Способ и система, включающие в себя оптическую систему формирования пучка и стабилизацию пучка - RU2020107243A
Код документа: RU2020107243A
Формула
1. Аналитический прибор для сперматозоидов, содержащий:
проточный канал, который принимает обжимающую жидкость и пробную жидкость, содержащую по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, и который создает коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего внутренний стержневой поток пробной жидкости и внешний поток обжимающей жидкости;
лазер, который создает лазерный пучок;
оптическую систему формирования пучка, которая формирует лазерный пучок, чтобы иметь ширину пучка и высоту пучка в опросном местоположении, при этом оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок для опроса по меньшей мере одного сперматозоида, подлежащего анализу, в опросном местоположении и по существу совмещает центральную часть ширины пучка с шириной внутреннего стержневого потока, обращенного к лазеру;
путь пучка, вдоль которого лазерный пучок проходит между лазером и оптической системой формирования пучка;
по меньшей мере один детектор, который генерирует сигнал в ответ на электромагнитное излучение из опросного местоположения; и
анализатор, который принимает сигнал от по меньшей мере одного детектора.
2. Аналитический прибор по п. 1, отличающийся тем, что внутренний стержневой поток имеет различные ортогональные размеры, поперечные к коаксиальному течению жидкостного потока, причем указанные различные ортогональные размеры включают ширину внутреннего стержневого потока и глубину внутреннего стержневого потока.
3. Аналитический прибор по п. 1 или 2, отличающийся тем, что отношение ширины пучка к высоте пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
4. Аналитический прибор по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до ширины пучка, которая находится в диапазоне от 70 мкм до 130 мкм.
5. Аналитический прибор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до ширины пучка, которая находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
6. Аналитический прибор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка обеспечивает по существу аналогичные технические характеристики при частотах событий от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду.
7. Аналитический прибор по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
8. Аналитический прибор по любому из пп. 1-7, дополнительно содержащий:
множество дополнительных проточных каналов, причем каждый дополнительный проточный канал создает дополнительное коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего дополнительный внутренний стержневой поток пробной жидкости и дополнительный внешний поток обжимающей жидкости;
дополнительный лазер, связанный с каждым дополнительным проточным каналом, который создает дополнительный лазерный пучок;
дополнительную оптическую систему формирования пучка, связанную с каждым дополнительным проточным каналом, которая формирует каждый дополнительный лазерный пучок, чтобы иметь ширину пучка, которая по существу соответствует ширине дополнительного внутреннего стержневого потока, обращенного к дополнительному лазеру, с которым связана дополнительная оптическая система формирования пучка; и
дополнительный путь пучка между каждым дополнительным лазером и каждой связанной оптической системой формирования пучка,
при этом каждый дополнительный путь пучка имеет длину, которая составляет менее чем 18 дюймов (45,72 см).
9. Аналитический прибор по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что лазер представляет собой лазер с непрерывной волной, который излучает электромагнитное излучение на одной длине волны.
10. Аналитический прибор по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что проточный канал содержит сопло проточного цитометра или канал микрожидкостного чипа.
11. Аналитический прибор по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, представляет собой сперматозоид, окрашенный с помощью ДНК-специфичного светоизлучающего материала, и при этом ДНК-специфичный светоизлучающий материал флуоресцирует в ответ на опрос с помощью лазерного пучка.
12. Аналитический прибор по п. 11, отличающийся тем, что по меньшей мере один детектор дополнительно содержит:
первый детектор, расположенный для обнаружения прямой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала; и
второй детектор, расположенный под углом 90° по отношению к первому детектору, который обнаруживает боковую флуоресценцию ДНК-специфичного светоизлучающего материала,
причем анализатор анализирует информацию от первого детектора и второго детектора для классификации сперматозоидов, несущих Х-хромосому, и/или сперматозоидов, несущих Y-хромосому.
13. Аналитический прибор по п. 12, отличающийся тем, что аналитический прибор дополнительно содержит отклоняющий элемент, который генерирует популяцию сперматозоидов, имеющих асимметричное соотношении полов жизнеспособных сперматозоидов.
14. Аналитический прибор по п. 13, отличающийся тем, что отклоняющий элемент содержит отклоняющие пластины в проточном цитометре, генерирующем капли, отклоняющий механизм в микрожидкостном чипе или абляционный лазер, который повреждает выбранные сперматозоиды на основе их классификации.
15. Аналитический прибор по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
16. Аналитический прибор по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
17. Аналитический прибор по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что путь пучка составляет менее чем 18 дюймов (45,72 см).
18. Аналитический прибор по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до высоты пучка, которая находится в диапазоне от 15 мкм до 19 мкм.
19. Аналитический прибор для сперматозоидов, содержащий:
проточный канал, который принимает обжимающую жидкость и пробную жидкость, содержащую по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, и который создает коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего внутренний стержневой поток пробной жидкости и внешний поток обжимающей жидкости;
лазер, который создает лазерный пучок;
оптическую систему формирования пучка, которая формирует лазерный пучок, имеющий высоту пучка и ширину пучка, при этом ширина пучка находится в диапазоне от около 130 мкм до около 70 мкм и имеет отношение ширины пучка к высоте пучка в диапазоне от 7:1 до 3:1 в опросном местоположении,
при этом оптическая система формирования пучка выполнена с возможностью формирования лазерного пучка для опроса по меньшей мере одного сперматозоида, подлежащего анализу, в опросном местоположении;
путь пучка, вдоль которого лазерный пучок проходит между лазером и оптической системой формирования пучка;
по меньшей мере один детектор, который генерирует сигнал в ответ на электромагнитное излучение в опросном местоположении; и
анализатор, который принимает сигнал от по меньшей мере одного детектора.
20. Аналитический прибор по п. 19, дополнительно содержащий:
множество дополнительных проточных каналов, причем каждый дополнительный проточный канал создает дополнительное коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего дополнительный внутренний стержневой поток пробной жидкости и дополнительный внешний поток обжимающей жидкости;
дополнительный лазер, связанный с каждым дополнительным проточным каналом, который создает дополнительный лазерный пучок;
дополнительную оптическую систему формирования пучка, связанную с каждым дополнительным проточным каналом, которая формирует каждый дополнительный лазерный пучок, чтобы иметь ширину пучка, которая по существу совпадает с соответствующей шириной внутреннего стержневого потока, обращенного к дополнительному лазеру, с которым связана дополнительная оптическая система формирования пучка; и
дополнительный путь пучка между каждым дополнительным лазером и каждой связанной оптической системой формирования пучка,
при этом каждый дополнительный путь пучка имеет длину, которая составляет менее чем 18 дюймов (45,72 см).
21. Аналитический прибор по любому из пп. 19-20, отличающийся тем, что лазер представляет собой лазер с непрерывной волной, который излучает лазерный пучок на одной длине волны.
22. Аналитический прибор по любому из пп. 19-21, отличающийся тем, что проточный канал содержит сопло проточного цитометра или канал микрожидкостного чипа.
23. Аналитический прибор по любому из пп. 19-22, отличающийся тем, что по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, представляет собой сперматозоид, окрашенный с помощью ДНК-специфичного светоизлучающего материала, и
при этом ДНК-специфичный светоизлучающий материал флуоресцирует в ответ на опрос с помощью лазерного пучка.
24. Аналитический прибор по п. 23, отличающийся тем, что по меньшей мере один детектор дополнительно содержит:
первый детектор, расположенный для обнаружения прямой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала; и
второй детектор, расположенный под углом 90° по отношению к первому детектору, который обнаруживает боковую флуоресценцию светоизлучающего материала,
причем анализатор анализирует информацию от первого детектора и второго детектора для классификации сперматозоидов, несущих Х-хромосому, и/или сперматозоидов, несущих Y-хромосому.
25. Аналитический прибор по любому из пп. 19-24, отличающийся тем, что аналитический прибор дополнительно содержит отклоняющий элемент, который генерирует популяцию сперматозоидов, имеющих асимметричное соотношении полов жизнеспособных сперматозоидов.
26. Аналитический прибор по п. 25, отличающийся тем, что отклоняющий элемент содержит отклоняющие пластины в проточном цитометре, генерирующем капли, отклоняющий механизм в микрожидкостном чипе или абляционный лазер, который повреждает выбранные сперматозоиды на основе их классификации.
27. Аналитический прибор по любому из пп. 19-26, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок, имеющий ширину пучка, которая находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
28. Аналитический прибор по любому из пп. 19-27, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
29. Аналитический прибор по любому из пп. 19-28, отличающийся тем, что отношение ширины пучка к высоте пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
30. Аналитический прибор по любому из пп. 19-29, отличающийся тем, что путь пучка составляет менее чем 18 дюймов (45,72 см).
31. Аналитический прибор по любому из пп. 19-30, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок, чтобы по существу совмещать центральную часть ширины пучка и внутренний стержневой поток.
32. Аналитический прибор по п. 31, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
33. Аналитический прибор по любому из пп. 31-32, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
34. Аналитический прибор по любому из пп. 19-33, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до высоты пучка, которая находится в диапазоне от 15 мкм до 19 мкм.
35. Аналитический прибор по любому из пп. 19-34, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка обеспечивает по существу аналогичные технические характеристики при частотах событий от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду.
36. Способ генерирования популяции сперматозоидов, имеющей асимметричное соотношение полов жизнеспособных сперматозоидов, включающий в себя:
создание коаксиального течения жидкостного потока, содержащего:
внутренний стержневой поток пробной жидкости, имеющий различные ортогональные размеры, поперечные коаксиальному течению, при этом пробная жидкость содержит сперматозоиды; и
внешний поток обжимающей жидкости;
модифицирование лазерного пучка из лазера в диаграмму направленности лазерного пучка, имеющую высоту пучка и ширину пучка;
по существу согласование ширины внутреннего стержневого потока, обращенного к лазеру, с центральной частью ширины пучка;
опрашивание сперматозоидов в стержневом потоке с помощью диаграммы направленности лазерного пучка;
обнаружение ответа на опрашивание сперматозоидов;
генерирование по меньшей мере одного сигнала на основе обнаруженного ответа; и
классификация характеристики разделения по полу сперматозоидов на основе по меньшей мере одного сигнала.
37. Способ по п. 36, отличающийся тем, что различные ортогональные размеры содержат ширину стержневого потока и глубину внутреннего стержневого потока.
38. Способ по п. 36 или 37, отличающийся тем, что отношение ширины пучка к высоте пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
39. Способ по любому из пп. 36-38, отличающийся тем, что ширина пучка находится в диапазоне от 70 мкм до 130 мкм.
40. Способ по любому из пп. 36-39, отличающийся тем, что ширина пучка находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
41. Способ по любому из пп. 36-40, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка модифицирует лазерный пучок для того, чтобы по существу совмещать центральную часть ширины пучка и внутренний стержневой поток.
42. Способ по п. 41, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
43. Способ по любому из пп. 41-42, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
44. Способ по любому из пп. 36-43, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
45. Способ по любому из пп. 36-44, дополнительно включающий в себя:
дифференцированный сбор сперматозоидов на основе характеристики разделения по полу.
46. Способ по любому из пп. 36-44, дополнительно включающий в себя:
фотоабляцию сперматозоидов на основе характеристики разделения по полу.
47. Способ по любому из пп. 36-46, отличающийся тем, что лазерный пучок представляет собой лазерный пучок с непрерывной волной, излучаемый на одной длине волны.
48. Способ по любому из пп. 36-47, отличающийся тем, что объем ядерной ДНК в головке сперматозоида окрашен светоизлучающим материалом, и при этом светоизлучающий материал излучает свет в ответ на этап опрашивания.
49. Способ по п. 48, дополнительно включающий в себя:
обнаружение прямой флуоресценции светоизлучающего материала;
обнаружение боковой флуоресценции светоизлучающего материала; и
анализ прямой флуоресценции и боковой флуоресценции для определения характеристики разделения по полу сперматозоидов.
50. Способ по любому из пп. 36-49, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка обеспечивает практически аналогичные технические характеристики при частотах событий от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду.
51. Способ генерирования популяции сперматозоидов, имеющей асимметричное соотношение полов жизнеспособных сперматозоидов, включающий в себя:
создание коаксиального течения жидкостного потока, содержащего:
внутренний стержневой поток пробной жидкости, который содержит сперматозоиды; и
внешний поток обжимающей жидкости;
модифицирование лазерного пучка в диаграмму направленности лазерного пучка, имеющую ширину пучка в диапазоне от около 130 мкм до около 70 мкм, причем диаграмма направленности лазерного пучка имеет отношение ширины пучка к высоте пучка от 7:1 до 3:1;
опрашивание сперматозоидов в стержневом потоке с помощью диаграммы направленности лазерного пучка;
обнаружение ответа на опрашивание сперматозоидов;
генерирование по меньшей мере одного сигнала на основе обнаруженного ответа; и
классификация характеристики разделения по полу сперматозоидов на основе по меньшей мере одного сигнала.
52. Способ по п. 51, отличающийся тем, что внутренний стержневой поток имеет различные ортогональные размеры, поперечные коаксиальному течению жидкостного потока, причем указанные различные ортогональные размеры содержат ширину стержневого потока и глубину стержневого потока.
53. Способ по п. 51 или 52, отличающийся тем, что отношение ширины пучка к высоте пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
54. Способ по любому из пп. 51-53, отличающийся тем, что ширина пучка находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
55. Способ по любому из пп. 51-54, отличающийся тем, что ширина пучка находится в диапазоне от около 1,5-кратной до 4,5-кратной протяженности ширины стержневого потока.
56. Способ по любому из пп. 51-55, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
57. Способ по любому из пп. 51-56, дополнительно включающий в себя:
дифференцированный сбор сперматозоидов на основе характеристики разделения по полу.
58. Способ по любому из пп. 51-56, дополнительно включающий в себя:
фотоабляцию сперматозоидов на основе характеристики разделения по полу.
59. Способ по любому из пп. 51-58, отличающийся тем, что лазерный пучок представляет собой лазерный пучок с непрерывной волной, излучаемый на одной длине волны.
60. Способ по любому из пп. 51-59, отличающийся тем, что объем ядерной ДНК в головке сперматозоида окрашен ДНК-специфичным светоизлучающим материалом, и при этом ДНК-специфичный светоизлучающий материал излучает свет в ответ на этап опрашивания.
61. Способ по п. 60, дополнительно включающий в себя:
обнаружение прямой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала;
обнаружение боковой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала; и
анализ прямой флуоресценции и боковой флуоресценции для определения характеристики разделения по полу сперматозоидов.
62. Способ по любому из пп. 51-61, отличающийся тем, что высота пучка находится в диапазоне от около 15 мкм до около 19 мкм.
63. Способ по любому из пп. 51-62, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка обеспечивает практически аналогичные технические характеристики при частотах событий от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду.
64. Многоканальный аналитический прибор, содержащий:
два или большее количество проточных каналов, причем каждый проточный канал принимает обжимающую жидкость и пробную жидкость, имеющую по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, которые создают коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего внутренний стержневой поток пробной жидкости и внешний поток обжимающей жидкости;
лазер, связанный с каждым проточным каналом;
оптическую систему формирования пучка, связанную с каждым проточным каналом, при этом оптическая система формирования пучка создает однородную форму пучка от лазера, связанного с каждым проточным каналом, при этом однородная форма пучка в каждом проточном канале обеспечивает по существу идентичные технические характеристики в каждом проточном канале;
путь пучка от каждого лазера до связанного проточного канала, при этом отсутствует перекрытие в путях пучков;
по меньшей мере один детектор, который генерирует сигнал в ответ на опрошенный по меньшей мере один сперматозоид; и
анализатор, который принимает сигнал от по меньшей мере одного детектора.
65. Многоканальный аналитический прибор по п. 64, отличающийся тем, что каждый путь пучка имеет по существу одинаковую длину.
66. Многоканальный аналитический прибор по п. 64 или 65, отличающийся тем, что лазер, связанный с каждым проточным каналом, дополнительно содержит: два лазера, связанных с двумя проточными каналами, и при этом общая длина пути пучка для обоих лазеров составляет менее чем 36 дюймов (91,44 см).
67. Многоканальный аналитический прибор по п. 64 или 65, отличающийся тем, что лазер, связанный с каждым проточным каналом, дополнительно содержит: три лазера, связанных с тремя проточными каналами, и при этом общая длина пути пучка для трех лазеров составляет менее чем 54 дюйма (137,16 см).
68. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 64-67, отличающийся тем, что каждая оптическая система формирования пучка, связанная с проточным каналом, создает однородную форму пучка, имеющую ширину пучка, высоту пучка и отношение ширины пучка к высоте пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
69. Многоканальный аналитический прибор по п. 68, отличающийся тем, что каждая оптическая система формирования пучка, связанная с каждым проточным каналом, формирует лазерный пучок для того, чтобы по существу совмещать центральную часть ширины пучка и внутренний стержневой поток.
70. Многоканальный аналитический прибор по п. 69, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
71. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 69-70, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
72. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 64-71, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до ширины пучка, которая находится в диапазоне от 70 мкм до 130 мкм.
73. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 64-72, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до ширины пучка, которая находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
74. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 64-73, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
75. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 64-74, отличающийся тем, что отсутствует перекрытие или пересечение путей пучков от каждого лазера к каждому связанному проточному каналу.
76. Многоканальный аналитический прибор по любому из пп. 64-75, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка обеспечивает по существу аналогичные технические характеристики при частотах событий от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду.
77. Способ генерирования популяции сперматозоидов, имеющей асимметричное соотношение полов жизнеспособных сперматозоидов, включающий в себя:
создание первого коаксиального течения жидкостного потока в приборе, причем первое коаксиальное течение жидкостного потока содержит:
первый внутренний стержневой поток пробной жидкости, содержащей сперматозоиды; и
первый внешний поток обжимающей жидкости;
генерирование первого лазерного пучка вдоль пути пучка первого лазера;
модифицирование первого лазерного пучка таким образом, чтобы он имел первую ширину пучка и первую высоту пучка;
создание второго коаксиального течения жидкостного потока в приборе, причем второе коаксиальное течение жидкостного потока содержит:
второй внутренний стержневой поток пробной жидкости, содержащей сперматозоиды; и
второй внешний поток обжимающей жидкости;
генерирование второго лазерного пучка вдоль пути пучка второго лазера, при этом путь пучка первого лазера и путь пучка второго лазера не перекрываются;
модифицирование второго лазерного пучка таким образом, чтобы он имел вторую ширину пучка и вторую высоту пучка;
опрашивание сперматозоидов в первом внутреннем стержневом потоке с помощью первого модифицированного пучка и опрашивание сперматозоидов во втором внутреннем стержневом потоке с помощью второго модифицированного пучка, при этом оптическая система формирования пучка, связанная с каждым каналом, обеспечивает однородную форму пучка и по существу идентичные технические характеристики на первом проточном канале и втором проточном канале;
обнаружение ответа на опрашивание сперматозоидов с помощью первого модифицированного пучка и обнаружение ответа на опрашивание сперматозоидов с помощью второго модифицированного пучка;
генерирование по меньшей мере одного первого сигнала на основе обнаруженного ответа на опрашивание сперматозоидов в первой диаграмме направленности пучка и генерирование по меньшей мере одного второго сигнала на основе обнаруженного ответа на опрашивание сперматозоидов во второй диаграмме направленности пучка; и
классифицирование характеристики разделения по полу сперматозоидов в первом внутреннем стержневом потоке на основе по меньшей мере одного первого сигнала и классифицирование характеристики разделения по полу сперматозоидов во втором внутреннем стержневом потоке на основе по меньшей мере одного второго сигнала.
78. Способ по п. 77, отличающийся тем, что первый внутренний стержневой поток имеет различные ортогональные размеры, поперечные первому коаксиальному течению, причем указанные различные ортогональные размеры первого внутреннего стержневого потока содержат ширину первого внутреннего стержневого потока и глубину первого внутреннего стержневого потока, и при этом второй внутренний стержневой поток имеет различные ортогональные размеры, поперечные второму коаксиальному течению, причем указанные различные ортогональные размеры второго внутреннего стержневого потока содержат ширину второго внутреннего стержневого потока и глубину второго внутреннего стержневого потока.
79. Способ по п. 77 или 78, отличающийся тем, что отношение ширины пучка к высоте пучка для первой диаграммы направленности пучка и второй диаграммы направленности пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
80. Способ по любому из пп. 77-79, отличающийся тем, что центральная часть ширины первого пучка и центральная часть ширины второго пучка по существу соответствуют ширине первого внутреннего стержневого потока и ширине второго внутреннего стержневого потока.
81. Способ по п. 80, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
82. Способ по любому из пп. 80-81, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
83. Способ по любому из пп. 77-82, отличающийся тем, что ширина пучка первой диаграммы направленности пучка и второй диаграммы направленности пучка находятся в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
84. Способ по любому из пп. 77-83, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
85. Способ по любому из пп. 77-84, отличающийся тем, что высота пучка находится в диапазоне от около 15 мкм до около 19 мкм.
86. Способ по любому из пп. 77-85, дополнительно включающий в себя:
дифференцированный сбор сперматозоидов из первого коаксиального течения и второго коаксиального течения на основе характеристики разделения по полу.
87. Способ по любому из пп. 77-85, дополнительно включающий в себя:
фотоабляцию сперматозоидов из первого коаксиального течения и второго коаксиального течения на основе характеристики разделения по полу.
88. Способ по любому из пп. 77-87, отличающийся тем, что пучок первого лазера и пучок второго лазера являются пучками лазера с непрерывной волной, каждый из которых излучается на одной длине волны.
89. Способ по любому из пп. 77-88, отличающийся тем, что объем ядерной ДНК в головке сперматозоида в первом и втором внутренних стержневых потоках окрашены ДНК-специфичным светоизлучающим материалом, и при этом ДНК-специфичный светоизлучающий материал излучает свет в ответ на этап опрашивания.
90. Способ по п. 89, дополнительно включающий в себя:
обнаружение первой прямой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала из сперматозоидов в первом внутреннем стержневом потоке;
обнаружение первой боковой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала из сперматозоидов в первом внутреннем стержневом потоке; и
анализ первой прямой флуоресценции и первой боковой флуоресценции для определения характеристики разделения по полу сперматозоидов.
91. Способ по любому из пп. 77-90, дополнительно включающий в себя разделение сперматозоидов на популяцию, несущую Х-хромосому, и популяцию, несущую Y-хромосому.
92. Способ по любому из пп. 77-91, отличающийся тем, что ширина пучка находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
93. Способ по любому из пп. 77-92, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка обеспечивает практически аналогичные технические характеристики при частотах событий от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду.
94. Аналитический прибор для сперматозоидов, содержащий:
проточный канал, который принимает обжимающую жидкость и пробную жидкость, имеющую по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, и который создает коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего внутренний стержневой поток пробной жидкости и внешний поток обжимающей жидкости;
лазер, который создает лазерный пучок;
оптическую систему формирования пучка, которая формирует лазерный пучок, чтобы иметь ширину пучка и высоту пучка в опросном местоположении, при этом оптическая система формирования пучка обеспечивает по существу аналогичные технические характеристики при частотах событий в диапазоне от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду;
путь пучка, вдоль которого лазерный пучок проходит между лазером и оптической системой формирования пучка;
по меньшей мере один детектор, который генерирует сигнал в ответ на электромагнитное излучение из опросного местоположения; и
анализатор, который принимает сигнал от по меньшей мере одного детектора.
95. Аналитический прибор по п. 94, отличающийся тем, что внутренний стержневой поток имеет различные ортогональные размеры, поперечные к коаксиальному течению жидкостного потока, причем указанные различные ортогональные размеры включают ширину внутреннего стержневого потока и глубину внутреннего стержневого потока.
96. Аналитический прибор по п. 94 или 95, отличающийся тем, что отношение ширины пучка к высоте пучка составляет: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
97. Аналитический прибор по любому из пп. 94-96, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до ширины пучка, которая находится в диапазоне от 70 мкм до 130 мкм.
98. Аналитический прибор по любому из пп. 94-96, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до ширины пучка, которая находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
99. Аналитический прибор по любому из пп. 94-98, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
100. Аналитический прибор по п. 99, дополнительно содержащий:
множество дополнительных проточных каналов, причем каждый дополнительный проточный канал создает дополнительное коаксиальное течение жидкостного потока, имеющего дополнительный внутренний стержневой поток пробной жидкости и дополнительный внешний поток обжимающей жидкости;
дополнительный лазер, связанный с каждым дополнительным проточным каналом, который создает дополнительный лазерный пучок;
дополнительную оптическую систему формирования пучка, связанную с каждым дополнительным проточным каналом, которая формирует каждый дополнительный лазерный пучок, чтобы иметь ширину пучка, которая по существу соответствует ширине дополнительного внутреннего стержневого потока, обращенного к дополнительному лазеру, с которым связана дополнительная оптическая система формирования пучка; и
дополнительный путь пучка между каждым дополнительным лазером и каждой связанной оптической системой формирования пучка,
при этом каждый дополнительный путь пучка имеет общую длину, которая составляет менее чем 54 дюймов (137,16 см).
101. Аналитический прибор по любому из пп. 94-100, отличающийся тем, что лазер представляет собой лазер с непрерывной волной, который излучает лазерный пучок на одной длине волны.
102. Аналитический прибор по любому из пп. 94-101, отличающийся тем, что проточный канал содержит сопло проточного цитометра или канал микрожидкостного чипа.
103. Аналитический прибор по любому из пп. 94-102, отличающийся тем, что по меньшей мере один сперматозоид, подлежащий анализу, представляет собой сперматозоид, окрашенный с помощью ДНК-специфичного светоизлучающего материала, и
и при этом ДНК-специфичный светоизлучающий материал флуоресцируетв ответ на опрос с помощью лазерного пучка.
104. Аналитический прибор по п. 103, отличающийся тем, что по меньшей мере один детектор дополнительно содержит:
первый детектор, расположенный для обнаружения прямой флуоресценции ДНК-специфичного светоизлучающего материала; и
второй детектор, расположенный под углом 90° по отношению к первому детектору, который обнаруживает боковую флуоресценцию ДНК-специфичного светоизлучающего материала,
причем анализатор анализирует информацию от первого детектора и второго детектора для классификации сперматозоидов, несущих Х-хромосому, и/или сперматозоидов, несущих Y-хромосому.
105. Аналитический прибор по п. 104, отличающийся тем, что аналитический прибор дополнительно содержит отклоняющий элемент, который генерирует популяцию сперматозоидов, имеющих асимметричное соотношении полов жизнеспособных сперматозоидов.
106. Аналитический прибор по п. 105, отличающийся тем, что отклоняющий элемент содержит отклоняющие пластины в проточном цитометре, генерирующем капли, отклоняющий механизм в микрожидкостном чипе или абляционный лазер, который повреждает выбранные сперматозоиды на основе их классификации.
107. Аналитический прибор по любому из пп. 94-106, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
108. Аналитический прибор по любому из пп. 94-107, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
109. Аналитический прибор по любому из пп. 94-108, отличающийся тем, что путь пучка составляет менее чем 18 дюймов (45,72 см).
110. Аналитический прибор по любому из пп. 94-109, отличающийся тем, что оптическая система формирования пучка формирует лазерный пучок до высоты пучка, которая находится в диапазоне от 15 мкм до 19 мкм.
111. Способ генерирования популяции сперматозоидов, имеющей асимметричное соотношение полов жизнеспособных сперматозоидов, включающий в себя:
создание коаксиального течения жидкостного потока, содержащего:
внутренний стержневой поток пробной жидкости, имеющий различные ортогональные размеры, поперечные коаксиальному течению; и
внешний поток обжимающей жидкости;
модифицирование лазерного пучка в диаграмму направленности лазерного пучка, которая обеспечивает практически аналогичное разрешение сортировки сперматозоидов при частотах событий в диапазоне от 5 000 событий в секунду до 65 000 событий в секунду, причем диаграмма направленности лазерного пучка имеет ширину пучка и высоту пучка;
опрашивание сперматозоидов в стержневом потоке с помощью диаграммы направленности лазерного пучка;
обнаружение ответа на опрашивание сперматозоидов;
генерирование по меньшей мере одного сигнала на основе обнаруженного ответа; и
классификация характеристики разделения по полу сперматозоидов на основе по меньшей мере одного сигнала.
112. Способ по п. 111, отличающийся тем, что внутренний стержневой поток имеет различные ортогональные размеры, поперечные коаксиальному течению жидкостного потока, причем указанные различные ортогональные размеры содержат ширину стержневого потока и глубину внутреннего стержневого потока.
113. Способ по п. 111 или 112, отличающийся тем, что диаграмма направленности лазерного пучка содержит отношение ширины пучка к высоте пучка составляющую: от около 7:1 до около 3:1; от около 6:1 до около 4:1; от около 7:1 до около 6:1; от около 6:1 до около 5:1; от около 5:1 до около 4:1; или от около 4:1 до около 3:1.
114. Способ по любому из пп. 111-113, отличающийся тем, что диаграмма направленности лазерного пучка содержит ширину пучка, находящуюся в диапазоне от 70 мкм до 130 мкм.
115. Способ по любому из пп. 111-114, отличающийся тем, что ширина пучка находится в диапазоне от около 70 мкм до около 90 мкм, от около 90 мкм до около 110 мкм или от около 110 мкм до около 130 мкм.
116. Способ по любому из пп. 111-115, отличающийся тем, что центральная часть пучка по существу соответствует ширине внутреннего стержневого потока.
117. Способ по п. 116, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит от половины центральной части ширины пучка до четверти центральной части ширины пучка.
118. Способ по любому из пп. 116-117, отличающийся тем, что центральная часть ширины пучка содержит половину наиболее близкой к центру части ширины пучка, треть наиболее близкой к центру части ширины пучка или четверть наиболее близкой к центру части ширины пучка.
119. Способ по любому из пп. 111-118, отличающийся тем, что аналитический прибор работает при частоте событий, выбранной из группы, состоящей из: от около 10 000 событий в секунду до около 20 000 событий в секунду; от около 20 000 событий в секунду до около 30 000 событий в секунду; от около 30 000 событий в секунду до около 40 000 событий в секунду; от около 40 000 событий в секунду до около 50 000 событий в секунду; от около 50 000 событий в секунду до около 60 000 событий в секунду; от около 60 000 событий в секунду до около 70 000 событий в секунду; от около 70 000 событий в секунду до около 80 000 событий в секунду; и от около 80 000 событий в секунду до около 90 000 событий в секунду.
120. Способ по любому из пп. 111-119, дополнительно включающий в себя:
дифференцированный сбор сперматозоидов на основе характеристики разделения по полу.
121. Способ по любому из пп. 111-120, дополнительно включающий в себя:
фотоабляцию сперматозоидов на основе характеристики разделения по полу.
122. Способ по любому из пп. 111-121, отличающийся тем, что лазерный пучок представляет собой лазерный пучок с непрерывной волной, излучаемый на одной длине волны.
123. Способ по любому из пп. 111-122, отличающийся тем, что объем ядерной ДНК в головке сперматозоида окрашен светоизлучающим материалом, и
при этом светоизлучающий материал излучает свет в ответ на этап опрашивания.
124. Способ по п. 123, дополнительно включающий в себя:
обнаружение прямой флуоресценции светоизлучающего материала;
обнаружение боковой флуоресценции светоизлучающего материала; и
анализ прямой флуоресценции и боковой флуоресценции для определения характеристики разделения по полу сперматозоидов.
