特許 7268945 マイクロ流体分析システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-25

(45)【発行日】2023-05-08

(54)【発明の名称】マイクロ流体分析システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/64 20060101AFI20230426BHJP

   G02B 21/36 20060101ALI20230426BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20230426BHJP

【ＦＩ】

G01N21/64 E

G02B21/36

G01N37/00 101

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2020502340

(86)(22)【出願日】2018-07-11

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-09-10

(86)【国際出願番号】 GB2018051965

(87)【国際公開番号】W WO2019016516

(87)【国際公開日】2019-01-24

【審査請求日】2021-06-21

(31)【優先権主張番号】1711699.7

(32)【優先日】2017-07-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】300002942

【氏名又は名称】ザ ユニバーシティ オブ ブリストル

(74)【代理人】

【識別番号】100107456

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 成人

(74)【代理人】

【識別番号】100162352

【弁理士】

【氏名又は名称】酒巻 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100123995

【弁理士】

【氏名又は名称】野田 雅一

(72)【発明者】

【氏名】デイ， ジョン チャールズ クリッフォード

(72)【発明者】

【氏名】プール， アラステア

【審査官】吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－００３２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５０４７６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５６４４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１４－５２４５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３２２７０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５３４７１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５１９９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１６３３１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－１５８３１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１５７２８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２０６７２７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／６２ － Ｇ０１Ｎ ２１／７４

Ｇ０２Ｂ ２１／３６

Ｇ０１Ｎ ３７／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マイクロ流体セルと、
前記マイクロ流体セルの一部を含む視野から光を収集するように構成されている対物レンズ、第２のレンズ、及び前記対物レンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させて前記視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されているアクチュエータを備える顕微鏡と、を備えるマイクロ流体分析システムであって、
前記マイクロ流体セルが、マイクロ流体チャンネルを備え、前記アクチュエータが、前記対物レンズを前記マイクロ流体チャンネルの長さに沿って移動させて前記視野の位置を変えるように構成されており、
前記アクチュエータが、前記第２のレンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させることなく、前記対物レンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させるように構成されており、前記第２のレンズが、前記マイクロ流体セルに対して移動することなく、前記視野の前記複数の位置について前記対物レンズにより収集された前記光を受け取るように構成されており、
前記マイクロ流体分析システムが、
光検出器であって、前記第２のレンズが、前記対物レンズから受けた前記光を前記光検出器へと投影するように構成されており、前記光検出器が、光検出素子の２次元アレイを有するアレイ検出器である、光検出器と、
前記光検出器に結合されている画像プロセッサであって、前記画像プロセッサが、前記光検出器からの信号を処理して、複数の視野のうちの対応する１つと各々関連付けられている複数の画像を生成するように構成されている、画像プロセッサと、
前記複数の画像に基づいて指標を決定するように構成された制御及び処理ユニットと、
をさらに備える、マイクロ流体分析システム。

【請求項2】

前記画像プロセッサにより生成された前記画像（複数可）を表示するように構成されているディスプレイをさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第２のレンズが、前記対物レンズの径よりも大きい径を有する、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

マイクロ流体セルと、
前記マイクロ流体セルの一部を含む視野から光を収集するように構成されている対物レンズ、第２のレンズ、及び前記対物レンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させて前記視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されているアクチュエータを備える顕微鏡と、を備え、
前記アクチュエータが、前記第２のレンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させることなく、前記対物レンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させるように構成されており、前記第２のレンズが、前記マイクロ流体セルに対して移動することなく、前記視野の前記複数の位置について前記対物レンズにより収集された前記光を受け取るように構成されており、
前記マイクロ流体セルの表面が、血小板による血栓の形成を促進する材料でコーティングされている、マイクロ流体分析システム。

【請求項5】

前記対物レンズ及び前記第２のレンズが、前記対物レンズが移動するにつれて、前記第２のレンズにより受け取られる前記光が前記第２のレンズを横切って移動するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記顕微鏡は、前記対物レンズにより収集された前記光を受け取り、この光を光学経路に沿って前記第２のレンズへと反射させるように構成されているミラーをさらに備え、前記アクチュエータが、前記ミラーを前記対物レンズと一緒に移動させるように構成されており、前記アクチュエータが、前記ミラーを前記光学経路に従って移動させるように構成されており、前記ミラーが移動する際に、前記ミラーにより前記第２のレンズへと反射する前記光が、前記第２のレンズを横切って移動しないようになっている、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

前記対物レンズを移動させて前記マイクロ流体セルに合焦させるように構成されている焦点調整アクチュエータをさらに備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記マイクロ流体チャンネルが、１ｍｍ未満の幅を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記アクチュエータが、前記対物レンズを前記第２のレンズに対して前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に移動させて、前記視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項10】

マイクロ流体セル内に流体の流れを生成するステップであって、前記マイクロ流体セルが、マイクロ流体チャンネルを備える、ステップと、
対物レンズの視野から光を収集することであって、前記視野が前記マイクロ流体セルの一部を含む、収集すること、
前記対物レンズを前記マイクロ流体セルに対して前記マイクロ流体チャンネルの長さに沿って移動させて、前記視野の位置を複数の位置の間で変えること、及び
前記対物レンズにより収集された前記光を、第２のレンズを前記マイクロ流体セルに対して移動させることなく、前記視野の前記複数の位置について前記第２のレンズで受け取ること
によって、前記マイクロ流体セルを顕微鏡で観察するステップと、
前記対物レンズから受けた前記光を前記第２のレンズによって光検出器へと投影するステップであって、前記光検出器が、光検出素子の２次元アレイを有するアレイ検出器である、ステップと、
前記光検出器からの信号を処理して、複数の視野のうちの対応する１つと各々関連付けられている複数の画像を生成するステップと、
前記複数の画像に基づいて指標を決定するステップと、
を含む、分析方法。

【請求項11】

前記マイクロ流体セルを複数回観察するステップであって、各観察は、前記視野の前記複数の位置のうちの対応する１つと関連付けられている、ステップと、
前記複数回観察に基づいて前記指標を決定するステップと、
を含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記流体が体液である、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

前記流体が血液である、請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項14】

前記マイクロ流体セルにおける血栓の形成を複数回観察するステップであって、各観察は前記視野の前記複数の位置のうちの対応する１つと関連付けられている、ステップと、
前記複数回観察に基づいて指標を決定するステップと、
を含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記対物レンズが、前記第２のレンズに対して前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に移動されて、前記視野の前記位置を複数の位置の間で変える、請求項１０～１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

マイクロ流体セルと、
前記マイクロ流体セルの一部を含む視野から光を収集するように構成されている対物レンズ、前記対物レンズにより収集された前記光を受け取るように構成されている第２のレンズ、及び前記対物レンズを前記第２のレンズに対して前記対物レンズの光軸に対して交差する方向に移動させて、前記視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されているアクチュエータ、を備える顕微鏡であって、前記マイクロ流体セルが、マイクロ流体チャンネルを備え、前記アクチュエータが、前記対物レンズを前記マイクロ流体チャンネルの長さに沿って移動させて前記視野の位置を変えるように構成されている、顕微鏡と、
を備えるマイクロ流体分析システムであって、
前記マイクロ流体分析システムが、
光検出器であって、前記第２のレンズが、前記対物レンズから受けた前記光を前記光検出器へと投影するように構成されており、前記光検出器が、光検出素子の２次元アレイを有するアレイ検出器である、光検出器と、
前記光検出器に結合されている画像プロセッサであって、前記画像プロセッサが、前記光検出器からの信号を処理して、複数の視野のうちの対応する１つと各々関連付けられている複数の画像を生成するように構成されている、画像プロセッサと、
前記複数の画像に基づいて指標を決定するように構成された制御及び処理ユニットと、
をさらに備える、マイクロ流体分析システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001]本発明は、マイクロ流体分析システム及び関連する方法に関し、任意選択で、但し排他的にではないが、血流中の血栓形成を観察するための、マイクロ流体分析システム及び関連する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

[0002]血液が凝固する能力は、我々が出血を止めるために非常に重要である。しかしながら、凝血形成の根底にある機序が異常であるか又は薬物で制御することが必要となる、多種多様な状況が存在する。人によって、過度に出血し易い人から、血液が過度に容易に凝固して血管を閉塞し、深部静脈血栓症又は心臓発作などの症状に至る、血栓症のリスクがある人まで、様々である。血小板は、このプロセスに関与する中心的な細胞である。臨床用途に関して、血小板がどの程度良好に機能するかについてのいくつかの臨床試験を現在利用可能であるが、患者が出血する傾向があるのか、又は血栓症の高いリスクがあるのかを予測するための十分に正確な推定値を提供するものは無い。このことは、大手術、抗血栓治療中の患者、及び輸血を受けている患者を含む、病院を基本とする様々な状況において、非常に重要である。

【0003】

[0003]制御された環境下で凝血を誘起させて共焦点顕微鏡又は従来の顕微鏡で撮像する血小板研究が、多くの研究室で行われている。典型的には、血液を、コラーゲン又は他の着目した作用物質でコーティングした小型のフローセルに、体内で見られるせん断速度と同程度のせん断速度をもたらすように計算された流量で通過させる。撮像は光学窓を通して行われ、血栓形成のサイズ及び速さは、得られる画像の分析によって判定される。これらのシステムでは、血小板にタグ付けするＤｉＯＣ６などの蛍光色素で通常ドープされている全血が、一般に使用される。次いで蛍光画像化によって血小板及び生じる血栓のコントラストを高める。この技法は、現在の臨床機器が提供する測定よりも生理学的に遥かに適切な測定ができる可能性を有しており、血小板機能の異なる態様同士を区別できない単一の値とは対照的な、血栓形成の様々な機序を記述するいくつかの指標を提供し得る。

【発明の概要】

【0004】

[0004]本発明の第１の態様は、マイクロ流体セルと、マイクロ流体セルの一部を含む視野から光を収集するように構成されている対物レンズ、第２のレンズ、及び対物レンズをマイクロ流体セルに対して移動させて視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されているアクチュエータ、を備える、顕微鏡と、を備え、アクチュエータが、第２のレンズをマイクロ流体セルに対して移動させることなく、対物レンズをマイクロ流体セルに対して移動させるように構成されており、第２のレンズが、マイクロ流体セルに対して移動することなく、対物レンズにより収集された視野の複数の位置についての光を受け取るように構成されている、マイクロ流体分析システムを提供する。

【0005】

[0005]アクチュエータは、対物レンズを第２のレンズに対して対物レンズの光軸に対して交差する方向に移動させて、視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されているのが好ましい。

【0006】

[0006]本発明の第２の態様は、マイクロ流体セル内に流体の流れを生成するステップと、対物レンズの視野から光を収集することであって、視野がマイクロ流体セルの一部を含む、収集すること、対物レンズをマイクロ流体セルに対して移動させて、視野の位置を複数の位置の間で変えること、及び対物レンズにより収集された光を、第２のレンズをマイクロ流体セルに対して移動させることなく、視野の複数の位置について第２のレンズで受け取ることによって、マイクロ流体セルを顕微鏡で観察するステップと、を含む、分析方法を提供する。

【0007】

[0001]本発明のさらなる態様は、マイクロ流体セルと、マイクロ流体セルの一部を含む視野から光を収集するように構成されている対物レンズ、対物レンズにより収集された光を受け取るように構成されている第２のレンズ、及び対物レンズを第２のレンズに対して対物レンズの光軸に対して交差する方向に移動させて、視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されている、アクチュエータ、を備える、顕微鏡と、を備える、マイクロ流体分析システムを提供する。

【0008】

[0002]第２のレンズは接眼レンズであってもよく、顕微鏡は、接眼レンズを介してマイクロ流体セルを直接見るように使用される。但し、より典型的には、顕微鏡は、光検出器をさらに備え、第２のレンズは、対物レンズから受け取られた光を光検出器へと投影するように構成されている。

【0009】

[0003]任意選択で、パーソナルコンピュータなどの画像プロセッサが光検出器に結合されており、画像プロセッサは、光検出器からの信号を処理して１つ又は複数の画像を生成するように構成されている。例えば画像プロセッサは、光検出器からの信号を処理して、複数の視野のうちの対応する１つと各々関連付けられている複数の画像を生成するように、又は複数の視野から編集されたモンタージュとして単一の画像を生成するように、構成されている。

【0010】

[0004]画像プロセッサが生成した画像（複数可）を表示するようにディスプレイが構成されているのが好ましい。

【0011】

[0005]光検出器は、光検出素子の１次元又は２次元アレイを有する、アレイ検出器であってもよい。

【0012】

[0006]任意選択で、システムは、流体をマイクロ流体セル内へと圧送するように構成されているポンプをさらに備える。

【0013】

[0007]任意選択で、マイクロ流体セルの表面は、コラーゲンなどの血小板による血栓の形成を促進する材料でコーティングされている。

【0014】

[0008]任意選択で、第２のレンズは対物レンズよりも大きい。

【0015】

[0009]任意選択で、第２のレンズは、対物レンズの径よりも大きい径を有する。典型的には、レンズの径は２：１よりも大きい又は３：１よりも大きい比を有する－言い換えれば、第２のレンズは対物レンズの径よりも少なくとも２又は３倍大きい径を有する。

【0016】

[0010]一実施形態では、対物レンズ及び第２のレンズは、対物レンズが移動するにつれて、第２のレンズが受け取る光が第２のレンズを横切って移動するように構成されている。

【0017】

[0011]別の実施形態では、顕微鏡は、対物レンズにより収集された光を受け取り、この光を光学経路に沿って第２のレンズへと反射させるように構成されている、ミラーをさらに備え、アクチュエータはミラーを対物レンズと一緒に移動させるように構成されており、アクチュエータは、ミラーを光学経路に従って移動させるように構成されており、ミラーが移動する際に、ミラーが第２のレンズへと反射する光が第２のレンズを横切って移動しないようになっている。

【0018】

[0012]焦点調整アクチュエータは、対物レンズを移動させてマイクロ流体セルに合焦させるように構成されてもよい。焦点調整アクチュエータは典型的には、対物レンズを対物レンズの光軸に沿って移動させるように構成されている。

【0019】

[0013]マイクロ流体セルはマイクロ流体チャンネルを備え、アクチュエータは、対物レンズをマイクロ流体チャンネルに沿って移動させて視野の位置を変えるように構成されているのが好ましい。典型的にはマイクロ流体チャンネルは１ｍｍ未満の幅を有する。

【0020】

[0014]分析方法は、第２のレンズを介してマイクロ流体セルを複数回観察するステップであって、各観察は視野の複数の位置のうちの対応する１つと関連付けられている、複数回観察するステップと、複数回の観察に基づいて指標を決定するステップと、を含み得る。

【0021】

[0015]任意選択で、流体は体液である。

【0022】

[0016]任意選択で、流体は血液である。

【0023】

[0017]一実施形態では、方法は、マイクロ流体セルにおける血栓の形成を複数回観察するステップであって、各観察は前記視野の前記複数の位置のうちの対応する１つと関連付けられている、複数回観察するステップと、複数回の観察に基づいて指標を決定するステップと、を含む。例えば、この指標は血栓の数をさす場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0024】

[0018]ここで、本発明の実施形態について、以下の添付の図面を参照して説明する。

【図1】マイクロ流体分析システムの概略図である。

【図2】マイクロ流体分析システムの詳細図である。

【図3】マイクロ流体セル及び顕微鏡を示す分解図である。

【図4】ＣＣＤを示す、カメラの断片的な拡大図である。

【図5】マイクロ流体セルの平面図である。

【図6】マイクロ流体セルの断片的な拡大図である。

【図7】マイクロ流体セルの等角図である。

【図8】コラーゲン層及び血小板を示すチャンネルに沿った拡大断面図を含む、マイクロ流体セルの側面図である。

【図9】ボイスコイル及び対物レンズを担うスレッドを示す図である。

【図10】ボイスコイル及び対物レンズを担うスレッドを示す図である。

【図11】血栓の形成及び融合を示す低速度撮影シークエンスにおける画像である。

【図12】血栓の形成及び融合を示す低速度撮影シークエンスにおける画像である。

【図13】血栓の形成及び融合を示す低速度撮影シークエンスにおける画像である。

【図14】代替の光学構成を有するマイクロ流体分析システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

[0030]図１は、マイクロ流体分析システムの概略図である。顕微鏡１を使用してマイクロ流体セル２を観察する。顕微鏡１は、マイクロ流体セル２の一部を含む視野からの光４を収集するように構成されている対物レンズ３を備える。第２のレンズ６は、対物レンズ３により収集された光を受け取り、この光を２次元アレイ光検出器７へと投影するように構成されている。ステッパモータなどのアクチュエータ（図示せず）は、対物レンズ３をマイクロ流体セル２に対して移動させて、視野の位置を複数の位置、例えば図１において５、５ａ、５ｂとラベル付けされた位置の間で変えるように構成されている。

【0026】

[0031]アクチュエータは、対物レンズ３を第２のレンズ６に対して対物レンズ３の光軸９に対して交差する方向８に移動させて、視野の位置を複数の位置の間で変えるように構成されている。この場合、対物レンズ３の移動の方向８は、対物レンズ３の光軸９に対して直角である。

【0027】

[0032]対物レンズ３は、マイクロ流体セル２に対して側方に移動するが、第２のレンズ６は不動のままである。第２のレンズ６は、対物レンズ３により収集された視野の複数の位置５、５ａ、５ｂについての光を移動することなく受け取るように構成されている。

【0028】

[0033]光学構成は、対物レンズ３が移動するにつれて、第２のレンズ６が受け取る光が第２のレンズ６を横切って側方に移動するようになっている。この理由から、第２のレンズ６は対物レンズ３よりも遥かに大きい－この場合、レンズの径の比は約５：１である。

【0029】

[0034]マイクロ流体セル２が１つのマイクロ流体チャンネルから成る場合には、対物レンズ３を、図１に示すようにチャンネルの長さに沿った１つの次元（Ｘ）にのみ移動させればよい可能性がある。セル２が２つの直交する方向（Ｘ，Ｙ）に延びている場合、対物レンズ３の視野は図１に示す移動の線に対して垂直な寸法（Ｙ）の全体を覆ってはおらず、この場合は対物レンズ３を両方向（Ｘ及びＹ）にセル２の平面と実質的に平行に移動させることができる。

【0030】

[0035]対物レンズ３に、対物レンズ３の光軸９と平行かつセル２の平面に対して実質的に垂直であるＺ軸に沿った、追加の合焦のための移動を適用してもよい。任意選択で、この合焦のための移動は、対物レンズ３を取り囲むボイスコイルによって電気的に誘起される。

【0031】

[0036]図２～図１０は、図１に示すようなシステムと同じ原理で動作するマイクロ流体分析システム１００を示す。図２～図１０のシステムは、血小板による血栓の形成を分析するためのものである。

【0032】

[0037]システム１００は、図５～図８に詳細に示すＣｅｌｌｉｘ Ｖｅｎａ８マイクロ流体セル（Ｃｅｌｌｉｘ ｌｔｄ Ｉｒｅｌａｎｄ）を使用する。セルは、図８に示すコラーゲンでコーティングされたガラス製カバースリップ１２６と、略正方形の断面を有する、幅０．４ｍｍ～０．８ｍｍ、長さ１０ｍｍの８つの流れのチャンネルを収容する透明な本体１２０と、を備える。流れのチャンネルのうちの１つは、図５及び図６において１２５とラベル付けされている。各チャンネルは各端部に接続ポートを有する－チャンネル１２５の接続ポートは１２３、１２４とラベル付けされている。図８は、血液がチャンネルを通って矢印に示すように流れる、流れのチャンネルの詳細な断面図を含む。血小板１２８はコラーゲンコーティング１２９に付着し、凝集して血栓を形成し、これがカバースリップ１２６を通して撮像される。ある構成では、セル本体１２０は、温度を典型的には３０℃～３８℃の範囲である実験で望まれるレベルに維持するために、図示しない加熱されたプレートに装着されている。

【0033】

[0038]図２には、配線１２６ａ及びコネクタ１２２によってポート１２３に接続された、血液を収容する流体リザーバ１２７が示されており、また、配線１２５及びコネクタ１２１によってポート１２４に接続された、血液を収容する流体排液路１２４が示されている。血液は、シリンジポンプ１２３（Ｃｅｌｌｉｘ ｌｔｄ Ｉｒｅｌａｎｄ）によって、リザーバ１２７からチャンネル１２５を介して排液路１２４内へと引き入れられる。ポンプ１２３は、制御線２３１を介してマイクロ制御装置２３０によって制御される。ポンプ１２３の速さは、チャンネル１２５を通る血液の流量が、体内の血管中で見られるせん断速度と同様のせん断速度をチャンネル内でもたらすように設定される。

【0034】

[0039]対物レンズ１３０は、図９及び１０に示す、焦点制御のためにレンズの高さを電子制御することを可能にするボイスコイル１３２内に装着されている。ボイスコイル１３２は、フレクシャ１３１を介してスレッド２０２に装着されている。スレッド２０２には、対物レンズ１３０の光軸に沿った磁場を生成する磁石と、ボイスコイル１３２とが組み込まれている。ボイスコイル１３２を流れる電流により、対物レンズ１３０の光軸に沿った動きが引き起こされる。対物レンズ１３０は、従来の５０Ｘ顕微鏡対物レンズと同程度である、２．９８ｍｍの焦点距離を有する。対物レンズ１３０は、その焦点面において、チャンネル１２５の一部－図６において５、５ａ、５ｂとラベル付けされている視野の３つの位置－を含む視野から光を収集するように構成されている。

【0035】

[0040] 対物レンズ１３０により収集された光を受け取りこの光を図４に詳細に示すようなカメラ１７０のＣＣＤ１７１へと投影するように、非球面の第２のレンズ１６０（Ｅｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ） を構成する。第２のレンズ１６０は２５ｍｍの焦点距離を有する。カメラ１７０はＡｔｉｋ Ｔｉｔａｎ Ｃａｍｅｒａ（Ａｒｔｅｍｉｓ ＣＣＤ ＵＫ）であり、ＣＣＤ１７１は、各７．７平方μｍである６５９ｘ４９４個の画素を有して５ｍｍ×４ｍｍの寸法を有する、冷却されたＳｏｎｙ ＩＣＸ４２４ ＣＣＤである。ＣＣＤ１７１を０．４ｍｍ視野の画像で埋めることによって、必要な倍率は約１０に設定され、この結果、対物面において理論上０．８μｍの画素サイズが得られる。

【0036】

[0041]対物レンズ１３０は、対物レンズ１３０から背後にある程度の距離に又は好ましくは無限遠に、チャンネル１２５の画像を作り出す。第２のレンズ１６０はより大きい径のものであり、対物レンズ１３０からの光を収束させて、ＣＣＤ１７１を含む画像面に画像を作り出す。

【0037】

[0042]スレッド２０２はガイドレール２０３の対に装着されている。ステッパモータ２００は、駆動アーム２０１によってスレッド２０２に取り付けられている。ステッパモータ２００は、対物レンズ１３０が対物レンズ１３０の光軸に対して交差するチャンネル１２５に沿って移動して、図６において５、５ａ、及び５ｂとラベル付けされた複数の位置の間で視野の位置を変えるような様式で、スレッド２０２をガイドレール２０３に沿って移動させるように構成されている。任意選択で、図９の移動するレンズ組立体は、従来のコンパクトディスク又はＤＶＤ又は類似のデバイスの、光ピックアップユニットと移動ステージとから構築されている。ステッパモータ２００を制御するために、別個のステッパモータ制御装置（図示せず）が使用される。

【0038】

[0043]第２のレンズ１６０は、スレッド２０２又は駆動アーム２０１に取り付けられておらず、このため、ステッパモータ２００は、第２のレンズ１６０をマイクロ流体セルに対して移動させることなく、対物レンズ１３０をマイクロ流体セルに対して移動させることができる。第２のレンズ１６０のサイズが大きいことは、このレンズが、マイクロ流体セルに対して移動することなく、対物レンズ１３０により収集された視野の複数の位置５、５ａ、５ｂについての光を受け取ることができることを意味する。

【0039】

[0044]顕微鏡１００を制御するために、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）２４０を使用する。ＰＣは、制御線２５０によってカメラ１７１に、及び制御線２５１によってマイクロ制御装置２３０に結合されている、制御及び処理ユニット２４１を備える。制御及び処理ユニット２４１は、以下にさらに詳細に記載するように、カメラ１７１からの信号を処理して１つ又は複数の画像を生成するようにプログラムされている。ディスプレイスクリーン２４２は、制御及び処理ユニット２４１が生成した画像（複数可）を表示するように構成されている。制御及び処理ユニット２４１はまた、以下にさらに詳細に記載するように、画像を分析して血液分析指標を生成及び格納するようにも構成されている。

【0040】

[0045]リザーバ１２７中の血液試料は、４８２ｎｍのピーク励起波長及び５０４ｎｍの発光波長を有する、蛍光タグＤｉＯＣ６でドープされる。マイクロ流体セルの下方には、励起用の単一の５Ｗ青色ＬＥＤ２１０（ＬｅｄＥｎｇｉｎ ＬＺ１－１０Ｂ２００）が、励起帯域における残留照射を除去するための４５ｎｍの帯域幅を有する４４５ｎｍバンドパス励起フィルタ２２０（Ｔｈｏｒ Ｌａｂｓ ＭＦ４４５－４５）とともに位置決めされている。ＬＥＤ２１０は、制御線２３２を介してマイクロ制御装置２３０によって制御される。マイクロ流体セルの下方に、直接の明視野撮像のための追加の低電力緑色ＬＥＤ（図示せず）を含めてもよい。撮像経路におけるＣＣＤ１７１の正面に、４２ｎｍバンドパスの５１０ｎｍバンドパス収集光フィルタ２６０が位置決めされている。顕微鏡はタグの蛍光波長のみを画像化するので色収差は問題とはならない。

【0041】

[0046]図２、図９、図１１、図１２及び図１３を参照すると、血小板機能の測定を行うために使用されるとき、従来の手段で典型的には１ｍｌの血液試料を取得し、少量の蛍光タグＤｉＯＣ６と混合する。試料をリザーバ１２７に投入する。新しいチャンネル（例えばチャンネル１２５）を選択し、コラーゲン溶液を満たしその後水を通して洗浄することによって、コラーゲンでコーティングする。リザーバ１２７を、パイプ１２６ａを介して、フローセル１２０における選択したチャンネル１２５に接続する。フローセルチャンネルの排液端部は、パイプ１２５によって、受け入れ側のリザーバ１２４への排液を行うポンプ１２３に接続されている。対物レンズ１３０を、その視野がチャンネルの一方の端部へと向かう位置、例えば位置５ａに移動するように移動させ、ボイスコイル１３２に電流を流すことによって画像への合焦を行う。次いで対物レンズ１３０を、例えば視野を位置５及び５ｂへと移動させるために、チャンネル長さに沿った他の所望の地点へと移動させて、同様の様式で合焦を行う。制御及び処理ユニット２４１は、各地点に合焦させるために必要な電流の値を格納し、次いで、フローセルに沿ったいずれかの任意の地点で必要な電流を補間する。この値を使用して、移動に沿ったあらゆる位置においてセルのコラーゲン表面１２９におおよそ合焦されている状態を維持する。さらに、制御及び処理ユニット２４１は、取得される画像の鮮明さに基づいて焦点を調節するようにプログラムされてもよい。ポンプ１２３により血液がフローセルに送り込まれ、制御及び処理ユニット２４１及びマイクロ制御装置２３０が対物レンズ１３０にセルを横切らせて、セルに沿った複数の地点での画像が取得される。通過がそれぞれ終わると、対物レンズ１３０は開始位置に戻り、このプロセスを繰り返し、この結果各位置において低速度撮影シークエンスを作成される。図１１～１３はディスプレイ２４２上に提示される３つの画像を示し、各画像は、視野の単一の位置に対する低速度撮影シークエンスにおける異なる画像である。血小板はコラーゲンに付着して、図１１に示すように２５０、２５１のような小さい血栓を形成し始める。時間が経過するにつれ、図１２に示すように、血栓はより大きく及びより数が多くなる。血栓はその後１つに融合して、より大きい血栓を形成し得る。したがって例えば図１３には、融合した２つの血栓２５０、２５１から形成された血栓２５２が示されている。時間と相関した血栓のサイズ及び数を用いて、制御及び処理ユニット２４１は、血小板機能に関連する指標を推定する。

【0042】

[0047]各シークエンスが視野の異なる位置５、５ａ、５ｂと関連付けられている複数の低速度撮影シークエンスを取得することの利点は、例えばチャンネルの長さに沿ったコラーゲン層の厚さ方向の変動によって引き起こされる系統的誤差に対して、指標の感度がより低いことである。さらに、フローセルに沿った複数の地点からデータを取得することにより、より大きい合計面積からより大きいデータセットを提供することによって、ランダムな誤差に対する指標の感度が下がる。

【0043】

[0048]代替の光学構成を有する顕微鏡３００が図１４に示されている。顕微鏡３００は、対物レンズ３により収集された光を受け取り、この光を光学経路に沿って第２のレンズ３０６へと反射させるように構成されている、ミラー３０１をさらに備える。アクチュエータは、ミラー３０１を対物レンズ３と一緒に光学経路３０２に従ってかつ対物レンズ３の光軸に対して交差して移動させるように構成されており、ミラー３０１が移動する際に、ミラー３０１が第２のレンズ３０６へと反射する光が第２のレンズ３０６を横切って側方に移動しないようになっている。この結果、第２のレンズ３０６を、図１の第２のレンズで６と比べて相対的に小さくすることができる。図１４の実施形態はまた、第２のレンズ３０６の中心に光が入射したままとなるため、図１の実施形態よりも光学収差に関して難点が少ない。但し、図１４の実施形態の問題は、図１の実施形態とは異なり、（図１４の紙面に出入りする）対物レンズ３のＹ方向への動きに対処できないことである。

【0044】

[0049]本発明について１つ又は複数の好ましい実施形態を参照して記載したが、付属の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更又は修正を行い得ることが諒解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】