Пристрій та спосіб для проведення проточної цитометрії
Формула / Реферат
1. Пристрій для визначення аналіту в рідинному зразку, що включає:
джерело світла для одержання електромагнітної енергії для освітлення зразка в зоні дослідження;
увігнутий збиральний елемент, що включає верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, причому зона дослідження збігається із точкою фокусування увігнутого збирального елемента;
замкнену проточну кювету, що включає:
отвір для введення зразка,
отвір для виведення зразка,
шлях потоку, визначуваний між отвором для введення й отвором для виведення зразка, і такий шлях потоку проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану після зони дослідження, при цьому ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента, і при цьому щонайменше ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети для утворення безперервного замкненого шляху потоку рідини без розділення або розгалуження, і зразок, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналізу, що тече у потоці рідини, при цьому зразок протікає у вигляді потоку "ядро в оболонці" або ламінарного потоку щонайменше через зону дослідження,
зразок має напрямок потоку, рухаючись від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента, або напрямок потоку, рухаючись від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження, і частина потоку рідини проходить через внутрішній об'єм збирального елемента, і аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення; і
детектор для виявлення визначуваного сигналу.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що детектор є коаксіальним до оптичної осі увігнутого збирального елемента.
3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зона дослідження знаходиться в досліджуваній точці.
4. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла освітлює зразок у напрямку, який по суті є перпендикулярним шляху потоку рідини в зоні дослідження.
5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла освітлює зразок у напрямку, який по суті є перпендикулярним шляху потоку рідини в зоні дослідження щонайменше у двох напрямках.
6. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла є сфокусованим коаксіально шляху потоку рідини для освітлення ділянки шляху потоку рідини, що проходить через зону дослідження.
7. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла освітлює зразок з одного або декількох напрямків під кутами дуги, що перевищують 0 градусів і є меншими 360 градусів, на площині, яка по суті є перпендикулярною шляху потоку рідини в зоні дослідження.
8. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла освітлює зразок з одного або декількох напрямків під кутами дуги, що перевищують 0 градусів і є меншими 360 градусів, на площині у напрямку, діагональному до шляху потоку рідини в зоні дослідження.
9. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла освітлює зразок з одного або декількох напрямків уздовж точок, дуг, кутів, тілесних кутів або ділянок довільної форми на поверхні віртуальної сфери, що оточує зону дослідження.
10. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що джерело світла освітлює зразок, по суті, з ротаційною симетрією навколо осі потоку в зоні дослідження, за винятком переривань перешкодами вздовж шляху променя світла.
11. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає:
конічний оптичний елемент, при цьому конічний оптичний елемент одержує електромагнітну енергію від джерела світла; і
увігнутий оптичний елемент, що включає точку фокусування, що збігається з зоною дослідження, при цьому увігнутий оптичний елемент відбиває електромагнітну енергію від конічного елемента й фокусує електромагнітну енергію на зоні дослідження для освітлення зразка.
12. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає:
конічний оптичний елемент, при цьому конічний оптичний елемент одержує електромагнітну енергію від джерела світла; і
кільцеподібний оптичний елемент, приєднаний відносно конічного оптичного елемента для збору електромагнітної енергії від конічного елемента й фокусування електромагнітної енергії на зоні дослідження для освітлення зразка.
13. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що він додатково включає один або декілька планарних оптичних елементів для відхилення електромагнітної енергії від будь-якого місця між джерелом світла й зоною дослідження.
14. Пристрій за п. 11, який відрізняється тим, що джерело світла й конічний елемент розташовані коаксіально.
15. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає перший і другий увігнуті оптичні елементи, розташовані таким чином, що перший увігнутий оптичний елемент одержує електромагнітну енергію від джерела світла й відбиває кільцевий промінь електромагнітної енергії на другий увігнутий оптичний елемент, а другий увігнутий оптичний елемент фокусує кільцевий промінь електромагнітної енергії на зоні дослідження для освітлення зразка.
16. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що перший і другий увігнуті оптичні елементи, кожний включає оптичну вісь, і оптичні осі розташовані коаксіально.
17. Пристрій за п. 16, який відрізняється тим, що оптичні осі першого й другого увігнутих оптичних елементів розташовані коаксіально до оптичної осі збирального елемента, і другий увігнутий оптичний елемент фокусує кільцевий промінь електромагнітної енергії на зоні дослідження осесиметрично відносно зони дослідження.
18. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що ділянка шляху потоку рідини проходить через стінку збирального елемента.
19. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що перший увігнутий оптичний елемент є еліпсоїдним, параболічним або сферичним.
20. Пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що другий увігнутий оптичний елемент є еліпсоїдним, параболічним або сферичним.
21. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що збиральний елемент є еліпсоїдним, параболічним або сферичним.
22. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що проточна кювета додатково включає сферичний елемент, що оточує зону дослідження, причому сферичний елемент має показник заломлення, який на 0,1 більше або менше коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети.
23. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що збиральний елемент наповнюють середовищем з коефіцієнтом заломлення, який на 0,1 більше або менше коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети в зоні дослідження.
24. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає плоске дзеркало, яке фокусує визначуваний сигнал, що відбивається, збиральним елементом на детектор.
25. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає пристрій з отвором дуже малого діаметра, приєднаний до детектора для фокусування визначуваного сигналу, що відбивається збиральним елементом на детектор.
26. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зразок має напрямок потоку, рухаючись від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження.
27. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зразок має напрямок потоку, рухаючись від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента.
28. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що проточна кювета є капілярною трубкою.
29. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він додатково включає гідродинамічний фокусуючий елемент, розташований у проточній кюветі перед зоною дослідження.
30. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що аналіт включає перший і другий аналіти, і пристрій додатково включає логічний протокол, що працює на процесорі, з'єднаному з детектором, і логічний протокол служить для (1) визначення на основі визначуваного сигналу того, чи є аналіт, від якого був одержаний визначуваний сигнал, першим аналітом або другим аналітом, і (2) виведення сигналу на основі визначення.
31. Пристрій за п. 30, який відрізняється тим, що він додатково включає контрольоване розпізнавальне джерело енергії, з'єднане з логічним протоколом, що служить для виборчого сортування в сортувальній ділянці першого або другого аналіту відповідно до вихідного сигналу від логічного протоколу.
32. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що детектор функціонує для виведення сигналу при виявленні визначуваного сигналу, і пристрій додатково включає контрольоване розпізнавальне джерело енергії, з'єднане з детектором, і є таким, що служить для надавання енергії аналіту в сортувальній ділянці відповідно до сигналу, що виходить від детектора.
33. Спосіб визначення аналіту в рідинному зразку з використанням пристрою, що включає джерело світла, увігнутий збиральний елемент, що має верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, і зону дослідження, що збігається із точкою фокусування увігнутого збирального елемента, і такий спосіб включає:
контроль потоку зразка в замкненій проточній кюветі для створення напрямку потоку (1) від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження, або (2) від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента, причому проточна кювета включає:
отвір для введення зразка,
отвір для виведення зразка, і
шлях потоку, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, і такий шлях потоку проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження, при цьому ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента, і при цьому щонайменше ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети для утворення безперервного замкненого шляху потоку рідини без розділення або розгалуження,
при цьому ділянка потоку рідини проходить через збиральний елемент, і напрямок потоку проходить від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента або напрямок потоку проходить від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження;
освітлення зразка в зоні дослідження, при цьому аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення;
збір визначуваного сигналу увігнутим збиральним елементом, при цьому збиральний елемент відбиває визначуваний сигнал на детектор, і
виявлення визначуваного сигналу детектором.
34. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що замкнена проточна кювета додатково включає сферичний елемент, що оточує зону дослідження, причому сферичний елемент має коефіцієнт заломлення, який на 0,1 більше або менше коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети.
35. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що детектор є коаксіальним до оптичної осі збирального елемента.
36. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що ділянка освітлення знаходиться в точці освітлення.
37. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він включає освітлення зразка перпендикулярно осі потоку в зоні дослідження.
38. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він включає освітлення зразка перпендикулярно осі потоку в зоні дослідження щонайменше у двох напрямках.
39. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що освітлення зразка включає розташування джерела світла коаксіально до осі потоку рідини й освітлення ділянки шляху потоку рідини, що проходить через зону дослідження.
40. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що освітлення зразка включає:
відбиття електромагнітної енергії від джерела світла до увігнутого оптичного елемента з використанням конічного оптичного елемента; й
фокусування електромагнітної енергії на зоні дослідження з використанням увігнутого оптичного елемента, причому увігнутий оптичний елемент включає точку фокусування, що збігається з зоною дослідження.
41. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що освітлення зразка включає:
відбиття електромагнітної енергії від джерела світла до кільцеподібного оптичного елемента з використанням конічного оптичного елемента, при цьому конічний оптичний елемент розташований відносно кільцеподібного оптичного елемента таким чином, що електромагнітна енергія надходить на кільцеподібний оптичний елемент, і
фокусування електромагнітної енергії на зоні дослідження з використанням кільцеподібного оптичного елемента.
42. Спосіб за п. 40, який відрізняється тим, що він додатково включає відбиття електромагнітної енергії від джерела світла на конічний оптичний елемент із використанням планарного оптичного елемента.
43. Спосіб за п. 41, який відрізняється тим, що джерело світла й конічний оптичний елемент розташовані коаксіально.
44. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що освітлення зразка включає відбиття електромагнітної енергії від джерела світла у вигляді кільцевого променя на другому увігнутому оптичному елементі з використанням першого увігнутого оптичного елемента; й
фокусування кільцевого променя електромагнітної енергії на зоні дослідження з використанням другого увігнутого оптичного елемента.
45. Спосіб за п. 44, який відрізняється тим, що перший і другий увігнуті оптичні елементи, кожний включає оптичну вісь, і оптичні осі розташовані коаксіально.
46. Спосіб за п. 45, який відрізняється тим, що оптичні осі першого й другого увігнутих оптичних елементів розташовані коаксіально до оптичної осі збирального елемента.
47. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що напрямок потоку зразка проходить від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження, і частина потоку рідини проходить через збиральний елемент.
48. Спосіб за п. 44, який відрізняється тим, що перший увігнутий оптичний елемент є еліпсоїдним, параболічним або сферичним.
49. Спосіб за п. 44, який відрізняється тим, що другий увігнутий оптичний елемент є еліпсоїдним, параболічним або сферичним.
50. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що збиральний елемент наповнюють середовищем з коефіцієнтом заломлення, який на 0,1 більше або менше коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети в зоні дослідження.
51. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він додатково включає відбиття визначуваного сигналу від збирального елемента з використанням плоского дзеркала.
52. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він додатково включає фокусування визначуваного сигналу від збирального елемента з використанням пристрою з отвором дуже малого діаметра, приєднаного до детектора.
53. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він включає контроль потоку зразка для створення напрямку потоку рідини, що рухається від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження.
54. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він включає контроль потоку зразка для створення напрямку потоку рідини, що рухається від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента.
55. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що проточна кювета є капілярною трубкою.
56. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він додатково включає створення потоку за типом "ядро в оболонці" у потоці зразка щонайменше через зону дослідження.
57. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що аналіт включає перший і другий аналіти, і такий спосіб додатково включає:
одержання даних від детектора після виявлення визначуваного сигналу;
визначення на основі одержаних даних присутності в зоні дослідження аналіту; й
визначення на основі одержаних даних, чи є аналіт першим або другим аналітом.
58. Спосіб за п. 57, який відрізняється тим, що він додатково включає контрольоване розпізнавальне джерело енергії для виборчого сортування в сортувальній ділянці одного з першого або другого аналітів на основі визначення аналіту, що є першим або другим аналітом.
59. Спосіб за п. 58, який відрізняється тим, що виборче сортування включає дериватизацію, знищення, пошкодження, модифікацію, руйнування або фрагментацію першого або другого аналіту.
60. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він додатково включає: одержання даних від детектора після виявлення визначуваного сигналу, і
контроль розпізнавального джерела енергії для згубного надання енергії аналіту в сортувальній ділянці на основі одержаних даних.
61. Спосіб за п. 60, який відрізняється тим, що надання енергії аналіту включає дериватизацію, знищення, пошкодження, модифікацію, руйнування або фрагментацію аналіту.
62. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що аналіт є сперматозоїдом.
63. Спосіб п. 33, який відрізняється тим, що аналіт включає перший і другий аналіти, перший аналіт є сперматозоїдом, що включає X хромосому, а другий аналіт є сперматозоїдом, що включає Y хромосому.
64. Спосіб за п. 62, який відрізняється тим, що він додатково включає гідродинамічне фокусування зразка у такий спосіб, що сперматозоїди орієнтовані в однаковому напрямку й об'єднані в рідинному зразку.
65. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він додатково включає акустичне фокусування аналіту для центрування аналіту в зразку.
66. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що зразок тече через проточну кювету із швидкістю від приблизно 0,1 мм3 за секунду до приблизно 30 мм3 за секунду.
67. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що зразок тече за типом "ядро в оболонці" і проточна рідина тече із швидкістю від приблизно 20 мм3 за секунду до приблизно 600 мм3 за секунду.
68. Спосіб за п. 33, який відрізняється тим, що він включає виявлення визначуваного сигналу від більше ніж 100000 аналітів за секунду при проходженні аналіту через зону дослідження.
Текст
Реферат: Пристрій для визначення аналіту в зразку включає джерело світла для генерування електромагнітної енергії для освітлення зразка в досліджуваній ділянці, увігнутий збиральний елемент, що має оптичну вісь, і точку фокусування, досліджувану ділянку, що збігається із точкою фокусування увігнутого збирального елемента, замкнену проточну кювету рідини, що має потік, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, і потік рідини проходить через досліджувану ділянку й сортувальну ділянку, яка розташовується вздовж напрямку донизу від досліджуваної ділянки. Ділянка шляху потоку рідини, що проходить через досліджувану ділянку, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента. Пристрій додатково включає зразок, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналізу, що тече в шляху потоку рідини, при цьому аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення. Пристрій також включає детектор для визначення визначуваного сигналу. UA 114173 C2 (12) UA 114173 C2 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ПЕРЕХРЕСНЕ ПОСИЛАННЯ НА СПОРІДНЕНІ ЗАЯВКИ НА ВИНАХІД [0001] Дана заявка заявляє про пріоритет згідно зі статтею 35 Кодексу США § 119(е) попередніх заявок на патент США №№ 61/443174 від 15 лютого 2011 р. 61/443178 від 15 лютого 2011 р. і 61/482504 від 4 травня 2011 p., кожна з яких включена в даний документ у всій своїй повноті за допомогою посилання. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Галузь техніки винаходу [0002] Даний винахід у цілому стосується способів, пристрою й систем для визначення аналіту й, зокрема, для визначення аналіту в зразку, що тече через замкнену проточну кювету, з використанням, у деяких випадках, контрольованого джерела енергії для впливу, щонайменше, на частину аналіту в замкненій проточній кюветі після визначення. Короткий опис спорідненого способу [0003] Сортування проточною цитометрією забезпечує вибір, збагачення, розподіл на частини або розділення популяцій клітин, вірусів, тілець або часток, що становлять інтерес (надалі іменованих клітинами). Вибір критеріїв включає вимірювані властивості окремих клітин, які можуть бути визначені ззовні клітини, за допомогою хімічних реагентів або комплексів або тілець, які є або які можуть бути викликані взаємозв'язком із клітиною або без такої допомоги. Наприклад, властивості клітин можуть бути виміряні або апроксимовані визначенням і/або кількісним аналізом взаємозв'язку клітин з однією або декількома мітками, такими як молекули, комплекси або тільця, які флуоресціюють або були модифіковані для надання флуоресценції. Такі флуоресцентні молекули, комплекси й/або тільця можуть диференційно асоціюватися із клітинами на основі якісних або кількісних властивостей клітин, включаючи їх склад щодо білків, ліпідів, фосфопротеїнів, глікопротеїнів, фосфоліпідів, гліколіпідів, нуклеїнових кислот (включаючи кількість, послідовність або організаційну структуру нуклеїнових кислот), вуглеводів, солей/іонів і будь-яких інших молекул в клітинах, на них, або пов'язаних із клітинами. Крім того, такі флуоресцентні молекули, комплекси й/або тільця можуть по-різному асоціювати із клітинами на основі фізичних або фізіологічних характеристик клітин, приклади яких включають, але не обмежуються цим, проникність мембрани, склад мембрани, плинність мембран, хімічний або мембранний потенціал, життєздатність, хімічні градієнти, рухливість, зниження окисного потенціалу або стану й інші параметри або властивості. [0004] Інші вимірювані властивості клітин, мічених або немічених, модифікованих або немодифікованих, які можуть надавати основу для вибору клітин, можуть включати, але не обмежуватися цим: □ властивості світла взаємодіяти із клітинами, такі як флуоресценція, поглинання, відбивність, розсіювання, поляризація або інші властивості; електричні властивості клітин або вплив клітин на своє оточення, включаючи провідність, індуктивність, резистентність, мембранний потенціал або напругу або інші властивості; магнітні або електромагнітні властивості клітин, включаючи магнетизм, парамагнетизм, магнітний резонанс і/або взаємодію клітин з електромагнітною енергією; зовнішній вигляд, візуалізація або морфологічні властивості клітин; і склад клітин щодо будь-якої речовини або параметра, вимірюваного прямо або непрямо будь-яким способом. [0005] Крім того, вимірювання таких якостей і кількостей прямим або непрямим способом, поодинці або в комбінації, може відображувати властивості окремої клітини або комплексу клітин, що становлять інтерес. [0006] Одним прикладом такої властивості є статева хромосома, включена в диплоїдний, гаплоїдний або гаметний геном, яка може бути X хромосомою, Υ хромосомою, Ζ хромосомою, W хромосомою або відсутністю статевої хромосоми (позначається як "0"), або їх комбінаціями залежно від типу клітини й організму. Крім того, відомі інші системи, що визначають стать, які відносяться до визначення присутності інших хромосом або послідовностей ДНК. У багатьох випадках визначення вмісту статевих хромосом у клітинах може бути проведене з використанням прямих або непрямих вимірювань або визначень із використанням одного або декількох способів. Такі способи включають вимірювання вмісту ДНК клітин, визначеного відносним або абсолютним способом; присутністю або відсутністю певних послідовностей ДНК, або маркерів присутності або відсутності певних послідовностей ДНК; розміру клітин або ділянок або органел клітин; присутності, локалізації або відсутності білків або інших маркерів, характерних для вмісту статевих хромосом у клітинах, або комбінацій або схем експресії таких маркерів; або будь-які інші способи вимірювання, які відображають композицію статевих хромосом у клітині. Для ідентифікації клітин, що становлять інтерес в окремому випадку, ситуації, системі, захворюванні, стані, процесі або обставині може бути проведена велика кількість інших подібних вимірювань, або визначені інші властивості. 1 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0007] Такі цитометричні вимірювання дозволяють проводити якісні й/або кількісні визначення клітин, популяцій клітин, органів, тканин або організмів. Такі визначення можуть використовуватися в багатьох відношеннях, включаючи, але не обмежуючись цим, діагностику, біомедичне дослідження, способи рекомбінації, епідеміологію, медицину, сільське господарство, тваринництво, утримування худоби, зоологію, біофармацевтичну промисловість і інші способи. Крім можливості проводити такі вимірювання, сучасні способи й апаратура дозволяють розділити клітини на основі характеристик або параметрів способом цитометрії, як це описується вище. Клітини можуть бути позитивно або негативно відібрані способом концентрації, збору, розділення або розбивання на частини клітин, що становлять інтерес, або способом видалення клітин, які є небажаними, або становлять інтерес у композиції. Такий відбір може бути контрольованим на основі будь-якого параметра, характеристики або комбінації параметрів або характеристик, які можуть бути визначені, як це описується вище. [0008] Клітини, ідентифіковані способами, що включають або відносяться до описаних вище, можуть бути розділені, фракціоновані, сконцентровані, збіднені або зібрані в будь-яку довільну кількість груп. Один часто використовуваний спосіб розділення (відображений на ФІГ. 1А) використовує електростатичні сили для відхилення електрично або електростатично зарядженого потоку, краплі або крапель, що містять клітину або клітини з необхідними або небажаними властивостями. Відхилені клітини збирають або зливають відповідно до окремого способу застосування, як це показано на ФІГ. 1А. Інші способи розділення включають використання рідинних пристроїв, включаючи клапани, або інші способи, які змінюють властивості потоку або напрямок потоку газу або рідини, для відведення клітин у потоці рідини до альтернативних шляхів потоку рідини, каналів, пробірок або елементів для наступного збору або утилізації, як це показано на ФІГ. 1В. Інші способи включають використання згубних для потоку способів, таких як перетинання із другим керованим потоком для відведення ділянки потоку, що містить клітину або частку, яка становить інтерес, для відведення клітин у потоці рідини до альтернативних шляхів потоку рідини, каналів, пробірок або елементів для наступного збору або утилізації, як це показано на ФІГ. 1В. Розділення потоку рідини в інший потік, розходження шляхів може бути досягнуте цілим рядом способів. Наприклад, патент США № 6400453 описує розділення рідини з використанням реле рідини для рідкого або зрідженого газу. Публікація міжнародного патенту № WO 2010/149739 описує ще один спосіб розділення потоку на різні шляхи потоку з використанням лазера для нагрівання потоку рідини, що викликає руйнування потоку й розділення шляху потоку. [0009] Існує ряд способів і систем для проведення проточного цитометричного сортування клітин. Серед них є способи й системи, розроблені для проведення проточного цитометричного сортування сперматозоїдів ссавців і, зокрема, для сортування сперматозоїдів у популяції сперматозоїдів, що несуть X хромосоми, й/або популяції сперматозоїдів, що несуть Υ хромосоми, з метою підвищення імовірності того, що запліднення яйцеклітини відсортованим сперматозоїдом приведе до одержання потомства необхідної статі. Наприклад, хазяїну молочної ферми може знадобитися сортування сперми бика для одержання ембріонів рогатої худоби, способом штучного запліднення, заплідненням in vitro або іншими способами, з використанням композиції сперматозоїдів, що мають підвищену частоту клітин, що несуть X хромосому, для одержання додаткового потомства рогатої худоби у вигляді особин жіночої статі. [0010] Способи сортування проточною цитометрією мають цілий ряд проблем, зокрема, у відношенні сортування сперматозоїдів ссавців для наступного використання в одержанні потомства. Важливим є те, що способи, використовувані для мічення й/або диференціації клітин і/або способи, використовувані для сортування клітин, не повинні негативно впливати на життєздатність клітин. Часто одна або декілька цілей використовуваних способів і/або систем (наприклад, прискорене сортування, покращена точність тощо) конфліктують із іншими цілями способів і/або систем. Повинні бути враховані й збалансовані різні фактори, включаючи температуру, змінення температури, тиск і/або змінення тиску, якому піддають клітини, рідинні середовища, які впливають на клітини, хімічне оточення й речовини, що впливають на клітини, сили, застосовувані до клітин, а також тривалість життя клітини. Наприклад, швидкість, за якої флуоресцентна молекула (наприклад, флуорохром) входить у клітину для зв'язування ДНК у ядрі клітини (тобто швидкість, за якої клітини можуть бути забарвлені), може підвищуватися з підвищенням температури. Таким чином, продуктивність системи (щонайменше, продуктивність процесу забарвлювання) може підвищитися з підвищенням температури середовища клітин. Однак підвищена температура може виявитися згубною для життєздатності клітин і/або тривалості часу, протягом якого клітини залишаються життєздатними. На відміну від цього, підтримка клітин за зниженої температури для сприяння підтриманню хорошої життєздатності 2 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 може подовжити час, необхідний для забарвлювання (і, внаслідок цього, всього способу, що включає вимірювання і сортування) клітин, таким чином, спосіб забирає більш тривалий час ніж звичайно, або, таким чином, клітини не є життєздатними після часу, необхідного для завершення способу. [0011] Інше питання, пов'язане із сортуванням клітин, відноситься до фізичних і оптичних властивостей клітин. Зокрема, сплюснені або по-іншому асиметричні клітини, такі як еритроцити ссавців або сперматозоїди, можуть володіти анізотропним випромінюванням енергії (наприклад, світла). Складна геометрія внутрішнього простору клітини й/або складна геометрія меж клітини діє для передачі, рефракції й/або відбиття світла способами, які надзвичайно високо залежать від орієнтації клітини щодо будь-яких джерел світла й/або детекторів, використовуваних для диференціації клітин. Наприклад, сортування проточною цитометрією сперматозоїдів ссавців у популяції з підвищеною частотою клітин, що містять X або Υ хромосоми, звичайно включає забарвлювання клітин молекулою, яка зв'язується із ДНК у клітинах і яскраво флуоресціює при зв'язуванні. Варіація у вмісті ДНК між X і Υ хромосомами більшості видів ссавців (Υ хромосома звичайно містить менше ДНК, ніж X хромосома) приводить до відносно підвищеної флуоресценції клітин, що містять X хромосоми. Однак відмінність у вмісті ДНК у клітинах, що несуть X і Υ хромосоми, звичайно становить близько декількох відсотків, і часто геометрія клітини й/або її орієнтація можуть впливати на визначення флуоресценції в відсотковому показнику, який перевищує відсоткову різницю у вмісті ДНК між X і Υ хромосомами. Крім того, такий аналіз вимагає, щоб клітини проходили через зону визначення по одній, таким чином, детектор не інтерпретує флуоресценцію від двох клітин як флуоресценцію від однієї клітини. [0012] Системи сортування проточною цитометрією часто використовують рідинний механізм "ядро в оболонці" для переносу клітин через ділянку визначення. Як це показано на ФІГ. 1С потік 750 водної суспензії клітин 752, що відносно повільно рухається, вводять у відносно швидкорухомий потік 754 проточної рідини. Такий принцип фокусує клітини 752 у потоці 756, позначуваному як контурний потік. При відповідному виборі тиску, форми, розмірів, орієнтації й матеріалів меж і компонентів рідинноїсистеми, а також відповідних швидкостей і організації контурної суспензії й проточної рідини, контурний потік звужується гідродинамічними силами під дією проточної рідини, й клітини в контурному потоці розподіляються поздовжньо таким чином, що вони проходять у протоці одна за однією. Сили, які продовжують і звужують контурний потік, мають додаткову перевагу орієнтації клітин 752 таким чином, що поздовжня вісь 758 клітини 752 звичайно є паралельною напрямку потоку окремого потоку 756. Однак орієнтація клітин навколо поздовжньої осі 758 залишається більше або менше випадковою в системах, у яких проточний і контурні потоки розроблені як загальноциліндричні й симетричні відносно осі потоку. Таким чином, при проходженні кожної клітини 752 через зону визначення, світло падає на клітину, світло випромінюється клітиною (наприклад, флуоресціююче світло, або розсіяне світло або пропущене світло), і світло відбивається від клітини, все ще залишаючись залежним від орієнтації клітини 752. Це особливо справедливо для багатьох типів сперматозоїдів ссавців. [0013] Існує цілий ряд розв'язків проблеми орієнтації сперматозоїда щодо освітлення й визначення клітин у системах проточної цитометрії. Наприклад, ФІГ. 1D ілюструє один з розв'язків, і такий розв'язок використовує відрізаний, скошений наконечник 760 на пробірці 762 для введення потоку зразка 764 у проточну рідину 766. Сплощений скошений наконечник 760 допомагає орієнтувати клітини уздовж їх поздовжніх осей 758 (показано на Фігурі 1С) у проточній рідині 766 таким чином, що плоскі поверхні клітин намагаються вибудуватися в незмінному напрямку. Інший розв'язок (який може бути скомбінований з розв'язком скошеного наконечника) використовує два детектори 768 і 770, перпендикулярних один до одного (детектор 768 під кутом 0 градусів і детектор 770 під кутом 90 градусів), які використовують у комбінації для оцінки орієнтації кожної клітини із проходженням нею зони визначення 772 і для вимірювання флуоресценції клітин, що мають правильну орієнтацію, таким чином, що можлива точна кількісна оцінка флуоресцентного сигналу. Розв'язки, що використовують гідродинамічну орієнтацію клітин навколо поздовжньої осі, звичайно дозволяють одержати популяції, у яких необхідне настроювання для вимірювання флуоресценції досягається для від приблизно 60% до приблизно 80% клітин у потоці зразка, що знижує продуктивність апарата й приводить до елімінації неправильно орієнтованих клітин. [0014] Ще одне вирішення проблем, пов'язаних з геометрією й орієнтацією клітини, використовує оптичне визначення уздовж однієї й тієї ж самої осі, що й потік "ядро в оболонці", який несе клітини. В одному такому розв'язку використовують епі-оптичні освітлювальні системи для освітлення клітини й визначення світла, що випромінюється клітиною. Як це показано на ФІГ. 1E, потік зразка 774 під дією проточної рідини 776 надходить безпосередньо на лінзу 3 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 об'єктива мікроскопа 778, елімінуючи залежність від орієнтації клітини (наприклад, сперматозоїда 780) навколо поздовжньої осі 782 клітини 780. Однак траєкторія клітини 780 щодо лінзи об'єктива 778 вимагає, щоб клітина 780 змінила траєкторію безпосередньо після проходження через зону визначення 782 (тобто точку фокусування 784 лінзи об'єктива 778). Система супроводжує змінення такої траєкторії використанням поперечного потоку 786 рідини. Невідомість положення окремих клітин може спостерігатися після аналізу шляхом конвергенції 788 поперечного потоку рідини 786, а також контурного потоку 776 і потоку зразка 774. Таке невідоме положення може привести до того, що система буде не здатна проводити сортування клітини з тієї причини, що розташування клітини 780 у конвергованому потоці може стати непередбачуваним безпосередньо або невдовзі після того, як клітина проходить через зону визначення 784. [0015] Ще інший розв'язок, представлений на ФІГ. 1F, використовує один або декілька параболічних або еліпсоїдних відбивачів 802 для освітлення клітин однорідним способом і/або для збору світла в радіальному напрямку від клітин. Система використовує форсунку 804 для випущення потоку/викиду 806 рідини, що містить окремі клітини 792. Потік 806 переміщується через зону визначення 794 і через отвір 796 у відбивачі 802. У певній точці після проходження через зону визначення, потік 806 розбивається на краплі 790, які можуть бути електрично заряджені. Згодом кожна із крапель 790 може бути відсортована, наприклад, відведенням зарядженої краплі 790 з використанням електростатично заряджених відбивних пластин 798 для відбивання крапель в один або декілька приймачів 800. Проблематичним є те, що така конфігурація "струмінь у повітря" піддає потік 806 (і клітини 792, що містяться в потоці 806) до падіння тиску, тому що потік 806 виходить із форсунки 804. Раптова зміна тиску (і підвищений тиск у самій форсунці) може негативно впливати на життєздатність клітини 792, що може по суті вплинути на клітину 792 у приймачі 800. Таким чином, необхідно, щоб рівень тиску і швидкість потоку 806, що виходить із потоку 804, залишалися нижче будь-якого порога, який може пошкодити клітини 792, що знижує продуктивність системи. Крім того, рух крапель 790 через атмосферу може потребувати додаткових обмежень навколишнього середовища, включаючи чистоту повітря приміщення (наприклад, "чиста кімната") і контроль температури. [0016] Таким чином, навіть при відносно вдосконаленому стані проточної цитометрії, у науці існує постійна необхідність в наявності більш ефективних, більш чутливих і більш точних способів і пристроїв для ідентифікації й/або розділення клітин. СУТНІСТЬ ВИНАХОДУ [0017] Відповідно до опису винаходу, пристрій для визначення аналіту в рідинному зразку включає джерело світла для одержання електромагнітної енергії для освітлення зразка в досліджуваній ділянці, увігнутий збиральний елемент, що включає верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, зону дослідження, що збігається із точкою фокусування увігнутого збирального елемента, і замкнену проточну кювету. Замкнена проточна кювета включає отвір для введення зразка, отвір для виведення зразка, потік рідини, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, ділянку потоку, що проходить через зону дослідження, й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження. Ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента, і, щонайменше, ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети з утворенням безперервного замкненого шляху потоку без розділення або розгалуження. Зразок, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналіту, протікає в шляху потоку рідини у вигляді потоку "ядро в оболонці" або ламінарного потоку, щонайменше, через зону дослідження. Зразок має напрямок потоку, рухаючись від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента, або напрямок потоку, рухаючись від верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження, і частина потоку рідини проходить через внутрішній об'єм збирального елемента. Аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення. Пристрій також включає детектор для визначення визначуваного сигналу. [0018] Відповідно до іншого варіанта втілення винаходу пристрій для визначення аналіту в рідинному зразку включає джерело світла для освітлення зразка в досліджуваній ділянці, перший і другий увігнутий оптичний елементи, кожний з яких включає оптичну вісь і точку фокусування, конічний оптичний елемент, розташований у внутрішньому об'ємі першого увігнутого оптичного елемента, при цьому джерело світла є сфокусованим на конічний оптичний елемент. Пристрій також включає увігнутий збиральний елемент, що включає верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, при цьому зона дослідження збігається із точкою фокусування увігнутого збирального елемента, і замкнену проточну кювету. Замкнена проточна кювета включає отвір для введення зразка, отвір для виведення зразка, потік рідини, визначуваний між 4 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, ділянку потоку, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження. Ділянка шляху потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента. Щонайменше, ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети з утворенням безперервного замкненого шляху потоку без розділення або розгалуження. Зразок, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналіту, протікає в шляху потоку рідини у вигляді потоку "ядро в оболонці" або ламінарного потоку, щонайменше, через зону дослідження. Другий увігнутий оптичний елемент фокусує електромагнітну енергію на зразок в досліджуваній ділянці. Аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення. Пристрій також включає детектор для виявлення визначуваної речовини, визначуваний сигнал збирається увігнутим збиральним елементом і відбивається на детектор. [0019] Відповідно до ще одного варіанта втілення винаходу пристрій для визначення аналіту в рідинному зразку включає джерело світла для освітлення зразка в досліджуваній ділянці, перший і другий параболічні оптичні елементи, кожний з яких включає оптичну вісь і точку фокусування, конічний оптичний елемент, розташований у внутрішньому об'ємі першого параболічного оптичного елемента, при цьому джерело світла є сфокусованим на конічний оптичний елемент, і еліпсоїдний збиральний елемент, що включає верхівку, оптичну вісь і точку фокусування. Перший і другий параболічні оптичні елементи, конічний оптичний елемент і еліпсоїдний збиральний елемент є коаксіальними, а зона дослідження збігається із точкою фокусування еліпсоїдного збирального елемента. Пристрій додатково включає замкнену проточну кювету, яка включає отвір для введення зразка, отвір для виведення зразка, потік рідини, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, ділянку потоку, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження. Ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента, і, щонайменше, ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети з утворенням безперервного замкненого шляху потоку без розділення або розгалуження. Проточна комірка включає сферичний елемент, що оточує зону дослідження, сферичний елемент має коефіцієнт заломлення, який на 0,1 більше або менше коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети в досліджуваній ділянці. Зразок, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналіту, протікає в шляху потоку рідини у вигляді потоку "ядро в оболонці" або ламінарного потоку, щонайменше, через зону дослідження. Другий параболічний оптичний елемент фокусує електромагнітну енергію на зразок у досліджуваній ділянці. Аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення. Пристрій також включає детектор для виявлення визначуваної речовини, визначуваний сигнал збирається еліпсоїдним збиральним елементом і відбивається на детектор. [0020] Відповідно до варіанта втілення винаходу, описаний спосіб визначення аналіту в рідинному зразку з використанням пристрою, що включає джерело світла, увігнутий збиральний елемент, що має верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, і зону дослідження, що збігається із точкою фокусування увігнутого збирального елемента, включає контроль потоку зразка в замкненій проточній кюветі для одержання напрямку потоку від (1) верхівки збирального елемента в напрямку до зони дослідження, або (2) зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента. Проточна кювета включає отвір для введення зразка, отвір для виведення зразка, потік рідини, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, ділянку потоку, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження. Ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента, і, щонайменше, ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети з утворенням безперервного замкненого шляху потоку без розділення або розгалуження. Ділянка потоку рідини проходить через збиральний елемент, і напрямок потоку проходить від зони дослідження в напрямку до верхівки збирального елемента. Спосіб додатково включає освітлення зразка в досліджуваній ділянці, при цьому аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення. Спосіб також включає збір визначуваного сигналу увігнутим збиральним елементом, при цьому збиральний елемент відбиває визначуваний сигнал на детектор, і виявлення визначуваного сигналу детектором. [0021] Відповідно до іншого варіанта втілення винаходу, описаний спосіб визначення аналіту в пристрої, що включає джерело світла, конічний оптичний елемент, перший і другий увігнуті оптичні елементи, увігнутий збиральний елемент, що має верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, і зону дослідження, що збігається із точкою фокусування увігнутого збирального 5 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 елемента, який включає контроль потоку зразка, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналіту в замкненій проточній кюветі. Замкнена проточна кювета включає отвір для введення зразка, отвір для виведення зразка, потік рідини, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, ділянку потоку, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження. Ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі увігнутого збирального елемента, і, щонайменше, ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети з утворенням безперервного замкненого шляху потоку без розділення або розгалуження. Спосіб додатково включає освітлення аналіту в досліджуваній ділянці з використанням оптичної системи. Аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення. Оптична система включає перший і другий увігнуті оптичні елементи, кожний з яких має оптичну вісь і точку фокусування, й конічний оптичний елемент, розташований у внутрішньому об'ємі першого увігнутого оптичного елемента. Конічний оптичний елемент відбиває електромагнітну енергію від джерела світла на перший увігнутий оптичний елемент. Перший увігнутий оптичний елемент відбиває електромагнітну енергію на другий увігнутий оптичний елемент, а другий увігнутий оптичний елемент фокусує електромагнітну енергію на досліджуваній ділянці. Спосіб також включає збір визначуваного сигналу увігнутим збиральним елементом, при цьому увігнутий збиральний елемент відбиває визначуваний сигнал на детектор, і виявлення визначуваного сигналу детектором. [0022] Відповідно до ще одного варіанта втілення винаходу, описаний спосіб визначення аналіту в пристрої, що включає джерело світла, конічний оптичний елемент, перший і другий параболічні оптичні елементи, еліпсоїдний збиральний елемент, що має верхівку, оптичну вісь і точку фокусування, і зону дослідження, визначувану у точці фокусування еліпсоїдного збирального елемента, який включає контроль потоку зразка, що включає аналіт або в якому передбачається вміст аналіту в замкненій проточній кюветі. Замкнена проточна кювета включає отвір для введення зразка, отвір для виведення зразка, потік рідини, визначуваний між отвором для введення зразка й отвором для виведення зразка, ділянку потоку, що проходить через збиральний елемент, зону дослідження й сортувальну ділянку, розташовану донизу від зони дослідження. Ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження, є коаксіальною до оптичної осі еліптичного збирального елемента, і, щонайменше, ділянка потоку рідини, що проходить через зону дослідження й сортувальну ділянку, обмежена стінкою проточної кювети з утворенням безперервного замкненого шляху потоку без розділення або розгалуження. Проточна кювета також включає сферичний елемент, що оточує досліджувану ділянку, сферичний елемент має коефіцієнт заломлення, який на 0,1 більше або менше коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети. Спосіб додатково включає освітлення аналіту в зоні дослідження з використанням оптичної системи, при цьому аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на світло. Оптична система включає перший і другий параболічні оптичні елементи, кожний з яких має оптичну вісь і точку фокусування, і конічний оптичний елемент, розташований у внутрішньому об'ємі першого параболічного оптичного елемента. Конічний оптичний елемент відбиває електромагнітну енергію від джерела світла на перший параболічний оптичний елемент, перший параболічний оптичний елемент відбиває електромагнітну енергію на другий параболічний оптичний елемент, і другий параболічний оптичний елемент фокусує електромагнітну енергію в зоні дослідження. Спосіб також включає збір визначуваного сигналу еліпсоїдним збиральним елементом, при цьому еліпсоїдний збиральний елемент відбиває визначуваний сигнал на детектор; і виявлення визначуваного сигналу детектором. КОРОТКИЙ ОПИС ГРАФІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ [0023] Фігури 1A-1F є схематичним відображенням використовуваних раніше в науці способів сортування зразка з використанням проточної цитометрії; [0024] Фігура 2 є схемою, що ілюструє спосіб визначення аналіту відповідно до варіантів втілення винаходу; [0025] Фігура 3 є схематичною ілюстрацією способу й пристрою для визначення аналіту відповідно до варіантів втілення винаходу; [0026] Фігури 4А і 4В є схематичною ілюстрацією варіантів втілення винаходу відносно напрямку потоку зразка відповідно до варіантів втілення винаходу; [0027] Фігура 5А є схематичною ілюстрацією гідродинамічного фокусуючого елемента відповідно до варіантів втілення винаходу; [0028] Фігура 5В є схематичною ілюстрацією поперечного перерізу гідродинамічного фокусуючого елемента з Фігури 5А, виконаного через лінію А-А', 6 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 [0029] Фігура 6 є схематичною ілюстрацією використовуваного раніше в науці гідродинамічного фокусуючого елемента відповідно до іншого варіанта втілення винаходу; [0030] Фігура 7А є схематичною ілюстрацією способу утворення потоку за типом "ядро в оболонці" відповідно до варіанта втілення винаходу; [0031] Фігура 7В є схематичною ілюстрацією утворення потоку в способі з Фігури 7А перед ділянкою прискорення; [0032] Фігура 7С є схематичною ілюстрацією потоку за типом "ядро в оболонці" , що утворюється в результаті способу з Фігури 7А після ділянки прискорення; [0033] Фігура 8 є схематичною ілюстрацією стандартного способу акустичного фокусування потоку зразка для підвищення центрального розміщення аналіту; [0034] Фігура 9 є схематичною ілюстрацією освітлення зразка в зоні дослідження, з використанням одного джерела світла, що освітлює у напрямку, перпендикулярному до осі потоку; [0035] Фігура 10 є схематичною ілюстрацією освітлення зразка в зоні дослідження з використанням множинних джерел світла, що освітлюють під різними кутами у площині, перпендикулярній до осі потоку; [0036] Фігура 11 є схематичною ілюстрацією освітлення зразка в зоні дослідження з використанням проточної кювети як хвилеводу для направлення освітлення в досліджувану ділянку; [0037] Фігура 12 є схематичною ілюстрацією освітлення зразка в зоні дослідження з використанням освітлення, що незначуще відхиляється від осі; [0038] Фігура 13 є схематичною ілюстрацією варіанта втілення винаходу в якому збиральний елемент також функціонує для фокусування електромагнітної енергії на зону дослідження; [0039] Фігура 14 є схематичною ілюстрацією освітлення зразка в зоні дослідження з використанням конічного оптичного елемента й увігнутого оптичного елемента відповідно до варіанта втілення винаходу; [0040] Фігура 15 є схематичною ілюстрацією освітлення зразка в зоні дослідження з використанням двох увігнутих оптичних елементів і конічного оптичного елемента відповідно до варіанта втілення винаходу; [0041] Фігура 16 є схематичною ілюстрацією збору визначуваного сигналу від аналіту в зоні дослідження з використанням лінзи об'єктива як збирального елемента відповідно до варіанта втілення винаходу; [0042] Фігура 17 є схематичною ілюстрацією збору визначуваного сигналу від аналіту в зоні дослідження з використанням лінзи об'єктива як збирального елемента, при цьому лінза об'єктива модифікована для забезпечення, щонайменше, протікання частини потоку зразка через лінзу об'єктива відповідно до варіанта втілення винаходу; [0043] Фігура 18 є схематичною ілюстрацією параболічного збирального елемента, що збирає визначуваний сигнал від аналіту в зоні дослідження відповідно до варіанта втілення винаходу; [0044] Фігура 19 є схематичною ілюстрацією еліптичного збирального елемента, що збирає визначуваний сигнал від аналіту в зоні дослідження відповідно до варіанта втілення винаходу; [0045] Фігура 20А є схематичною ілюстрацією збору визначуваного сигналу, що випромінюється через сферичний профіль проточної кювети, відповідно до варіанта втілення винаходу; [0046] Фігура 20В є зміненим масштабом схематичної ілюстрації Фігури 20А, що відображає визначуваний сигнал, що випромінюється через сферичний профіль; [0047] Фігури 21А-21С є схематичною ілюстрацією збору зразка біля отвору виведення проточної кювети після визначення відповідно до варіантів втілення винаходу; [0048] Фігура 22 є схематичною ілюстрацією системи контролю пристрою й способу відповідно до варіантів втілення винаходу; [0049] Фігура 23 є схематичною ілюстрацією типового способу визначення й сортування аналіту відповідно до варіанта втілення винаходу; [0050] Фігура 24 є схематичною ілюстрацією типової системи визначення аналіту відповідно до варіанта втілення винаходу; [0051] Фігура 25 є схематичною ілюстрацією типової системи визначення аналіту відповідно до іншого варіанта втілення винаходу; і [0052] Фігура 26 є схематичною ілюстрацією типової системи визначення аналіту відповідно до іншого варіанта втілення винаходу. ДОКЛАДНИЙ ОПИС 7 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0053] Описані способи й пристрій дозволяють ідентифікувати аналіти, що становлять інтерес, шляхом визначення присутності або відсутності будь-якої кількості характеристик (наприклад, необхідної властивості) або параметрів, які можуть бути визначені, оцінені або відображені у вимірах, сумісних зі способами проточної цитометрії. Хоча представлений тут опис відноситься до аналітів у цілому й, у деяких випадках, відноситься до клітин зокрема, необхідно розуміти, що описані тут способи й пристрій застосовні до аналітів у цілому, і що в окремих випадках проточний цитометр описаний у відношенні клітин або, більш специфічно, у відношенні сперматозоїдів. У будь-якому разі посилання на "клітини" або "популяції клітин" в описі необхідно розуміти не як обмежуюче, але скоріше як спосіб застосування в окремому випадку описаних принципів. [0054] Цитометричні вимірювання, використовувані для визначення аналітів або популяцій аналітів, що становлять інтерес, включають у різних аспектах описані тут і відомі в науці, а також нові способи вимірювання, механізми й/або пристрої, які можуть бути представлені або бути застосовними для аналізу проточною цитометрією. Аналіти, що піддаються цитометричному аналізу в практичному застосуванні описаних тут способів і пристрою, можуть бути міченими або неміченими, або іншим способом модифікованими або немодифікованими з використанням способів і реагентів, відомих у науці. [0055] У контексті даного винаходу термін "мітка" відноситься до композиції, визначуваної фотометричним, візуалізаційним аналізом, спектроскопічним, фотохімічним, біохімічним, імунохімічним або хімічним способами. Наприклад, використовувані мітки включають флуоресцентні барвники, електронощільні реагенти, ферменти, біотин-стрептавідин, діоксигенін, гаптени, протеши, для яких є наявними антисироватка або моноклональні антитіла, або барвники, специфічні щодо нуклеїнових кислот. Таким чином, у даній заявці описані способи й пристрій, склад, властивості й/або характеристики аналітів щодо будь-якої речовини або параметра, виміряних прямим або непрямим способом на основі ідентифікації аналітів і популяцій аналітів для вибору або виключення. [0056] Приклади визначуваних сполук, властивостей і/або характеристик аналітів включають, але не обмежуються, (1) вимірювання властивостей світла, що взаємодіє з аналітами або, що випромінюється аналітами, таких як поглинання, розсіювання світла, люмінесценція, флуоресценція, фосфоресценція, поляризація або деполяризація світла, або інших властивостей; (2) електричні властивості, включаючи, але не обмежуючись цим, провідність, ємність, потенціал, струм або опір аналітів або навколишнього середовища; (3) властивості електромагнетизму, включаючи магнетизм, парамагнетизм, магнітний резонанс і/або взаємодію аналіту з або емісію електромагнітних сил і/або хвиль; і (4) візуалізацію, властивості візуалізації, морфологічні властивості або споріднені властивості, одержані в результаті збору й/або аналізу зображення або подібні зображенню властивості аналітів. У певних аспектах вимірювання є властивою якісною або кількісною властивістю аналіту, або в альтернативних аспектах вимірювання є значенням, яке непрямо відображує, представляє або апроксимує кількість або якість аналіту. У ще одних аспектах вимірювання є властивою якісною й кількісною властивістю аналіту й непрямим відображенням, демонстрацією або апроксимацією якості або кількості аналіту. Наприклад, і без обмежень, визначення або вимірювання флуоресценції, генерованої аналітом, може являти собою властиву аналіту флуоресценцію або присутність і/або кількість флуорохрому флуоресцентної частки, яка зв'язується з або іншим способом асоціює з аналітом, що може бути прямим і/або непрямим показником певної властивості аналіту. [0057] У деяких аспектах описаних способів і пристрою аналіти є клітинами (наприклад, сперматозоїдами ссавців), а сортувальний цитометр використовує спосіб, який приводить до фізичного або просторового розділення клітин і популяцій клітин. В інших аспектах описаних способів і пристроїв, сортувальний цитометр використовує спосіб, який фізично й/або функціонально модифікує вибрані клітини в популяціях для забезпечення їх функціонального й/або фізичного розділення й/або диференціації, у деяких випадках для послідовного використання. У деяких аспектах описаних способів і пристрою, сортувальний цитометр не базується на безпосередньому розділенні клітин за розміщенням, розташуванням, резервуаром або часом, але замість цього забезпечує клітини, які інактивовані, обмежені в здатностях, зруйновані, роз'єднані, фрагментовані або змінені іншим способом (тобто "модифіковані") відносно деякої необхідної властивості, що в деяких випадках забезпечує розділення або диференціацію субпопуляцій у композиції. Природа модифікації залежить, повністю або частково, від передбачуваного застосування ідентифікованих клітин, а, отже, від характеристик ідентифікованих клітин, що відносяться до застосування. Наприклад, і для всіх цілей пояснення або тільки пояснювання, злоякісна або іншим способом імморталізована або швидкозростаюча 8 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 клітина може вважатися функціонально інактивованою у контексті одержання здорових соматичних клітин, якщо здатність клітини відтворюватися піддавалась негативному впливу або якщо клітина вбита. В іншому прикладі, знов-таки тільки з метою пояснення або пояснювання, якщо застосування вимагає видалення з популяції субпопуляції клітин, наприклад, субпопуляції, яка виробляє небажаний протеїн або іншу речовину, сортувальний цитометр може досягти такого результату шляхом усунення вироблення речовини в таких клітинах, загибелі клітин і/або шляхом модифікації клітин для забезпечення їх фізичного видалення з популяції. [0058] Способи й пристрій, описані в даному документі, використовують у деяких варіантах втілення винаходу джерело сортувальної енергії для модифікації клітин або для індукції або ініціації процесу, такого як хімічна активація, який може модифікувати клітини. Модифікації, індуковані джерелом сортувальної енергії, включають у різних аспектах прямий вплив на аналіт. Наприклад, якщо аналіт є клітиною, прямий вплив на клітини може включати, але не обмежуватися, (1) модифікацію клітинних компонентів або хімічних речовин, включаючи білки, ДНК і речовини, що беруть участь у клітинному метаболізмі; (2) руйнування, нагрівання, кавітацію або розриви, що відбуваються усередині або біля клітин; пермеабілізацію або перфорацію клітин; і (3) руйнування, фрагментацію або морфологічну зміну клітин, включаючи клітини, віруси, тільця або частки. [0059] В інших варіантах втілення винаходу модифікації можуть також або в інших випадках включати непрямий вплив джерела сортувальної енергії, опосередкований джерелом сортувальної енергії, або іншими факторами, включаючи, наприклад, (1) хімічну активацію й/або деактивацію, хімічне утворення перехресних зв'язків або хімічну дериватизацію клітин або одного або декількох клітинних компонентів, (2) активацію й/або деактивацію одного або декількох хімічних агентів в клітині або біля неї, що викликає зв'язування або асоціацію таких агентів або їх похідних із клітиною або її компонентами, або (3) індукцію зміненої функціональності клітини. У певних варіантах втілення винаходу хімічний агент(-и), який реагує з клітиною під час опромінення, може бути звичайно представлений у клітині або в способі застосування, або хімічний агент(-и) може бути доданий до рідинного зразка як частина способу. [0060] У деяких варіантах втілення винаходу описані способи й пристрій включають використання сполук, що активуються світлом, які індукуються для зв'язування або асоціації іншим способом із клітинами або клітинними компонентами під час опромінення світлом відповідної інтенсивності й енергії. У деяких варіантах втілення винаходу сполука, що активується світлом може бути індукованою по суті утворенням перехресних зв'язків або денатурацією одного або декількох клітинних компонентів для впливу на клітинні процеси або метаболізм клітин, що становлять інтерес. З іншого боку, сполуки, що активуються світлом, можуть індукувати по суті утворення перехресних зв'язків або денатурацію одного або декількох клітинних компонентів для загибелі клітин, що становлять інтерес. В іншому випадку, сполука, що активується світлом, може зв'язуватися або іншим способом асоціювати з вибраними клітинами й змінювати одну або декілька властивостей клітин, що становлять інтерес, таким чином, щоб надати клітинам, що становлять інтерес, можливість ідентифікації й/або збагачення й/або збідніння в наступних способах. [0061] Клітини, що становлять інтерес, які були змінені шляхом хімічної дериватизації, такої як додавання хімічної речовини, у певних аспектах видаляють, концентрують або очищають у наступному етапі способами, які використовують властивості або взаємодії такої речовини. Наприклад, і з метою тільки пояснення й пояснювання, клітини, що становлять інтерес, в одному аспекті дериватизують додаванням речовини, яка надалі зв'язується антитілом, що забезпечує захоплення або ретенцію дериватизованої клітини, що становить інтерес, різними способами. Передбачена велика кількість таких речовин, і, в одному аспекті, такі речовини включають клас сполук, що містять або які є спорідненими до 2,4-динітрофенільної групи (ДНФ), яка в одному аспекті розпізнається й специфічно зв'язується антитілами, що розпізнають ДНФ. Відповідно до цього, похідні ДНФ, що активуються світлом або споріднені сполуки використовують в одному аспекті для дериватизації клітин, що становлять інтерес, у застосуванні такого типу. [0062] 3 іншого боку, дериватизовані клітини, що становлять інтерес, можуть бути захоплені або видалені з використанням стратегій, які приводять до переважного зв'язування дериватизованих клітин, що становлять інтерес, з певними субстратами. Наприклад, і з метою тільки пояснення й пояснювання, клітини, що становлять інтерес, дериватизовані з використанням сполук, що містять біотин або сполук споріднених біотину, в одному аспекті захоплюються або залишаються на субстратах, поверхнях, речовинах, середовищі, сполуках або частках, які зв'язуються або були модифіковані для зв'язування біотину, наприклад, 9 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 присутністю авідину, стрептавідину, біотин-зв'язуючих антитіл або інших біотин-сполучних молекул. В іншому альтернативному аспекті похідні біотину, що активуються світлом або споріднені сполуки використовують для дериватизації клітин, що становлять інтерес, у подібному застосуванні. З іншого боку, в інших аспектах клітини, що становлять інтерес, змінюють додаванням або асоціацією хімічних речовин або сполук перед піддаванням селекції й модифікації. У такому випадку, отже, варіант втілення винаходу, що включає описані тут способи й пристрій, використовує зміну доданої речовини на вибраних клітинах для забезпечення диференціації таких клітин від інших клітин у популяції. Наприклад, і з метою тільки пояснення й пояснювання, в одному аспекті всі клітини в популяції дериватизують додаванням перед аналізом фотолабільної хімічної сполуки, а в одному аспекті специфічні клітини піддають модифікації з використанням джерела енергії пристрою для модифікації фотолабільної хімічної сполуки на таких клітинах. [0063] Звертаючись до Фігури 2, у варіанті втілення винаходу спосіб 100 для визначення й, у деяких випадках, високошвидкісного сортування аналіту, може в цілому послідовно включати, наприклад, введення зразка, що містить аналіт або в якому передбачається вміст аналіту в шлях потоку рідини проточної кювети через отвір введення зразка (етап 110), пропущення зразка через ділянку гідродинамічного фокусування (етап 112), освітлення зразка в зоні дослідження, при цьому аналіт генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення (етап 114), збір визначуваного сигналу й визначення аналіту або необхідної характеристики аналіту (етап 116), у деяких випадках сортування аналіту, або аналіту що становить інтерес з використанням сортувальної енергії, спрямованої на аналіт у сортувальній ділянці, донизу від зони дослідження, при цьому сортувальна енергія здатна модифікувати, пошкоджувати або руйнувати аналіт (етап 118), у деяких випадках фізичне сортування зразка в отворі виведення зразка або в будь-якій іншій ділянці донизу від сортувальної ділянки (етап 119), і виведення зразка через отвір для виведення зразка проточної кювети (етап 120). [0064] У той час як різні етапи способів описані окремо вище й детально нижче, необхідно розуміти, що етапи способу можуть здійснюватися одночасно або по суті одночасно. Наприклад, введення зразка в шлях потоку рідини й гідродинамічне фокусування можуть відбуватися одночасно, наприклад, у варіантах втілення винаходу, в яких проточна кювета представлена капілярною трубкою. Капілярна трубка може майже миттєво впливати на фокусування зразка. В іншому варіанті втілення винаходу елемент для гідродинамічного фокусування може знаходитись на отворі для введення зразка, таким чином, отвір для введення зразка є ділянкою гідродинамічного фокусування й/або включає пристрій гідродинамічного фокусування, і зразок стає сфокусованим після входу в шлях потоку рідини проточної кювети. З іншого боку, елемент гідродинамічного фокусування або ділянка може розташовуватися донизу від отвору для введення зразка, і зразок може бути сфокусованим після введення в отвір. [0065] Інший приклад етапів, які можуть відбуватися одночасно або по суті одночасно, включають у деяких випадках фізичне сортування зразка донизу від сортувальної ділянки й вихід зразка з отвору для виведення зразка. Як це детально описане нижче, фізичне сортування може виникнути під час виходу зразка зі шляху проходження зразка. В інших варіантах втілення винаходу ділянка фізичного сортування догори від шляху потоку зразка, але донизу від сортувальної ділянки, також може бути присутньою за умови, що таке фізичне сортування відбувається перед виходом зразка. [0066] Наприклад, освітлення зразка, збір визначуваного сигналу й визначення аналіту також може по суті відбуватися одночасно. По суті одночасно необхідно розуміти таким чином, що етапи освітлення, збору й визначення проводять за швидкості, за якої зразок може бути освітлений, генерувати визначуваний сигнал, і визначуваний сигнал може бути зібраний і переданий на детектор. Наприклад, така дія може відбутися за приблизної швидкості електромагнітної енергії й, отже, може розглядатися як по суті одночасна. [0067] Способи й пристрій для визначення аналіту відповідно до варіантів втілення винаходу володіють покращеною точністю й продуктивністю порівняно зі звичайно використовуваними системами проточної цитометрії. Способи й пристрій мають цілий ряд застосувань, включаючи диференціацію клітин, наприклад, на основі кількості вміщуваної в них ДНК, специфічних білків або інших біомолекулярних маркерів, які вони містять, і/або специфічних генетичних маркерів, які вони містять (що зустрічаються або не зустрічаються в природі ). Способи й пристрій також використовують у диференціації аналіту, наприклад, клітин, шляхом використання флуоресціюючого антитіла або генетичного зонда або штаму, що приводить до визначуваної відмінності між клітинами з маркером або без нього, або приводить до здатності вимірювати 10 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 різницю експресії або кількості маркера. Способи й пристрій згідно з винаходом використовують, зокрема, для визначення статі в сперматозоїдах. [0068] Варіанти втілення пристрою згідно з винаходом переважно забезпечують систему проточної цитометрії, у якій оптична система (тобто, збиральний елемент і, у деяких випадках, оптичні елементи) не утворює бар'єр або іншим способом не потребує перетворення або зміни напрямку потоку зразка між зоною дослідження й сортувальною ділянкою, навколо оптичної системи, забезпечуючи при цьому потік зразка в будь-якому бажаному напрямку. [0069] Посилання на Фігуру 3 у представленому нижче описі загальних способів і пристрою представлене тільки в ілюстративних цілях і жодним чином не повинно обмежувати спосіб освітлення, оптичну систему, спосіб сортування або будь-які інші елементи способів і пристрою згідно з винаходом, як це докладно описане нижче. Посилаючись на Фігуру 3, пристрій згідно з варіантами втілення даного винаходу звичайно включає замкнену проточну кювету 132, що має отвір для введення зразка 134, отвір для виведення зразка 136 і шлях потоку рідини 138, що знаходиться між отвором для введення зразка 134 і отвором для виведення зразка 136. Проточна кювета 132 може в деяких випадках включати отвір для введення проточної рідини й контейнер для подачі проточної рідини (не представлений) для введення проточної рідини в ділянку проточної кювети для наступного утворення потоку за типом "ядро в оболонці". Пристрій також включає джерело світла (не зазначене) для освітлення зоною дослідження 148 і увігнутого збирального елемента 146 для збору визначуваного сигналу, що генерується аналітом 142 у відповідь на освітлення. Аналіт при освітленні може відбивати, випромінювати, передавати або іншим способом генерувати визначуваний сигнал. Увігнутий збиральний елемент 146 має зв'язану верхівку 159, оптичну вісь 161 і точку фокусування 163. У контексті даного винаходу необхідно розуміти, що "верхівка" включає ділянки або частини збирального елемента 146, що відносяться до верхівки, незалежно від того, чи включає збиральний елемент 146 фізичну верхівку, чи він є усіченим або включає отвір або проміжок, де в іншому випадку могла б розташовуватися фізична верхівка. У контексті даного винаходу "оптична вісь" означає вісь збирального елемента, що проходить через точку фокусування, навколо якої увігнутий збиральний елемент має ротаційну симетрію. У контексті даного винаходу "точка фокусування" використовується у своєму звичайному науковому значенні й для додаткової ясності позначає віртуальну точку, у якій фокусується електромагнітна енергія, одержувана збиральним елементом. Оскільки зразок проходить через зону дослідження, він має вісь потоку рідини 145, що збігається з оптичною віссю 161 збирального елемента 146. Пристрій також включає детектор 150 для виявлення зібраного визначуваного сигналу. [0070] Зразок, що включає аналіт або в якому передбачається включення аналіту 142, подається в замкнену проточну кювету 132 через отвір для введення зразка 134. Звертаючись до Фігури 4А, у деяких варіантах втілення винаходу зразок тече в шляху потоку зразка 138 з зони дослідження 148 у напрямку до верхівки 159 збирального елемента 146. Звертаючись до Фігури 4В, в інших варіантах втілення винаходу потік зразка відбувається як потік зразка 138 від верхівки 159 збирального елемента 146 у напрямку до зони дослідження 148. В обох варіантах втілення винаходу ділянка потоку рідини 138 проходить через внутрішній об'єм 167 збирального елемента 146. Фігура 3 також ілюструє варіант втілення винаходу, в якому зразок тече від верхівки 159 збирального елемента 146 у напрямку до зони дослідження 148. [0071] У різних варіантах втілення винаходу ділянка проточної кювети 132 проходить через збиральний елемент 146 або ділянку або простір у стінці збирального елемента 146. Наприклад, як це зазначено на Фігурах 3, 4А і 4В збиральний елемент 146 є розгалуженим, і ділянка проточної кювети 132 проходить через отвір у ділянці, що відповідає верхівці 159 збирального елемента, 146. Передбачено, що проточна кювета 132 може проходити через ділянку або отвір увігнутого збирального елемента, включаючи верхівку, отвір, просвердлений у верхівці, й/або отвір або діру в одній або декількох бокових стінках. [0072] Зона дослідження 148 збігається із точкою фокусування 145 збирального елемента 146. У деяких варіантах втілення винаходу зона дослідження 148 може бути однією точкою, яка збігається із точкою фокусування 163 збирального елемента 146. В інших варіантах втілення винаходу, наприклад, як зазначено на Фігурі 4А, зона дослідження 148 може мати максимальну зовнішню межу, що знаходиться в діапазоні від приблизно 0 мкм до приблизно 150 мкм догори й/або донизу від точки фокусування FP збирального елемента 146. Інші відповідні межі (догори, донизу або й догори й донизу від точки фокусування 163 збирального елемента 146) включають, наприклад, від приблизно 0 мкм до приблизно 100 мкм, від приблизно 1 мкм до приблизно 80 мкм, від приблизно 5 мкм до приблизно 70 мкм, від приблизно 10 мкм до приблизно 60 мкм, від приблизно 15 мкм до приблизно 50 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 40 мкм, від приблизно 15 мкм до приблизно 30 мкм, від приблизно 100 мкм до 11 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 приблизно 150 мкм, від приблизно 50 мкм до приблизно 150 мкм і від приблизно 30 до приблизно 100 мкм. Відповідні відстані між межами можуть також включати, наприклад, приблизно, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, ПО, 115, 120, 125, 130, 135, 140, 145 і 150 мкм. [0073] Ділянка шляху потоку рідини 138, що проходить через зону дослідження 148, є коаксіальною до оптичної осі 161 збирального елемента 146. [0074] Як це використовується у всьому тексті заявки, "коаксіальний" означає вирівнювання елементів відносно їх відповідної осі із допустною похибкою від приблизно 0° до приблизно 15°. Наприклад відповідна допустна похибка включає приблизно 0, 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11, 12, 13, 14 і 15°. [0075] Зразок освітлюють в зоні дослідження 148 джерелом світла (не зазначено на Фігурі 3) або за допомогою фокусування електромагнітної енергії, що випромінюється джерелом світла на зону дослідження 148, з використанням оптичної системи (типові варіанти втілення винаходу, які детально описані нижче). Аналіт 142 генерує визначуваний сигнал у відповідь на освітлення, збиральний елемент 146 збирає визначуваний сигнал і відбиває або передає визначуваний сигнал на детектор 150 для визначення аналіту 142. Пристрій і спосіб можуть у деяких випадках включати джерело сортувальної енергії для сортування аналіту 142 у сортувальній ділянці 152 донизу від зони дослідження 148. [0076] Проточна кювета 132 є замкненою проточною кюветою, що має отвір для введення зразка 134, отвір для виведення зразка 136 і шлях потоку 138, визначуваний між отвором для введення зразка 134 і отвором для виведення зразка 136. Проточна кювета може мати будь-яку форму поперечного перерізу, включаючи, але не обмежуючись цим, круглу, еліптичну, прямокутну, квадратну або будь-яку іншу полігональну. У різних варіантах втілення винаходу проточна кювета є циліндричною, що має круглу форму поперечного перерізу. У будь-яких варіантах втілення винаходу, описаних у даному документі, проточна кювета 132 може в деяких випадках включати сферичну складку 154 (як зазначено на Фігурі 3), що оточує зону дослідження 148. Сферична складка 154 може бути утворена з матеріалу, що має коефіцієнт заломлення в межах відповідної допустної похибки коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети 132 в зоні дослідження. Як це детально обговорюється нижче, сферична складка може зменшувати або елімінувати рефракційне спотворення визначуваного сигналу, що виходить від взаємодіючої поверхні клітина проточної кювети-повітря. Допустна похибка може знаходитись в діапазоні, наприклад, від 0 до 0,1. [0077] У контексті даного винаходу "замкнена проточна кювета" означає проточну кювету 132, при цьому, щонайменше, ділянка потоку рідини 138, що проходить через зону дослідження 148, і сортувальна ділянка 152, є замкненим потоком рідини. У контексті даного винаходу "замкнений шлях потоку рідини" означає шлях потоку рідини, що має єдиний шлях потоку, обмежений стінкою проточної кювети, що не має розділення або розгалуження. У контексті даного винаходу "розділення" і "розгалуження" означає будь-яке розділення шляху потоку на два або більше окремих шляхів потоку. Відповідно до цього, замкнена проточна кювета 132 згідно з винаходом включає шлях потоку рідини 138 між і через зону дослідження 148 і сортувальну ділянку 152, який повністю обмежений і не розділений. Таким чином, у проточній кюветі 132 згідно з винаходом, сортування в сортувальній ділянці 152 відбувається під впливом сортувальної енергії, сфокусованої в сортувальній ділянці 152, а не внаслідок фізичного сортування зразка на розділені шляхи потоку рідини. Замкнена проточна кювета краще елімінує небажаний вплив заломлення на електромагнітну енергію, викликаний взаємодією між краплями в зразку й повітрям у звичайних незамкнених проточних кюветах. Як це більш детально обговорюється нижче, варіанти втілення винаходу можуть, однак, додатково включати ділянку фізичного сортування донизу від сортувальної ділянки 152, наприклад, біля отвору для виведення зразка 136, для фізичного сортування зразка після застосування сортувальної енергії, і/або для розділення рідини, що тече, на окремі компоненти, наприклад і не обмежуючись цим, для відділення деякої частини проточної рідини від аналіту, що містить зразок. [0078] Етапи способу згідно з винаходом й пристрій для проведення способу буде більш детально описаний нижче. Будь-яка комбінація елементів гідродинамічного фокусування, способи освітлення, оптичні системи й способи сортування, описані індивідуально нижче, можуть використовуватися в способах і пристрої відповідно до варіантів втілення згідно з винаходом. Потік рідини й гідродинамічне фокусування [0079] Контурну рідину й рідину аналіту вводять у шлях потоку рідини 138. Наприклад, елемент гідродинамічного фокусування може утворювати в проточній кюветі шлях потоку 12 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 аналіту за типом "ядро в оболонці" у проточній рідині або ламінарний потік. Потік за типом "ядро в оболонці" або ламінарний потік може бути по суті стабільним перед пропущенням через зону дослідження 148. Швидкість потоку за типом "ядро в оболонці" може становити від приблизно 1 м/с до приблизно 60 м/с. Аналіти 142 у потоці за типом "ядро в оболонці" можуть бути просторово розділені таким чином, що від приблизно 10000 до приблизно 300000 клітин за секунду проходять через зону дослідження 148. Розділення між аналітами 142 може бути скоректоване, наприклад, шляхом корекції відносної в'язкості й/або швидкості потоку проточної рідини й контурного потоку, що, у свою чергу, може супроводжуватися системою контролю потоку, що настроює відповідні сигнали для насосів, приєднаних до відповідних резервуарів подачі проточної рідини й контурного потоку. [0080] Деякі системи потоку рідини, такі як, не обмежуючись, потік за типом "ядро в оболонці", володіють властивістю орієнтувати несиметричні клітини, частки або аналіти у такий спосіб, що довгі осі клітин, часток або аналіту розташовуються коаксіально напрямку потоку рідини. Як це буде очевидно для фахівця в даній галузі, як у випадку для окремих сперматозоїдів, включаючи багато типів сперматозоїдів ссавців, було показано, що певні сперматозоїди можуть вирівнюватися в потоці за типом "ядро в оболонці" у такий спосіб, що довга вісь клітин є по суті коаксіальною потоку. Таким чином, у деяких варіантах втілення винаходу потік за типом "ядро в оболонці" або інші способи потоку можуть забезпечити поздовжнє розташування часток (наприклад, сперматозоїдів ссавців), які несуться потоком. [0081] Поздовжнє вирівнювання часток у потоці має практичну перевагу, наприклад і без обмеження, для аналізу вмісту дезоксирибонуклеїнової кислоти (ДНК) сперматозоїда. Сперматозоїди несуть ДНК, і прямі або непрямі вимірювання відносної кількості ДНК у сперматозоїдах можуть бути проведені в проточному цитометрі з використанням флуоресцентних барвників, таких як 4',6-діамідино-2-феніліндол дигідрохлорид або бісбензимід (Hoechst 33312), якими такі клітини можуть бути оброблені для одержання вимірів флуоресценції, які корелюють із кількістю ДНК окремої клітини. Беручи до уваги, що у деяких видів, включаючи, але не обмежуючись, багато видів ссавців, сперматозоїди можуть містити X або Υ хромосому, яка визначає жіночу або чоловічу (відповідно) стать потомства при зв'язуванні сперматозоїда з ооцитом, і беручи до уваги, що X і Υ хромосоми можуть мати різний розмір, і, крім того, беручи до уваги, що інші хромосоми й ДНК у сперматозоїдах можуть бути відносно інваріантні в загальній кількості, флуоресценція відповідним способом флуоресцентно забарвлених сперматозоїдів може використовуватися для визначення вмісту X або Υ хромосоми. Однак сперматозоїди можуть бути нециліндрично симетричні відносно основної поздовжньої осі. Це справедливо, наприклад, і без обмеження, для сперматозоїдів людини й рогатої худоби. Такі клітини мають сплощений протопласт, також відомий як голівка, і фахівець у даній галузі повинен добре розуміти, що такі асиметричні тільця випромінюють флуоресценцію анізотропно, таким чином, флуоресценція в одному напрямку може по суті відрізнятися від флуоресценції в іншому напрямку щодо поздовжньої осі сперматозоїда. Із цієї причини складно точно виміряти флуоресценцію сперматозоїдів з напрямків навколо поздовжньої осі сперматозоїдів без первинного визначення кута обертання відносно детектора. Способи орієнтації й/або визначення орієнтації сперматозоїдів у потоці відомі фахівцю в даній галузі й дозволили досягти необхідної точності для розпізнавання сперматозоїдів, що несуть X і Υ хромосому, наприклад, Johnson, патент США № 5135759, опис якого включений сюди у всій своїй повноті за допомогою посилання. Однак флуоресценція сперматозоїдів у напрямку поздовжньої осі є відносно інваріантною як функція обертання клітин навколо поздовжньої осі. Meistrich and Göhde, et al. (1978: Resolution of X and Υ spermatids by pulse cytophotometry. Nature 274(5673): 821-823) і інші показали, що розпізнавання сперматозоїдів, що несуть X і Υ хромосому, є практично досяжним, коли сперматозоїди орієнтовані поздовжньо в потоці рідини, наприклад, в потоці за типом "ядро в оболонці", і коли оптичні елементи для визначення флуоресценції орієнтовані коаксіально до потоку. [0082] Було краще визначено, що тиск на клітину під час гідродинамічного фокусування може бути виміряний відповідно до максимальної швидкості дисипації локальної енергії, і таке вимірювання забезпечує кращий прогноз показника смертності клітин у зразку через гідродинамічне фокусування в порівнянні із прогнозами на основі напруги зсуву. Швидкість дисипації енергії (EDR) може бути розрахована з використанням наступної формули: [0083] [0084] де в'язкості є EDR, μ є в'язкістю, є тензором напруги, 13 є градієнтом UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тензора й є перетворенням . EDR застосовне для сил зсуву й сил розтягування, що діють на клітину в суспензії. [0085] У деяких варіантах втілення винаходу елемент гідродинамічного фокусування може бути включений у ділянку проточної кювети 132 для утворення потоку за типом "ядро в оболонці". Елемент гідродинамічного фокусування може краще забезпечувати одну або декілька наступних переваг: створення ламінарного потоку часток аналіту в потоці за типом "ядро в оболонці", елімінацію або зведення до мінімуму рециркуляції в ділянці введення 155 контурного потоку в проточній рідині, одержання коефіцієнта розведення контурного потоку щодо проточної рідини менше ніж 20:1, підтримку стабільного контурного потоку більш ніж 0,200 мм і аж до декількох сантиметрів, зведення до мінімуму напруги зсуву, яку зазнають частки аналіту, зведення до мінімуму максимальної дисипації локальної енергії, яку зазнають частки аналіту, й/або створення окремого потоку аналітів із швидкістю більше ніж 10000 часток за секунду й до 300000 часток за секунду. Інші відомі переваги гідродинамічного фокусування також передбачені винаходом. [0086] Елемент гідродинамічного фокусування може бути розташований у будь-якому придатному місці шляху потоку рідини 138 за умови встановлення стабільного ламінарного потоку або потоку за типом "ядро в оболонці" перед тим, як зразок проходить через досліджувану ділянку 148. [0087] Фігура 5А ілюструє варіант втілення винаходу з елементом гідродинамічного фокусування 157, який може використовуватися в способах і апаратах згідно з даним винаходом. Фігура 5В є зображенням поперечного перерізу елемента гідродинамічного фокусування 157 з Фігури 5А через лінію А-А', представлену на Фігурі 5А. Звертаючись до Фігур 5А і 5В, типовий елемент гідродинамічного фокусування 157 має зовнішній шлях потоку рідини 156 і внутрішній шлях потоку рідини 158, розташований усередині зовнішнього шляху потоку рідини 156. Внутрішній шлях потоку рідини 158 і зовнішній шлях потоку рідини 156, кожний можуть мати відповідну вісь потоку 160, 162, і осі потоку 160, 162 можуть бути коаксіальними. Зовнішній шлях потоку рідини може визначати шлях потоку рідини, наприклад, для проточної рідини 164, а внутрішній шлях потоку рідини може визначати, наприклад, зразок 141, що містить аналіт, або в якому передбачається вміст аналіту 142. [0088] Зовнішній шлях потоку 156 може мати максимальний радіус 166, наприклад, у діапазоні від приблизно 0,4 мм до приблизно 20 мм, від приблизно 0,6 мм до приблизно 15 мм, від приблизно 0,8 мм до приблизно 10 мм, від приблизно 1 мм до приблизно 8 мм, від приблизно 10 мм до приблизно 20 мм, від приблизно 1 мм до приблизно 20 мм, від приблизно 2 мм до приблизно 18 мм, від приблизно 4 мм до приблизно 16 мм, від приблизно 6 мм до приблизно 14 мм, від приблизно 8 мм до приблизно 12 мм, від приблизно 0,4 мм до приблизно 1 мм, від приблизно 0,6 мм до приблизно 0,7 мм, від приблизно 0,5 мм до приблизно 0,7 мм, від приблизно 0,5 мм до приблизно 1 мм і від приблизно 0,4 мм до приблизно 0,8 мм. Інші придатні максимальні радіуси 166 включають, наприклад, приблизно 0,4, 0,45, 0,5, 0,55, 0,6, 0,65, 0,7, 0,75, 0,8, 0,85, 0,9, 0,95, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 і 20 мм. У деяких варіантах втілення винаходу максимальний радіус 166 дорівнює приблизно 0,628 мм. [0089] Внутрішній шлях потоку рідини 158 може мати максимальний радіус 168, наприклад, у діапазоні від приблизно 20 мкм до приблизно 1000 мкм, від приблизно 30 мкм до приблизно 40 мкм, від приблизно 35 мкм до приблизно 40 мкм, від приблизно 35 мкм до приблизно 45 мкм, від приблизно 30 мкм до приблизно 45 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 80 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 100 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 500 мкм, від приблизно 10 мкм до приблизно 500 мкм, від приблизно 10 мкм до приблизно 40 мкм, від приблизно 10 мкм до приблизно 80 мкм, від приблизно 10 мкм до приблизно 100 мкм. Інші придатні радіуси 168 включають, наприклад, приблизно 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 і 1000 мкм. У деяких варіантах втілення винаходу максимальний радіус 168 внутрішнього шляху потоку становить приблизно 38 мкм. [0090] Елемент гідродинамічного фокусування 157 може включати стінку 170, що оточує внутрішній шлях потоку 158. Стінка 170 може мати зовнішній діаметр 172, наприклад, у діапазоні від приблизно 50 мкм до приблизно 300 мкм, від приблизно 100 мкм до приблизно 200 мкм, від приблизно 150 мкм до приблизно 200 мкм, від приблизно 50 мкм до приблизно 250 мкм, і від приблизно 100 мкм до приблизно 300 мкм. Інші придатні діаметри 172 включають, наприклад, приблизно 50, 60, 70, 80, 90, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 і 300 мкм. У деяких варіантах втілення винаходу зовнішній діаметр 172 становить приблизно 191 мкм. [0091] Зовнішня поверхня 174 стінки 170, що оточує внутрішній шлях потоку 158, може звужуватися до кінця 176, розташованого перед точкою дотику 178 внутрішнього й зовнішнього шляхів потоків 158, 156. Наприклад, відстань 180 від початку 181 звуження 182 до стикання 178 14 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 шляхів потоків 156, 158 може знаходитись в діапазоні від приблизно 200 мкм до приблизно 1000 мкм, від приблизно 500 мкм до приблизно 600 мкм, від приблизно 550 мкм до приблизно 560 мкм, від приблизно 550 мкм до приблизно 600 мкм, від приблизно 400 мкм до приблизно 700 мкм, від приблизно 400 мкм до приблизно 1 мм, від приблизно 200 мкм до приблизно 700 мкм або від приблизно 300 мкм до приблизно 600 мкм. Інші придатні відстані 180 включають, наприклад, приблизно 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950 і 1000 мкм. У деяких варіантах втілення винаходу відстань 180 становить приблизно 555 мкм. [0092] Кут 184 між коаксіальними осями потоку 160, 162 і звуженою зовнішньою поверхнею 182 стінки 170, що оточує внутрішній шлях потоку 158, може становити від приблизно 0,1° до приблизно 15°; з іншого боку, від приблизно 0,1° до приблизно 10°; з іншого боку, від приблизно 5° до приблизно 10°; з іншого боку, від приблизно 5° до приблизно 10°; з іншого боку, від приблизно 8° до приблизно 12°; з іншого боку, від приблизно 5° до приблизно 15°; з іншого боку, від приблизно 9° до приблизно 11°; з іншого боку, від приблизно 9,5° до приблизно 10,5°. Інші придатні кути 184 включають, наприклад, приблизно 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 10,5, 11, 11,5,12, 12,5, 13, 13,5, 14, 14,5 і 15°. У деяких варіантах втілення винаходу кут 184 дорівнює приблизно 10°. [0093] Зовнішня поверхня 186 зовнішнього шляху потоку 156 може бути звуженою від першої точки 188 до другої точки 190. Друга точка 190 може бути точкою, відповідною до утворення стабільного потоку за типом "ядро в оболонці" 192, у той час як перша точка 188 може, у деяких варіантах втілення винаходу, бути копланарною початку звуження 182 зовнішньої поверхні 174 стінки 170, що оточує внутрішній шлях потоку 158, або площина є перпендикулярною внутрішньому й зовнішньому шляхам потоку 158, 156. Відстань 194 уздовж осі 160, 162 шляхи потоку 138 від першої точки 188 до другої точки 190 може знаходитись в діапазоні від приблизно 1 мм до приблизно 1,1 мм, від приблизно 0,8 мм до приблизно 1,1 мм, від приблизно 0,8 мм до приблизно 1,2 мм, від приблизно 0,5 мм до приблизно 1,2 мм, від приблизно 0,56 мм до приблизно 1,1 мм, від приблизно 0,56 мм до приблизно 1,2 мм. Інші придатні відстані 194 включають, наприклад, приблизно 0,5, 0,52, 0,54, 0,56, 0,58, 0,6, 0,62, 0,64, 0,66, 0,68, 0,7, 0,72, 0,74, 0,76, 0,78, 0,8, 0,82, 0,84, 0,88, 0,9, 0,92, 0,94, 0,96, 0,98, 1, 1,02, 1,04, 1,06, 1,08, 1,1, 1,12, 1,14, 1,16, 1,18 і 1,2. У деяких варіантах втілення винаходу відстань 194 становить приблизно 1,062 мм. [0094] Кут 196 між коаксіальними осями потоку 160, 162 і звуженою зовнішньою поверхнею 186 зовнішнього шляху потоку 156 може знаходитись в діапазоні від приблизно 15° до приблизно 45°, від приблизно 15° до приблизно 35°, від приблизно 25° до приблизно 45°, від приблизно 25° до приблизно 35°, від приблизно 27° до приблизно 33° або від приблизно 29° до приблизно 31°. Інші придатні кути 196 включають, наприклад, приблизно 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44 і 45°. У деяких варіантах втілення винаходу кут 196 становить приблизно 30°. [0095] Проточна рідина 164, що тече через зовнішній шлях потоку 156, може текти зі 3 3 швидкістю від між приблизно 20 мм за секунду до приблизно 600 мм за секунду; з іншого боку, 3 3 між приблизно 20 мм за секунду до приблизно 400 мм за секунду, з іншого боку, між 3 3 приблизно 20 мм за секунду до приблизно 200 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 20 3 3 3 мм за секунду до приблизно 100 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 20 мм за 3 3 секунду до приблизно 85 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 25 мм за секунду до 3 3 приблизно 85 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 35 мм за секунду до приблизно 85 3 3 3 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 40 мм за секунду до приблизно 85 мм за секунду; 3 3 з іншого боку, між приблизно 50 мм за секунду до приблизно 85 мм за секунду; з іншого боку, 3 3 між приблизно 75 мм за секунду до приблизно 85 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 3 3 3 80 мм за секунду до приблизно 81 мм за секунду, з іншого боку, між приблизно 500 мм за 3 3 секунду до приблизно 600 мм за секунду, з іншого боку, між приблизно 100 мм за секунду до 3 3 приблизно 600 мм за секунду, з іншого боку, між приблизно 200 мм за секунду до приблизно 3 3 3 400 мм за секунду, з іншого боку, між приблизно 300 мм за секунду до приблизно 500 мм за 3 3 секунду, з іншого боку, між приблизно 400 мм за секунду до приблизно 500 мм за секунду, з 3 3 іншого боку, між приблизно 300 мм за секунду до приблизно 400 мм за секунду; і зокрема, 80,3 3 мм за секунду. Наприклад швидкості, що є придатними, включають приблизно 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95,100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 280, 300, 3 320, 340, 360, 380, 400, 420, 440, 460, 480, 500, 520, 540, 560, 580 і 600 мм за секунду. [0096] Контурна рідина ( тобто зразок 141) може текти через внутрішній шлях потоку 158 зі 3 3 швидкістю між приблизно 0,1 мм за секунду до приблизно 30 мм за секунду, від приблизно 10 3 3 3 мм за секунду до приблизно 30 мм за секунду, від приблизно 15 мм за секунду до приблизно 15 UA 114173 C2 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3 3 20 мм за секунду, від приблизно 1 мм за секунду до приблизно 30 мм за секунду, від 3 3 3 приблизно 2 мм за секунду до приблизно 20 мм за секунду, від приблизно 4 мм за секунду до 3 3 3 приблизно 18 мм за секунду, від приблизно 6 мм за секунду до приблизно 16 мм за секунду, 3 3 3 від приблизно 8 мм за секунду до приблизно 10 мм за секунду, від приблизно 20 мм за 3 3 3 секунду до приблизно 30 мм за секунду, від приблизно 0,1 мм за секунду до приблизно 10 мм 3 3 за секунду; з іншого боку, між приблизно 2 мм за секунду до приблизно 10 мм за секунду; з 3 3 іншого боку, між приблизно 3 мм за секунду до приблизно 10 мм за секунду; з іншого боку, між 3 3 3 приблизно 3 мм за секунду до приблизно 8 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 3 мм 3 3 в секунду до приблизно 6 мм за секунду; з іншого боку, між приблизно 3,5 мм за секунду до 3 3 3 приблизно 4,5 мм за секунду; і, зокрема, приблизно 4 мм або приблизно 3,93 мм за секунду. Інші відповідні швидкості включають, наприклад, приблизно, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12, 13,14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 і 3 30 мм за секунду. [0097] У різних варіантах втілення винаходу елемент гідродинамічного фокусування 157 може приводити до стабільного потоку за типом "ядро в оболонці" 192, що має діаметр ядра в діапазоні між приблизно 10 мкм до приблизно 50 мкм; з іншого боку, між приблизно 10 мкм до приблизно 40 мкм; з іншого боку, між приблизно 10 мкм до приблизно 30 мкм; з іншого боку, між приблизно 10 мкм до приблизно 20 мкм; з іншого боку, між приблизно 20 мкм до приблизно 30 мкм; з іншого боку, між приблизно 20 мкм до приблизно 40 мкм; з іншого боку, між приблизно 20 мкм до приблизно 50 мкм; з іншого боку, між приблизно 30 мкм до приблизно 40 мкм; з іншого боку, між приблизно 30 мкм до приблизно 50 мкм; з іншого боку, між приблизно 25 мкм до приблизно 35 мкм; і, зокрема, приблизно 30 мкм. У різних варіантах втілення винаходу елемент гідродинамічного фокусування 157 може приводити до стабільного потоку за типом "ядро в оболонці" 192, що має діаметр ядра в діапазоні між приблизно 1 мкм до приблизно 10 мкм; з іншого боку, між приблизно 2 мкм до приблизно 9 мкм; з іншого боку, між приблизно 3 мкм до приблизно 10 мкм; з іншого боку, між приблизно 5 мкм до приблизно 10 мкм; з іншої сторони, між приблизно 5 мкм до приблизно 7 мкм; з іншого боку, між приблизно 5 мкм до приблизно 15 мкм; і, зокрема, приблизно 6 мкм. [0098] В інших варіантах втілення винаходу потік за типом "ядро в оболонці" може бути встановлений, наприклад, як це описується в патенті США № 5007732, зміст якого включено сюди за допомогою посилання. Посилаючись на Фігуру 6, потік за типом "ядро в оболонці" може бути встановлений, наприклад, з використанням елемента гідродинамічного фокусування 198, що має пробірку для зразка, через яку зразок 142, що містить аналіт або в якому передбачається вміст аналіту, тече, розташовуючись у центрі потоку проточної рідини 200. Елемент гідродинамічного фокусування 198 включає капілярний шлях потоку 202, що має одну бокову стінку 202А з гладкою поверхнею й зовнішню бокову стінку 202В з шорсткуватою поверхнею. Ламінарний потік утворюється в капілярі й, завдяки розташуванню потоку зразка й проточної рідини, утворює потік за типом "ядро в оболонці". У деяких варіантах втілення винаходу елемент гідродинамічного фокусування 198, представлений на Фігурі 6, може бути модифікований для введення тільки рідини зразка без введення проточної рідини 200 для індукції ламінарного потоку в капілярній ділянці без необхідності утворення потоку за типом "ядро в оболонці". [0099] Посилаючись на Фігуру 7А, потік за типом "ядро в оболонці" може бути утворений, наприклад, введенням проточної рідини 200 і зразка 141, що містить аналіт 142, у площину, перпендикулярну оптичній осі збирального елемента (не зазначена), і напрямком потоку через ділянку прискорення 204 для одержання потоку за типом "ядро в оболонці" Зразок 141 направляють для надходження в центр проточної рідини 200 через отвір або камеру, розташовані в шляху потоку проточної рідини. Обидва потоки надходять у ділянку прискорення 204 і утворюють потік за типом "ядро в оболонці". Як це показано на Фігурі 7В, потік проточної рідини 200 може мати вихровий потік над ділянкою прискорення 204, що може допомагати в утворенні «ядра» зі зразка 141. Посилаючись на Фігуру 7С, потік стабілізує після ділянки прискорення 204 з утворенням стабільного потоку за типом «ядро в оболонці». [0100] В інших варіантах втілення винаходу ламінарний потік може бути одержаний шляхом утворення, щонайменше, ділянки проточної кювети капілярної трубки, і проходження потоку зразка через капілярну трубку, що приводить до упорядкування аналіту. [0101] Як це описується в патенті США 7340957 і публікаціях патентів США № 2010/0009333 і 2009/0162887, зміст кожного включений сюди у всій своїй повноті за допомогою посилання, проточна кювета й/або будь-який з описаних вище елементів гідродинамічного фокусування може використовуватися з пристроями акустичного фокусування для додаткового покращення потоку зразка. Наприклад, як це показано на Фігурі 8, аналіти 142 зразка можуть бути 16 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташовані центрально в потоці зразка з використанням акустичного фокусування. Зразок протікає через проточну кювету, проходить перетворювач 206, який випромінює механічні хвилі, що індукують стійку хвилю в рідині зразка. Аналіти залучаються в центр потоку зразка як більш стабільної ділянки в стоячій хвилі. Акустичне фокусування може використовуватися з будь-яким із зазначених вище способів гідродинамічного фокусування для додаткового покращення потоку зразка для освітлення й визначення. [0102] Освітлення [0103] Зразок може бути освітлений будь-яким джерелом електромагнітної енергії й будьяким типом електромагнітної енергії, достатнім для випромінювання або виклику іншим способом визначуваного сигналу аналітом при освітленні. Наприклад, електромагнітна енергія від джерела світла (або сфокусована від нього оптичною системою) може надходити на аналіт випадковим чином і може викликати відбиття світла від або передачу світла через один або більше елементів в аналіті або на поверхні аналіту. З іншої сторони або крім того, електромагнітна енергія може надходити на аналіт або на елемент в аналіті випадковим чином й може бути поглинена або поглинатися одним або декількома елементами в аналіті або на поверхні аналіту й може викликати випромінювання визначуваного сигналу, такого як світло або інша електромагнітна енергія, одним або декількома елементами. У деяких варіантах втілення винаходу елемент всередині або на поверхні елемента може бути маркером (таким, що зустрічається в природі або іншим), доданим до аналіту, наприклад, клітини. Наприклад, маркер може випромінювати флуоресцентний сигнал у відповідь на освітлення. У варіанті втілення винаходу маркер є флуоресцентним барвником, таким як 4',6-діамідино-2-феніліндол дигідрохлорид або бісбензимід (Hoechst 33312). [0104] У контексті даного винаходу "освітлення" означає освітлення, збудження або іншу енергетичну стимуляцію аналіту або елемента або маркера для генерації визначуваної відповіді. Наприклад, електромагнітна енергія може бути світлом у видимому спектрі, світлом в інфрачервоному спектрі й/або світлом в ультрафіолетовому спектрі. У будь-якому з описаних варіантів втілення винаходу також можуть використовуватися інші типи й довжини хвиль відповідної електромагнітної енергії. [0105] Джерело світла може бути будь-яким придатним джерелом електромагнітної енергії. Наприклад, джерело світла може бути лазером або джерелом некогерентного світла, таким як ртутна лампа, вольфрамова лампа, металогалогенова лампа, ксенонова лампа або діод, що випромінює світло. У деяких варіантах втілення винаходу електромагнітна енергія може бути поляризована по колу, наприклад, з використанням чвертьхвильової платівки. Поляризація по колу може краще знижувати поляризаційну залежність визначуваного сигналу. У деяких варіантах втілення винаходу детектор або одне або декілька плоских дзеркал, приєднаних до детекторного елемента (як це детально описано нижче), можуть включати поляризаційні елементи, які можуть знижувати залежність визначуваного або вимірюваного сигналу від поляризації джерела світла. [0106] У деяких варіантах втілення винаходу джерело світла 151 прямо освітлює зразок в досліджуваній ділянці 148. Наприклад, один або декілька джерел світла можуть освітлювати зразок під будь-яким необхідним кутом відносно осі потоку в досліджуваній ділянці. Наприклад, джерело світла може освітлювати зразок у площині, перпендикулярній осі потоку в досліджуваній ділянці. Також можуть підходити інші кути освітлення. Наприклад, у різних варіантах втілення винаходу джерело світла може освітлювати зразок коаксіально до осі потоку в досліджуваній ділянці. [0107] Досліджувана ділянка може бути освітленою з одного або з декількох напрямків у точках, під кутами, тілесними кутами або ділянками довільної форми. Плоскі оптичні елементи, такі як плоскі дзеркала, можуть використовуватися в будь-якому зі способів освітлення й конфігураціях, описаних у деталях нижче, для відведення шляху електромагнітної енергії до необхідної ділянки апарата, наприклад, до іншого оптичного елемента або досліджуваної ділянки, для забезпечення універсальності оптичної системи апарата. Наприклад, такі плоскі оптичні елементи можуть використовуватися для приєднання збирального елемента, детектора, оптичних елементів (якщо присутні), й сортувальної енергії (якщо є присутньою) іншим способом, крім коаксіального. У деяких варіантах втілення винаходу таке перенаправлення електромагнітної енергії може забезпечити більш компактне розміщення одного або декількох збиральних елементів, детектора, оптичних елементів (якщо присутні) й сортувальної енергії (якщо є присутньою). [0108] У деяких варіантах втілення винаходу досліджувану ділянку освітлюють із ротаційною симетрією. У контексті даного винаходу «ротаційна симетрія» означає освітлення досліджуваної ділянки, яке є ротаційно симетричним будь-якій із заданих осей. В інших варіантах втілення 17 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 винаходу досліджувана ділянка освітлюється осесиметрично. У контексті даного винаходу «осесиметричний» означає освітлення досліджуваної ділянки, яке є ротаційно симетричним оптичній осі збирального елемента. Освітлення вважається ротаційно симетричним або осесиметричним, незважаючи на переривання або перешкоди для шляху електромагнітної енергії, викликані, наприклад, елементом апарата, доти, поки освітлення буде ротаційно симетричним або осесиметричним, але через переривання або перешкоду. Наприклад, джерела когерентного світла, що падає на досліджувану ділянку з будь-якого вибраного напрямку, можуть бути вибрані як такі, що мають кут падіння, що дорівнює приблизно 54,7° один від одного або від осі збирального елемента, при цьому в науці відомо, що кут 54,7° є кращим за деяких обставин для зменшення труднощів вимірювання, пов'язаних з поляризацією (Asbury et al. Cytometry 40:88-101 (2000)). Таке освітлення є ротаційно симетричним. [0109] У ще інших варіантах втілення винаходу досліджувану ділянку освітлюють із одного напрямку або із множинних напрямків, які не визначаються ротаційною симетрією. Тільки з метою прикладу й без обмежень, така несиметрична схема освітлення може включати використання декількох лазерних променів, що сходяться в досліджуваній ділянці із площини, перпендикулярній осі потоку в досліджуваній ділянці, таким чином, кути падіння із джерел світла є нерівномірно розташованими й не визначаються ротаційною симетрією. [0110] У різних варіантах втілення винаходу один або декілька джерел світла можуть використовуватися для безпосереднього освітлення зразка в досліджуваній ділянці під різними кутами, розподіленими навколо осі потоку в досліджуваній ділянці. У таких варіантах втілення винаходу світло від джерела світла може бути прямо сфокусоване в досліджуваній ділянці під необхідним кутом освітлення, або один або декілька плоских оптичних елементів можуть використовуватися для направлення електромагнітної енергії в досліджувану ділянку під необхідним кутом. [0111] Фігура 9 ілюструє варіант втілення винаходу, в якому освітлення аналіту 142 в досліджуваній ділянці 148 відбувається під кутом, перпендикулярним до осі потоку в досліджуваній ділянці 148, який також є перпендикулярним оптичній осі збирального елемента (є коаксіальним до осі потоку поблизу від досліджуваної ділянки 148). Для варіанта втілення винаходу, відображеного на Фігурі 9, джерело світла 151 освітлює досліджувану ділянку 148 прямим способом. Фігура 9 ілюструє проточну кювету 132 в досліджуваній ділянці, при цьому оптична вісь збирального елемента розширюється всередину і за межі власної осі. Також передбачено, що один або декілька оптичних елементів можуть знаходитись між джерелом світла 151 і досліджуваною ділянкою 148 для направлення освітлення під кутом, перпендикулярним осі потоку поблизу від досліджуваної ділянки 148. Наприклад, плоске дзеркало під кутом 45° може направляти електромагнітну енергію 90° з її шляху при випромінюванні джерелом світла 151. Для відхилення електромагнітної енергії від джерела світла 151 для забезпечення більш зручного й/або компактного розміщення джерела світла 151 можуть використовуватися інші кути й множинні дзеркала. [0112] Фігура 10 ілюструє приклад освітлення (променями електромагнітної енергії 149) аналіту 142 в досліджуваній ділянці 148 у площині, перпендикулярній оптичній осі збирального елемента (і, внаслідок цього, осі потоку поблизу від досліджуваної ділянки 148), з використанням множинних джерел світла 151а, 151b, 151с. Фігура 10 ілюструє проточну кювету 132 в досліджуваній ділянці, при цьому оптична вісь збирального елемента розширюється всередину й за межі власної осі. Один або декілька джерел світла можуть освітлювати зразок з одного або з декількох напрямків, з дуг кутів, що перевищують 0° але є меншими 360°, у площині, по суті перпендикулярній осі потоку в досліджуваній ділянці. Наприклад, осесиметричне освітлення зразка в досліджуваній ділянці 148 може бути досягнуте з використанням множинних джерел світла під кутами, розподіленими уздовж осі потоку в досліджуваній ділянці. Наприклад, і без обмеження, три джерела світла можуть розташовуватися під кутом 90° (перпендикулярно) осі потоку в досліджуваній ділянці 148, 100°, 140° і 120° градусів один від одного. У контексті даного винаходу таке освітлення розглядається як осесиметричне, оскільки існує ротаційна симетрія світла навколо оптичної осі збирального елемента. У деяких варіантах втілення винаходу можуть використовуватися чотири джерела світла для спрямованого освітлення досліджуваної ділянки з напрямків під кутом 90°. Може використовуватися будь-яка придатна кількість джерел світла. [0113] В інших варіантах втілення винаходу один або декілька джерел світла можуть освітлювати зразок з одного або з декількох напрямків, з дуг кутів, що перевищують 0°, але є меншими за 360°, у площині під будь-яким кутом відносно осі потоку в досліджуваній ділянці 148. 18 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наприклад, досліджувана ділянка 148 може бути освітленою під кутом до осі потоку (коаксіально до оптичної осі збирального елемента). [0114] Наприклад, можуть використовуватися 1, 2, З, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 або більше джерел світла. Варіанти втілення винаходу, що використовують велику кількість джерел світла, можуть забезпечувати одержання сигналу високої сили й помірної специфічності, при одночасному мінімальному впливі на збір випромінюваної, переданої або відбитої електромагнітної енергії збиральним елементом. В збиральному елементі для забезпечення освітлення в множинних напрямках із множинних джерел світла можуть використовуватися один або декілька отворів, проміжків або дір. [0115] Посилаючись на Фігуру 11, у деяких варіантах втілення винаходу проточна кювета 132 може використовуватися як хвилевід для освітлення, щонайменше, ділянки проточної кювети 132, наприклад, ділянки, що проходить через досліджувану ділянку 148. Джерело світла 151 (не зазначено на Фігурі 11) сфокусоване на, або електромагнітна енергія від джерела світла 151 спрямована з використанням одного або декількох оптичних елементів для фокусування на отвір або напівпрозору частину проточної кювети 132. Наприклад, дугова лампа може використовуватися як джерело світла 151. Проточна кювета 132 передає електромагнітну енергію 149 через проточну кювету 132 у досліджувану ділянку 148, що дозволяє освітити аналіт 142 в досліджуваній ділянці 148. Проточна кювета за типом капілярної трубки особливо придатна в таких варіантах втілення винаходу. Освітлення через капілярну трубку здебільше є нечутливим до зсувів, його відносно легко зібрати, і воно забезпечує однорідне освітлення аналіту в досліджуваній ділянці 148, оскільки існує незначна зміна інтенсивності у хвилеводі. [0116] Фігура 12 ілюструє варіант втілення винаходу, в якому електромагнітна енергія 149 освітлює зразок, незначуще відхиляючись від осі відносно осі потоку зразка поблизу від досліджуваної ділянки 148, яка є коаксіальною до оптичної осі збирального елемента 146. [0117] В інших варіантах втілення винаходу один або декілька оптичних елементів освітлення й/або збиральний елемент 146 може використовуватися для направлення й фокусування електромагнітної енергії від джерела світла 151 в досліджуваній ділянці 148. Посилаючись на Фігуру 13, увігнутий збиральний елемент 146 у деяких випадках може слугувати як оптичний елемент для освітлення збирального елемента. У таких варіантах втілення винаходу збиральний елемент 146 одержує електромагнітну енергію 149 від джерела світла 151 або від іншого оптичного елемента й фокусує електромагнітну енергію 149 на досліджувану ділянку 148. У різних варіантах втілення винаходу увігнутий збиральний елемент, 146 може бути тільки оптичним елементом, що фокусує електромагнітну енергію від джерела світла 151. В інших варіантах втілення винаходу збиральний елемент 146 може бути частиною оптичної системи й може слугувати як фінальний оптичний елемент для фокусування електромагнітної енергії 149 на досліджувану ділянку 148. [0118] Посилаючись на Фігуру 14, у різних варіантах втілення винаходу джерело світла 151 може бути сфокусовано на конічний оптичний елемент 208, який переносить світло на увігнутий оптичний елемент 210 або на увігнутий оптичний елемент 146, що слугує як оптичний елемент. Увігнутий оптичний елемент 210 фокусує кільце, конус або іншу довільну форму електромагнітної енергії навколо досліджуваної ділянки 148. У деяких випадках електромагнітна енергія фокусується ротаційно симетрично відносно досліджуваної ділянки 148. В інших випадках електромагнітна енергія фокусується осесиметрично відносно досліджуваної ділянки 148. Така оптична система може додатково включати плоский оптичний елемент (не зазначений) для додаткового фокусування електромагнітної енергії від увігнутого оптичного елемента 210, за необхідності або за бажання. [0119] Увігнутий оптичний елемент 210 може у деяких варіантах втілення винаходу бути кільцеподібним оптичним елементом, що має загальну увігнуту форму. Інші придатні форми, такі як параболоїди, елементи конічної форми, гіперболоїди, еліпсоїди й сфероїди, можуть використовуватися як увігнутий оптичний елемент у цій або будь-якій іншій описаній нижче оптичній системі. Інші форми включають, але не обмежуючись, деякі поверхні або такі, що відносяться до загальної математичної форми рівнянь другого порядку в трьох вимірюваннях, наприклад, f(x, у, z) = ах2 + bу2 + cz2 + 2fyz + 2gxz + 2hxy + 2px + 2qy + 2rz + d = 0, можуть також використовуватися як увігнутий оптичний елемент. Якщо не зазначене інше, терміни «увігнутий оптичний елемент», «перший увігнутий оптичний елемент» і «другий увігнутий оптичний елемент» необхідно розуміти в тексті даної заявки як такі, що означають у цілому всі потенційні варіанти втілення винаходу для увігнутого оптичного елемента. Необхідно розуміти, що увігнутий оптичний елемент може розглядатися, наприклад, у цілому, як такий, що має еліпсоїдну або іншу форму, незалежно від розривів або дір у стінці оптичних елементів. Наприклад, у деяких варіантах втілення винаходу увігнутий оптичний елемент може включати 19 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 отвір на верхівці й/або на боковій стінці оптичного елемента. Наприклад, кільцеподібний оптичний елемент може в цілому розглядатися як еліпсоїдний, параболоїдний, гіперболоїдний або сфероїдний на основі загальної форми кільця при наданні відсутніх стінок. У деяких варіантах втілення винаходу увігнутий оптичний елемент є дзеркалом для відбиття електромагнітного опромінення в необхідному напрямку. [0120] У представлених вище або в будь-якому із представлених нижче варіантів втілення винаходу, що використовують конічний оптичний елемент 208, конічний оптичний елемент 208 може мати будь-яку придатну форму основи й може бути прямим конусом або похилим конусом. Схема конічного оптичного елемента 208 відносно увігнутого оптичного елемента 210 залежить від форми увігнутого оптичного елемента 210 і форми (прямої або похилої) конічного оптичного елемента 208. Схема конічного оптичного елемента 208 і увігнутого оптичного елемента 210 для одержання передачі площини, кільця або будь-якої довільної форми світла може бути одержана розміщенням конічного оптичного елемента 208 відносно точки у внутрішньому об'ємі увігнутого оптичного елемента 210, як це відомо в науці. Конічний оптичний елемент 208 може розташовуватися уздовж оптичної осі увігнутого оптичного елемента 210. Наприклад, у деяких варіантах втілення винаходу конічний оптичний елемент 208 збігається із точкою фокусування увігнутого оптичного елемента 210. В інших варіантах втілення винаходу конічний оптичний елемент 208 може розташовуватися відносно точки фокусування увігнутого оптичного елемента 210 у напрямку до або від верхівки увігнутого оптичного елемента 210. У деяких варіантах втілення винаходу плоскі дзеркала можуть використовуватися для відхилення світла від конічного оптичного елемента 208 до увігнутого оптичного елемента 210 у такий спосіб, що конічний оптичний елемент 208 не повинен бути коаксіальним до увігнутого оптичного елемента 210. Джерело світла може бути коаксіальним до конічного оптичного елемента 208. У варіантах втілення винаходу, в яких увігнутий оптичний елемент 210, конічний оптичний елемент 208 і джерело світла 151 є коаксіальними, увігнутий оптичний елемент 210 може включати розрив або отвір на верхівці для забезпечення безперешкодного проходу електромагнітної енергії від джерела світла 151 до конічного оптичного елемента 208. З іншого боку, джерело світла 151 може бути неправильно розташованим відносно 151 до оптичної осі конічного оптичного елемента 208, і один або декілька плоских оптичних елементів можуть використовуватися для відбиття електромагнітної енергії на конічний оптичний елемент 208. У таких варіантах втілення винаходу увігнутий оптичний елемент 210 також може включати розрив або отвір на верхівці для забезпечення безперешкодного проходження електромагнітної енергії. [0121] Фігура 15 ілюструє варіант втілення винаходу, що використовує множинні увігнуті оптичні елементи для освітлення зразка. Як це показано на Фігурі 15, оптична система може бути такою, як описана вище на Фігурі 14, але може додатково включати другий увігнутий оптичний елемент 212. Електромагнітна енергія 149, передана або відбита від першого увігнутого оптичного елемента 210, направляється до другого увігнутого оптичного елемента 212, а не фокусується безпосередньо на досліджуваній ділянці 148. Наприклад, конічний оптичний елемент 208 може розташовуватися відносно першого увігнутого оптичного елемента 210 таким чином, що увігнутий оптичний елемент 210 передає або відбиває кільце електромагнітної енергії 149 на другий оптичний елемент 212. Другий увігнутий оптичний елемент 212 потім фокусує кільце електромагнітної енергії 149 у вигляді конуса на досліджуваній ділянці 148. Другий увігнутий оптичний елемент 212 фокусує електромагнітну енергію 149 навколо досліджуваної ділянки. У деяких випадках електромагнітна енергія фокусується ротаційно симетрично, у ще одних випадках електромагнітна енергія ротаційно симетрична щодо оптичної осі збирального елемента (тобто осесиметрична, при цьому релевантною віссю є оптична вісь збирального елемента). У деяких варіантах втілення винаходу, як це показано на Фігурі 15, перший і другий оптичні елементи 210, 212 і конічний елемент 208, коаксіальні один до одного й до увігнутого збирального елемента 146. В інших варіантах втілення винаходу один або декілька оптичних елементів можуть неправильно розташовуватися щодо одного або декількох оптичних елементів і/або збирального елемента, 146 і плоскі оптичні елементи можуть використовуватися для направлення електромагнітної енергії 149 до необхідної ділянки або оптичного елемента. [0122] У деяких варіантах втілення винаходу перший і другий увігнуті оптичні елементи 210, 212 є параболоїдами, а збиральний елемент 146 є еліпсоїдом. У таких варіантах втілення винаходу перший параболічний оптичний елемент 210 одержує електромагнітну енергію 149 від конічного оптичного елемента 208 і відбиває або передає електромагнітну енергію 149 у вигляді кільця на другий параболічний оптичний елемент 212. Другий увігнутий параболічний оптичний елемент 212 фокусує одержану електромагнітну енергію 149 на досліджувану ділянку 148. 20 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0123] Перший і другий увігнуті оптичні елементи 210, 212 можуть мати будь-яку придатну форму. Наприклад, один або обидва перший і другий увігнуті оптичні елементи 210, 212 можуть бути еліпсоїдними, параболоїдними, гіперболоїдними або сфероїдними доти, поки елементи розташовуються таким чином, що другий увігнутий оптичний елемент 212 одержує електромагнітну енергію 149 від першого увігнутого оптичного елемента 210 і фокусує електромагнітну енергію 149 на досліджуваній ділянці 148 або на збиральному елементі 146. Як зазначено вище, збиральний елемент 146 також може слугувати, у деяких варіантах втілення винаходу, як оптичний елемента для фокусування електромагнітної енергії 149 на досліджуваній ділянці 148. У варіантах втілення винаходу, що використовують перший і другий увігнуті оптичні елементи 210, 212, також передбачене, що електромагнітна енергія 149 передається або відбивається від другого увігнутого оптичного елемента 212 на увігнутий збиральний елемент 146, який потім фокусує електромагнітну енергію 149 на досліджувану ділянку 148. Увігнутий збиральний елемент 146 буде також слугувати для одержання й збору визначуваного сигналу, якщо аналіт освітлюють в досліджуваній ділянці 148. [0124] У варіанті втілення винаходу, відображеному на Фігурі 15, проточну кювету 132 поміщають в оптичну систему між першим увігнутим оптичним елементом 210 і увігнутим збиральним елементом 146, а потім через отвір на верхівці збирального елемента 146. Однак також передбачені інші схеми розташування проточної кювети. Наприклад, проточна кювета 132 може бути поміщена у внутрішній об'єм збирального елемента 146 через бокову стінку або розрив (не зазначений) у ділянці бокової стінки збирального елемента 146, а потім, у свою чергу, у досліджувану ділянку 148, таким чином, ділянка проточної кювети 132, що проходить через досліджувану ділянку 148, є коаксіальною до оптичної осі збирального елемента 146. Може використовуватися будь-яке інше розташування проточної кювети 132 відносно збирального елемента, 146 і оптичних елементів, за умови, що вісь потоку поблизу досліджуваної ділянки 148 є коаксіальною до оптичної осі збирального елемента 146, і стабільний ламінарний потік або потік за типом «ядро в оболонці» установлений догори від досліджуваної ділянки 148. [0125] У різних варіантах втілення винаходу лінза об'єктива може використовуватись як оптичний елемент для фокусування електромагнітного освітлення від джерела світла 151 на досліджувану ділянку 148. Лінза об'єктива може бути коаксіальною до шляху потоку 138 проточної кювети 132 поблизу від досліджуваної ділянки 148. У деяких варіантах втілення винаходу потік зразка може бути спрямований у напрямку від лінзи об'єктива. Фігура 16 ілюструє типовий варіант втілення винаходу, в якому лінза об'єктива 217 використовується як збиральний елемент, і зразок тече від лінзи об'єктива 217. У варіанті втілення винаходу, представленому на Фігурі 16, гідродинамічне фокусування досягається за допомогою планарних джерел зразка. Однак можуть використовуватися й інші способи гідродинамічного фокусування й апарат, як це описується вище. У прикладі, відображеному на Фігурі 16, проточна рідина 200 і рідина зразка 141 тече через ділянку прискорення 204 з утворенням стабільного потоку за типом «ядро в оболонці» догори від досліджуваної ділянки 148. Посилаючись на Фігуру 17, лінза об'єктива 317 може бути модифікована із забезпеченням проходження апарата гідродинамічного фокусування й/або потоку зразка через лінзу об'єктива 317. У варіанті втілення винаходу, відображеному на Фігурі 17, шлях потоку для введення зразка 141 проходить через модифіковану лінзу об'єктива 317. [0126] Електромагнітна енергія від джерела світла (не зазначене) фокусується лінзою об'єктива 217 або 317, або іншим оптичним елементом, на досліджуваній ділянці 148. Лінза об'єктива 217 або 317 також діє як збиральний елемент, при цьому точка фокусування збігається з досліджуваною ділянкою 148 і взаємодіє з одним або декількома додатковими оптичними елементами для направлення енергії, що випромінюється від аналіту в досліджуваній ділянці 148 на детектор. Така схема здебільше дозволяє використовувати лінзу об'єктива 217 або 317 без необхідності відведення потоку від лінзи об'єктива. Це може краще забезпечувати розташування сортувальної ділянки 152 додатково донизу від досліджуваної ділянки 148 у порівнянні зі звичайними системами, у яких потік повинен відхилятися від лінзи об'єктива 217 або 317. [0127] Необхідно враховувати, що варіанти втілення винаходу, представлені в будь-якій з описаних вище оптичних схем, можуть включати додаткові компоненти. У багатьох варіантах втілення винаходу детектори, джерела сортувальної енергії, і плоскі дзеркала для відведення електромагнітної енергії можуть бути не показані, але необхідно розуміти, що вони включені у відповідну схему. Додаткові компоненти також можуть включати: оптичні компоненти, такі як компоненти, що функціонують для модуляції й/або ослаблення оптичного або іншого електромагнітного сигналу, для проведення вимірювань на основі визначуваного 21 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 електромагнітного (наприклад, оптичного) сигналу, для характеристики сигналу й/або інтенсивності сигналу; і рідинні компоненти, такі як компоненти, що функціонують для забезпечення току проточної рідини або аналіту, для вимірювання швидкості потоку або об'єму потоку, або для корекції швидкості потоку або об'єму потоку. [0128] Збір і визначення [0129] Збиральний елемент 146 збирає енергію (визначуваний сигнал), що випромінюється або передається і/або виходить від аналіту 142, від елемента всередині або на поверхні аналіту 142, або від маркера всередині або на поверхні аналіту 142. Будь-яка кількість увігнутих структур з відбиваючою поверхнею може використовуватися як збиральний елемент 146 для збору й/або фокусування визначуваного сигналу, одержаного від аналіту 142 в досліджуваній ділянці 148 на детектор 150, включаючи параболоїдні структури, еліпсоїдні структури й/або інші форми, включаючи, але не обмежуючись цим, деякі поверхні й/або такі, що є спорідненими із загальною математичною формою рівнянь другого порядку в трьох вимірюваннях, наприклад, f(x, у, z) = ах2 + bу2 + cz2 + 2fyz + 2gxz + 2hxy + 2px + 2qy + 2rz + d = 0. Якщо не зазначене інше, термін «збиральний елемент» необхідно розуміти в тексті даної заявки як такий, що означає в цілому збиральний елемент 146 у всіх потенційних варіантах втілення винаходу. Якщо передбачена специфічна форма збирального елемента 146 (наприклад, еліпсоїдна, параболоїдна тощо), фразі « збиральний елемент» буде передувати відповідний описовий термін, такий як «параболоїдний» або «еліпсоїдний». Необхідно розуміти, що увігнутий збиральний елемент 146 може розглядатися, наприклад, у цілому, як такий, що має еліпсоїдну або іншу форму, незалежно від розривів або дір у стінці збирального елемента 146. Наприклад, у деяких варіантах втілення винаходу збиральний елемент 146 може включати отвір на верхівці й/або в боковій стінці збирального елемента 146. Наприклад, кільцеподібний збиральний елемент може в цілому розглядатися як еліпсоїдний, параболоїдний, гіперболоїдний або сфероїдний на основі загальної форми кільця при наданні відсутніх ділянок. [0130] Повертаючись до Фігури 3, тільки з метою прикладу, збиральний елемент 146 у цілому є увігнутим і має внутрішній об'єм 167. Збиральний елемент 146 також має оптичну вісь 161 і точку фокусування 163. Збиральний елемент, 146 додатково включає верхівку 159. У деяких варіантах втілення винаходу збиральний елемент 146 може мати кільце або іншим способом неповну зовнішню стінку (наприклад, що утворює в цілому параболоїд, еліпсоїд або сферу). У контексті даного винаходу «верхівку» необхідно розуміти як ділянку, що включає ділянки збирального елемента 146, відповідні до верхівки незалежно від того, чи включає збиральний елемент 146 стінку або отвір на верхівці. Наприклад, як це зазначено на Фігурі 3 збиральний елемент 146, що має усічену форму, вважається таким, що має верхівку 159, де б розташовувалася фізична верхівка за відсутності усічення. [0131] Оптична вісь 161 збирального елемента 146 є коаксіальною до ділянки шляху потоку 138, що проходить через досліджувану ділянку 148. Крім того, точка фокусування FA збирального елемента 146 збігається з досліджуваною ділянкою 148. [0132] У деяких варіантах втілення винаходу збиральний елемент, 146 є коаксіальним до одного або декількох увігнутих оптичних елементів, таких як увігнуті оптичні елементи 210, 212. В інших варіантах втілення винаходу один або декілька увігнутих оптичних елементів 210, 212 оптичної системи можуть розташовуватися в невідповідності до осі щодо оптичної осі 161 збирального елемента 146, і одне або декілька дзеркал можуть використовуватися для направлення або відбиття або передачі електромагнітної енергії 149 до досліджуваної ділянки, наприклад, сфокусованому на досліджуваній ділянці 148. [0133] У деяких варіантах втілення винаходу збиральний елемент 146 може бути коаксіальним до детектора 150. В інших варіантах втілення винаходу оптичний елементи можуть використовуватися для направлення зібраного визначуваного сигналу від збирального елемента 146 на детектор 150. Наприклад, одне або декілька дзеркал можуть відбивати, перенаправляти й/або фокусувати зібраний визначуваний сигнал до або на детектор 150. [0134] Звертаючись тепер до Фігури 18, використання параболоїдного збирального елемента 346, наприклад, краще збирає визначуваний сигнал осесиметрично від аналіту 142 з дуже високою числовою апертурою. Крім того, параболоідний збиральний елемент 346 володіє високою вибірковістю, будучи чутливим до досліджуваного аналіту й нечутливим до інших аналітів і інших джерел шуму за межами точки фокусування параболоїдного збирального елемента 346. [0135] Все ще звертаючись до Фігури 18, у деяких варіантах втілення винаходу параболоїдний збиральний елемент 346 може бути об'ємом, що має внутрішню параболічну відбиваючу поверхню 348, відповідну до поверхні усіченого кругового параболоїда й, зокрема, відповідаючи поверхні кругового параболоїда, усіченого першою й/або другою площинами 350, 22 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 352, перпендикулярними осі 354 параболоїда. У деяких варіантах втілення винаходу електромагнітна енергія від джерела світла 151 може надходити в об'єм параболоїдного збирального елемента, 346, проходячи через першу площину 350 перед впливом на аналіт в досліджуваній ділянці 148 (тобто в точці фокусування 358 параболоїдного збирального елемента 346), але не попадає випадковим чином на відбивну поверхню 348 параболоїдного збирального елемента 346 перед впливом на аналіт в досліджуваній ділянці 148. В інших і/або додаткових варіантах втілення винаходу визначуваний сигнал 153, зібраний параболоїдним збиральним елементом 346, виходить із параболоїдного збирального елемента 346, проходячи через першу площину 350. У варіанті втілення винаходу, відображеному на Фігурі 18, визначуваний сигнал 153 проходить через параксіальну лінзу 251 і крихітний отвір 216 перед попаданням на детектор 150. Параксіальна лінза 251 і крихітний отвір 216 є необов'язковими й можуть бути включені при використанні будь-якого типу збирального елемента для подальшого фокусування визначуваного сигналу 153 перед визначенням. Один або декілька таких фокусуючих елементів можуть бути особливо бажаними при використанні параболічного збирального елемента 346, тому що збиральний визначуваний сигнал у цілому відбивається у вигляді паралельного променю від параболічного збирального елемента. [0136] Варіант втілення винаходу, відображений на Фігурі 18, ілюструє параболоїдний збиральний елемент, 346, наповнений середовищем для зниження впливу дифракції на визначуваний сигнал 153. Середовище обведене рамкою 147. Наповнення збирального елемента 146 середовищем обговорюється детально нижче. Було з'ясовано, що наповнений параболічний збиральний елемент 346 володіє ефективністю збору приблизно 68% у точці фокусування 358, і в той самий час володіє ефективністю збору тільки приблизно 0,4% на відстані 100 мкм вище від точки фокусування 358. Таким чином, параболічний збиральний елемент 346 демонструє високу специфічність, а також високу ефективність збору. Неправильне розташування осі потоку в досліджуваній ділянці 148 щодо оптичної осі збирального елемента 346 також може знизити ефективність збору збирального елемента 346. Така схема, не будучи ідеальною, може підходити для різних варіантів втілення винаходу. Було виявлено, що неправильне розташування осі потоку в досліджуваній ділянці 148 на відстані 50 мкм щодо оптичної осі приводило до ефективності збору параболічного збирального елемента 346 34% і підвищувало ефективність збору у верхній частині досліджуваної ділянки/точки 148. [0137] Звертаючись до Фігури 19, у деяких варіантах втілення винаходу еліпсоїдний збиральний елемент 446 використовують для збору світла від досліджуваної ділянки 148. Еліпсоїдний збиральний елемент 446 може мати будь-яку форму зовнішньої поверхні й визначається як окрема, внутрішня еліпсоїдна відбиваюча поверхня, що знаходиться на осі, що відповідає поверхні усіченого еліпсоїда, яка може бути утворена обертанням еліпса навколо його великої осі. Еліпсоїд може бути усічений у першій точці площиною 450, визначеною малою віссю еліпсоїда, або, з іншого боку, визначеною площиною, перпендикулярною великій осі й розташованою між центром еліпсоїда й першою точкою фокусування в об'ємі, визначеному еліпсоїдним збиральним елементом 446. У ще одному альтернативному випадку еліпсоїд може бути усічений у першій точці площиною, що проходить через більшу вісь еліпсоїда й утворюючою гострий кут із площиною, визначеною малою віссю еліпсоїда. У деяких варіантах втілення винаходу еліпсоїд може додатково бути усічений в другій точці 452 між першою точкою фокусування 454 і межею еліпсоїда, що визначає еліпсоїдний збиральний елемент 446. [0138] Подібно параболоїдному збиральному елементу 346, еліпсоїдний збиральний елемент 446 збирає визначуваний сигнал 153 осесиметрично від аналіту 142 з дуже високою числовою апертурою й володіє високою вибірковістю. Крім того, еліпсоїдний збиральний елемент 446, як це описується вище, переважно відбиває електромагнітну енергію від першої точки фокусування 454 у напрямку до другої точки фокусування 456, яка може відповідати розташуванню крихітного отвору 216, що фільтрує небажану електромагнітну енергію (наприклад, відбиту електромагнітну енергію світла) від попадання на детектор 150 без необхідності присутності додаткових лінзи й дзеркала між першою точкою фокусування 454 і отвором 254. У деяких варіантах втілення винаходу проточна кювета 132, яка може бути пробіркою, що містить потік за типом «ядро в оболонці», такий, як утворюється гідродинамічним фокусуючим елементом, описаним вище, може проходити через поверхню еліпсоїдного збирального елемента, 446 і, зокрема, може проходити через еліпсоїдний збиральний елемент 446 уздовж його великої осі між першою точкою фокусування 454 і межею еліпсоїда, визначуваною еліпсоїдним збиральним елементом 446. [0139] Як і у варіанті втілення винаходу, відображеному на Фігурі 18, еліпсоїдний збиральний елемент 446 зображений наповненим середовищем (представлений прямокутником 147) для зведення до мінімуму рефракційних ефектів від взаємодії стінки проточної кювети/повітря. Було 23 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 з'ясовано, що наповнений еліптичний збиральний елемент 446 володіє ефективністю збору приблизно 68% у точці фокусування 454 (збігається з зоною дослідження 148), і в той самий час володіє ефективністю збору лише приблизно 0,003% на відстані 100 мкм вище від точки фокусування 454. Таким чином, еліптичний збиральний елемент 346 демонструє високу специфічність, а також високу ефективність збору. [0140] Для зниження або елімінації ефектів інтерференції на визначуваний сигнал, що виникає від стінок проточної кювети, внутрішній об'єм збирального елемента 146 (наприклад, параболоїдного й еліпсоїдного збиральних елементів 346 і 446, відповідно) може бути наповнений середовищем, що має коефіцієнт заломлення у відповідному діапазоні допустної похибки коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети 132 в зоні дослідження 148, таким чином, проходження енергії зводиться до мінімуму або усувається. Допустна похибка може знаходитись в діапазоні, наприклад, від 0 до 0,1. Придатні середовища включають, наприклад, матеріали, добре відомі в науці як «рідини з відповідним коефіцієнтом заломлення» або «масла з відповідним коефіцієнтом заломлення». Наповнений збиральний елемент 146 може використовуватися в комбінації з будь-яким зі способів гідродинамічного фокусування, апаратами й оптичними схемами, описаними вище. Крім того збиральний елемент 146 може бути наповнений твердим полімером з відповідним коефіцієнтом заломлення проточної кювети, таким чином, дифракція енергії визначуваного сигналу в результаті зміни коефіцієнта заломлення вздовж шляху проходження енергії зводиться до мінімуму або усувається. Крім того, проточна кювета може бути вироблена частково із твердого матеріалу, наприклад, у вигляді каналу, що проходить через твердий матеріал, і збиральний елемент може бути сконструйований як цілісна частина ділянки поверхні твердого матеріалу, наприклад, у вигляді увігнутого (відносно зони дослідження) оптичного елемента, що знаходиться на зовнішній поверхні твердого матеріалу. [0141] В інших варіантах втілення винаходу проточна кювета 132 включає цілісну сферичну складку 154 в зоні дослідження 148. Сферична складка 154 також знижує або усуває інтерференцію в визначуваному сигналі в результаті передачі світла через стінку проточної кювети 132. Визначуваний сигнал 153, що випромінюється з, передається через або відбивається аналітом, звичайно падає на сферичну складку 154 під кутом, перпендикулярним поверхні сферичної складки 154, що зводить до мінімуму або усуває ефекти заломлення, тому що світло проходить через межу матеріал-повітря (поверхня сферичної складки-повітря). [0142] Сферична складка 154 може бути утворена з того ж самого матеріалу, що й проточна кювета 132, або, в альтернативному варіанті втілення винаходу, може бути утворена з матеріалу, що має коефіцієнт заломлення в межах підходящої допустної похибки коефіцієнта заломлення стінки проточної кювети 132 в зоні дослідження 148, таким чином, дифракція енергії визначуваного сигналу 153 у результаті зміни коефіцієнта заломлення уздовж шляху проходження енергії знижена або усунута. Допустна похибка може знаходитись в діапазоні, наприклад, від 0 до 0,1. Кривизна сферичної складки може знаходитись в межах допустної похибки від приблизно 0% до приблизно 5%, від приблизно 1% до приблизно 5%, від приблизно 2% до приблизно 4%, і від приблизно 1% до приблизно 3%. Інші, відповідні значення допустної похибки включають, наприклад, приблизно 1, 2, 3, 4 і 5%. Крім того, центрування сферичної складки навколо точки фокусування збирального елемента 146 може знаходитись в межах допустної похибки від приблизно 0 мм до приблизно 5 мм, від приблизно 1 мм до приблизно 4 мм, від приблизно 2 мм до приблизно 3 мм, і від приблизно 1 мм до приблизно 3 мм. Інші, відповідні значення допустної похибки включають, наприклад, приблизно 0, 1, 2, 3, 4 і 5 мм. [0143] Сферична складка 154 переважно приводить до ефективності збору приблизно 75% у точці фокусування збирального елемента 146 і високої вибірковості для одержання ефективності збору приблизно 0,00002% на відстані 50 мкм нагору або вниз від точки фокусування. У таких варіантах втілення винаходу досліджувана ділянка 148 переважно є дуже малою і забезпечує збір в одній точці. [0144] Фігура 20А ілюструє сферичну складку 154 і випромінювання визначуваного сигналу 153 зі сферичної складки 154 на збиральний елемент 146, а також передачу визначуваного сигналу 153 на детектор 150 або плоский оптичний елемент або крихітний отвір 216, розміщений перед детектором 150. Фігура 20В є схемою крупним планом випромінювання визначуваного сигналу 153 через сферичну складку 154, що вказує на те, що визначуваний сигнал 153 залишається незміненим стінкою складки. [0145] В інших варіантах втілення винаходу ефекти заломлення при взаємодії стінки проточної кювети й повітря можуть бути ослаблені потоншенням стінки проточної кювети в досліджуваній ділянці 148. Наприклад, стінка проточної кювети в досліджуваній ділянці 148 може мати товщину від приблизно 20 мкм до приблизно 2000 мкм, від приблизно 40 мкм до 24 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 приблизно 1500 мкм, від приблизно 60 мкм до приблизно 1000 мкм, від приблизно 80 мкм до приблизно 800 мкм, від приблизно 100 мкм до приблизно 600 мкм, від приблизно 200 мкм до приблизно 400 мкм, від приблизно 1000 мкм до приблизно 2000 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 50 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 80 мкм, від приблизно 20 мкм до приблизно 200 мкм, від приблизно 400 мкм до приблизно 1000 мкм або від приблизно 1500 мкм до приблизно 2000 мкм. Наприклад відповідна товщина стінки може становити приблизно 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900 і 2000 мкм. Ефективність збору для варіантів втілення винаходу, що мають товщину стінок проточної кювети в досліджуваній ділянці 148 без інших усуваючих елементів (таких як наповнений колектор або сферична складка 154), може демонструвати ефективність збору до приблизно 50% у точці фокусування збирального елемента 146 і приблизно 3% на відстані близько 100 мкм догори від точки фокусування збирального елемента 146. [0146] Звертаючись до Фігури 26 збиральний елемент, може бути, наприклад, лінзою об'єктива 517, при цьому точка фокусування лінзи об'єктива збігається з досліджуваною ділянкою 148. Визначуваний сигнал збирається лінзою об'єктива й передається у вигляді кільця на іншу лінзу 517 або інший фокусуючий елемент, який фокусує визначуваний сигнал 153 на детектор 150. Як описано вище щодо Фігур 16 і 17, у деяких варіантах втілення винаходу лінза об'єктива також може використовуватися для освітлення зразка. В інших варіантах втілення винаходу лінза об'єктива може використовуватися для збору, а освітлення може бути досягнуте з використанням будь-якого з описаних вище способів, включаючи, наприклад, освітлення від джерела світла, перпендикулярного досліджуваній ділянці 148, як це показано на Фігурі 26. [0147] У різних варіантах втілення винаходу апарат може додатково включати крихітний отвір 216 або плоский оптичний елемент, наприклад, дихроїчне дзеркало, приєднане до детектора 150 для фокусування збирального визначуваного сигналу 153 перед визначенням детектором 150. [0148] Сортування [0149] У деяких аспектах описаних способів і апарата, сортувальний цитометр використовує спосіб, який фізично й/або функціонально модифікує вибрані клітини в популяціях для забезпечення їх диференціації. Тобто, замість того, щоб покладатися на безпосереднє розділення клітин за розміщенням, розташуванням, резервуаром або часом, описані варіанти втілення винаходу замість цього забезпечують клітини, які інактивовані, обмежені в здатностях, зруйновані, роз'єднані, фрагментовані або змінені іншим способом (тобто «модифіковані») щодо певної необхідної властивості, що в деяких випадках забезпечує розділення або диференціацію субпопуляцій у композиції. Природа модифікації залежить, повністю або частково, від передбачуваного застосування ідентифікованих клітин, і, отже, характеристик ідентифікованих клітин, що відносяться до застосування. Наприклад, і для всіх цілей пояснення або тільки пояснювання, злоякісна або іншим способом імморталізована або швидкозростаюча клітина може вважатися функціонально інактивованою у контексті одержання здорових соматичних клітин, якщо здатність клітини відтворюватися була піддана негативному впливу або якщо клітина вбита. В іншому прикладі, знову таки тільки з метою пояснення або пояснювання, якщо застосування вимагає видалення з популяції субпопуляції клітин, яка виробляє небажаний протеїн або іншу речовину, сортувальний цитометр може досягти такого результату шляхом усунення вироблення речовини в таких клітинах, загибелі клітин і/або шляхом модифікації клітин для забезпечення їх фізичного видалення з популяції. [0150] Способи й апарати, описані в даному документі, використовують у деяких варіантах втілення винаходу джерело енергії для модифікації клітин або для індукції або ініціації процесу, такого як хімічна активація, який може модифікувати клітини. Модифікації, індуковані джерелом енергії, включають, у деяких аспектах, прямий вплив на клітини, включаючи, але не обмежуючись, модифікацію клітинних компонентів або хімічних речовин, включаючи білки, ДНК і речовини, що беруть участь у клітинному метаболізмі; руйнування, нагрівання, кавітацію або розриви, що відбуваються усередині або біля клітин; пермеабілізацію або перфорацію клітин; і руйнування, фрагментацію або морфологічну зміну клітин, включаючи клітини, віруси, тільця або частки. В інших варіантах втілення винаходу модифікації можуть також або в інших випадках включати непрямий вплив джерела сортувальної енергії, опосередкований джерелом сортувальної енергії, або іншими факторами, включаючи хімічну активацію й/або деактивацію, хімічне утворення перехресних зв'язків або хімічну дериватизацію клітин або одного або декількох клітинних компонентів, активацію й/або деактивацію одного або декількох хімічних агентів в клітині або біля неї, що викликає зв'язування або асоціацію таких агентів або їх похідних із клітиною або її компонентами, або індукцію зміненої функціональності клітин. У 25 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 певних варіантах втілення винаходу хімічні агенти, які реагують із клітинами під час опромінення, присутні в клітинах або способі природно, або їх додають як частину способу. [0151] У деяких варіантах втілення винаходу описані способи й апарат включають використання сполук, що активуються світлом, які індукуються для зв'язування або асоціації із клітинами або клітинними компонентами при опроміненні світлом відповідної інтенсивності й енергії. Такі сполуки у визначених аспектах індукують по суті утворення перехресних зв'язків або денатурацію одного або декількох клітинних компонентів для впливу на клітинні процеси або метаболізм клітин, що становлять інтерес. З іншого боку, такі сполуки в певних аспектах можуть індукувати по суті утворення перехресних зв'язків або денатурацію одного або декількох клітинних компонентів для загибелі клітин, що становлять інтерес. В іншому випадку, сполуки, що активуються світлом, використовувані в описаних способах і апараті, зв'язуються з вибраними клітинами й змінюють одну або декілька властивостей клітин, що становлять інтерес, у такий спосіб, щоб надати клітинам, що становлять інтерес, можливість ідентифікації й/або збагачення й/або збідніння в наступних способах. Клітини, що становлять інтерес, які були змінені хімічною дериватизацією, такою як додавання хімічної речовини, у визначених аспектах видаляють, концентрують або очищають на наступному етапі способами, які використовують властивості або взаємодії такої речовини. Наприклад, і з метою тільки пояснення й пояснювання, клітини, що становлять інтерес в одному аспекті дериватизують додаванням речовини, яка надалі зв'язується антитілом, яке забезпечує захоплення або ретенцію дериватизованої клітини що становить інтерес, різними способами. Передбачена велика кількість таких речовин, і, в одному аспекті, такі речовини включають клас сполук, що містять або є спорідненими з 2,4-динітрофенільною групою (ДНФ), яка в одному аспекті розпізнається й специфічно зв'язується антитілами, що розпізнають ДНФ. Відповідно до цього, похідні ДНФ, що активуються світлом, або споріднені сполуки використовують в одному аспекті для дериватизації клітин що становлять інтерес, у застосуванні такого типу. З іншого боку, дериватизовані клітини, що становлять інтерес можуть бути захоплені або видалені з використанням стратегій, які приводять до переважного зв'язування дериватизованих клітин що становлять інтерес, з певними субстратами. Наприклад, і з метою тільки пояснення й пояснювання, клітини, що становлять інтерес, дериватизовані з використанням сполук, що містять біотин або сполук, що є спорідненими біотину, в одному аспекті захоплюються або залишаються на субстратах, поверхнях, речовинах, середовищі, сполуках або частках, які зв'язуються або були модифіковані для зв'язування біотину, наприклад, присутністю авідину, стрептавідину, біотин-зв'язуючих антитіл або інших біотин-сполучних молекул. В іншому альтернативному аспекті похідні біотину, що активуються світлом або споріднені сполуки використовують для дериватизації клітин що становлять інтерес, у подібному застосуванні. З іншого боку, в інших аспектах клітини, що становлять інтерес, змінюють додаванням або асоціацією хімічних речовин або сполук перед піддаванням селекції й модифікації. У такому випадку, отже, варіант втілення винаходу, що включає описані тут способи й апарат, використовує зміну доданої речовини на вибраних клітинах для забезпечення диференціації таких клітин від інших клітин у популяції. Наприклад, і з метою тільки пояснення й пояснювання, в одному аспекті всі клітини в популяції дериватизують додаванням фотолабільної хімічної сполуки перед аналізом, і в одному аспекті специфічні клітини піддають модифікації з використанням джерела енергії апарата для модифікації фотолабільної хімічної сполуки на такі клітини. [0152] Після освітлення, аналіт, якщо він є присутнім, тече від досліджуваної ділянки 148 до сортувальної ділянки 152. Через прогнозований і стабільний потік за типом «ядро в оболонці» або ламінарний потік, можливо довідатися для кожного аналіту його положення для деякої відстані, яку проходить аналіт після виходу з досліджуваної ділянки 148 і переміщення в напрямку до сортувальної ділянки 152. У деяких варіантах втілення винаходу джерело сортувальної енергії 350 (відображене на Фігурі 22) може бути проконтрольованим для опромінення аналіту або частини аналіту в зразку в сортувальній ділянці для надання неактивності, модифікації або руйнування аналіту. [0153] В інших варіантах втілення винаходу зразок може включати перший і другий аналіти, які можуть бути диференційовано визначені з використанням описаних тут способів і апарата. Сортування першого й другого аналітів може бути досягнуте, наприклад, опроміненням першого або другого аналіту після визначення. Наприклад, детектор 150 може бути настроєний для виявлення й визначення того, чи є визначуваний сигнал 153 вихідним від першого або другого аналіту. Після визначення окремого аналіту, наприклад, другого аналіту, для сортування, джерело сортувальної енергії 350 може бути використане для опромінення другого аналіту для надання неактивності, модифікації або руйнування другого аналіту. 26 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 [0154] У деяких варіантах втілення винаходу джерело сортувальної енергії, 350 може бути приєднаним для опромінення зразка перпендикулярно шляху потоку 138 у сортувальній ділянці 152. В інших варіантах втілення винаходу джерело сортувальної енергії 350 може бути приєднаним для опромінення зразка під косим кутом відносно сортувальної енергії. [0155] У деяких варіантах втілення винаходу джерело сортувальної енергії 350 є лазером, що випромінює електромагнітну енергію, наприклад, ультрафіолетове світло, видиме світло й інфрачервоне світло. [0156] Наприклад, джерело сортувальної енергії 350 може бути УФ лазером. УФ довжини хвиль менше ніж приблизно 350 нм можуть поглинатися нуклеїновими кислотами, білками й/або барвниками, використовуваними для поглинання світла, і можуть переносити енергію до ділянки аналіту (наприклад, до клітини), що приведе до модифікації, пошкодження або загибелі клітини. [0157] Джерело сортувальної енергії 350 може бути, наприклад, лазером видимих/інфрачервоних променів. Видимі/інфрачервоні довжини хвиль менше ніж приблизно 775 нм і вище можуть поглинатися клітинними компонентами й/або барвниками, використовуваними для поглинання світла й/або води, і можуть переносити енергію до ділянки аналіту (наприклад, до клітини), що приведе до модифікації, пошкодження або загибелі клітини. [0158] Джерело сортувальної енергії 350 може бути, наприклад, лазером видимих променів. Видимі довжини хвиль від 350 нм до приблизно 775 нм можуть поглинатися цитохромами й/або барвниками, використовуваними для поглинання світла й/або води, і можуть переносити енергію до ділянки аналіту (наприклад, до клітини), що приведе до модифікації, пошкодження або загибелі клітини. [0159] У варіантах втілення винаходу в яких аналітом є клітина, а сортування досягається загибеллю клітини, сортувальна енергія, може бути вибрана для нагрівання внутрішньої температури клітини до приблизно 70 °C. Таке нагрівання може бути досягнуте, наприклад, миттєвою потужністю приблизно 50 Вт. Джерела, здатні призвести до загибелі клітини, включають, наприклад, лазерну діодну матрицю, малопотужну циклічну пульсацію й модульоване тривале або квазі-тривале джерело енергії відповідної довжини хвилі або потужності. [0160] Будь-яке з таких або інших відомих джерел сортувальної енергії 350 можуть використовуватися для загибелі, модифікації або пошкодження аналіту в сортувальній ділянці 152. Джерело сортувальної енергії 350 може пошкоджувати клітину шляхом цілого ряду способів, включаючи, наприклад, руйнування мембран або інших клітинних органел або компонентів, денатурацію біомолекул у клітинах і утворення перехресних зв'язків або зсув біомолекул. Руйнування мембран або інших клітинних органел або компонентів може бути досягнуте кавітацією водою в клітині й пошкодженням проксимальних клітинних компонентів або індукованою енергією дисоціацією води або біомолекул у клітині. Денатурація біомолекул і утворення перехресних зв'язків або зсув біомолекул приводить до зв'язаних змін в або до втрати функції біомолекул і/або клітин. [0161] Після визначення аналіту або небажаного аналіту, джерело сортувальної енергії 350 може бути задіяне, або його продуктивність модульована або перенаправлена для зв'язування аналіту. Сортування з використанням джерела сортувальної енергії 350 досягається шляхом модифікації, втрати функціонування або руйнування аналіту. Джерело сортувальної енергії 350 може ушкодити, модифікувати або додати нефункціональність аналіту в зразку цілим рядом способів, включаючи, наприклад, активацію кавітації рідини зразка в ділянці аналіту (у сортувальній ділянці), активацію нагрівання рідини зразка в ділянці аналіту (у сортувальній ділянці), активацію руйнування молекул і/або утворення перехресних зв'язків в аналіті, а також активацію хімічної модифікації аналіту прямим способом або шляхом індукування хімічних реагентів у рідині зразка для зв'язування аналіту. [0162] У деяких варіантах втілення винаходу джерело сортувальної енергії 350 може бути джерелом тепла, таким як нагрівальний елемент, мікрохвилі або електричний розряд. Зразок сортують у сортувальній ділянці 152 нагріванням рідини в ділянці аналіту в сортувальній ділянці 152 для пошкодження, модифікації або руйнування аналіту. [0163] У деяких варіантах втілення винаходу сортування може бути досягнуте електропорацією або за допомогою сил, що діють на зразок у сортувальній ділянці. Сила може бути, наприклад, ультразвуком. [0164] Збір зразка після визначення й сортування [0165] Після того, як зразок пройшов через досліджувану ділянку 148 для освітлення й визначення й через сортувальну ділянку 152 для, у деяких випадках, сортування, зразок протікає до вихідного отвору 136 проточної кювети 132 і може бути зібраний у відкритий або 27 UA 114173 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 закритий контейнер біля випускного отвору проточної кювети. Фігура 21А ілюструє й наводить приклад збору у відкритий контейнер 218. [0166] У деяких варіантах втілення винаходу випускний отвір 136 проточної кювети 132 може мати збільшений діаметр для забезпечення збору зразка 141 зі зниженим тиском і/або в'язкістю. Фігура 21В ілюструє приклад збору через ділянку 220 проточної кювети 132, що має збільшений діаметр, що приводить до утворення ділянки зі зниженим тиском і/або в'язкістю. Зразок 141 може бути зібраний у відкритий або закритий контейнер (відкритий контейнер 218 представлений на Фігурі 21В) біля випускного отвору 136. Інші способи також можуть використовуватися для сповільнення швидкості вихідного потоку для зведення до мінімуму пошкодження аналіту. [0167] У ще інших варіантах втілення винаходу фізичне сортування біля випускного отвору 136 донизу від сортувальної ділянки 152 може бути проведене шляхом розділення шляху потоку 138 біля випускного отвору на дві або більшу кількість частин потоку. Фігура 21С ілюструє, наприклад, варіант втілення винаходу, в якому шлях потоку 138 розділений на три шляхи потоку 138а, 138b, 138с біля випускного отвору 136 на кінці проточної кювети 132 донизу від сортувальної ділянки, 152. Аналіти 142 у контурному потоці рідини можуть бути спрямовані до центру шляху потоку 138b, у той час як проточний рідина може бути відведена в зовнішні шляхи потоку 138а і 138с. Окремі контейнери 140а, 140b, 140с можуть використовуватися для збору зі шляхів потоку 138а, 138b, 138с. Контейнери можуть бути відкритими або закритими. Проточна кювета 132 може в деяких випадках включати компонент (не зазначений) для забезпечення положення часток відносно розділених шляхів потоку. Необов'язковий компонент може включати, наприклад, оптичний апарат для визначення часток аналіту, що попадають у центральний шлях потоку 138b. У деяких варіантах втілення винаходу варіабельна швидкість потоку біля вихідного отвору або ділянки фізичного розділення може використовуватися для відведення аналіту й/або досліджуваного аналіту й/або модифікованого аналіту в один зі шляхів потоку, наприклад, як це описується в патенті США № 7355696, зміст якого включено сюди у всій своїй повноті за допомогою посилання. [0168] У тексті даної заявки під проточною кюветою 132 розуміють замкнений шлях потоку за умови, що шлях потоку 138 є єдиним, неподільним і обмеженим шляхом потоку в ділянці, що проходить через досліджувану ділянку 148 і через сортувальну ділянку 152. Розділення шляху потоку 138 донизу від сортувальної ділянки 152 не впливає на характеристику проточної кювети 132 як замкненої. [0169] Система керування [0170] Звертаючись до Фігури 22, система проточної цитометрії також може включати комп'ютерну систему керування 400. Комп'ютерна система керування може включати один або декілька комп'ютерних пристроїв 402, таких як робочі станції, портативні комп'ютери, планшетні комп'ютери, нетбуки, персональні цифрові пристрої тощо. Як це в цілому відомо, кожний комп'ютерний пристрій 402 включає або має доступ до одного або декількох мікропроцесорних пристроїв 404, одного або декількох енергозалежних запам'ятовувальних пристроїв (наприклад, RAM) 406, і одного або декількох пристроїв постійної пам'яті (наприклад, жорстких дисків, пристроїв оптичної пам'яті тощо) 408. Мікропроцесорний пристрій 404 може зберігати інструкції й дані щодо енергозалежного запам'ятовувального пристрою 406 під час виконання операції й, подібним чином, може зберігати інструкції й/або дані по пристрою постійної пам'яті 408. Наприклад, як це загальновідомо, інструкції з одного або декількох протоколів програм можуть зберігатися в пристрої постійної пам'яті 408 для витягнення за допомогою мікропроцесорного пристрою 404. Мікропроцесорний пристрій 404 може під час виконання протоколу витягати з пристрою постійної пам'яті 408 і зберігати копію протоколу в енергозалежному запам'ятовувальному пристрої 406. Під час виконання протоколу, мікропроцесорний пристрій 404 може додатково зберігати дані в одному або обох енергозалежному запам'ятовувальному пристрої й пристрої постійної пам'яті 406 і 408, відповідно. Крім того, мікропроцесорний пристрій 404 може одержувати, обробляти й/або зберігати в пристрої пам'яті 406, 408 дані від одного або декількох пристроїв, що є зовнішніми для комп'ютера 402, як це описується нижче. Один або декілька пристроїв уведення/виведення (I/O) 410 можуть полегшувати комунікацію між мікропроцесором 404 і зовнішніми пристроями й, крім того, між мікропроцесором 404 і пристроями пам'яті 406, 408. Крім того, пристрій I/O 410 може сполучатися з пристроєм відображення 412, який може бути внутрішнім або зовнішнім для комп'ютерного пристрою 402 і може використовуватися для відображення інтерфейсу користувача для забезпечення керування цитометричною системою оператором. Один або декілька пристроїв уведення 414 (наприклад, миша, сенсорний екран, клавіатура тощо) можуть дозволити користувачу вводити дані або команди в цитометричну систему. 28
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethods, systems, and apparatus for performing flow cytometry
Автори англійськоюLuscher, Mark, Marks, Randall
Автори російськоюЛашер Марк, Маркс Рэндэлл
МПК / Мітки
МПК: G01N 15/14
Мітки: пристрій, спосіб, проведення, цитометрії, проточної
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/620-114173-pristrijj-ta-sposib-dlya-provedennya-protochno-citometri.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Пристрій та спосіб для проведення проточної цитометрії</a>
Пристрій для проточної ультразвукової стерилізації газорідинної суміші
Номер патенту: 104458
Опубліковано: 25.01.2016
Автор: Дементій Сергій Васильович
МПК: A61L 2/025, B01J 19/10, B01F 11/02, C02F 1/36
Мітки: суміші, газорідинної, проточної, стерилізації, ультразвукової, пристрій
Формула / Реферат:
1. Пристрій (1) для проточної стерилізації газорідинної суміші, що містить: вертикально орієнтований резервуар (2), у внутрішній порожнині якого встановлена вертикально орієнтована проточна камера (3), в верхній частині якої встановлений акустичний відбивач (4), пристроєм тангенціального вводу (5) з'єднаний з виходом (6) інжектора (7), в нижній частині якої встановлений дифузор (8); ежектор (9), з'єднаний входом рідини (10) з вихідним...
Пристрій теплообміну та спосіб відбору і/або підведення тепла із/до псевдозріджених шарів матеріалу, пристрій для проведення реакції у псевдозрідженому шарі каталізатора та спосіб її проведення
Номер патенту: 76938
Опубліковано: 16.10.2006
Автори: Брістоу Тімоті Кріспін, Уілліамс Брус Ліо, Беккер Стенлей Джон, Ньютон Дейвід, Фіорентіно Мікєлє
МПК: B01J 8/00, F28D 13/00, B01J 8/24
Мітки: псевдозрідженому, шарів, підведення, матеріалу, теплообміну, псевдозріджених, шарі, проведення, реакції, відбору, тепла, каталізатора, спосіб, пристрій
Формула / Реферат:
1. Пристрій теплообміну з псевдозрідженими шарами матеріалу, що містить корпус, у якому є: (1) засоби для утворення у певній зоні всередині корпуса псевдозрідженого шару зі зріджуваного матеріалу, і (2) розташовані в зоні утворення псевдозрідженого шару теплообмінні труби, призначені для відбору тепла з цієї зони і/або підведення тепла в цю зону, який відрізняється тим, що теплообмінні труби проходять уздовж осі зони утворення в корпусі...
Пристрій для магнітної обробки проточної води
Номер патенту: 9731
Опубліковано: 17.10.2005
Автори: Востріков Андрій Володимирович, Вострікова Наталія Володимирівна, Востріков Володимир Петрович
МПК: C02F 1/48
Мітки: обробки, води, пристрій, проточної, магнітної
Формула / Реферат:
Пристрій для магнітної обробки проточної води, що складається із циліндричного корпусу та кільцевих магнітів, що розміщені у ньому з зазорами між собою уздовж осі та перпендикулярно до неї торцевими площинами, намагніченими як полюси, який відрізняється тим, що між кільцевими магнітами розміщені паралельно до них дискові магніти, які вставлені у кільцеві шайби з отворами, а між магнітами розміщені хрестоподібні прокладки.
Нагрівач проточної води
Номер патенту: 45405
Опубліковано: 10.11.2009
Автор: Курган Анатолій Олександрович
Мітки: нагрівач, води, проточної
Формула / Реферат:
1. Нагрівач проточної води, що містить теплопередавальний елемент, спірально скручений із листа, сформовані канали для середовищ, який відрізняється тим, що теплопередавальний елемент має дві конвектуючі поверхні із двох тонких металевих листів, разом скручених у спіраль, на яких рівномірно розташовані сферичні виступи, направлені до внутрішнього периметра, з утворенням спірального проточного каналу, висота якого дорівнює висоті сферичних...
Спосіб аналізу, апарат для його здійснення (варіанти), касета для проведення аналізу (варіанти) і пристрій для проведення аналізу
Номер патенту: 74071
Опубліковано: 17.10.2005
Автори: Сейм Торстейн, Борк Стіг Мортен, Карлсон Ян Рогер, Холтлунн Йостейн, Лаувстад Інгер Лісе, Тьон Хеге, Янсон Туре
МПК: G01N 21/64, G01N 21/76, G01N 21/27, G01N 21/63, G01N 33/68, G01N 35/02, G01N 1/10, B01L 3/00, G01N 35/10, B01L 3/02, G01N 33/86, G01N 1/00
Мітки: пристрій, касета, здійснення, проведення, аналізу, варіанти, спосіб, апарат
Формула / Реферат:
1. Апарат для проведення аналізів, що містить піпетку, яка має ближній кінець та дальній кінець, джерело тиску газу, касету для проведення аналізів, яка містить принаймні одну комірку, та пристрій для проведення аналізів, який містить тримач згаданої касети, влаштований для її прийому, і детектор випромінювання, який відрізняється тим, що касета для проведення аналізів містить принаймні другу комірку та згадану піпетку, пристосовану до...
Попередній патент: Подвійні інгібітори мен і фрес для лікування кастраційно-резистентного раку простати та остеобластичних метастазів у кістці
Наступний патент: Легована сталь пониженої прогартовуваності та спосіб її формування
Випадковий патент: Спосіб визначення контактних тисків при хонінгуванні конічних отворів