JP2008526492A - 粒子を水力学的に仕分けするための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(発明の分野)
本発明は、特定の所定の粒子特徴に基づき、微小粒子、例えば、移動する液体に乗る生物学的細胞を自動的および迅速に仕分け(ソート)するために一般に用いられるタイプの方法および装置における改良に関する。より詳細には、本発明は、目的の粒子が、このような目的の粒子を、乗る液体から選択的に射出するような水力学衝撃を用いることによりそれらが乗る液体から選択的に抽出される粒子仕分け方法および装置に関する。
フローサイトメトリーは、種々のタイプの細胞、および、生物学的流体、例えば、全血を含むその他の「成形された本体」を鑑別するために一般に用いられている。従来のフローサイトメーターは、一般に、通常、石英から作製され、それを通って個々に識別されるべき細胞の流れが流れるようにされる中央チャネルを有する光学的に透明なフローセルを備える。このフローセルチャネルを通る細胞の流れの移動は、この細胞の流れを同心的に取り囲み、そしてこの細胞の流れとともに、それがフローセルチャネルを通過するときに流れる細胞を含まないシース液体によってフローセルチャネルの中央長軸方向軸に水力学的に乗る。各細胞がこのフローセルチャネルの細胞検索ゾーンを通過するとき、それは、(レーザー供給源によって一般に提供されるように)照射の集められたビームで照射される。各細胞に対する衝突の際に、このレーザービームは、細胞の形態、密度、屈折率およびサイズに特徴的なパターンで散乱される。さらに、このレーザービームのスペクトル特徴は、直接また中間ビーズなどを経由していずれかで、細胞のDNAが蛍光色素で先に染色されたとき、または蛍光色素分子が選択されたタイプの細胞と結合されたときの事例であり得るように、選択された細胞と結合した特定の蛍光色素を励起するように作用し得る。光検出器は、光学的フローセルの回りに戦略的に位置決めされ、各細胞によって散乱された光および励起された蛍光色素によって発せられる蛍光を電気信号に変換するために役立ち、この電気信号は、適切に処理されるとき、照射された細胞を識別するために役立つ。各細胞に関してなされた光散乱および蛍光測定に加え、いくつかのフローサイトメーターは、各細胞の特定の物理学的および/または電気的性質を、それがフローセルを通過するときに測定することによって各細胞をさらに特徴付ける。周知のCoulter原理を用い、DCおよび/またはRF電流が、フローセルチャネル中の狭窄アパーチャを、それを通る細胞の移動と同時に通過するようにされる。各細胞の容量は、フローセルアパーチャを通るDC電流のレベルに影響し、そして細胞の電気伝導度は、このようなアパーチャを通るRF電流に影響する。例えば、Carlos M.Rodriguezらの名で発行された同一出願人に譲渡された特許文献1に開示されるフローサイトメーターを参照のこと。
先行する論議を考慮して、本発明の目的は、先行技術技法の上記に記載された技術的問題を克服する、改良された粒子仕分け装置および方法を提供することである。
ここで、図面を参照して、図1は、上記に記載のタイプの従来の粒子仕分けフローサイトメーターを示す。簡単に述べれば、コンテナ11中に貯蔵された遠心分離された血液サンプルの細胞のような、分析されるべき、そして貯蔵された粒子は、供給源12から提供されるシース液体、例えば、生理食塩水の加圧流れ中に注入される。このシース液体は、注入された粒子を同心に取り囲み、そしてこれら粒子が、光学的フローセル14の中央長軸方向軸Aに沿って進行するようにする。分析されるべき粒子は、これら粒子が間隔を置いて離れ、そしてフローセルを通って1つずつ粒子の実質的に直線状のアレイとして通過するような速度でシース流体中に導入される。このフローセルは、光学的に透明な材料、代表的には石英から製作される。各粒子がこのフローセルを通過するとき、それは、それが1つ以上の連続波レーザー17によって一般に提供される照射のビーム16によって照射される場所である尋問ゾーンZを通過する。照射された粒子の各々によって調整されるようなビーム照射、および/または照射された粒子によって発せられる蛍光照射は、光検出器20のアレイによって検出される。いくつかの個々の光検出器は、前方方向および側方方向の光散乱を検出するために役立ち、その他は、蛍光を検出するために役立つ。個々の光検出器は20Aを出力し、そして次に、マイクロプロセッサーで制御されるワークステーション21によって周知の様式で処理され、照射された各粒子のタイプを識別する特徴的なシグナチャーを提供する。粒子タイプを識別して、このワークステーションは、静電仕分けシステム24に制御信号CSを提供し、これは、異なるコンテナ30、31中の異なるタイプの粒子を仕分けるために作動する。
Claims (11)
- 目的の特定タイプの個々の粒子を、該目的の特定タイプの粒子を含む、異なるタイプの複数の粒子から、選択的に仕分けするための方法であって:
(a)該複数の粒子中のその他の粒子から目的の特定タイプの個々の粒子を鑑別し、そして目的の特定タイプの個々の粒子の各々の鑑別に対応する別個の制御信号を生成する工程と;
(b)該制御信号の各々の生成に応答して、その鑑別が対応する制御信号の生成を生じた該複数の粒子中の特定粒子に対して衝撃物理力を選択的に生成する工程であって、この衝撃物理力が、該複数の粒子から該特定の粒子のみを射出するように適合されている工程と、
(c)別個のコンテナ中に該複数の粒子から射出された個々の粒子を収集する工程と、を包含する、方法。 - 前記複数の粒子が液体媒体中に含まれ、そして前記衝撃物理力が該液体媒体内の前記特定の粒子に付与される集められた水力である、請求項1によって規定されるような方法。
- 前記複数の粒子が、液体の移動する流れ内の粒子の直線状アレイとして乗り、そして前記集められた水力が該液体の移動する流れに付与される、請求項2によって規定されるような方法。
- 前記粒子の直線状アレイ中の各粒子が、それが前記粒子を乗せる液体流れの進行の直線状経路に沿って固定された位置を通過するときタイプについて特徴付けられ、そして前記集められた水力が、各粒子が特徴付けられる該固定された位置の下流の第2の位置で該粒子を乗せる液体流れに、そしてこのような第2の位置を越える前記特定の粒子の通過に対して時限の関係で付与され、それによって該特定の粒子が、該第2の位置で該粒子を乗せる液体流れから射出される、請求項3によって規定されるような方法。
- 特定の粒子が、前記粒子を乗せる液体流れから、射出される液滴を取り囲む前記液体媒体の液滴とともに射出される、請求項2によって規定されるような方法。
- 前記複数の粒子が、生物学的液体サンプルの種々の異なる細胞を含む、請求項1によって規定されるような方法。
- 前記生物学的液体サンプルが血液サンプルを含み、そして前記複数の粒子が該血液サンプル内の異なるタイプの血球を含む、請求項6によって規定されるような方法。
- 前記方法が、フローサイトメトリー器具によって実施される、請求項1によって規定されるような方法。
- 目的の特定タイプの個々の粒子を、該目的の特定タイプの粒子を含む異なるタイプの複数の粒子から選択的に仕分けするための装置であって:
(a)該目的の特定タイプの個々の粒子を該複数の粒子内のその他のタイプの粒子から鑑別するため、および目的の特定の粒子を鑑別したことに応答して制御信号を生成するための、粒子を特徴付ける構成要素;
(b)該粒子を特徴付ける構成要素に作動可能に連結され、そして該制御信号に応答し、それによって、該異なるタイプの複数の粒子から該目的の特定の粒子を射出するように適合された集められた物理力を生成する、衝撃発生器;および
(c)該複数の粒子が射出された特定の粒子を収集するためのコンテナ、を備える、装置。 - 前記衝撃発生器が、所望の経路に沿って移動する粒子を乗せるために供される液体の移動する流れに対し集められた水力衝撃を提供するように作動し、該衝撃が該液体の移動する流れから液体の液滴を射出するための時間が決まり、該液滴が目的の特定粒子を含む圧電駆動されるデバイスである、請求項9によって規定されるような装置。
- 特定タイプの粒子を、該特定タイプを含む種々の異なるタイプの粒子の、所定の経路に沿って順次通過する流れから選択的に仕分けするための装置であって:
(a)該所定経路に沿った第1の固定された位置に、該固定された位置を通過するその他のタイプの粒子から該特定タイプの粒子を鑑別するために位置決めされる粒子を特徴付ける構成要素であって、該特定タイプの粒子を検出することに応答して制御信号を生成するように適合される、粒子を特徴付ける構成要素と;
(b)該粒子を特徴付ける構成要素に作動可能に連結され、そして該制御信号に応答し、該粒子の流れから単一の粒子を射出するように適合された衝撃物理力を生成する衝撃発生器であって、該検出器の下流の該経路に沿った第2の固定された位置に位置決めされる、衝撃発生器と;
(c)該制御信号を該衝撃発生器に、該特定タイプの粒子が該第2の固定された位置を通過するとき一度に付与するためのタイミング手段と;
(d)該衝撃発生器によって該粒子流れから射出された粒子を収集するためのコンテナとを備える、装置。
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