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利用光散射技术的多部分鉴别分析方法及装置制造方法及图纸

技术编号:2604193 阅读:142 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
在白细胞流中通过光电测量无需染色而鉴别白细胞的微粒分析方法及装置将自然状态下流体动力聚焦的白细胞流在流动单元中进入和通过辐射波束,使该波束由不同子群的白细胞造成独特的散射,令散射作用在邻近流动单元的光收集装置上。为检出嗜酸性细胞,在相对光轴约10°—70°的角位置收集散射光,其它白细胞子群相对嗜酸细胞以及它们相互间的鉴别是通过包括Coulter微粒分析原理的光和/或电子测量而完成。(*该技术在2008年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总地来说涉及微粒分析装置,更具体地说是涉及通过Coulter类型的技术而不利用细胞化学染色技术或材料来达到单个血细胞类型(例如白细胞的五种基本类型)的选择,区分和鉴别分类的装置和方法。众所周知,利用流动细胞计数仪而不使用细胞化学染色,白细胞可被鉴别和划分为三个主要类型即淋巴细胞,单核细胞和粒细胞。有一种这样的方法包括使用低角度光散射与90°或高角度光散射相结合。某些方法利用了一种溶解试剂来从全血稀释液中除掉不需要的红细胞,其它方法则依靠密度或离心技术,如利用ficolpague的单位比重分离法,其中ficolpague是合成多糖聚合物与(例如)泛影酸钠盐的混合物;或用葡聚糖分离,或用浅黄层技术,该浅黄层是指全血经离心后在顶层血小板和底层红细胞之间的浅黄层白细胞;等等。此外,某些方法利用细胞化学染色以便进一步细分按其免疫功能定义的淋巴细胞子类。授予S·L·Ledis和H·R·Crews並转让给Coulter电子公司(Hialeah,Florida)的PCT专利PCT/US85/00868号中描述了一个系统和技术,它利用试剂系统产生出被称为四种群鉴别的结果,其方式是将红细胞有效地从样本中除掉,由于溶解以及必要时的固定处理,使粒细胞的一个子群(即嗜酸性细胞)被分离出来,与其相对比,以上描述的技术中只有三个种群可被看出或显现出来,随后嗜酸性细胞就与其它子群不能区别了。先有技术中描述了一种获得四部分白细胞鉴别(淋巴细胞、单核细胞、中性白细胞和嗜酸性细胞)的方法和装置,它是通过将细胞进行细胞化学染色並经过低角度光散射和吸收的结合而产生出四个互不相同的群。吸收是轴向光损失的一个分量。同样,如美国专利3,502,974号专利中所揭示的技术中是将电“混浊度”作为检测特定细胞或细胞群的一个独立的参数来描记,这三个种群仍然被鉴别出並被很好的限定和分离开。然而,在这种情况下,粒细胞子群的中性白细胞,嗜酸细胞,嗜碱细胞是在粒细胞群数据之内,它隐藏並掩盖了这三种细胞使其不能鉴别。先有技术的文献,科学论文和报告中说明、描述和讨论了以相对于所利用的光束轴线的不同角位置上利用光散射技术夹照射和探查样本。然而,到目前可获得和考虑的大多数文献材料都将相对于光轴的光线夹角限制为0°-23°或90°,或二者並存。本专利技术提供了一种新的、有用的、到目前为止非显而易见的生物细胞计数、测量和鉴别的方法和装置,用于将生物细胞样本中的细胞类型高速、精确地分析和彼此分离开。总地来说,本专利技术提供了一种结构上的结合,其中一个生物样本以流体动力聚焦的微粒流的形式进入和通过一个点聚焦的电磁辐射能的波束(激光)。相对于激光能量的轴线适当定位的光响应装置提供了表明每个细胞通过的光输出脉冲。在流体流动通道内的电传导触点提供了附加的电脉冲输出作为每个细胞的CoulterDC体积和RF/DCCoulter混浊度探查的结果。利用适当的电子线路可将这些输出脉冲或信号结合起来以限定出至少五种不同类型的白细胞,将每一种细胞类型与另一类型有效地区分开,尽管事实上某些统计学上不普遍的细胞子群可能被它们的总的细胞类型所掩盖或隐藏。本专利技术还涉及了只利用光散射技术以及与Coulter类型的DC和RF技术相结合而产生的多个生物细胞类型的一个或多个数据表示。更确切地说,本专利技术提供了利用从光响应脉冲发生组件导出的信息或数据的新型装置和方法,该组件被安排在一个被遮掩的激光束的输出区域,其相对于激光轴线的角度范围是从大约10°到大约70°,以下将其称为中角度光散射MALS。本申请涉及下列专利和/或申请,並通过对其引证将其揭示出的本申请所依据的附加说明性细节结合在此,其中这些细节已被说明是必须的和所需要的。题为“从全血样本中分离,确认和/或分析白细胞的方法及试剂系统”,美国专利申请号07/025,303,1987年3月13日提交,申请人为StephenL,Ledis等人,已转让给本申请的受让人。共同未决的美国专利申请,申请号为07/025,337,申请日1987年3月13日,申请人WallaceH·Coulter等人,题为“快速混合小容量以加强生物反应的方法和装置”。美国专利申请号06/921,654,申请日1986年10月21日,申请人WallaceH·Coulter等人,题为“测量微粒的电阻和电抗的微粒分析器”,已转让给本申请的受让人。从本世纪五十年代早期的构思开始,由WallaceH·Coulter专利技术的微粒计数和量尺寸的原理已经产生了用于显微颗粒的电子计数、量尺寸、研究和分析的多种方法和流过式装置。这些微粒是在悬浮液中被扫描,如授予Coulter的开创性美国专利2,656,508中所示。在这一先有技术的安排当中,通过在两个腔中的悬浮液内的悬浮电极在两个容器或小室之间建立一个直流电流。两个腔体之间唯一的流体连系是通过一个孔;因此,在该孔内建立起一个电流和电场。该孔和在其内部和周围所造成的电场构成一个传感区。当每个微粒通过该传感区时,在其通过的时间内,传感区内容的阻抗将改变,由此而调制了传感区内的电流和电场並导致一个信号的产生,该信号被施加到经适当安排以响应于这一变化的一个检测器上。授予W·H·Coulter和W·R·Hogg,並转让给Coulter电子公司(Hialeah,Florida)的3,502,974号美国专利中描述了微粒分析装置,该装置响应于通过一个显微通道的流体悬浮微粒而产生並检测出作为这种流通结果的信号。将这些信号同由于微粒的通过在通道中引起的电流变化相联系,並且这些变化中主要包括反应微粒的物理特性的电阻和电抗的电流分量。通道中的电流是由至少是射频的而最好再与另一个不同频率相结合的电流激励装置来提供;然而,任何两个不同的频率都可适用,以便这些信号因为它们在频谱中的位置和/或它们的相位关系而彼此可分离开。对每一个微粒至少要导出两个结果信号並且要能够使其用于确定每个微粒的一项以上的物理特性,这样即使同样大小但不同实质的微粒都可被分离检测出来。授予W·H·Coulter和W·R·Hogg,並转让给Coulter电子公司(Hialeah,Florida)的3,502,973号美国专利(3,502,974号美国专利的部分继续申请)描述的装置中具有由于从前一Coulter类型的微粒分析装置接收脉冲串的两个频道,每个脉冲一般均具有一个由同一微粒在该微粒分析装置中产生的伴随脉冲,並且其配有的装置可用于获得代表脉冲间关系的信号。在几种实施方案中,一个脉冲要根据特定的因数进行衰减,然后与一个阈值电路的信号相比较,这样只有特定范围的脉冲将产生输出信号。在其它的实施方案中,利用成对的阈值来形成电子窗口,每对中的一个信号在两个衰减器中经过衰减处理以提供限定一个给定范围的两个信号。只有落入该范围的关系可产生输出信号。授予W·H·Coulter並转让给Coulter电子公司(Hialeah,Florida)的4,527,114号美国专利描述了一种微粒分析装置,它包括一个具有流动室的流动单元,室内有一个携带了单个微粒的悬浮液流沿着一个预定的通道前进;一对电极被置于该预定通道的相对两侧,其中一个电极一端的宽度平行于该预定通道,其长度小于一个给定微粒的长度,电极的该端被置于紧邻该预定通道;本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一个血液样本中选择性地鉴别至少一个白血细胞子群的装置,由此进行的鉴别是基于单个血细胞的光散射,上述装置包括:一个细胞计数流动单元(10),包括以悬浮液的形式引入和流出血样液样本的引入(92)和引出(99)装置;将白血细胞的样本导入上述 流动单元的引入口以使该白细胞样本流过上述流动单元(10)的引导装置(74,80);一束光线(20)被安排为使光线的轴(26)以相对上述白细胞流成直角通过上述流动单元;与上述光线的轴(26)轴向对齐的遮光装置(28,30),用于在白细胞通过上述光束时遮时挡响应于光冲击而由白细胞造成的一些光线散射;光收集装置(24),响应于上述细胞通过上述光束(20)和上述遮光装置(28,30)之后散射的光线;和利用装置(140,142,148,150),利用来自上述光收集装置(24)的输出信号以产生表明白细胞子群的数据;上述装置的特征在于:它的构成能进行白血细胞鉴别,特别是包括未被染色的嗜酸性血细胞;上述遮光装置(28)的作用是遮挡对上述光束细(26)为低角度的散射光线;上述光收集装置(24)被构成和安排为响应于相对上述 光轴(26)大于10°但小于70°的收集角内的散射光,以产生表明细胞的输出信号;和上述利用装置(140,142,148,150)被构造和安排为产生至少表明嗜酸细胞子群的鉴别数据。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:卡洛斯M罗德里古茨沃拉斯H库尔特
申请(专利权)人:科特公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

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