICカップを空にする(ステップR5)。 15− 液体管死容積(deadvolume)を除去するため光学的配送シリンジを使 用して78マイクロリットル/秒で光学的流動セル中に網赤血球サンプルを流し 始める(ステップR6)。 16− 光学的フローセルを通る網赤血球サンプルの流れを約2.0マイクロ リットル/秒の速さまで減少させる(ステップR7)。 17− RETICカップを希釈液で充填して洗浄する(ステップR8)。 18− 光学トランスデューサ中で網赤血球データを収集する(ステップR9 )。ハードウエアゲートが、中間角散乱(IAS)値が特定のしきい値より大き い各光学的事象に対するデータを収集する。 19− RETICカップを空にして洗浄し再び空にする(ステップR10) 。 20− 光学的配送シリンジをリセットする(ステップR11)。 21− 網赤血球サンプル供給管を洗浄する(ステップR 12)。 22− 光学的配送シリンジからバックラッシュを除去する(ステップR13 )。 23− 後続の分析のため網赤血球光学データをファイルに記憶する。ステッ プ24−33の分析はアルゴリズムファイルmrRETCAlgorithm. ccで制御される。 24− ファイルからデータを取り出して局所に記憶する(サブルーチンGe tRETCData)。このデータは中間角散乱(IAS)値と緑色蛍光(FL 1)値からなる。 25− log(IAS)値の256区域ヒストグラムを生成する(サブルー チンmmHist256)。 26− チャネル150と190の間に谷があるならそれを識別する。この谷 (谷がないならば170)より低いlog(TAS)値を有する細胞は血小板と 考えられ、その後の分析から除外される(サブルーチンFindPLTs)。こ のヒストグラムと分割線の一例を第56図に示す。 27− 残りの細胞から、log(FL1)値の256区域ヒストグラムを生 成する(サブルーチンmmHist256)。 28− 谷が存在するなら、このヒストグラムの上部領域内 でそれを識別する(区域175と225の間に)。この谷(谷が存在しないとき は200)よりも大きいlog(FL1)値を有する細胞はWBCと見られ、分 析から除外される(サブルーチンFindWBCs)。 29− 大きい(RBC)ピークの右の谷を探してlog(FL1)ヒストグ ラムを検索する。そのような谷が存在するなら、その右の細胞を網赤血球として 分類する。谷がないならば、チャネル120(デフォールト網赤血球カーソル) に分割線をおく。この分割線より右の細胞は網赤血球として分類される(サブル ーチンFindRETCs)。このヒストグラムと分割線の例を第45F図と第 57図に示す。 30− 網赤血球成熟指数(RMI)を計算する。この値は、「高FL1」領 域にあり、網赤血球下限(ステップ29で確立)に一定値(約24)を加えた値 よりも高いlog(FL1)ヒストグラム区域を有するものとして定義された網 赤血球の百分率に等しい(サブルーチンGetFionalCounts)。 31− 数値結果を記憶及び報告のためシステムに戻す(サブルーチンSen dNumResults)。 32− 記憶及び報告のため撒布図を生成する(サブルーチ ンSendScatResults)。網赤血球撒布図の一例を第14A図およ び第58図に示す。 33− log(FL1)値のヒストグラムを記憶及び報告のため生成する( サブルーチンSendHistResults)。網赤血球ヒストグラムの例を 第14B図、第45F図および第59図に示す。 実施の形態6:リンパ球免疫表現型分析 本発明の一つの実施の形態を用いて全血サンプルのリンパ球免疫表現型分析を 行うことができる。かかる分析手順の一例は次の通りである。サンプル処理の諸 段階はアペンデックスAに示すようなソフトウエアによって制御される。 1.100マイクロリットルの全血を吸引プローブで吸引し移動カップ中に入 れる(サブルーチンsubasp.f)。この量は、必要ならそのサンプルにつ いて所望の免疫表現型検定をすべて実行するのに十分な血液を供給するように調 節できる。 2.保温プローブは移動カップから約70マイクロリットルを吸引して適当な 数の保温カップ中に入れる(サブルーチンsubprep.f)。 3.免疫表現型抗体試薬などの試薬を保温プローブで吸引し 適当な保温カップ中に入れる(サブルーチンsubinc.f)。 4.保温のため適当な時間待つ。 5.約670マイクロリットルのwbc希釈液をWBCカップに加える。この 段階とこれに続くサンプル処理の諸段階(5から8)はサブルーチンsubvu .fにあるようなソフトウエアによって制御される。 6.保温後に、約30マイクロリットルのサンプルを保温プローブで吸引しW BCカップ中に入れる。 7.サンプルと希釈液の混合物をWBCカップで約5秒間混合する。 8.この混合物を光学的性質を測定するため光学トランスデューサ中に送る。 測定された特性としては軸光損失(ALL)、中間角散乱(IAS)、および二 つの蛍光値(FL1とFL2)が含まれる。 9.データを後続の分析のために記憶する。一般の分析段階にはここに挙げた ものが含まれる。 10.ALL値対IAS値のプロットを作成し、極座標二変量領域(polar bi variate region)に分割する。それらの領域は原点から派生する半径と円弧で境 界付けられる。原点は変更 しても良いが、通常は最大ALL限界及びゼロIAS点に位置する。第60A図 参照。 11.log(FL2)対log(FL1)の第二ののプロットを作成し、極 座標二変量領域に分割する。この分割の原点は通常(0、0)にある。ALL対 TASプロットとlog(FL2)対log(FL1)プロットの両方を第60 A図と第60D図に示す。 12.リンパ球ピークを探して両方のプロットを反時計回りに次いで半径方向 外側に検索する。しきい値はピークの高さの1/10に設定される。関連のデー タポイントがこのしきい値内にある細胞はリンパ球であると見なされる。 13.各プロットのリンパ球事象数をカウントし、相互に及び血液内リンパ球 カウントと比較して可能な誤差を検出する。第60B図、第60C図、第60E 図および第60F図参照。 14.統計分析で、最も特異的にリンパ球を識別するIAS値とALL値の限 界が更に精密にするであろう。この輪郭で、ALL対IAS分析空間内に楕円面 、多角形または他の幾何領域を形成することができる。 15.異なる抗体試薬で処理した同じサンプルの分析を続け ることができる。そのIAS値およびALL値がリンパ球識別によって決定され た限界内にある場合のみ、細胞は分析の対象と見なされる(ステップ10から1 4)。 実施の形態6A:Tヘルパーサブセットの測定 本発明の一つの実施の形態を用いて以下と同様の手続きに従ってTヘルパー細 胞であるリンパ球の比率を測定する。 1.全血サンプルの一部分を、WBC上のCD45レセプタに結合して、二つ の蛍光検出器(FL1あるいはFL2)の一方によって検出可能な蛍光を発する 、蛍光標識された抗体と、WBC上のCD13とCD14レセプタの両方に結合 して二つの蛍光検出器のもう一方の検出器で検出可能な蛍光を発する、蛍光標識 された抗体を含む試薬混合物と共に保温する。この実施の形態においては、CD 45抗体がフルオレセインイソチオシアネート(FITC)に結合し、CD13 とCD14抗体がヒコエリスリン(PE)に結合する。通常の保温は周囲温度で 約15分行われる。 2.同じ全血サンプルの第二の部分を、WBC上のCD3レセプタに結合して 二つの蛍光検出器(FL1あるいはFL2)の一方によって検出可能な蛍光を発 する、蛍光標識された抗体 と、WBC上のCD4レセプタに結合して二つの蛍光検出器のもう一方によって 検出可能な蛍光を発する蛍光標識された抗体とを含む試薬混合物と共に保温する 。この実施の形態においては、CD3抗体はFITCと結合し、CD4抗体はP Eと結合する。 3.最初に保温した全血サンプルを実施の形態6に記述したのと同じ方法で分 析する。この分析で、CD45レセプタの存在とCD13とCD14レセプタの 不在を特徴とするリンパ球に対応するIAS値およびALL値の領域(リンパ球 ゲート)が得られる。CD13/CD14活性およびCD45活性に対応する蛍 光レベルのプロットとその結果得られるリンパ球の名称を第61A図に示す。同 じ細胞に対するIAS値とALL値のプロツトおよびその結果得られるリンパ球 ゲートを第61B図に示す。 4.リンパ球ゲート手順の純度は、リンパ球ゲート内の全細胞のうち、FL1 とFL2検出器で検出された蛍光のレベルによって示されるように、CD45レ セプタの存在とCD13及びCD14レセプタの不在を証明する分画を計算する ことによって決定することができる。リンパ球ゲート内の細胞に対する CD13/CD14活性およびCD45活性に対応する蛍光レベルのプロットを 第61C図に示す。 5.第二の保温血液サンプルを実施の形態6の段階1から8に記述したのと同 様な方法で分析する。そのIAS値及びALL値がリンパ球ゲート内にある各細 胞は、FL1とFL2の検出レベルと、非結合性でPEとFITCで標識された と見なされる抗体混合物と共に保温された対照細胞の蛍光レベルとの比較に基づ いて、試薬混合物(CD3とCD4)内の二つの抗体のそれぞれについて正ある いは負として特徴づけられる。この対照細胞(負反応を示す)の蛍光レベルを第 61D図に示す。 6.Tヘルパー細胞であるリンパ球の分画はCD3に対して正、CD4に対し て正であるリンパ球ゲート内の細胞の分画として決定される。両方に対して正で ある分画を示すリンパ球ゲート内の細胞のCD3活性及びCD4活性に対応する 蛍光レベルのプロットを第61E図に示す。 7.Tヘルパー細胞の濃度は、CD3に対して正、CD4に対して正である( ステップ6で決定)リンパ球の分画に、実施の形態4で記述したWBC示差分析 で求められたリンパ球カウントを乗じた値として判定できる。 実施の形態6B:Tサプレッササブセットの測定 同様な手順を用いて、CD3とCD8の両方に対して正であることを特徴とす るTサプレッサ細胞のリンパ球サブセットを定量することができる。 1.全血サンプルの一部分を、実施の形態6Aのステップ1におけると同様に 、WBC上のCD45レセプタに結合する蛍光標識された抗体と、WBC上のC D13及びCD14の両方のレセプタに結合する蛍光標識された抗体とを含む試 薬混合物と共に保温する。この保温されたサンプルの分析は、実施の形態6Aの ステップ3及び4に記述したように行われ、リンパ球ゲートが得られる。典型的 保温は周囲温度で約15分間行われる。 2.同じ全血サンプルの第二の部分を、WBC上のCD3レセプタに結合して 二つの蛍光検出器(FL1またはFL2)の一方で検出可能な蛍光を発する蛍光 標識された抗体と、WBC上のCD8レセプタに結合してこの二つの蛍光検出器 のもう一方で検出可能な蛍光を発する蛍光標識された抗体とを含む試薬混合物と 共に保温する。この実施の形態では、CD3抗体がFITCに、CD8抗体がP Eに結合する。 3.第二の保温血液サンプルを実施の形態6のステップ1から8に記述したの と同様な方法で分析する。そのIAS値とALL値がリンパ球ゲート内にある各 細胞は、検出されたFL1とFL2のレベルの比較に基づいて蛍光レベルを制御 するように試薬混合物(CD3とCD8)内の二つの抗体の各々について正また は負として特徴づけられる。 4.Tサプレッサ細胞であるリンパ球の分画はCD3に対して正、CD8に対 して正であるリンパ球ゲート内の細胞の分画として決定される。リンパ球ゲート 内の細胞のCD3活性及びCD8活性に対応し、両方が正である分画を示す蛍光 レベルのプロットを第61F図に示す。 5.Tサプレッサ細胞の濃度はCD3に対して正、CD8に対して正であるリ ンパ球の分画数(ステップ5で決定)に実施の形態4で記述したWBC示差分析 で求められたリンパ球カウントを乗じた値として決定することができる。 実施の形態6C:TおよびBリンパ球の測定 TおよびBリンパ球の数は実施の形態6Aおよび6Bで記述したのと同様な手 順を用いて測定することができる。リンパ球ゲートを作成するのに使用した第一 の保温サンプルは、実施の 形態6Aおよび6Bと同じCD45標識抗体とCD13/CD14標識抗体の混 合物である。血液サンプルの第二の部分はCD3抗体(FITCで標識された) とCD19抗体(PEで標識された)の混合物と共に保温される。T細胞とB細 胞の分画は、CD3に対して正、CD19に対して負である細胞の分画(T細胞 )と、CD3に対して負、CD19に対して正である細胞の分画(B細胞)から 決定される。T細胞とB細胞を示すCD3活性およびCD19活性に対応する蛍 光レベルのプロットを第61G図に示す。 これら実施の形態に述べたリンパ球サブセット測定の有効性は、本発明の実施 の形態を用いた分析結果を従来の手動フローサイトメトリ検定の結果と比較する ことで実証される。本発明の実施の形態(BB3と名付ける)とBecton Dickinson Immunocytometry Systems によ るFACScan system による従来の分析のそのような比較の結果を 第62A図から第62D図に示す。 第62A図から第62D図中のプロットはCD3とCD4の両方に対して正( 第62A図)、CD3とCD8の両方に対して正(第62B図)、CD19に対 して正(第62C図)およ びCD3のみに対して正(第62D図)であるリンパ球の分画間の相関関係を示 す。 実施の形態7:NRBC分析 25μlの全血臨床サンプルを、上記で開示した細胞分析計器システム内で、 WBCカップ138内で42℃に予熱した675マイクロリットルの多目的試薬 と、オンラインで混合する。このサンプル/試薬を混合し11秒間保温する。こ の混合物を次いで流動セル170に移し、そこで約8秒半かけてWBC/Dif f/NRBC分析を行う。第40A図から第40C図および第41A図と第41 B図にそれぞれ56NRBC/100WBCと140NRBC/100WBCを 含むサンプルに対するこの分析の結果を示す。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】1996年2月29日 【補正内容】 請求の範囲 1.サンプル中の細胞を識別し区別する自動化計器システムであって、 a.サンプル容器を受け取り、サンプルの吸引および分与を行うサンプルハン ドラと、 b.前記サンプルハンドラと作動可能に互いに接続され、サンプルの希釈およ び分析を自動的に行い、検出した多角光散乱信号および蛍光信号を含む、サンプ ル中の細胞に関連したデータを検出、収集するサンプル分析装置と、 c.前記サンプルハンドラおよび前記分析装置と作動可能に接続され、選択し た試験プロトコルに応答して、前記ハンドラと前記分析装置の作動を自動的に制 御し、前記分析装置が収集した多角光散乱データおよび蛍光データを保存し、サ ンプル中の細胞に関する報告可能な情報を生成するシステム制御装置とを備え、 サンプルを前記サンプルハンドラで注入し、前記試験プロトコルを選択した後 は、物理的にサンプルから細胞を分離したり、オペレータが介入したりすること なく、少なくとも一つのサン プルを自動的に処理し、赤血球(RBC)、白血球(WBC)、および蛍光細胞 または細胞体に関する定量情報を含む試験結果を報告する自動化計器システム。 2.蛍光細胞または細胞体が蛍光標識済み表面抗原を含む請求の範囲第1項に記 載の計器システム。 3.オペレータインタフェースによって試験プロトコルを選択する請求の範囲第 1項に記載の自動化計器システム。 4.収集データが、さらにインピーダンスデータを含む請求の範囲第1項に記載 の自動化計器システム。 5.報告結果が、さらに血小板に関する定量データを含む請求の範囲第1項に記 載の自動化計器システム。 6.蛍光細胞または細胞体が、有核赤血球(NRBC)をさらに含む請求の範囲 第1項に記載の自動化計器システム。 7.蛍光細胞または細胞体が、網赤血球をさらに含む請求の範囲第1項に記載の 自動化計器システム。 8.光散乱および蛍光信号から生成したデータを処理することにより、報告され る定量的なWBC情報を得る請求の範囲第2項に記載の自動化計器システム。 9.WBC情報が、五区分差を含む請求の範囲第1項から第8 項のいずれか一項に記載の自動化計器システム。 10.試験プロトコルが、分析装置が以前に生成したデータの一部に基づく分析 装置操作指示を含む請求の範囲第1項に記載の自動化計器システム。 11.WBC鑑別分析が、リンパ球サブセット分析を含む請求の範囲第9項に記 載の自動化計器システム。 12.蛍光標識済みモノクロナール抗体を利用して、リンパ球サブセット分析を 行う請求の範囲第11項に記載の自動化計器システム。 13.分析装置が、さらに少なくとも一つの温度制御保温サイトを備える請求の 範囲第2項に記載の自動化計器システム。 14.サンプル中の細胞を識別し区別する自動化方法であって、 全血サンプルを供給することと、 前記サンプルに対して実施する1回または複数回の一連の試験を選択し、実施 する試験をサンプルと関連付けることと、 前記サンプルを吸引し、サンプルに対して従来の血液分析と蛍光サイトメトリ 分析とを実施できる自動化計器システムに前記吸引サンプルを供給することと、 前記計器か少なくとも三つのサンプル容器に、サンプルのア リコートを分与することと、 前記計器が一つまたは複数のサンプルアリコートを希釈試薬で希釈することと 、 前記計器が少なくとも一つのサンプルアリコートを溶解試薬で溶解することと 、 前記計器が少なくとも一つの希釈サンプルアリコートを流動トランスデューサ を介して移動させることと、 流動トランスデューサ計器が希釈サンプルアリコートから赤血球(RBC)を 検出し、カウントを行うことと、 前記計器が溶解サンプルアリコートを少なくとも一つを光流動トランスデュー サシステムを介して移動させることと、 前記光流動トランスデューサシステムが溶解サンプルアリコートから多角光散 乱を検出し、白血球(WBC)をカウントし識別することと、 前記流動トランスデューサシステムが溶解サンプルまたは希釈サンプルから多 角光散乱および蛍光を検出し、サンプル内の有核赤血球(NRBC)または網赤 血球または細胞表面抗原をカウントし識別することと、 前記計器がサンプルのアリコートに対して実施した試験のデ ータを保存することと、 前記計器が要求があった場合、サンプルに対して実施した試験の結果を定量的 に報告することとを備える方法において、 細胞を物理的にサンプルまたはサンプルアリコートから分離することなく、前 記計器システムが自動的に試験機能をすべて果たし、少なくとも蛍光サイトメト リ試験の結果の報告に、従来の血液分析結果を利用する方法。 15.第三のアリコートをシステム内で蛍光標識済みモノクロナール抗体と結合 させ、前記標識済み抗体が前記アリコート中の細胞の表面抗原に付着するのに十 分な時間を取ることと、前記標識済みサンプルを溶解試薬により溶解し、その後 前記サンプルから未溶解細胞を分離する処理を実施しないことと、前記溶解済み のモノクロナール抗体標識サンプルを光流動トランスデューサを介して移動させ ることと、多角度光散乱および蛍光を検出することと、前記サンプル中のリンパ 球の部分母集団を数え、識別することとをさらに含む請求の範囲第14項に記載 の方法。 16.希釈サンプルのアリコートを染色する段階と、前記染色したアリコートを 流動トランスデューサシステムを介して移動 する段階とをさらに含む、網赤血球のカウントを行い、前記染色したアリコート から網赤血球を分離する請求の範囲第14項に記載の方法。 17.希釈サンプルのアリコートを計器により光流動セルトランスデューサシス テムを介して移動し、多角光散乱を検出して、前記アリコート中の血小板のカウ ントを行い、血小板を識別する請求の範囲第14項に記載の方法。 18.NRBCおよびWBCのカウントを行い、NRBCおよびWBCを同一の 溶解サンプルアリコートから区別する請求の範囲第14項に記載の方法。 19.全血サンプル中の細胞を識別し区別する自動化計器システムであって a.操作/指示処理ステーションと、 b.サンプルの処理、吸引、分与装置と、 c.サンプルおよび試薬の搬送装置と多角光散乱および蛍光検出装置とを備え るサンプル処理分析装置と、 d.データ収集およびデータ処理ステーションと、 e.前記操作/指示処理ステーションと、サンプルの搬送、吸引、分与装置と 、サンプルの処理分析装置と、前記データ収 集処理ステーションとに動作可能に接続され、サンプル中の細胞に関する報告可 能な定量的情報を生成することができる制御装置であって、前記情報が、赤血球 (RBC)、白血球(WBC)、および蛍光細胞、細胞体または細胞表面抗原に 関する情報を含む制御装置とを備えるシステム。 20.サンプル処理分析装置で以前に作成されたサンプル中の細胞のデータの少 なくとも一部に基づいて、前記サンプル処理分析装置が制御装置に応答する請求 の範囲第19項に記載の自動化計器システム。 21.サンプル処理分析装置が、さらに自動リンパ球サブセット分析を行う請求 の範囲第20項に記載の自動化計器システム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI G01N 35/02 0271−2J G01N 35/02 Z (31)優先権主張番号 08/488,532 (32)優先日 1995年6月7日 (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AU,CA,JP (72)発明者 キム,ヤング・ラン アメリカ合衆国、カリフオルニア・94086、 サニーベール、ラ・メサ・テラス・934・ ジー (72)発明者 ラルー,ロデリツク・ウオルトン アメリカ合衆国、カリフオルニア・95472、 セバストポル、フイオリ・レーン・12322 (72)発明者 スチユアート,ジヨン・ポール アメリカ合衆国、カリフオルニア・94040、 マウント・ビユー、オーテガ・アベニユ ー・215

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.全血サンプル中の細胞を識別し区別する自動化方法であって、 a.サンプル容器からサンプルを吸引する段階と b.サンプルのアリコートを少なくとも二つ分与する段階と c.一度にほぼ細胞一つの割合でアリコートを分析し、少なくとも一つのアリ コートから発生する多角度光散乱信号および蛍光信号を検出する段階と、 c.信号を検出することによって発生するデータを収集する段階と、 d.データを処理する段階と、 e.サンプル中の赤血球(RBC)、白血球(WBC)、および蛍光細胞また は細胞体に関する情報を含む分析結果を報告する段階とを含む自動化方法。 2.データ収集段階が、インピーダンス検出器、多角度光散乱検出器、および多 波長蛍光検出器からデータを収集する作業を含む請求の範囲第1項に記載の自動 化方法。 3.第三のアリコートを分与し、血小板について光学的に分析 する請求の範囲第1項に記載の自動化方法。 4.少なくとも二つのアリコートのうちの一方を、WBC、および蛍光細胞また は細胞体について分析する請求の範囲第1項に記載の自動化方法。 5.蛍光細胞または細胞体が、有核赤血球(NRBC)である請求の範囲第4項 に記載の自動化方法。 6.アリコートまたは前記少なくとも二つのアリコートのうちの一方を分与し、 多角度光散乱蛍光について分析する請求の範囲第1項に記載の自動化方法。 7.サンプル中の蛍光細胞または細胞体に関する情報を報告するためのデータを アリコートが提供し、細胞または細胞体が網赤血球である請求の範囲第6項に記 載の自動化方法。 8.前記少なくとも二つのアリコートのうちの一方をインピーダンスにより分析 する請求の範囲第1項に記載の自動化方法。 9.インピーダンスデータの少なくとも一部を処理し、報告されるRBC情報を 生成する請求の範囲第8項に記載の自動化方法。 10.光散乱および蛍光信号の処理によって生成したデータを処理することによ り、報告される定量的なWBC情報を得る請 求の範囲第1項に記載の自動化方法。 11.WBC情報が、五区分差を含む請求の範囲第10項に記載の自動化方法。 12.WBC差がさらにNRBC百分率を含む請求の範囲第11項に記載の自動 化方法。 13.一つまたは複数のサンプルアリコートから発生するデータの選択によって 影響を受ける試験プロトコルに基づいて、一つまたは複数のサンプルアリコート の分析およびデータ処理を行う請求の範囲第1項に記載の自動化方法。 14.少なくとも一つのアリコートを分析して、サンプル中の細胞の活力に関す る情報を提供する請求の範囲第1項に記載の自動化方法。 15.第三のサンプルアリコートを分析装置のサンプル容器に入れること、なら びにアリコートを蛍光標識済みモノクロナール抗体と結合させ、標識済み抗体が アリコート中の細胞の表面抗原に付着するのに十分な時間を取る段階と、標識済 みサンプルを溶解試薬により溶解し、その後サンプルから未溶解細胞を分離する 処理を実施しない段階と、溶解済みのモノクロナール抗体標識サンプルを光流動 トランスデューサを介して移動させ る段階と、多角度光散乱および蛍光を検出する段階と、サンプル中のリンパ球の 部分母集団を数え、識別する段階とをさらに含む請求の範囲第1項に記載の方法 。 16.全血サンプル中の細胞を識別する自動化計器システムであって a.操作/指示処理ステーションと、 b.サンプルの処理、吸引、分与装置と、 c.サンプルおよび試薬の搬送装置と多角光散乱および蛍光検出装置とを備え るサンプル処理分析装置と、 d.データ収集およびデータ処理ステーションと、 e.前記操作/指示処理ステーションと、サンプルの搬送、吸引、分与装置と 、サンプルの処理分析装置と、データ収集処理ステーションとに動作可能に接続 され、サンプル中の細胞に関する報告可能な定量的情報を生成することができる 制御装置であって、前記情報が、赤血球(RBC)、白血球(WBC)、および 蛍光細胞または細胞体に関する情報を含む制御装置とを備えるシステム。 17.データ収集ステーションが、インピーダンス検出器、多角光散乱検出器、 および多波長蛍光検出器を備える請求の範囲 第16項に記載の自動化計器システム。 18.蛍光細胞または細胞体が有核赤血球(NRBC)である請求の範囲第16 項に記載の自動化計器システム。 19.蛍光細胞または細胞体が網赤血球である請求の範囲第16項に記載の自動 化計器システム。 20.少なくとも一部、インピーダンスを利用して報告されるRBC情報を生成 する請求の範囲第17項に記載の自動化計器システム。 21.WBC情報が、五区分差を含む請求の範囲第16項に記載の自動化計器シ ステム。 22.WBC差がさらにNRBC百分率を含む請求の範囲第21項に記載の自動 化計器システム。 23.操作/指示処理ステーションが、オペレータが選択できる試験手順メニュ ーを備える請求の範囲第16項に記載の自動化計器システム。 24.サンプル処理分析装置で以前に作成されたサンプル中の細胞のデータの少 なくとも一部に基づいて、サンプル処理分析装置が制御装置に応答する請求の範 囲第16項に記載の自動化計器システム。 25.移動可能な情報がさらにサンプルに関する細胞活力情報を備える請求の範 囲第16項に記載の自動化計器システム。 26.蛍光細胞または細胞体が、蛍光染料で染色したDNAまたはRNAを含む 請求の範囲第16項に記載の自動化計器システム。 27.蛍光細胞または細胞体が、蛍光標識済み細胞表面抗原を含む請求の範囲第 16項に記載の自動化計器システム。 28.サンプル処理分析装置が、さらに自動リンパ球サブセット分析を行う請求 の範囲第16項に記載の自動化計器システム。 29.サンプル処理分析装置が、さらに少なくとも一つの温度制御保温サイトを 含む請求の範囲第16項に記載の自動化計器システム。
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