JP7500540B2 - フロー式粒子分析器のための流量および真空制御式流体管理システム - Google Patents
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Description
上記で要約したように、フローサイトメータなどのフロー式粒子分析器のための流量および真空制御式流体管理システムが提供される。本発明の流体管理システムは、例えば、以下に記載されるように、フロー式粒子分析器内で、シース流体、サンプル流体、および廃液の流れなどの流体の流れを管理するように構成される。したがって、流体管理システムは、シース流体、サンプル流体、および廃液などの流体が、フロー式粒子分析器の流体流路を通ってどのように流れるかを制御するために用いられ得る。具体的には、本発明の流体管理システムは、フロー式粒子分析器の流体システムを通るサンプル流体、シース流体、および廃液の流量を制御するように構成され得る。
流体管理システムの態様は、フローセルにシース流体を供給し、フローセルを通るシース流体の流量を提供するためのポンプ変調式シース流体サブシステムを含む。ポンプ変調式シース流体サブシステムは、シース流体源からフローセルの入力にシース流体をポンプ圧送することによって、シース流体の流量を生成するように構成され得る。ポンプ変調式シース流体サブシステムは、シース流体源と、ポンプ(例えば、容積式ポンプ)と、脱ガスデバイスと、脈動ダンパと、シース供給バルブとを備え得る。ポンプ変調式シース流体サブシステム内の圧力は、シース流体サブシステム圧力トランスデューサによって測定され得る。
流体管理システムの態様は、真空変調式廃液サブシステムを含む。真空変調式廃液サブシステムは、真空の適用を介して廃液をフローセルの出力から廃液リザーバに抜き出すことによって、廃液の流量を生成するように構成され得る。廃液は、流れ粒子分析器のフローセルを通過してフローセルの出力を出たサンプル流体とシース流体とを含み得る。
場合によっては、フロー式粒子分析器は、サンプル源を含む。サンプル源は、サンプル流体を保持するための任意の好適なリザーバまたは容器であり得る。サンプル源は、フローセルにつながるサンプル入力ラインに流体的に結合され得、サンプル入力ラインにサンプル流体を供給し得る。
流体管理システムの態様は、フローサイトメータ内の流体の流量を変調するためのコントローラをさらに含む。場合によっては、コントローラは、シース流体源からフローセルの入力へのシース流体の流量を変調する。特定の実施形態では、コントローラは、サンプル源からフローセルの入力へのサンプル流体の流量を変調する。特定の実施形態では、コントローラは、フローセルの出力から廃液リザーバへの廃液の流量を変調する。コントローラは、システムの圧力トランスデューサによって測定された圧力に基づいて、シース流体、サンプル流体、および廃液の流量を調整し得る。場合によっては、コントローラは、シース流体サブシステム圧力トランスデューサによってフローセルの直前で測定された圧力に基づいて、シース流体、サンプル流体、および廃液の流量を調整する。場合によっては、コントローラは、廃液サブシステム圧力トランスデューサによって真空アキュムレータ内で測定された真空圧に基づいて、シース流体、サンプル流体、および廃液の流量を調整する。
本明細書に記載の流体管理システムは、様々な異なるフロー式粒子分析器内で用いられ得る。主題の流体管理システムが用いられ得る好適なフローサイトメトリシステムとしては、以下に限定されるものではないが、米国特許第9,952,076号、同第9,933,341号、同第9,726,527号、同第9,453,789号、同第9,200,334号、同第9,097,640号、同第9,095,494号、同第9,092,034号、同第8,975,595号、同第8,753,573号、同第8,233,146号、同第8,140,300号、同第7,544,326号、同第7,201,875号、同第7,129,505号、同第6,821,740号、同第6,813,017号、同第6,809,804号、同第6,372,506号、同第5,700,692号、同第5,643,796号、同第5,627,040号、同第5,620,842号、同第5,602,039号に記載されるものを含み、これらの開示は参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。場合によっては、関心のフローサイトメトリシステムとしては、BD Biosciences FACSCanto(商標)IIフローサイトメータ、BD Accuri(商標)フローサイトメータ、BD Biosciences FACSCelesta(商標)フローサイトメータ、BD Biosciences FACSLyric(商標)フローサイトメータ、BD Biosciences FACSVerse(商標)フローサイトメータ、BD Biosciences FACSymphony(商標)フローサイトメータ、BD Biosciences LSRFortessa(商標)フローサイトメータ、BD Biosciences LSRFortess(商標)X-20フローサイトメータなどが挙げられる。
図2は、本発明の一実施形態による、フローサイトメータの流体管理システムの概略図を示す。流体管理システムのシース流体サブシステムにおいて、シース流体が、シース流体源から流体力学的集束チャネルにポンプ圧送される。シース流体は、イメージングフローチャネル内で光学的に分析されるサンプル流体と組み合わされる。シース流体が入ったシース流体供給タンク10が、シース供給蠕動ポンプ11にシース流体を供給するフローラインに結合される。ポンプを使用してシース流量を制御することにより、ヘッド圧に依存しない流量制御、およびシース流体ならびにサンプルの流量の連続変化が可能になる。シース流体が、シース流体サブシステムのフローラインを通過し、流体ストリーム、および流体サブシステム内の脈動を減衰させるための脈動ダンパ13内の気泡を除去するための脱ガスデバイス12(例えば、気泡フィルタ)を通って流れる。流体ラインは、流体力学的集束チャネル16と、イメージングフローチャネル18とを含むフローセルの前に位置付けられた、流体流を制限するためのシース供給バルブ14を備える。フローセルの前のフローサイトメータ内の圧力が、シース流体サブシステム圧力トランスデューサ15によって測定される。
例えば、上述のように、本発明の流体管理システムを含むフロー式粒子分析器を使用する方法も提供される。方法は、例えば、上記で詳述したように、入力と出力とを備えるフローセルと、シース流体源を入力に流体的に結合するためのポンプ変調式シース流体サブシステムと、廃液リザーバを出力に流体的に結合するための真空変調式廃液サブシステムとを含むフローサイトメータを通してサンプル流体を流すことを含み得る。
本開示の態様は、主題の方法を実施するためのコンピュータ制御システムをさらに含み、システムは、本明細書に記載の方法を実施するためのシステムの完全な自動化または部分的な自動化のための1つ以上のコンピュータをさらに備える。いくつかの実施形態では、システムは、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ可読記憶媒体を有するコンピュータを備え、コンピュータプログラムは、コンピュータにロードされると、例えば、上述のように、流体管理システムを操作するための命令を含む。
本明細書に記載の流体サブシステムおよび方法は、生体サンプルなどの、流体媒質中のサンプル中の粒子成分を分析することが望ましい様々な用途で使用される。流体サブシステムは、任意の好適な分析フローサイトメータシステムに組み込まれ得る。本発明の実施形態は、シースおよびサンプルの流量の安定性を維持しながら、フローサイトメータ内のシースおよびサンプルの両方の流量を連続的に変化させる制御を可能にする。シースおよびサンプルの両方の流量の連続変化は、シース流体をポンプ圧送するための容積式ポンプと、フローサイトメータ内に真空圧を生成するための真空ポンプとの使用によって提供される。
入力および出力を備えるフローセルと、
サンプル源を上記の入力に流体的に結合するためのサンプル入力ラインと、
シース流体源を上記の入力に流体的に結合するためのポンプ変調式シース流体サブシステムと、
廃液リザーバを上記の出力に流体的に結合するための真空変調式廃液サブシステムと
を備え、
動作中、一定流体抵抗の結合を有するように構成されている、
流体管理システム。
2.ポンプ変調式シース流体サブシステムおよび真空変調式廃液サブシステムの結合動作によって、サンプルの流量を制御するように構成されている、付記1に記載の流体管理システム。
3.フロー式粒子分析器は、フローサイトメータである、付記1または2に記載の流体管理システム。
4.サンプル入力ラインが、サンプル源に流体的に結合されており、ポンプ変調式シース流体サブシステムが、シース流体源に流体的に結合されており、真空変調式廃液サブシステムが、廃液リザーバに流体的に結合されている、付記1~3のいずれか1つに記載の流体管理システム。
5.ポンプ変調式シース流体サブシステムは、シース流体をシース流体源からフローセルの入力までポンプ圧送することによって、シース流体の流量を生成するように構成されている、付記4に記載の流体管理システム。
7.容積式ポンプは、蠕動ポンプ、ギアポンプ、およびダイアフラムポンプからなる群から選択されるポンプを備える、付記6に記載の流体管理システム。
8.容積式ポンプは、蠕動ポンプである、付記7に記載の流体管理システム。
9.ポンプ変調式シース流体サブシステムは、脱ガスデバイスを備える、付記1~8のいずれか1つに記載の流体管理システム。
10.ポンプ変調式シース流体サブシステムは、このポンプ変調式シース流体サブシステム内の流体脈動を減衰させるように構成された脈動ダンパを備える、付記1~9のいずれか1つに記載の流体管理システム。
12.真空付与デバイスは、真空アキュムレータに動作可能に結合された真空ポンプを備える、付記11に記載の流体管理システム。
13.真空ポンプは、容積式真空ポンプを備える、付記12に記載の流体管理システム。
14.容積式真空ポンプが、ダイアフラムポンプ、ギアポンプ、および蠕動ポンプからなる群から選択される、付記13に記載の流体管理システム。
15.容積式真空ポンプは、ダイアフラムポンプである、付記14に記載の流体管理システム。
17.コントローラが、1~1000μl/sの範囲のサンプル流体の流量を提供するように構成されている、付記16に記載の流体管理システム。
18.コントローラが、5~200μl/sの範囲のサンプル流体の流量を提供するように構成されている、付記16に記載の流体管理システム。
19.コントローラは、シース流体の流量および廃液サブシステムの真空圧の結合変調によって、サンプル流体の流量を変調する、付記17または18に記載の流体管理システム。
20.コントローラが、1~30ml/分の範囲のシース流体の流量を提供するように構成されている、付記19に記載の流体管理システム。
22.コントローラが、ポンプ変調式シース流体サブシステムと、真空変調式廃液サブシステムとの間の測定された圧力差に基づいて、上記のポンプ変調式シース流体サブシステムを調節するためのシース流体サブシステム制御フィードバック回路を制御する、付記21に記載の流体管理システム。
23.ポンプ変調式シース流体サブシステム内の圧力が、シース流体サブシステム圧力トランスデューサによって測定される、付記21または22に記載の流体管理システム。
24.シース流体サブシステム圧力トランスデューサが、フローセルの直前で、シース流体の圧力を測定するように構成されている、付記23に記載の流体管理システム。
25.コントローラは、ポンプ変調式シース流体サブシステムと、真空変調式廃液サブシステムとの間の測定された圧力差に基づいて、上記の真空変調式廃液サブシステムを調節するための廃液サブシステム制御フィードバック回路を制御する、付記18~24のいずれか1つに記載の流体管理システム。
27.廃液サブシステム圧力トランスデューサが、真空アキュムレータ内の真空圧を測定するように構成されている、付記26に記載の流体管理システム。
29.フロー式粒子分析器は、フローサイトメータである、付記28に記載のフロー式粒子分析器。
流体管理システムを備えるフロー式粒子分析器を使用して、サンプル中の粒子を分析することを含み、この流体管理システムが、
入力および出力、を備えるフローセルと、
サンプルを含むサンプル源を上記の入力に流体的に結合するサンプル入力ラインと、
シース流体源を上記の入力に流体的に結合するポンプ変調式シース流体サブシステムと、
廃液リザーバを上記の出力に流体的に結合する真空変調式廃液サブシステムと
を備え、
上記の流体管理システムが、一定流体抵抗の結合を有する、
方法。
31.流体管理システムが、ポンプ変調式シース流体サブシステムおよび真空変調式廃液サブシステムの結合動作によって、サンプルの流量を制御するように構成されている、付記30に記載の方法。
32.フロー式粒子分析器は、フローサイトメータである、付記30または31に記載の方法。
33.ポンプ変調式シース流体サブシステムが、シース流体をシース流体源からフローセルの入力までポンプ圧送することによって、シース流体の流量を生成するように構成されている、付記30~32のいずれか1つに記載の方法。
34.ポンプ変調式シース流体サブシステムは、容積式ポンプを備える、付記30~33のいずれか1つに記載の方法。
36.容積式ポンプは、蠕動ポンプである、付記35に記載の方法。
37.ポンプ変調式シース流体サブシステムは、脱ガスデバイスを備える、付記30~36のいずれか1つに記載の方法。
38.ポンプ変調式シース流体サブシステムは、このポンプ変調式シース流体サブシステム内の流体脈動を減衰させるように構成された脈動ダンパを備える、付記30~37のいずれか1つに記載の方法。
39.真空変調式廃液サブシステムは、真空付与デバイスを備える、付記30~38のいずれか1つに記載の方法。
41.真空ポンプは、容積式真空ポンプを備える、付記40に記載の方法。
42.容積式真空ポンプが、ダイアフラムポンプ、ギアポンプ、および蠕動ポンプからなる群から選択される、付記41に記載の方法。
43.容積式真空ポンプは、ダイアフラムポンプである、付記42に記載の方法。
44.流体管理システムは、ポンプ変調式シース流体サブシステムおよび真空変調式廃液サブシステムの結合動作によって、フローセルを通るサンプルの流量を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、付記30~43のいずれか1つに記載の方法。
46.コントローラが、5~200μl/sの範囲のサンプル流体の流量を提供するように構成されている、付記45に記載の方法。
47.コントローラは、シース流体の流量および廃液サブシステムの真空圧の結合変調によって、サンプル流体の流量を変調する、付記45または46に記載の方法。
48.コントローラが、1~30ml/分の範囲のシース流体の流量を提供するように構成されている、付記47に記載の方法。
49.コントローラは、ポンプ変調式シース流体サブシステムと、真空変調式廃液サブシステムとの間の測定された圧力差に基づいて、シース流体の流量を変調する、付記46~48のいずれか1つに記載の方法。
51.ポンプ変調式シース流体サブシステム内の圧力が、シース流体サブシステム圧力トランスデューサによって測定される、付記49または50に記載の方法。
52.シース流体サブシステム圧力トランスデューサが、フローセルの直前で、シース流体の圧力を測定するように構成されている、付記51に記載の方法。
53.コントローラは、ポンプ変調式シース流体サブシステムと、真空変調式廃液サブシステムとの間の測定された圧力差に基づいて、上記の真空変調式廃液サブシステムを調節するための廃液サブシステム制御フィードバック回路を制御する、付記46~52のいずれか1つに記載の方法。
54.真空変調式廃液サブシステム内の圧力が、廃液サブシステム圧力トランスデューサによって測定される、付記53に記載の方法。
55.廃液サブシステム圧力トランスデューサが、真空アキュムレータ内の真空圧を測定するように構成されている、付記54に記載の方法。
米国特許法第119条(e)に基づいて、本出願は、2018年8月15日に出願された米国仮特許出願第62/764,844号の出願日の優先権を主張するものであり、この出願の開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (12)
- フロー式粒子分析器のための流体管理システムであって、
入力および出力を備えるフローセルと、
サンプル源を前記入力に流体的に結合するためのサンプル入力ラインと、
シース流体源を前記入力に流体的に結合するための容積式ポンプおよび前記フローセルの前に位置付けられてシース流体圧力を測定するためのシース流体サブシステム圧力トランスデューサを備えるポンプ変調式シース流体サブシステムと、
廃液リザーバを前記出力に流体的に結合するための真空アキュムレータに動作可能に結合された真空ポンプおよび廃液サブシステム内の真空圧を測定するように構成された廃液サブシステム圧力トランスデューサを備える真空変調式廃液サブシステムと
を備え、
動作中、一定流体抵抗の結合を有するように構成されており、
前記ポンプ変調式シース流体サブシステムの前記容積式ポンプおよび前記真空変調式廃液サブシステムの前記真空ポンプの結合動作によって、前記シース流体サブシステム圧力トランスデューサおよび廃液サブシステム圧力トランスデューサにて測定された圧力に基づいて、サンプルの流量を制御するように構成されている、
流体管理システム。 - 前記フロー式粒子分析器は、フローサイトメータである、請求項1に記載の流体管理システム。
- 前記サンプル入力ラインが、サンプル源に流体的に結合されており、前記ポンプ変調式シース流体サブシステムが、シース流体源に流体的に結合されており、前記真空変調式廃液サブシステムが、廃液リザーバに流体的に結合されている、請求項1または2に記載の流体管理システム。
- 前記ポンプ変調式シース流体サブシステムは、シース流体を前記シース流体源から前記フローセルの前記入力までポンプ圧送することによって、前記シース流体の流量を生成するように構成されている、請求項3に記載の流体管理システム。
- 前記ポンプ変調式シース流体サブシステムは、脱ガスデバイスを備える、請求項1~4のいずれか1項に記載の流体管理システム。
- 前記ポンプ変調式シース流体サブシステムは、前記ポンプ変調式シース流体サブシステム内の流体脈動を減衰させるように構成された脈動ダンパを備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の流体管理システム。
- 前記ポンプ変調式シース流体サブシステムおよび前記真空変調式廃液サブシステムの結合動作によって、前記フローセルを通るサンプルの流量を制御するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項1~6のいずれか1項に記載の流体管理システム。
- 前記コントローラは、前記シース流体サブシステム圧力トランスデューサおよび廃液サブシステム圧力トランスデューサにて測定された、前記ポンプ変調式シース流体サブシステムと、前記真空変調式廃液サブシステムとの間の圧力差に基づいて、シース流体の流量を変調する、請求項7に記載の流体管理システム。
- 前記コントローラが、前記ポンプ変調式シース流体サブシステムと、前記真空変調式廃液サブシステムとの間の測定された圧力差に基づいて、前記ポンプ変調式シース流体サブシステムを調節するためのシース流体サブシステム制御フィードバック回路を制御する、請求項8に記載の流体管理システム。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載の流体管理システムを備えるフロー式粒子分析器であって、前記フロー式粒子分析器はフローサイトメータである、フロー式粒子分析器。
- サンプル中の粒子を分析する方法であって、
流体管理システムを備えるフロー式粒子分析器を使用して、前記サンプル中の前記粒子を分析することを含み、
前記流体管理システムは、
入力および出力を備えるフローセルと、
前記サンプルを含むサンプル源を前記入力に流体的に結合するサンプル入力ラインと、
シース流体源を前記入力に流体的に結合する容積式ポンプおよび前記フローセルの前に位置付けられてシース流体圧力を測定するためのシース流体サブシステム圧力トランスデューサを備えるポンプ変調式シース流体サブシステムと、
廃液リザーバを前記出力に流体的に結合する真空アキュムレータに動作可能に結合された真空ポンプおよび廃液サブシステム内の真空圧を測定するように構成された廃液サブシステム圧力トランスデューサを備える真空変調式廃液サブシステムと
を備え、
前記流体管理システムは、一定流体抵抗の結合を有し、
前記流体管理システムは、前記ポンプ変調式シース流体サブシステムの前記容積式ポンプおよび前記真空変調式廃液サブシステムの前記真空ポンプの結合動作によって、前記シース流体サブシステム圧力トランスデューサおよび廃液サブシステム圧力トランスデューサにて測定された圧力に基づいて、サンプルの流量を制御するように構成されている、
方法。 - 前記フロー式粒子分析器は、フローサイトメータである、請求項11に記載の方法。
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