JP2017122734A - Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program - Google Patents

Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program Download PDF

Info

Publication number
JP2017122734A
JP2017122734A JP2017039881A JP2017039881A JP2017122734A JP 2017122734 A JP2017122734 A JP 2017122734A JP 2017039881 A JP2017039881 A JP 2017039881A JP 2017039881 A JP2017039881 A JP 2017039881A JP 2017122734 A JP2017122734 A JP 2017122734A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charge
particle sorting
particles
droplet
particle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017039881A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
史高 大塚
Fumitaka Otsuka
史高 大塚
河西 弘人
Hiroto Kasai
弘人 河西
隆志 宮田
Takashi Miyata
隆志 宮田
加藤 貴之
Takayuki Kato
貴之 加藤
耕平 畑本
Kohei Hatamoto
耕平 畑本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2017039881A priority Critical patent/JP2017122734A/en
Publication of JP2017122734A publication Critical patent/JP2017122734A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a particle sorting apparatus, a particle sorting method, and a program, capable of accurately sorting target particles even when the target particles are large.SOLUTION: A particle sorting apparatus includes a vibration element that gives a vibration to a fluid that flows in a channel that generates a fluid stream, a camera that captures an image of at least some of droplets of the fluid stream, and a vibration control unit that controls the size of a vibration according to a distance from a break-off-point of the fluid stream to a first satellite.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本技術は、粒子分取装置、粒子分取方法及びプログラムに関する。より詳しくは、光学的手法等により分析した結果に基づいて粒子を分別して回収する技術に関する。   The present technology relates to a particle sorting device, a particle sorting method, and a program. More specifically, the present invention relates to a technique for separating and collecting particles based on the result of analysis by an optical method or the like.

従来、細胞、微生物及びリポソーム等の生体関連微小粒子の分析には、フローサイトメトリー(フローサイトメータ)を用いた光学的測定方法が利用されている。フローサイトメータは、フローセルやマイクロチップ等に形成された流路内を通流する微小粒子に光を照射し、個々の微小粒子から発せられた蛍光や散乱光を検出して、分析する装置である。   Conventionally, an optical measurement method using flow cytometry (flow cytometer) has been used for analysis of biologically relevant microparticles such as cells, microorganisms, and liposomes. A flow cytometer is a device that irradiates light to microparticles that flow through channels formed in flow cells, microchips, etc., and detects and analyzes fluorescence and scattered light emitted from individual microparticles. is there.

フローサイトメータには、分析結果に基づいて、特定の特性を有する微小粒子のみを分別して回収する機能を備えたものもあり、特に細胞を分取対象とした微小粒子装置は「セルソータ」と呼ばれている。セルソータでは、一般に、振動素子等によりフローセルやマイクロチップに振動を与えることにより、その流路から排出される流体を液滴化している(特許文献1,2参照)。   Some flow cytometers have a function to sort and collect only microparticles with specific characteristics based on the analysis results, and the microparticle device specifically for sorting cells is called a “cell sorter”. It is. In the cell sorter, generally, the fluid discharged from the flow path is made into droplets by applying vibration to the flow cell or the microchip by a vibration element or the like (see Patent Documents 1 and 2).

流体から分離された液滴は、プラス(+)又はマイナス(−)の電荷が付与された後、偏向板等によりその進行方向が変更され、所定の容器等に回収される。また、従来、このセルソータによる分取機能を利用して、PCR(Polymerase Chain Reaction:ポリメラーゼ連鎖反応)法等に用いられる基材の各反応部位に、特定の細胞を1つずつ分配する技術も提案されている(特許文献3参照)。   The droplets separated from the fluid are given a plus (+) or minus (−) charge, and then their traveling direction is changed by a deflecting plate or the like and collected in a predetermined container or the like. In addition, using the sorting function of this cell sorter, a technique has also been proposed in which specific cells are distributed one by one to each reaction site of the base material used in PCR (Polymerase Chain Reaction) methods. (See Patent Document 3).

特表2007−532874号公報Special table 2007-532874 gazette 特開2010−190680号公報JP 2010-190680 A 特表2010−510782号公報Japanese translation of PCT publication 2010-510882

しかしながら、セルソータ等の従来の粒子分取装置は、サンプル液に異なる大きさの粒子が混在している場合、液滴の進行方向が不安定となり、所定の容器や反応部位に分配されず、分取精度や分取効率が低下するという問題ある。このため、従来の粒子分取装置では、安定して分取を行うことができる粒子サイズをオリフィス径の1/5以下としているが、その場合、分取対象の粒子の大きさに合わせてオリフィス径を大きくする必要があり、分取速度が低下するという問題が生じる。   However, conventional particle sorters such as a cell sorter, when particles of different sizes are mixed in the sample liquid, the liquid droplet traveling direction becomes unstable and is not distributed to a predetermined container or reaction site. There is a problem in that the accuracy and efficiency of collection are reduced. For this reason, in the conventional particle sorting apparatus, the particle size that allows stable sorting is set to 1/5 or less of the orifice diameter. In this case, the orifice size is adjusted according to the size of the particles to be sorted. There is a problem that the diameter needs to be increased and the sorting speed is lowered.

そこで、本開示は、分取対象の粒子が大きい場合でも、精度よく分取することが可能な粒子分取装置、粒子分取方法及びプログラムを提供することを主目的とする。   Therefore, the main object of the present disclosure is to provide a particle sorting device, a particle sorting method, and a program that can sort accurately even when the particles to be sorted are large.

本発明者は、前述した課題を解決するために鋭意実験検討を行った結果、液滴内に大きな細胞や粒子が存在すると、オリフィスから排出された流体が液滴化するブレイク・オフ(Break−off)のタイミングが遅延する傾向があることを見出した。ブレイク・オフのタイミングがずれると、液滴に対して適切な電荷が加えられないため、大きな細胞を含む液滴は、適切に荷電されたものよりも内側に落ちることになる。即ち、分取対象の粒子にサイズが大きなものが含まれていると、ブレイク・オフのタイミングが不安定となり、その結果、サイドストリームの角度が安定しなくなり、分取対象の液滴にしぶきが発生することがわかった。   As a result of intensive experiments to solve the above-mentioned problems, the present inventor has found that a break-off (Break-off) in which the fluid discharged from the orifice becomes a droplet when large cells or particles are present in the droplet. It was found that the timing of off) tends to be delayed. When the break-off timing is shifted, a suitable charge is not applied to the droplet, so that a droplet containing a large cell falls inward from a properly charged one. In other words, if the particles to be sorted contain large particles, the break-off timing becomes unstable, and as a result, the angle of the side stream becomes unstable and the droplets to be sorted are splashed. It was found to occur.

そこで、本開示では、サイズが大きい粒子を分取する際に生じるブレイク・オフ・タイミングの遅延に合わせて、電荷付与終了時間を調整することとした。これにより、サイズの大きい粒子を含む液滴に対しても安定して電荷を付与することができ、しぶきの発生も軽減することが可能となる。   Therefore, in the present disclosure, the charge application end time is adjusted in accordance with the delay of the break-off timing that occurs when the large-sized particles are separated. As a result, it is possible to stably apply charges even to droplets containing large-sized particles, and to reduce the occurrence of splashing.

即ち、本開示に係る粒子分取装置は、流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴の少なくとも一部に電荷を付与する荷電部と、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて前記荷電部における電荷付与終了時間を調整する荷電制御部とを有する。
前記荷電制御部は、例えば前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて電荷付与のタイミングを変更する。
又は、前記荷電制御部は、例えば前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて電荷付与時間を変更する。
本開示の粒子分取装置は、流路内を通流する粒子に光を照射し、該光照射により前記粒子から発生される前方散乱光を検出する前方散乱光検出部を有していてもよく、その場合、前記荷電制御部は、前記前方散乱光検出部の検出結果に基づいて、電荷付与終了時間を調整する。
前記荷電制御部は、例えば前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度が予め設定された閾値以上の場合は、前方散乱光の強度が閾値未満の場合よりも、電荷付与のタイミングが遅くなるよう前記荷電部を制御することができる。
更に、本開示の粒子分取装置は、前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度に基づいて電荷付与タイミングの遅延量を算出する遅延量算出部を設け、前記荷電制御部により、前記遅延量算出部で算出された遅延量分だけ、電荷付与のタイミングが遅くなるよう前記荷電部を制御してもよい。
又は、前記荷電制御部は、例えば前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度が予め設定された閾値以上の場合は、前方散乱光の強度が閾値未満の場合よりも、電荷付与時間が長くなるよう前記荷電部を制御することもできる。
更に、本開示の粒子分取装置は、前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度に基づいて電荷付与時間を算出する付与時間算出部を設け、前記荷電制御部により、前記付与時間算出部で算出された時間分電荷が付与されるよう前記荷電部を制御してもよい。
一方、本開示の粒子分取装置は、前記オリフィスが交換可能なマイクロチップに形成されており、前記荷電部には、前記マイクロチップ内に設けられた流路内を通流するシース液及び/又はサンプル液に接触配置される荷電電極が設けられていてもよい。
又は、前記オリフィスはフローセルに形成されていてもよい。
That is, the particle sorting apparatus according to the present disclosure has a charging unit that applies a charge to at least a part of droplets ejected from an orifice that generates a fluid stream, and a size of particles included in the droplets. A charge control unit that adjusts a charge application end time in the charge unit.
The charge control unit changes the timing of charge application according to, for example, the size of particles contained in the droplet.
Or the said charge control part changes charge provision time according to the magnitude | size of the particle contained in the said droplet, for example.
The particle sorting apparatus according to the present disclosure may include a forward scattered light detection unit that irradiates particles flowing through the flow path with light and detects forward scattered light generated from the particles by the light irradiation. In that case, the charge control unit adjusts the charge application end time based on the detection result of the forward scattered light detection unit.
For example, when the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit is greater than or equal to a preset threshold, the charge control unit is more likely to apply the charge than when the intensity of the forward scattered light is less than the threshold. The charging unit can be controlled so as to slow down.
Furthermore, the particle sorting apparatus of the present disclosure includes a delay amount calculation unit that calculates a delay amount of the charge application timing based on the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit, and the charge control unit The charge unit may be controlled so that the charge application timing is delayed by the delay amount calculated by the delay amount calculation unit.
Alternatively, for example, when the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit is equal to or higher than a preset threshold, the charge control unit applies charge more than when the intensity of the forward scattered light is less than the threshold. The charging unit can also be controlled so as to increase the time.
Furthermore, the particle sorting apparatus according to the present disclosure includes an application time calculation unit that calculates a charge application time based on the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit, and the application of the application by the charge control unit. You may control the said charging part so that an electric charge for the time calculated in the time calculation part may be provided.
On the other hand, in the particle sorting device of the present disclosure, the orifice is formed in a replaceable microchip, and the charging unit includes a sheath liquid that flows in a flow path provided in the microchip and / or Alternatively, a charged electrode arranged in contact with the sample solution may be provided.
Alternatively, the orifice may be formed in the flow cell.

本開示に係る粒子分取方法は、流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴の少なくとも一部に電荷を付与する工程を有し、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて、電荷付与終了時間を調整する。   The particle sorting method according to the present disclosure includes a step of applying a charge to at least a part of droplets ejected from an orifice that generates a fluid stream, and depending on the size of the particles contained in the droplets, Adjust the charge application end time.

本開示に係るプログラムは、流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴に含まれる粒子の大きさに応じて、電荷付与終了時間を調整する機能を粒子分取装置の荷電制御部に実行させる。   A program according to the present disclosure causes a charge control unit of a particle sorting apparatus to execute a function of adjusting a charge application end time according to the size of particles contained in a droplet discharged from an orifice that generates a fluid stream. .

本開示によれば、分取対象の粒子が大きい場合でも、精度よく分取することができる。
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
According to the present disclosure, even when the particles to be sorted are large, sorting can be performed with high accuracy.
Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.

本開示の第1の実施形態の粒子分取装置の構成例を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the example of composition of the particle sorting device of a 1st embodiment of this indication. 電荷付与タイミングの変更による電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the charge provision end time adjustment method by the change of a charge provision timing. 電荷付与時間の変更による電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the electric charge provision end time adjustment method by the change of electric charge provision time. 「通常モード」における電荷付与と液滴形成状態との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the electric charge provision in "normal mode", and a droplet formation state. 電荷付与タイミングの変更により電荷付与終了時間を調整した場合の液滴形成状態を示す図である。It is a figure which shows the droplet formation state at the time of adjusting a charge provision end time by the change of a charge provision timing. 電荷付与時間の変更により電荷付与終了時間を調整した場合の液滴形成状態を示す図である。It is a figure which shows the droplet formation state at the time of adjusting a charge provision end time by the change of a charge provision time. 本開示の第1の実施形態の第1変形例の粒子分取装置の荷電制御機構の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a charge control mechanism of a particle sorting device of the 1st modification of a 1st embodiment of this indication. 本開示の第1の実施形態の第1変形例の粒子分取装置における電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the electric charge provision end time adjustment method in the particle | grain fractionator of the 1st modification of 1st Embodiment of this indication. 本開示の第1の実施形態の第2変形例の粒子分取装置の荷電制御機構の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of composition of a charge control mechanism of a particle sorting device of the 2nd modification of a 1st embodiment of this indication. 本開示の第1の実施形態の第2変形例の粒子分取装置における電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the electric charge provision end time adjustment method in the particle sorting apparatus of the 2nd modification of 1st Embodiment of this indication. 本開示の第2の実施形態に係る粒子分取装置の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of the particle sorting apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this indication. 図11に示すカメラ12により撮像される画像の例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the example of the image imaged with the camera 12 shown in FIG. 本開示の第3の実施形態の粒子分取装置の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structural example of the particle sorting apparatus of 3rd Embodiment of this indication. Aは図13に示す粒子分取装置におけるサイドストリームとウェルプレートとの関係を模式的に示す図であり、Bは従来の粒子分取装置におけるサイドストリームとウェルプレートとの関係を模式的に示す図である。A is a diagram schematically showing a relationship between a side stream and a well plate in the particle sorting apparatus shown in FIG. 13, and B is a diagram schematically showing a relationship between a side stream and a well plate in the conventional particle sorting device. FIG. プレート載置部が傾斜したプレートホルダーに、ウェルプレートを載置したときの状態を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically a state when a well plate is mounted in the plate holder in which the plate mounting part inclined. 図13に示す粒子分取装置の動作例を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the operation example of the particle sorting apparatus shown in FIG.

以下、本開示を実施するための形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す各実施形態に限定されるものではない。また、説明は、以下の順序で行う。

1.第1の実施形態
(粒子の大きさに応じて電荷付与終了時間を調整する粒子分取装置の例)
2.第1の実施形態の第1変形例
(遅延量算出部を備える粒子分取装置の例)
3.第1の実施形態の第2変形例
(付与時間算出部を備える粒子分取装置の例)
4.第2の実施形態
(電荷付与終了時間の調整と併せて、撮像された液滴画像に基づいて振動素子を制御する粒子分取装置の例)
5.第3の実施形態
(液滴回収用プレートが斜めに配置されている粒子分取装置の例)
Hereinafter, modes for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, this indication is not limited to each embodiment shown below. The description will be given in the following order.

1. First Embodiment (Example of Particle Sorting Device that Adjusts Charge Application End Time According to Particle Size)
2. First Modification of First Embodiment (Example of a particle sorting apparatus including a delay amount calculation unit)
3. Second Modification of First Embodiment (Example of a particle sorting apparatus including a grant time calculation unit)
4). Second Embodiment (Example of Particle Sorting Device that Controls Vibration Element Based on Imaged Droplet Image Together with Adjustment of Charge Application End Time)
5. Third Embodiment (Example of a particle sorting apparatus in which droplet collection plates are arranged obliquely)

<1.第1の実施の形態>
先ず、本開示の第1の実施形態に係る粒子分取装置について説明する。図1は本開示の第1の実施形態の粒子分取装置の概略構成を示す図である。
<1. First Embodiment>
First, the particle sorting apparatus according to the first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a particle sorting apparatus according to a first embodiment of the present disclosure.

[装置の全体構成]
本実施形態の粒子分取装置1は、光学的手法等により分析した結果に基づいて粒子を分別して回収するものであり、図1に示すように、マイクロチップ2、振動素子3、荷電部4、荷電制御部7、偏向板5a,5b等を備えている。
[Overall configuration of the device]
The particle sorting apparatus 1 of the present embodiment sorts and collects particles based on the result of analysis by an optical method or the like. As shown in FIG. 1, the microchip 2, the vibration element 3, and the charging unit 4 , A charge control unit 7, deflection plates 5a, 5b, and the like.

[粒子について]
本実施形態の粒子分取装置1により分析され、分取される粒子には、細胞、微生物及びリボゾーム等の生体関連微小粒子、又はラテックス粒子、ゲル粒子及び工業用粒子等の合成粒子等が広く含まれる。
[Particles]
The particles analyzed and sorted by the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment include biologically related fine particles such as cells, microorganisms and ribosomes, or synthetic particles such as latex particles, gel particles and industrial particles. included.

生体関連微小粒子には、各種細胞を構成する染色体、リボゾーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)等が含まれる。また、細胞には、植物細胞、動物細胞及び血球系細胞等が含まれる。更に、微生物には、大腸菌等の細菌類、タバコモザイクウイルス等のウイルス類、イースト菌等の菌類等が含まれる。この生体関連微小粒子には、核酸や蛋白質、これらの複合体等の生体関連高分子も包含され得るものとする。   Biologically relevant microparticles include chromosomes, ribosomes, mitochondria, organelles (organelles), etc. that make up various cells. In addition, the cells include plant cells, animal cells, blood cells, and the like. Furthermore, microorganisms include bacteria such as Escherichia coli, viruses such as tobacco mosaic virus, and fungi such as yeast. The biologically relevant microparticles can include biologically relevant polymers such as nucleic acids, proteins, and complexes thereof.

一方、工業用粒子としては、例えば有機高分子材料、無機材料又は金属材料等で形成されたものが挙げられる。有機高分子材料としては、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレート等を使用することができる。また、無機材料としては、ガラス、シリカ及び磁性材料等を使用することができる。金属材料としては、例えば金コロイド及びアルミニウム等を使用することができる。なお、これらの粒子の形状は、一般には球形であるが、非球形であってもよく、また大きさや質量等も特に限定されない。   On the other hand, examples of the industrial particles include those formed of an organic polymer material, an inorganic material, a metal material, or the like. As the organic polymer material, polystyrene, styrene / divinylbenzene, polymethyl methacrylate, or the like can be used. Moreover, glass, silica, a magnetic material, etc. can be used as an inorganic material. As the metal material, for example, gold colloid and aluminum can be used. The shape of these particles is generally spherical, but may be non-spherical, and the size and mass are not particularly limited.

[マイクロチップ2]
マイクロチップ2には、分取対象とする粒子を含む液体(サンプル液)が導入されるサンプルインレット22、シース液が導入されるシースインレット23、詰まりや気泡を解消するための吸引アウトレット24等が形成されている。このマイクロチップ2では、サンプル液は、サンプルインレット22に導入され、シースインレット23に導入されたシース液と合流して、サンプル流路に送液され、サンプル流路の終端に設けられたオリフィス21から吐出される。
[Microchip 2]
The microchip 2 includes a sample inlet 22 into which a liquid (sample liquid) containing particles to be sorted is introduced, a sheath inlet 23 into which a sheath liquid is introduced, a suction outlet 24 for eliminating clogging and bubbles, and the like. Is formed. In the microchip 2, the sample liquid is introduced into the sample inlet 22, merged with the sheath liquid introduced into the sheath inlet 23, and sent to the sample flow path, and the orifice 21 provided at the end of the sample flow path. It is discharged from.

また、サンプル流路には、吸引アウトレット24に連通する吸引流路が接続されている。この吸引流路は、サンプル流路に詰まりや気泡が生じた際に、サンプル流路内を負圧にして流れを一時的に逆流させて詰まりや気泡を解消するためのものであり、吸引アウトレット24には真空ポンプ等の負圧源が接続される。   In addition, a suction flow path communicating with the suction outlet 24 is connected to the sample flow path. This suction channel is used to eliminate clogging and air bubbles by creating a negative pressure in the sample channel and temporarily reversing the flow when clogging or air bubbles occur in the sample channel. A negative pressure source such as a vacuum pump is connected to 24.

マイクロチップ2は、ガラスや各種プラスチック(PP,PC,COP、PDMS等)により形成することができる。マイクロチップ2の材質は、後述する光検出部から照射される測定光に対して透過性を有し、自家蛍光が少なく、波長分散が小さいために光学誤差が少ない材質とすることが望ましい。   The microchip 2 can be formed of glass or various plastics (PP, PC, COP, PDMS, etc.). The material of the microchip 2 is desirably a material that is transparent to measurement light emitted from a light detection unit described later, has less autofluorescence, and has less optical error due to small wavelength dispersion.

マイクロチップ2の成形は、ガラス製基板のウェットエッチングやドライエッチングによって、またプラスチック製基板のナノインプリントや射出成型、機械加工によって行うことができる。マイクロチップ2は、例えばサンプル流路等を成形した基板を、同じ材質又は異なる材質の基板で封止することで形成することができる。   The microchip 2 can be formed by wet etching or dry etching of a glass substrate, or by nanoimprinting, injection molding, or machining of a plastic substrate. The microchip 2 can be formed, for example, by sealing a substrate formed with a sample flow path or the like with a substrate of the same material or a different material.

[振動素子3]
振動素子3は、流路内を通流する液に微小な振動を与えることにより、オリフィス21から吐出される流体を液滴化して、流体ストリーム(液滴の流れ)Sを発生させるものであり、圧電素子等を用いることができる。振動素子3は、流路内を通流する液に振動を付与できる位置に設けられていればよく、マイクロチップ2の内部やマイクロチップ2に当接配置する他にも、シース配管等の流路に液を導入する配管に取り付けられていてもよい。
[Vibration element 3]
The vibrating element 3 generates a fluid stream (droplet flow) S by converting the fluid discharged from the orifice 21 into droplets by applying minute vibrations to the liquid flowing through the flow path. A piezoelectric element or the like can be used. The vibration element 3 only needs to be provided at a position where vibration can be imparted to the liquid flowing through the flow path. In addition to being disposed in contact with the inside of the microchip 2 or the microchip 2, the vibration element 3 can You may attach to the piping which introduce | transduces a liquid into a path.

[荷電部4]
荷電部4は、オリフィス21から吐出される液滴に、正又は負の電荷を付与するものであり、荷電用電極41及びこの電極41に所定の電圧を印加する電圧源(電圧供給部42)等で構成されている。荷電用電極41は、流路中を通流するシース液及び/又はサンプル液に接触配置されて、シース液及び/又はサンプル液に電荷を付与するものであり、例えばマイクロチップ2の荷電電極インレットに挿入される。
[Charging part 4]
The charging unit 4 imparts positive or negative charges to the droplets discharged from the orifice 21. The charging electrode 41 and a voltage source (voltage supply unit 42) for applying a predetermined voltage to the electrode 41 are provided. Etc. The charging electrode 41 is disposed in contact with the sheath liquid and / or sample liquid flowing through the flow path, and applies charge to the sheath liquid and / or sample liquid. For example, the charging electrode inlet of the microchip 2 is used. Inserted into.

なお、図1では、荷電用電極41をサンプル液に接触するように配置しているが、本開示はこれに限定されるものではなく、シース液に接触するように配置してもよく、サンプル液及びシース液の両方に接触するように配置してもよい。ただし、分取対象の細胞への影響を考慮すると、荷電用電極41は、シース液に接触するように配置することが望ましい。   In FIG. 1, the charging electrode 41 is disposed so as to contact the sample liquid, but the present disclosure is not limited thereto, and may be disposed so as to contact the sheath liquid. You may arrange | position so that both a liquid and a sheath liquid may be contacted. However, in consideration of the influence on the cells to be sorted, it is desirable that the charging electrode 41 is disposed so as to be in contact with the sheath liquid.

このように、所望の液滴に正又は負の電荷を荷電(チャージ)して帯電させることにより、任意の粒子を含む液滴を、電気的な力により分離することが可能となる。また、荷電部4による荷電のタイミングと、振動素子3への供給電圧とを同期させることにより、任意の液滴のみを帯電させることが可能となる。   In this way, by charging a desired droplet with a positive or negative charge (charging), it becomes possible to separate a droplet including arbitrary particles by an electric force. In addition, by synchronizing the timing of charging by the charging unit 4 and the supply voltage to the vibration element 3, it is possible to charge only an arbitrary droplet.

[偏向板5a,5b]
偏向板5a,5bは、液滴に付与された電荷との間に作用する電気的な力によって、流体ストリームS中の各液滴の進行方向を変更し、所定の回収容器6a〜6cに誘導するものであり、流体ストリームSを挟んで対向配置されている。この偏向板5a,5bには、例えば通常使用される電極を使用することができる。
[Deflecting plates 5a, 5b]
The deflecting plates 5a and 5b change the traveling direction of each droplet in the fluid stream S by an electric force acting between the electric charges applied to the droplets and guide them to predetermined recovery containers 6a to 6c. Are arranged opposite to each other across the fluid stream S. For the deflection plates 5a and 5b, for example, commonly used electrodes can be used.

偏向板5a,5bには、それぞれ正又は負の異なる電圧が印可され、これにより形成される電界内を荷電された液滴が通過すると、電気的な力(クーロン力)が発生し、各液滴はいずれかの偏向板5a,5bの方向に引き寄せられる。粒子分取装置1では、液滴への荷電の正負や電荷量を変化させることにより、電界により引き寄せられる液滴の流れ(サイドストリーム)の方向を制御することができるため、相互に異なる複数の粒子を同時に分取することが可能となる。   A different positive or negative voltage is applied to each of the deflecting plates 5a and 5b, and when a charged droplet passes through the electric field formed thereby, an electric force (Coulomb force) is generated, and each liquid Drops are attracted in the direction of one of the deflecting plates 5a and 5b. In the particle sorting apparatus 1, the direction of the droplet flow (side stream) attracted by the electric field can be controlled by changing the sign of the charge to the droplet and the amount of charge. It becomes possible to sort the particles simultaneously.

[回収容器6a〜6c]
回収容器6a〜6cは、偏向板5a,5bの間を通過した液滴を回収するものであり、実験用として汎用のプラスチック製チューブやガラスチューブ等を使用することができる。これらの回収容器6a〜6cは、装置内に交換可能に配置されるものであることが好ましい。また、回収容器6a〜6cのうち分取対象外の粒子を受け入れるものには、回収した液滴の排液路を連結してもよい。
[Recovery containers 6a to 6c]
The collection containers 6a to 6c collect droplets that have passed between the deflection plates 5a and 5b, and general-purpose plastic tubes, glass tubes, and the like can be used for experiments. It is preferable that these collection containers 6a-6c are arrange | positioned so that replacement | exchange is possible in an apparatus. Moreover, you may connect the drainage path of the collect | recovered droplet to the thing which receives the particle | grains which are not collection object among the collection containers 6a-6c.

なお、粒子分取装置1に配置される回収容器の数や種類は、特に限定されるものではない。例えば、回収容器を3個よりも多く配置する場合には、各液滴が、偏向板5a,5bとの間の電気的な作用力の有無及びその大小によっていずれか1つの回収容器に誘導され、回収されるようにすればよい。また、回収容器6a〜6cの代わりに、複数の反応部位(ウェル)が形成された基材を使用し、各反応部位に特定の粒子を1つずつ分配することができる。   In addition, the number and kind of collection | recovery containers arrange | positioned at the particle sorter 1 are not specifically limited. For example, when more than three collection containers are arranged, each droplet is guided to one of the collection containers depending on the presence / absence of the electric force between the deflecting plates 5a and 5b and the size thereof. It can be recovered. Moreover, instead of the collection containers 6a to 6c, a base material on which a plurality of reaction sites (wells) are formed can be used, and specific particles can be distributed one by one to each reaction site.

[荷電制御部7]
荷電制御部7は、液滴に含まれる粒子の大きさに応じて荷電部4における電荷付与終了時間を調整するものである。粒子の大きさを判断する方法は、特に限定されるものではないが、例えば後述する光検出部で測定した前方散乱光の検出結果に基づいて判断することができる。その場合、荷電制御部7は、光検出部で検出された前方散乱光の強度が特定値(閾値)以上であるか否かで、例えば電荷付与を開始する時間(電荷付与タイミング)や電荷を付与している時間(電荷付与時間)を変更し、電荷付与終了時間を調整する。
[Charge control unit 7]
The charge control unit 7 adjusts the charge application end time in the charging unit 4 according to the size of the particles contained in the droplet. The method for determining the size of the particle is not particularly limited, but can be determined based on, for example, the detection result of the forward scattered light measured by the light detection unit described later. In that case, the charge control unit 7 determines, for example, the time for starting the charge application (charge application timing) and the charge depending on whether the intensity of the forward scattered light detected by the light detection unit is greater than or equal to a specific value (threshold value). The applying time (charge applying time) is changed to adjust the charge applying end time.

具体的には、前方散乱光の強度が予め設定された閾値以上の場合は、荷電制御部7は、前方散乱光の強度が閾値未満の場合よりも、電荷付与のタイミングが遅くなるように、又は、電荷付与時間が長くなるように、荷電部4を制御すればよい。これにより、分取対象の粒子が大きくても、適切なタイミングで電荷を付与することができるため、偏向板5a,5bにより液滴を安定して誘導することが可能となる。   Specifically, when the intensity of the forward scattered light is equal to or higher than a preset threshold value, the charge control unit 7 causes the timing of charge application to be delayed as compared with the case where the intensity of the forward scattered light is less than the threshold value. Or the charge part 4 should just be controlled so that electric charge provision time may become long. Thereby, even if the particles to be sorted are large, charges can be applied at an appropriate timing, so that the liquid droplets can be stably guided by the deflecting plates 5a and 5b.

[光検出部]
更に、本実施形態の粒子分取装置1には、例えばサンプル流路の所定部位に光(励起光)を照射し、サンプル流路を通流する粒子から発生する光(測定対象光)を検出する光検出部(図示せず)が設けられている。光検出部は、従来のフローサイトメトリと同様に構成することができる。具体的には、レーザー光源と、粒子に対してレーザー光を集光・照射する集光レンズやダイクロイックミラー、バンドパスフィルター等からなる照射系と、レーザー光の照射によって粒子から発生する測定対象光を検出する検出系とによって構成される。
[Photodetection section]
Furthermore, in the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment, for example, light (excitation light) is irradiated to a predetermined part of the sample flow path, and light (measurement target light) generated from the particles flowing through the sample flow path is detected. A light detection unit (not shown) is provided. The light detection unit can be configured in the same manner as conventional flow cytometry. Specifically, a laser light source, an irradiation system consisting of a condensing lens, dichroic mirror, bandpass filter, etc. that collects and irradiates laser light onto particles, and measurement light generated from particles by laser light irradiation And a detection system for detecting.

検出系は、例えばPMT(Photo Multiplier Tube)や、CCDやCMOS素子等のエリア撮像素子によって構成される。なお、照射系と検出系は同一の光学経路により構成されていても、別個の光学経路により構成されていてもよい。また、光検出部の検出系により検出される測定対象光は、励起光の照射によって粒子から発生する光であって、例えば、前方散乱光や側方散乱光、レイリー散乱やミー散乱等の各種散乱光や蛍光等とすることができる。   The detection system includes, for example, a PMT (Photo Multiplier Tube), an area imaging device such as a CCD or a CMOS device. The irradiation system and the detection system may be configured by the same optical path or may be configured by separate optical paths. In addition, the measurement target light detected by the detection system of the light detection unit is light generated from the particles by irradiation of excitation light, and includes various types of light such as forward scattered light, side scattered light, Rayleigh scattering, and Mie scattering. It can be scattered light, fluorescence, or the like.

これらの測定対象光の中でも前方散乱光は、細胞の表面積に比例して強度が変化し、粒子の大きさを評価する指標となる。このため、本実施形態の粒子分取装置1は、前方散乱光を検出する前方散乱光検出部を備えていることが好ましく、これにより、荷電制御部7による電荷付与終了時間の調整を容易に行うことが可能となる。   Among these measurement target lights, the forward scattered light changes in intensity in proportion to the surface area of the cell, and serves as an index for evaluating the size of the particles. For this reason, it is preferable that the particle sorting apparatus 1 of this embodiment is provided with the forward scattered light detection part which detects forward scattered light, and, thereby, adjustment of the charge application end time by the charge control part 7 is facilitated. Can be done.

[その他]
なお、本実施形態の粒子分取装置1は、前述した各部に加えて、シース液及びサンプル液それぞれに対して安定した空圧を供給するため、コンプレッサー等の空圧加圧装置や圧力センサ等の空圧検出器を備えていてもよい。これにより、安定してシース流及びサンプル流を形成し、安定した液滴形成を実現することができる。
[Others]
Note that the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment supplies a stable air pressure to each of the sheath liquid and the sample liquid in addition to the above-described parts, so that an air pressure apparatus such as a compressor, a pressure sensor, etc. The air pressure detector may be provided. Thereby, a sheath flow and a sample flow can be stably formed, and stable droplet formation can be realized.

[動作]
次に、本実施形態の粒子分取装置1の動作、即ち、粒子分取装置1を用いて粒子を分取する方法について、前方散乱光の検出結果を利用して荷電量を調整する場合を例にして説明する。
[Operation]
Next, regarding the operation of the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment, that is, the method of sorting particles using the particle sorting apparatus 1, the case where the charge amount is adjusted using the detection result of the forward scattered light. An example will be described.

本実施形態の粒子分取装置1により粒子を分取する際は、サンプルインレット22に分取対象の粒子を含むサンプル液が、シースインレット23にシース液が、それぞれ導入される。そして、例えば光検出部により、粒子の光学特性の検出と同時に、粒子の送流速度(流速)及び粒子の間隔等の検出が行われる。検出された粒子の光学特性、流速及び間隔等は、電気的信号に変換されて装置の全体制御部(図示せず)に出力される。   When the particles are sorted by the particle sorting device 1 of the present embodiment, the sample liquid containing the particles to be sorted is introduced into the sample inlet 22, and the sheath liquid is introduced into the sheath inlet 23, respectively. Then, for example, by the light detection unit, detection of the particle flow rate (flow velocity), particle spacing, and the like are performed simultaneously with detection of the optical characteristics of the particles. The detected optical characteristics, flow velocity, interval, etc. of the particles are converted into electrical signals and output to the overall control unit (not shown) of the apparatus.

サンプル流路の光照射部を通過したサンプル液及びシース液の層流は、オリフィス21からマイクロチップ2の外の空間に排出される。その際、シース液等の流路を通流する液に振動素子3によって振動を付与し、オリフィス21から排出される流体を液滴化する。そして、各液滴は、光検出部における検出結果に基づいて、偏向板5a,5bによりその進行方向が変更され、所定の回収容器6a〜6cに誘導されて、回収される。   The laminar flow of the sample liquid and the sheath liquid that has passed through the light irradiation part of the sample channel is discharged from the orifice 21 to the space outside the microchip 2. At that time, vibration is applied to the liquid flowing through the flow path such as the sheath liquid by the vibration element 3, and the fluid discharged from the orifice 21 is made into droplets. Each liquid droplet is changed in its traveling direction by the deflecting plates 5a and 5b based on the detection result in the light detection unit, and is guided to the predetermined recovery containers 6a to 6c to be recovered.

このとき、本実施形態の粒子分取装置1では、液滴に含まれる粒子の大きさに応じて荷電部4における電荷付与終了時間を調整する。図2は電荷付与タイミングの変更による電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図であり、図3は電荷付与時間の変更による電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。また、図4は「通常モード」における電荷付与と液滴形成状態との関係を示す図である。更に、図5は電荷付与タイミングの変更により電荷付与終了時間を調整した場合、図6は電荷付与時間の変更により電荷付与終了時間を調整した場合における液滴形成状態を示す図である。   At this time, in the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment, the charge application end time in the charging unit 4 is adjusted according to the size of the particles contained in the droplet. FIG. 2 is a flowchart showing a charge application end time adjusting method by changing the charge application timing, and FIG. 3 is a flowchart showing a charge application end time adjusting method by changing the charge application time. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between charge application and droplet formation state in the “normal mode”. Further, FIG. 5 shows a droplet formation state when the charge application end time is adjusted by changing the charge application timing, and FIG. 6 is a diagram showing a droplet formation state when the charge application end time is adjusted by changing the charge application time.

荷電制御部7は、例えば前方散乱光の強度Sfscに基づいて、各粒子を含む液滴に対する電荷付与終了時間を調整することができる。具体的には、前方散乱光の強度が予め設定した閾値以上の粒子について、例えば電荷付与タイミングや電荷付与時間を変更する制御を行うことにより、自動で電荷付与終了時間の調整を行うことができる。   The charge control unit 7 can adjust the charge application end time for the droplet including each particle based on, for example, the intensity Sfsc of the forward scattered light. Specifically, the charge application end time can be automatically adjusted by controlling the charge application timing and the charge application time, for example, for particles whose forward scattered light intensity is greater than or equal to a preset threshold value. .

例えば、電荷付与タイミングを変更することにより、電荷付与終了時間を調整する場合は、図2に示すように、流路内を通流する各粒子を検出し、その前方散乱光強度(Sfsc)を取得する。そして、その粒子の前方散乱光強度が閾値(Tfsc)未満の場合は、図4に示す通常のタイミングで電荷を付与し、前方散乱光強度が閾値(Tfsc)以上の場合は、図5に示す通常のタイミングよりも遅延したタイミングで電荷を付与する。   For example, when adjusting the charge application end time by changing the charge application timing, as shown in FIG. 2, each particle flowing in the flow path is detected, and the forward scattered light intensity (Sfsc) is calculated. get. If the forward scattered light intensity of the particle is less than the threshold value (Tfsc), charge is applied at the normal timing shown in FIG. 4, and if the forward scattered light intensity is greater than or equal to the threshold value (Tfsc), it is shown in FIG. Charge is applied at a timing delayed from the normal timing.

即ち、荷電制御部7は、前方散乱光の強度(Sfsc)が予め設定された閾値(Tfsc)以上の場合は、前方散乱光の強度(Sfsc)が閾値(Tfsc)未満の場合よりも、電荷付与のタイミングが遅くなるよう荷電部4を制御する。ここで、電荷付与タイミングの遅延量は、想定される粒子サイズ等に基づいて適宜選択することができ、予め設定しておいてもよい。   That is, the charge control unit 7 determines that the charge of the forward scattered light (Sfsc) is equal to or higher than the threshold (Tfsc) when the intensity of the forward scattered light (Sfsc) is less than the threshold (Tfsc). The charging unit 4 is controlled so that the application timing is delayed. Here, the delay amount of the charge application timing can be appropriately selected based on the assumed particle size or the like, and may be set in advance.

また、例えば、電荷付与終了時間を変更することにより、電荷付与終了時間を調整する場合も、図3に示すように、流路内を通流する各粒子を検出し、その前方散乱光強度(Sfsc)を取得する。そして、その粒子の前方散乱光強度が閾値(Tfsc)未満の場合は、図4に示す通常の長さで電荷を付与し、前方散乱光強度が閾値(Tfsc)以上の場合は、図6に示す通常よりも長時間電荷を付与する。   Also, for example, when adjusting the charge application end time by changing the charge application end time, as shown in FIG. 3, each particle flowing through the flow path is detected, and the forward scattered light intensity ( Sfsc) is acquired. When the forward scattered light intensity of the particle is less than the threshold value (Tfsc), a charge is applied with the normal length shown in FIG. 4, and when the forward scattered light intensity is equal to or greater than the threshold value (Tfsc), FIG. The charge is applied for a longer time than usual shown.

即ち、荷電制御部7は、前方散乱光の強度(Sfsc)が予め設定された閾値(Tfsc)以上の場合は、前方散乱光の強度(Sfsc)が閾値(Tfsc)未満の場合よりも、電荷付与時間が長くなるよう荷電部4を制御する。ここで、電荷付与の延長時間も、想定される粒子サイズ等に基づいて適宜選択することができ、予め設定しておいてもよい。   That is, the charge control unit 7 determines that the charge of the forward scattered light (Sfsc) is equal to or higher than the threshold (Tfsc) when the intensity of the forward scattered light (Sfsc) is less than the threshold (Tfsc). The charging unit 4 is controlled so that the application time becomes longer. Here, the extension time of the charge application can also be appropriately selected based on the assumed particle size or the like, and may be set in advance.

このように、サイズが大きい粒子を含む液滴に対して、電荷付与タイミングを遅らせたり、電荷付与時間を長くしたりすることにより、ブレイク・オフのタイミングが遅延した液滴についても、確実に電荷を付与することが可能となる。なお、前述した「通常の電荷付与タイミング」及び「通常の電荷付与時間」は、最も安定したサイドストリームが得られるように、測定前に振動素子3に供給される振幅(ドライブ値)を調整する際に決定される。このとき、荷電波形と液滴形成の関係は、液滴がブレイク・オフする直後に電荷付与が終了するタイミングとし、これを「通常モード」とする。   In this way, by delaying the charge application timing or extending the charge application time for droplets containing large-sized particles, it is possible to reliably charge even droplets with delayed break-off timing. Can be given. The “normal charge application timing” and “normal charge application time” described above adjust the amplitude (drive value) supplied to the vibration element 3 before measurement so that the most stable side stream is obtained. Decided upon. At this time, the relationship between the charge waveform and droplet formation is the timing at which charge application ends immediately after the droplet breaks off, and this is the “normal mode”.

一方、サイズが大きい粒子の分取を安定化させるには、液滴がブレイク・オフする直後まで電荷付与を行うことが重要である。前述した2つの電荷付与終了時間調整方法を比較した場合、電荷付与時間を増加させる方法は、電荷付与時間に余裕を持たせて長くとることで、ブレイク・オフ・タイミングの変動にかかわらず、液滴に対して確実に電荷を付与することができる。ただし、この方法は、ブレイク・オフ・タイミングのばらつきが大きい場合には、液滴ごとに加えられる電荷量が変動する虞がある。   On the other hand, in order to stabilize the sorting of large-sized particles, it is important to apply charge until immediately after the droplet breaks off. When comparing the above-described two methods for adjusting the charge application end time, the method for increasing the charge application time is to increase the charge application time with a margin so that the liquid application time can be increased regardless of fluctuations in the break-off timing. A charge can be reliably applied to the droplet. However, in this method, when the variation in the break-off timing is large, there is a possibility that the amount of charge applied to each droplet varies.

これに対して、電荷付与タイミングを遅延する方法は、電荷付与時間は変更せず、各液滴に付与される総電荷量は一定となるため、前述した荷電量の変動の問題は発生しない。この電荷付与タイミングを遅延する方法では、後述する手法等によりブレイク・オフ・タイミングの遅延量を精度よく推定することができれば、それに合わせて荷電付与タイミングを遅延させることで、各液滴の荷電量を一定に保ちつつ、分取を安定させることが可能となる。   On the other hand, the method of delaying the charge application timing does not change the charge application time, and the total amount of charge applied to each droplet is constant, so that the above-described problem of fluctuation of the charge amount does not occur. In this method of delaying the charge application timing, if the delay amount of the break-off timing can be accurately estimated by the method described later, the charge amount of each droplet is delayed by delaying the charge application timing accordingly. It is possible to stabilize the sorting while keeping the constant.

更に、前述した電荷付与終了時間の調整は、液滴に含まれる粒子の大きさに応じて、電荷付与タイミングや電荷付与時間を変更する機能を実現するためのプログラムを作成し、粒子分取装置1の荷電制御部7に実装することにより、自動で実施することができる。又は、必要に応じて、ユーザーが「通常モード」と「大径粒子モード」とを選択して実施する構成とすることもできる。   Furthermore, the above-described adjustment of the charge application end time creates a program for realizing the function of changing the charge application timing and the charge application time according to the size of the particles contained in the droplet, and the particle sorting device. By mounting on one charge control unit 7, it can be performed automatically. Alternatively, a configuration in which the user selects and executes the “normal mode” and the “large particle mode” as necessary can be adopted.

以上詳述したように、本実施形態の粒子分取装置では、液滴に含まれる粒子の大きさに応じて荷電部における電荷付与終了時間の調整をしているため、サイズが大きい粒子を含んでいる液滴に対しても、安定して電荷を付与することができる。これにより、分取対象の粒子が大きい場合でも、ブレイク・オフ・タイミングの遅延に起因するサイドストリームの乱れを軽減し、精度よく分取することが可能となる。   As described above in detail, in the particle sorting apparatus of the present embodiment, the charge application end time in the charging unit is adjusted according to the size of the particles contained in the droplets. Charges can be stably imparted to the droplets that appear. As a result, even when the particles to be sorted are large, the disturbance of the side stream caused by the break-off timing delay can be reduced, and sorting can be performed with high accuracy.

その結果、従来の分取装置では、大きな粒子を分取する際は、オリフィス径を大きくしなければならなかったが、本開示によれば、サイズが大きい粒子であっても、オリフィス径を大きくする必要がないため、従来よりも高速で分取することができる。   As a result, in the conventional sorting apparatus, when sorting large particles, the orifice diameter had to be increased. However, according to the present disclosure, even if the size of the particles is large, the orifice diameter is increased. Therefore, sorting can be performed at a higher speed than in the past.

なお、前述した第1の実施形態では、マイクロチップ2を用いた場合を例に説明したが、本開示はこれに限定されるものではなく、マイクロチップ2の代わりにフローセルを用いても同様の効果が得られる。   In the first embodiment described above, the case where the microchip 2 is used has been described as an example. However, the present disclosure is not limited to this, and the same may be applied even if a flow cell is used instead of the microchip 2. An effect is obtained.

<2.第1の実施形態の第1変形例>
次に、本開示の第1の実施形態の第1変形例の粒子分取装置について説明する。図7は本変形例の粒子分取装置の荷電制御機構の構成例を示すブロック図であり、図8はその電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。
<2. First Modified Example of First Embodiment>
Next, a particle sorting device according to a first modification of the first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of the charge control mechanism of the particle sorting apparatus of the present modification, and FIG. 8 is a flowchart showing the charge application end time adjusting method.

[装置構成]
前方散乱光強度Sfscは、粒子の表面積(大きさ)に略比例した値となるため、各粒子の前方散乱光強度Sfscに基づいて電荷付与タイミングの遅延量を設定することにより、分取の安定性を更に向上させることができる。そこで、本変形例の粒子分取装置は、図7に示すように、光検出部8で検出された前方散乱光の強度Sfscに基づいて電荷付与タイミングの遅延量Dを算出する遅延量算出部9を設けている。
[Device configuration]
Since the forward scattered light intensity Sfsc is a value that is substantially proportional to the surface area (size) of the particles, the amount of charge application timing is set based on the forward scattered light intensity Sfsc of each particle to stabilize the sorting. The property can be further improved. Therefore, as shown in FIG. 7, the particle sorting apparatus according to the present modification includes a delay amount calculation unit that calculates the delay amount D of the charge application timing based on the intensity Sfsc of the forward scattered light detected by the light detection unit 8. 9 is provided.

[動作]
本変形例の粒子分取装置では、荷電制御部7により、遅延量算出部9で算出された遅延量Dの分だけ、電荷付与のタイミングが遅くなるよう荷電部4を制御する。具体的には、図8に示すように、先ず、光検出部8において粒子を検出し、その前方散乱光強度Sfscを取得する。そして、その前方散乱光強度Sfscデータに基づいて、遅延量算出部9において電荷付与タイミングの遅延量Dを算出する。この遅延量Dのデータは、荷電制御部7に送られて荷電部4による電荷付与の制御に利用される。
[Operation]
In the particle sorting device of this modification, the charge control unit 7 controls the charge unit 4 so that the charge application timing is delayed by the delay amount D calculated by the delay amount calculation unit 9. Specifically, as shown in FIG. 8, first, particles are detected by the light detection unit 8, and the forward scattered light intensity Sfsc is obtained. Then, based on the forward scattered light intensity Sfsc data, the delay amount calculation unit 9 calculates the delay amount D of the charge application timing. The data of the delay amount D is sent to the charge control unit 7 and used for controlling the charge application by the charge unit 4.

このように、本変形例の粒子分取装置では、前方散乱光の強度Sfscから電荷付与タイミングの遅延量Dを算出し、その値に基づいて荷電制御部7が荷電部4による電荷付与タイミングを制御しているため、分取安定性を更に向上させることができる。   As described above, in the particle sorting device of the present modification, the charge application timing delay amount D is calculated from the intensity Sfsc of the forward scattered light, and the charge control unit 7 determines the charge application timing by the charging unit 4 based on the value. Since it is controlled, the sorting stability can be further improved.

なお、本変形例の粒子分取装置における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。   The configuration and effects of the particle sorting device of this modification other than those described above are the same as those in the first embodiment described above.

<3.第1の実施形態の第2変形例>
次に、本開示の第1の実施形態の第2変形例の粒子分取装置について説明する。図9は本変形例の粒子分取装置の荷電制御機構の構成例を示すブロック図であり、図10はその電荷付与終了時間調整方法を示すフローチャート図である。
<3. Second Modification of First Embodiment>
Next, a particle sorting device according to a second modification of the first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the charge control mechanism of the particle sorting apparatus of the present modification, and FIG. 10 is a flowchart showing the charge application end time adjusting method.

[装置構成]
前述したように、前方散乱光強度Sfscは、粒子の表面積(大きさ)に略比例した値となるため、各粒子の前方散乱光強度Sfscに基づいて電荷付与時間を設定することにより、分取の安定性を更に向上させることができる。そこで、本変形例の粒子分取装置では、図9に示すように、光検出部8で検出された前方散乱光の強度Sfscに基づいて電荷付与時間Tを算出する付与時間算出部10を設けている。
[Device configuration]
As described above, the forward scattered light intensity Sfsc is a value that is substantially proportional to the surface area (size) of the particles. Therefore, by setting the charge application time based on the forward scattered light intensity Sfsc of each particle, The stability of can be further improved. Therefore, in the particle sorting apparatus of the present modification, as shown in FIG. 9, an application time calculation unit 10 that calculates the charge application time T based on the intensity Sfsc of the forward scattered light detected by the light detection unit 8 is provided. ing.

[動作]
この粒子分取装置では、荷電制御部7は、付与時間算出部10で算出された時間Tの間、液滴に電荷付与されるように荷電部4を制御する。具体的には、図10に示すように、先ず、光検出部8において粒子を検出し、その前方散乱光強度Sfscを取得する。そして、その前方散乱光強度Sfscデータに基づいて、付与時間算出部10において電荷付与時間Tを算出する。この電荷付与時間Tのデータは、荷電制御部7に送られて荷電部4による電荷付与の制御に利用される。
[Operation]
In this particle sorting apparatus, the charge control unit 7 controls the charging unit 4 so that charges are applied to the droplets during the time T calculated by the application time calculating unit 10. Specifically, as shown in FIG. 10, first, particles are detected by the light detection unit 8, and the forward scattered light intensity Sfsc is obtained. Based on the forward scattered light intensity Sfsc data, the application time calculation unit 10 calculates the charge application time T. The data on the charge application time T is sent to the charge control unit 7 and used for control of charge application by the charge unit 4.

本変形例の粒子分取装置のように、前方散乱光の強度Sfscから電荷付与時間Tを算出し、その値に基づいて荷電制御部7が荷電部4による荷電付与時間を制御することによっても、分取安定性を更に向上させることができる。   As in the particle sorting apparatus of this modification, the charge application time T is calculated from the intensity Sfsc of the forward scattered light, and the charge control unit 7 controls the charge application time by the charging unit 4 based on the value. Further, the sorting stability can be further improved.

なお、本変形例の粒子分取装置における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。   The configuration and effects of the particle sorting device of this modification other than those described above are the same as those in the first embodiment described above.

<4.第2の実施形態>
次に、本開示の第2の実施形態に係る粒子分取装置について説明する。図11は本開示の第2の実施形態に係る粒子分取装置の構成例を模式的に示す図である。図11に示すように、本実施形態の粒子分取装置11は、前述した第1の実施形態の構成に加えて、流体や液滴の画像を取得する撮像素子(カメラ)12と、カメラ12で撮像された画像に基づいて振動素子3の駆動電圧を制御する加振制御部14が設けられている。
<4. Second Embodiment>
Next, a particle sorting apparatus according to the second embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a particle sorting apparatus according to the second embodiment of the present disclosure. As shown in FIG. 11, in addition to the configuration of the first embodiment described above, the particle sorting device 11 of the present embodiment includes an imaging device (camera) 12 that acquires an image of a fluid or a droplet, and a camera 12. An excitation control unit 14 that controls the drive voltage of the vibration element 3 based on the image picked up at is provided.

[撮像素子(カメラ)12]
撮像素子(カメラ)12は、オリフィス21から排出されたサンプル液とシース液との層流が液滴化される位置(ブレイク・オフ・ポイントBP)において、液滴化する前の流体及び液滴を撮像するものである。なお、流体及び液滴の撮像は、CCDやCMOSカメラ等の撮像装置の他に、光電変換素子等の各種撮像素子を使用することができる。
[Image sensor (camera) 12]
The image pickup device (camera) 12 is configured so that the fluid and liquid droplets before droplet formation at a position (break-off point BP) where the laminar flow of the sample liquid discharged from the orifice 21 and the sheath liquid are dropletized are formed. Is taken. In addition, for imaging of fluids and droplets, various imaging elements such as photoelectric conversion elements can be used in addition to an imaging apparatus such as a CCD or a CMOS camera.

また、カメラ12には、その位置を変更するための位置調整機構15が設けられていることが好ましい。これにより、後述する加振制御部14の指示により、カメラ12の位置を容易に制御することが可能となる。また、本実施形態の粒子分取装置11には、カメラ12と併せて、撮影領域を照明する光源(図示せず)が設けられていてもよい。   The camera 12 is preferably provided with a position adjusting mechanism 15 for changing its position. Thereby, the position of the camera 12 can be easily controlled by an instruction from an excitation control unit 14 described later. In addition, the particle sorting apparatus 11 of the present embodiment may be provided with a light source (not shown) that illuminates the imaging region in combination with the camera 12.

[電圧供給部13]
電圧供給部13は、振動素子3に駆動電圧を供給するものである。振動素子3の駆動電圧は、安定した液滴を形成するために、正弦波に従って供給され、周波数(クロック値)と振幅(ドライブ値)の2つにより制御される。
[Voltage supply unit 13]
The voltage supply unit 13 supplies a drive voltage to the vibration element 3. In order to form a stable droplet, the driving voltage of the vibration element 3 is supplied in accordance with a sine wave and controlled by two of frequency (clock value) and amplitude (drive value).

[加振制御部14]
加振制御部14は、カメラ12で撮像された画像に基づいて、振動素子3の駆動電力を制御すると共に、必要に応じてカメラ12の位置を制御するものである。具体的には、画像中の液滴化する前の流体の状態、若しくは、ブレイク・オフ・ポイントとブレイク・オフ・ポイントに最も近い液滴との間に存在するサテライト液滴の状態、又は、その両方に基づいて、電圧供給部13や位置調整機構15を制御する。
[Excitation control unit 14]
The vibration control unit 14 controls the driving power of the vibration element 3 based on the image captured by the camera 12 and controls the position of the camera 12 as necessary. Specifically, the state of the fluid before droplet formation in the image, or the state of the satellite droplet existing between the break-off point and the droplet closest to the break-off point, or Based on both of them, the voltage supply unit 13 and the position adjustment mechanism 15 are controlled.

加振制御部14は、例えば汎用のプロセッサ、主記憶装置及び補助記憶装置等からなる情報処理装置で構成することができる。その場合、加振制御部14に、カメラ12等の撮像素子で撮像された画像データを入力し、プログラムされた制御アルゴリズムを実行することにより、電圧供給部13や位置調整機構15を自動制御することが可能となる。このようなコンピュータプログラムは、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等の記録媒体に格納されていてもよく、また、ネットワークを介して配信することもできる。   The vibration control unit 14 can be configured by an information processing device including, for example, a general-purpose processor, a main storage device, an auxiliary storage device, and the like. In that case, the image data captured by the imaging device such as the camera 12 is input to the vibration control unit 14 and the programmed control algorithm is executed to automatically control the voltage supply unit 13 and the position adjustment mechanism 15. It becomes possible. Such a computer program may be stored in a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a flash memory, and may be distributed via a network.

[動作]
次に、本実施形態の粒子分取装置11の動作について説明する。本実施形態の粒子分取装置11は、荷電制御部7による荷電部4の制御に加えて、カメラ12によりブレイク・オフ・ポイントにおける流体及び液滴の画像を取得し、その画像に基づいて、加振制御部14により振動素子3を制御する。
[Operation]
Next, the operation of the particle sorting apparatus 11 of this embodiment will be described. In addition to the control of the charging unit 4 by the charge control unit 7, the particle sorting device 11 of the present embodiment acquires images of fluid and droplets at the break-off point by the camera 12, and based on the images, The vibration element 3 is controlled by the vibration control unit 14.

(液滴画像を取得)
撮像素子(カメラ)12による流体及び液滴の撮像方法は、特に限定するものではないが、例えば、光源を液滴形成周期ごとに一定時間発光させることで、液滴形成の特定のタイミングの液滴画像を取得することができる。また、液滴形成クロックにおける光源発光タイミングを変化させることで、1周期における液滴が形成される様子を確認することも可能である。なお、液滴形成周波数は10k〜30kHz程度であり、撮像素子(カメラ)12のフレーム周波数は、通常30fps程度であるため、液滴画像1枚は数百〜数千個の液滴を重ね合わせたものとなる。
(Acquire droplet image)
The imaging method of the fluid and the droplet by the imaging element (camera) 12 is not particularly limited. For example, a liquid at a specific timing of droplet formation is obtained by causing the light source to emit light for a certain period of time every droplet formation cycle. Drop images can be acquired. It is also possible to confirm how droplets are formed in one cycle by changing the light source emission timing in the droplet formation clock. In addition, since the droplet formation frequency is about 10 k to 30 kHz and the frame frequency of the image sensor (camera) 12 is usually about 30 fps, one droplet image is composed of several hundred to several thousand droplets superimposed. It will be.

(駆動電圧の制御)
加振制御部14により振動素子3の駆動電圧を制御する場合は、例えば、予め流体や液滴を最適な状態に調整して撮像した画像(参照画像)を用意し、分取時の画像が参照画像と一致するように駆動電圧を調整する。図12はカメラ12により撮像される画像の例を模式的に示す図である。参照画像と分取時の画像との比較は、ブレイク・オフ・ポイントBPから第1サテライトSD1までの距離(第1サテライト上部間隔)d、液滴化される直前の流体におけるくびれ部分の幅(液柱くびれ幅)w等により行うことができる。
(Control of drive voltage)
In the case where the drive voltage of the vibration element 3 is controlled by the vibration control unit 14, for example, an image (reference image) obtained by adjusting a fluid or a droplet in an optimal state in advance is prepared, and an image at the time of sorting is prepared. The drive voltage is adjusted so as to match the reference image. FIG. 12 is a diagram schematically illustrating an example of an image captured by the camera 12. The comparison between the reference image and the image at the time of sorting is as follows: the distance from the break-off point BP to the first satellite SD1 (first satellite upper space) d, the width of the constricted portion in the fluid immediately before droplet formation ( (Liquid column constriction width) w or the like.

第1サテライト上部間隔dと、液柱くびれ幅wと、液柱長L(ブレイク・オフ・ポイントBPの位置)とは、相互に密接な関係があり、液柱長Lと、第1サテライト上部間隔d及び液柱くびれ幅wは、ブレイク・オフ・ポイントBPの安定性を直接的に示す指標となる。そして、第1サテライト上部間隔dや液柱くびれ幅wの値に基づき、振動素子3の駆動電圧を制御することにより、流体ストリームSの液滴形状を安定化することが可能となる。   The first satellite upper space d, the liquid column constriction width w, and the liquid column length L (the position of the break-off point BP) are closely related to each other. The liquid column length L and the first satellite upper portion The interval d and the constriction width w of the liquid column are indicators that directly indicate the stability of the break-off point BP. The droplet shape of the fluid stream S can be stabilized by controlling the driving voltage of the vibration element 3 based on the values of the first satellite upper space d and the liquid column constriction width w.

例えば、加振制御部14により、分取時の画像中の第1サテライト上部間隔dが、図12に示す参照画像71における第1サテライト上部間隔drefと同じになるように、振動素子3の駆動電圧を制御する。振動素子3の駆動電圧を上げると第1サテライト上部間隔dの値は増加し、逆に、振動素子3の駆動電圧を下げると第1サテライト上部間隔dの値は減少するため、加振制御部14は、この関係を利用して振動素子3の駆動電圧を制御することができる。   For example, the vibration control unit 14 drives the vibration element 3 so that the first satellite upper interval d in the image at the time of sorting is the same as the first satellite upper interval dref in the reference image 71 illustrated in FIG. Control the voltage. When the driving voltage of the vibration element 3 is increased, the value of the first satellite upper interval d is increased, and conversely, when the driving voltage of the vibration element 3 is decreased, the value of the first satellite upper interval d is decreased. 14 can control the driving voltage of the vibration element 3 using this relationship.

第1サテライト上部間隔dは、流体ストリームSの液滴形状の変化に敏感である。そこで、参照画像71の第1サテライト上部間隔drefと一致するように、第1サテライト上部間隔dを調整し続けることにより、分取時の液滴形状を、参照画像と同様の安定した状態に維持することが可能となる。   The first satellite upper space d is sensitive to changes in the droplet shape of the fluid stream S. Therefore, by continuously adjusting the first satellite upper space d so as to coincide with the first satellite upper space dref of the reference image 71, the droplet shape at the time of sorting is maintained in a stable state similar to that of the reference image. It becomes possible to do.

また、前述した第1サテライト上部間隔drefに代えて、液柱くびれ幅wを用いて、振動素子3の駆動電圧を制御することもできる。その場合、分取時の画像中の液柱くびれ幅wの値が、図12に示す参照画像71における液柱くびれ幅wrefと同じになるように、振動素子3の駆動電圧を制御する。振動素子3の駆動電圧を上げると液柱くびれ幅wの値は減少し、振動素子3の駆動電圧を下げると液柱くびれ幅wの値は増加するため、加振制御部14は、この関係を利用して振動素子3の駆動電圧を制御することができる。   In addition, the driving voltage of the vibration element 3 can be controlled using the liquid column constriction width w instead of the first satellite upper interval dref described above. In that case, the drive voltage of the vibration element 3 is controlled so that the value of the liquid column constriction width w in the image at the time of sorting is the same as the liquid column constriction width wref in the reference image 71 shown in FIG. When the driving voltage of the vibration element 3 is increased, the value of the liquid column constriction width w decreases. When the driving voltage of the vibration element 3 is decreased, the value of the liquid column constriction width w increases. Can be used to control the drive voltage of the vibration element 3.

液柱くびれ幅wも、前述した第1サテライト上部間隔drefと同様に、流体ストリームSの液滴形状の変化に対応して敏感に変化する。そこで、参照画像71の液柱くびれ幅wrefと一致するように、液柱くびれ幅wを調整し続けることにより、流体ストリームSを安定した状態に維持することができ、ブレイク・オフ・ポイントBPの位置も安定する。   The constriction width w of the liquid column also changes sensitively in response to the change in the droplet shape of the fluid stream S, like the first satellite upper interval dref described above. Therefore, by continuously adjusting the liquid column constriction width w so as to coincide with the liquid column constriction width wref of the reference image 71, the fluid stream S can be maintained in a stable state, and the break-off point BP can be maintained. The position is also stable.

なお、加振制御部14による振動素子3の駆動電圧制御は、第1サテライト上部間隔d及び液柱くびれ幅wのいずれか一方を指標とすることができるが、これらの両方を指標とすることにより、流体ストリームSにおける液滴形状を更に安定化することができる。又は、サテライト液滴の状態は利用せずに、流体の状態のみに基づいて振動素子3の駆動電圧を制御することもできる。   In addition, the drive voltage control of the vibration element 3 by the vibration control unit 14 can use either the first satellite upper space d or the liquid column constriction width w as an index. Thus, the droplet shape in the fluid stream S can be further stabilized. Alternatively, the driving voltage of the vibration element 3 can be controlled based on only the fluid state without using the satellite droplet state.

(カメラ位置の制御)
分取時に、環境温度の変化に伴ってシース液温が変動すると、粘性変化に伴う流速変動により、流体ストリームSにおける液滴間隔が変化し、ブレイク・オフ・ポイントBPの位置、即ち、液柱長Lが変動する。これにより、画像内の液柱内液滴FDの数が変化すると共に、ブレイク・オフ・ポイントBPを安定的に検知し、判別することができなくなる虞がある。
(Camera position control)
When the sheath liquid temperature fluctuates with a change in the environmental temperature during sorting, the droplet interval in the fluid stream S changes due to the flow velocity fluctuation accompanying the viscosity change, and the position of the break-off point BP, that is, the liquid column The length L varies. As a result, the number of droplets FD in the liquid column in the image changes, and the break-off point BP may not be stably detected and discriminated.

そこで、本実施形態の粒子分取装置11では、必要に応じて、加振制御部14により、画像中の液柱長Lの変化に応じて、カメラ12の位置を移動させることができる。このように、カメラ12の位置を、ブレイク・オフ・ポイントBPの位置変動に追従させると、画像内の液柱長Lの値を一定に保つことができる。その結果、分取画像において、ブレイク・オフ・ポイントBPが、参照画像に対応した所定位置に、安定的に保持されるため、液柱内液滴FDの数を一定に保ち、予め調整されたドロップディレイタイムを長時間維持することが可能となる。   Therefore, in the particle sorting apparatus 11 of the present embodiment, the position of the camera 12 can be moved according to the change in the liquid column length L in the image by the vibration control unit 14 as necessary. Thus, when the position of the camera 12 is made to follow the position fluctuation of the break-off point BP, the value of the liquid column length L in the image can be kept constant. As a result, since the break-off point BP is stably held at a predetermined position corresponding to the reference image in the sorted image, the number of droplets FD in the liquid column is kept constant and adjusted in advance. It becomes possible to maintain the drop delay time for a long time.

画像中のブレイク・オフ・ポイントBPの位置を一定に保持する方法としては、カメラ12自体を移動させる方法以外に、画像の切り出し位置を変更させる方法もある。例えば、広角なカメラを使用して流体及び液滴を撮像し、その画像からブレイク・オフ・ポイントBPを含む画像を切り出して、加振制御部14による制御に用いる。この場合、ブレイク・オフ・ポイントBPの位置が変動した場合には、液柱長Lの値の変動を抑えるように、画像切り出し位置を変更する。これにより、疑似的に、ブレイク・オフ・ポイントBPの移動に伴う、撮像位置の制御を実現することが可能となる。   As a method for keeping the position of the break-off point BP in the image constant, there is a method for changing the cutout position of the image in addition to the method for moving the camera 12 itself. For example, the fluid and the droplet are imaged using a wide-angle camera, and an image including the break-off point BP is cut out from the image and used for control by the vibration control unit 14. In this case, when the position of the break-off point BP fluctuates, the image cut-out position is changed so as to suppress the fluctuation of the value of the liquid column length L. As a result, it becomes possible to realize control of the imaging position accompanying the movement of the break-off point BP in a pseudo manner.

本実施形態の粒子分取装置は、電荷付与終了時間の調整と併せて、流体ストリームSの状態に基づく振動素子の駆動電圧の制御を行っているため、ブレイク・オフ・ポイントBPを高精度に維持することができる。これにより、液滴への荷電だけでなく、液滴形成も安定化するため、分取対象の粒子が大きい場合でも、高速でかつ高精度に分取することが可能となる。   Since the particle sorting apparatus of this embodiment controls the driving voltage of the vibration element based on the state of the fluid stream S in conjunction with the adjustment of the charge application end time, the break-off point BP can be set with high accuracy. Can be maintained. This stabilizes not only charging of the droplets but also droplet formation, so that even when the particles to be sorted are large, sorting can be performed at high speed and with high accuracy.

なお、本実施形態の粒子分取装置における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。   The configuration and effects of the particle sorting apparatus of this embodiment other than those described above are the same as those of the first embodiment described above.

<5.第3の実施形態>
次に、本開示の第3の実施形態に係る粒子分取装置について説明する。セルソータ等の粒子分取装置では、細胞などの粒子を分取する際に、複数の反応部位(ウェル)が形成された基材(以下、ウェルプレートという)を用いたプレートソーティングが行われることがある。このプレートソーティングに用いられるウェルプレートには、ウェルの数が、6個、12個、24個、48個、96個及び384個等、様々な種類のものがあり、ウェルの数が多くなるほど、ウェルの開口部の直径は小さくなる。
<5. Third Embodiment>
Next, a particle sorting device according to a third embodiment of the present disclosure will be described. In a particle sorting apparatus such as a cell sorter, when sorting particles such as cells, plate sorting using a base material (hereinafter referred to as well plate) in which a plurality of reaction sites (wells) are formed may be performed. is there. There are various types of well plates used for this plate sorting, such as 6, 12, 24, 48, 96, and 384. The larger the number of wells, The diameter of the well opening is reduced.

このため、従来の粒子分取装置には、ウェルの数が多いプレートを用いると、ウェル内に目的の粒子を精度よく分配することが困難になるという課題がある。また、従来の粒子分取装置は、ウェルの直径が小さくなると、液滴が壁面に当たりやすくなるため、分取対象の粒子が細胞である場合は、分取した細胞がダメージを受け、細胞の生存率が低減するリスクが高まるという課題もある。   For this reason, when a plate having a large number of wells is used in the conventional particle sorting apparatus, there is a problem that it becomes difficult to accurately distribute target particles in the wells. In addition, since the conventional particle sorting device makes it easier for the droplets to hit the wall surface when the diameter of the well is reduced, if the particles to be sorted are cells, the sorted cells are damaged and the cells survive. There is also a problem that the risk of reducing the rate increases.

[装置の全体構成]
図13は本実施形態の粒子分取装置の構成例を模式的に示す図であり、図14Aはそのサイドストリームとウェルプレートとの関係を模式的に示す図であり、図14Bは従来の粒子分取装置におけるサイドストリームとウェルプレートとの関係を模式的に示す図である。なお、図13においては、図1に示す粒子分取装置の構成要素と同じものには同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
[Overall configuration of the device]
FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a configuration example of the particle sorting apparatus of the present embodiment, FIG. 14A is a diagram schematically illustrating a relationship between the side stream and the well plate, and FIG. 14B is a conventional particle. It is a figure which shows typically the relationship between the side stream and well plate in a fractionation apparatus. In FIG. 13, the same components as those of the particle sorting apparatus shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図13に示すように、本実施形態の粒子分取装置31は、マイクロチップ2、振動素子3、荷電部4、偏向板5a,5b、廃液回収容器35及びウェルプレート36等を備えている。そして、本実施形態の粒子分取装置31では、ウェル36aの開口面に対する流体ストリームSの入射角度θが90°に近づく方向にウェルプレート36を傾けて配置している。   As shown in FIG. 13, the particle sorting device 31 of this embodiment includes a microchip 2, a vibration element 3, a charging unit 4, deflection plates 5a and 5b, a waste liquid collection container 35, a well plate 36, and the like. In the particle sorting device 31 of the present embodiment, the well plate 36 is disposed so as to be inclined so that the incident angle θ of the fluid stream S with respect to the opening surface of the well 36a approaches 90 °.

[廃液回収容器35]
廃液回収容器35は、分取対象外の粒子を含む液滴又は粒子を含まない液滴を回収するものであり、実験用として汎用のプラスチック製チューブやガラスチューブ等を使用することができる。廃液回収容器35には、回収した液滴の排液路が連結されていてもよい。また、廃液回収容器35は、装置内において、ウェルプレート36による液滴回収、特にウェルプレート36の移動に支障のない位置に、交換可能に配置されていることが好ましい。
[Waste liquid collection container 35]
The waste liquid collection container 35 collects droplets containing particles that are not to be sorted or droplets that do not contain particles. A general-purpose plastic tube, glass tube, or the like can be used for experiments. The waste liquid collection container 35 may be connected to a drainage path for collected droplets. Further, it is preferable that the waste liquid collection container 35 is disposed in the apparatus so as to be replaceable at a position where the liquid droplet collection by the well plate 36, particularly the movement of the well plate 36 is not hindered.

[ウェルプレート36]
ウェルプレート36は、PCR法等に用いられるものであり、基板上に複数のウェル(反応部位)36aが形成されており、各ウェル36aには、特定の粒子を含む1個又は複数個の液滴が回収される。そして、本実施形態の粒子分取装置31では、ウェルプレート36が、流体ストリームSに向けて傾けて配置されている。図14Bに示す従来の粒子分取装置のようにウェルプレート36を水平に配置すると、液滴(流体ストリームS)は斜め方向から入射するため、液滴がウェル36aの開口から外れたり(命中率低下)やウェル36aの側壁に当たったりしやすい。
[Well plate 36]
The well plate 36 is used for a PCR method or the like, and a plurality of wells (reaction sites) 36a are formed on a substrate, and each well 36a includes one or more liquids containing specific particles. Drops are collected. In the particle sorting device 31 of the present embodiment, the well plate 36 is disposed to be inclined toward the fluid stream S. When the well plate 36 is disposed horizontally as in the conventional particle sorting apparatus shown in FIG. 14B, the droplet (fluid stream S) is incident from an oblique direction, so that the droplet may come off the opening of the well 36a (the accuracy rate). ) And easily hits the side wall of the well 36a.

これに対して、図14Aに示す本実施形態の粒子分取装置31では、ウェルプレート36をサイドストリームSに向けて傾斜させているため、液滴がウェル36aに入りやすく、また、ウェル36aの側壁に当たりにくい。その結果、本実施形態の粒子分取装置31は、ダメージを与えずに、粒子を精度よく分取することができ、特に分取対象の粒子が細胞である場合は、分取後の生存率を高めることが可能となる。   On the other hand, in the particle sorting apparatus 31 of this embodiment shown in FIG. 14A, the well plate 36 is inclined toward the side stream S, so that the droplets easily enter the well 36a. Hard to hit the side wall. As a result, the particle sorting device 31 of the present embodiment can accurately sort the particles without damaging, and in particular, when the sorting target particles are cells, the survival rate after sorting. Can be increased.

ここで、ウェルプレート36の傾斜角度は、特に限定されるものではないが、ウェル36aの開口面に対して、流体ストリームSの入射角度θが略90°又はその近傍になるようにウェルプレート36を傾斜配置することが好ましい。また、本実施形態の粒子分取装置31で用いるウェルプレート36のウェル36aの数は、特に限定されるものではないが、ウェル36aの数が多いものほど、前述した効果が顕著となる。更に、ウェル36aの形状も、限定されず、底面が平面で形成されているものや曲面で形成されているものなど各種形状のものを使用することができる。   Here, the inclination angle of the well plate 36 is not particularly limited, but the well plate 36 is configured so that the incident angle θ of the fluid stream S is approximately 90 ° or the vicinity thereof with respect to the opening surface of the well 36a. Are preferably inclined. Further, the number of wells 36a of the well plate 36 used in the particle sorting apparatus 31 of the present embodiment is not particularly limited, but the above-described effect becomes more remarkable as the number of wells 36a is larger. Further, the shape of the well 36a is not limited, and various shapes such as those having a flat bottom surface and a curved surface can be used.

ウェルプレート36を傾斜配置する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ウェルプレート36を保持するプレートホルダーのプレート載置部を所定角度傾斜させる方法がある。図15はプレート載置部が傾斜したプレートホルダーに、ウェルプレートを載置したときの状態を模式的に示す側面図である。図15に示すように、プレートホルダー37のプレート載置部37aに、流体ストリームSの角度に応じて角度αの傾斜を設けることにより、その上に載置されるウェルプレート36を、流体ストリームに向けて傾けることが可能となる。   A method of incliningly arranging the well plate 36 is not particularly limited, and for example, there is a method of inclining a plate mounting portion of a plate holder that holds the well plate 36 by a predetermined angle. FIG. 15 is a side view schematically showing a state when a well plate is placed on a plate holder whose plate placing portion is inclined. As shown in FIG. 15, by providing the plate mounting portion 37a of the plate holder 37 with an angle α in accordance with the angle of the fluid stream S, the well plate 36 mounted thereon is turned into a fluid stream. It is possible to tilt it.

又は、ウェルプレート36又はウェルプレート36が載置されたプレートホルダーを、任意の角度で傾斜するステージ上に載置し、ステージを傾けることにより、ウェルプレート36を流体ストリームSに向けて傾けてもよい。   Alternatively, the well plate 36 or the plate holder on which the well plate 36 is placed may be placed on a stage inclined at an arbitrary angle, and the well plate 36 may be inclined toward the fluid stream S by tilting the stage. Good.

[動作]
次に、本実施形態の粒子分取装置31の動作について説明する。本実施形態の粒子分取装置は、流体ストリームSとウェルプレート36のウェル36aの位置が一致するように、移動機構などによりウェルプレート36を順次移動させることにより、各ウェル36aに特定の粒子を1個又は所望の個数ずつ分配する。
[Operation]
Next, the operation of the particle sorting device 31 of the present embodiment will be described. The particle sorting apparatus of the present embodiment moves specific wells to each well 36a by sequentially moving the well plate 36 by a moving mechanism or the like so that the fluid stream S and the position of the well 36a of the well plate 36 coincide. Distribute one or the desired number.

その際、ウェルプレート36を傾斜配置すると、各ウェル36a間の水平方向の距離が変化するため、水平に配置した場合と同様にウェルプレート36を移動させると、流体ストリームSとウェル36aとの位置に誤差が生じる。そこで、本実施形態の粒子分取装置31では、例えば移動機構を制御する移動制御部を設け、ウェルプレート36の傾斜角度に応じて、分取時のウェルプレート36の移動量を調整する。これにより、ウェルプレート36を傾斜配置した場合でも、流体ストリームSとウェル36aとの位置を一致させることができるため、精度よく分取することができる。   At this time, when the well plate 36 is inclined, the horizontal distance between the wells 36a changes. Therefore, when the well plate 36 is moved as in the horizontal arrangement, the positions of the fluid stream S and the well 36a are changed. An error occurs. Therefore, in the particle sorting apparatus 31 of the present embodiment, for example, a movement control unit that controls the movement mechanism is provided, and the movement amount of the well plate 36 at the time of sorting is adjusted according to the inclination angle of the well plate 36. As a result, even when the well plate 36 is inclined, the positions of the fluid stream S and the well 36a can be made to coincide with each other.

また、細胞を分取する際は、予め、ウェル36aにバッファ(緩衝液)が貯留されているが、ウェル36aの深さが浅いウェルプレート36の場合、傾斜配置すると、バッファが漏出する虞がある。また、ウェル36aの底が平面(平底)である場合や、ウェル36aにバッファを少量しか貯留しない場合は、ウェルプレート36を傾斜配置すると、バッファに覆われた部分が減少する。   In addition, when sorting cells, a buffer (buffer solution) is stored in the well 36a in advance. However, in the case of the well plate 36 having a shallow depth of the well 36a, the buffer may leak if the well plate 36 is inclined. is there. When the bottom of the well 36a is a flat surface (flat bottom), or when only a small amount of buffer is stored in the well 36a, if the well plate 36 is inclined, the portion covered with the buffer decreases.

そこで、本実施形態の粒子分取装置31では、ウェルプレート36の種類及び/又は貯留されているバッファの量に応じて、ウェルプレート36の傾斜角度を自動で調整する構成をとることもできる。図16は本実施形態の粒子分取装置31の動作例を示すフローチャート図である。具体的には、図16に示すように、ユーザーがウェルプレートの種類(ウェルの数や形状など)を入力するか、又は、製品に付されているバーコードやタグなどに記憶されたデータを読み取り、ウェルプレートの種類を判別する。また、ウェルに貯留されているバッファ量を、ユーザーが入力するか、又は、自動で判別する。   Therefore, the particle sorting device 31 of the present embodiment can be configured to automatically adjust the inclination angle of the well plate 36 according to the type of the well plate 36 and / or the amount of buffer stored. FIG. 16 is a flowchart showing an operation example of the particle sorting apparatus 31 of this embodiment. Specifically, as shown in FIG. 16, the user inputs the type of well plate (number of wells, shape, etc.) or the data stored in the barcode or tag attached to the product. Read and determine the type of well plate. Further, the user inputs the amount of buffer stored in the well or automatically determines it.

次に、例えば装置内に設けられている傾斜制御部において、ウェルプレートの種類及び/又は貯留されているバッファの量に応じて、ウェルプレートの傾斜角度を決定する。そして、例えば傾斜角調整機構により、決定された傾斜角度になるように、ウェルプレートを傾斜させる。その後、例えば装置内に設けられているプレート移動制御部により、所定角度傾斜させた場合のウェルプレート移動量を決定し、その結果に基づいてウェルプレートの移動を制御しつつ粒子を分取する。   Next, for example, in a tilt control unit provided in the apparatus, the tilt angle of the well plate is determined according to the type of the well plate and / or the amount of buffer stored. Then, for example, the well plate is tilted so as to have the determined tilt angle by the tilt angle adjusting mechanism. After that, for example, a plate movement control unit provided in the apparatus determines the amount of well plate movement when tilted by a predetermined angle, and sorts particles while controlling the movement of the well plate based on the result.

このように、ウェルプレートの種類が貯留されているバッファの量に応じて、ウェルプレートの傾斜角度を調整することにより、精度の高い分取を実現することができる。なお、ウェルの数が少ないウェルプレートを使用する場合は、流体ストリームSの位置精度に対して、ウェルの径が十分に大きいため、ウェルプレートを傾けることによるメリットは軽減する。即ち、本実施形態の構成は、ウェルの数が多く、ウェルの径が小さいウェルプレートを使用する場合に、特に有効である。   As described above, by adjusting the inclination angle of the well plate in accordance with the amount of the buffer in which the type of the well plate is stored, it is possible to realize sorting with high accuracy. When a well plate with a small number of wells is used, the diameter of the well is sufficiently large with respect to the positional accuracy of the fluid stream S, so that the merit of tilting the well plate is reduced. That is, the configuration of the present embodiment is particularly effective when a well plate having a large number of wells and a small well diameter is used.

本実施形態の粒子分取装置は、ウェルプレートをサイドストリームに向けて傾斜配置しているため、分取対象の粒子を、ダメージを与えずに、所定のウェルに精度よく分取することができる。   In the particle sorting apparatus of the present embodiment, the well plate is inclined toward the side stream, so that the particles to be sorted can be accurately sorted into a predetermined well without causing damage. .

なお、本実施形態の粒子分取装置は、前述した構成に、第1の実施形態、その変形例又は第2の実施形態の構成を組み合わせることもできる。例えば、液滴に含まれる粒子の大きさに応じて荷電部における電荷付与終了時間の調整を調整する構成を組み合わせることにより、サイズが大きい粒子を含んでいる液滴に対しても、安定して電荷を付与することができ、分取精度を更に向上させることができる。また、例えば電荷付与終了時間の調整と併せて、加振制御部で流体ストリームの状態に基づく振動素子の駆動電圧の制御を行うことにより、ブレイク・オフ・ポイントを高精度に維持することができ、液滴への荷電だけでなく、液滴形成も安定化させることができる。   In addition, the particle sorting apparatus of this embodiment can also combine the structure of 1st Embodiment, its modification, or 2nd Embodiment with the structure mentioned above. For example, by combining a configuration that adjusts the adjustment of the charge application end time in the charged portion according to the size of the particles contained in the droplets, even for droplets containing large-sized particles, Charges can be imparted, and sorting accuracy can be further improved. In addition, for example, the break-off point can be maintained with high accuracy by controlling the driving voltage of the vibrating element based on the state of the fluid stream in the vibration control unit together with the adjustment of the charge application end time. In addition to charging the droplets, droplet formation can be stabilized.

また、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
(1)
流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴の少なくとも一部に電荷を付与する荷電部と、
前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて前記荷電部における電荷付与終了時間を調整する荷電制御部と、
を有する粒子分取装置。
(2)
前記荷電制御部は、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて電荷付与のタイミングを変更する(1)に記載の粒子分取装置。
(3)
前記荷電制御部は、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて電荷付与時間を変更する(1)に記載の粒子分取装置。
(4)
流路内を通流する粒子に光を照射し、該光照射により前記粒子から発生される前方散乱光を検出する前方散乱光検出部を有し、
前記荷電制御部は、前記前方散乱光検出部の検出結果に基づいて、電荷付与終了時間を調整する(1)〜(3)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(5)
前記荷電制御部は、前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度が予め設定された閾値以上の場合は、前方散乱光の強度が閾値未満の場合よりも、電荷付与のタイミングが遅くなるよう前記荷電部を制御する(4)に記載の粒子分取装置。
(6)
前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度に基づいて電荷付与タイミングの遅延量を算出する遅延量算出部を有し、
前記荷電制御部は、前記遅延量算出部で算出された遅延量分だけ、電荷付与のタイミングが遅くなるよう前記荷電部を制御する(4)又は(5)に記載の粒子分取装置。
(7)
前記荷電制御部は、前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度が予め設定された閾値以上の場合は、前方散乱光の強度が閾値未満の場合よりも、電荷付与時間が長くなるよう前記荷電部を制御する(4)に記載の粒子分取装置。
(8)
前記前方散乱光検出部で検出された前方散乱光の強度に基づいて電荷付与時間を算出する付与時間算出部を有し、
前記荷電制御部は、前記付与時間算出部で算出された時間分電荷が付与されるよう前記荷電部を制御する(4)又は(7)に記載の粒子分取装置。
(9)
前記オリフィスは交換可能なマイクロチップに形成されており、
前記荷電部は、前記マイクロチップ内に設けられた流路内を通流するシース液及び/又はサンプル液に接触配置される荷電電極を備える(1)〜(8)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(10)
前記オリフィスはフローセルに形成されている(1)〜(8)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(11)
流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴の少なくとも一部に電荷を付与する工程を有し、
前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて、電荷付与終了時間を調整する粒子分取方法。
(12)
流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴に含まれる粒子の大きさに応じて、電荷付与終了時間を調整する機能を
粒子分取装置の荷電制御部に実行させるプログラム。
In addition, the present disclosure can take the following configurations.
(1)
A charging portion that imparts a charge to at least a portion of the droplets ejected from an orifice that generates a fluid stream;
A charge control unit that adjusts a charge application end time in the charging unit according to the size of particles contained in the droplet;
A particle sorting apparatus.
(2)
The said charge control part is a particle sorting apparatus as described in (1) which changes the timing of electric charge provision according to the magnitude | size of the particle contained in the said droplet.
(3)
The said charge control part is a particle sorting apparatus as described in (1) which changes charge provision time according to the magnitude | size of the particle contained in the said droplet.
(4)
Irradiating the particles flowing through the flow path with light, and having a forward scattered light detection unit for detecting forward scattered light generated from the particles by the light irradiation,
The particle sorting apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the charge control unit adjusts a charge application end time based on a detection result of the forward scattered light detection unit.
(5)
When the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit is greater than or equal to a preset threshold value, the charge control unit has a charge application timing more than when the intensity of the forward scattered light is less than the threshold value. The particle sorting apparatus according to (4), wherein the charging unit is controlled to be delayed.
(6)
A delay amount calculation unit that calculates a delay amount of the charge application timing based on the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit;
The particle sorting apparatus according to (4) or (5), wherein the charge control unit controls the charge unit so that the timing of charge application is delayed by the delay amount calculated by the delay amount calculation unit.
(7)
When the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit is greater than or equal to a preset threshold, the charge control unit has a longer charge application time than when the intensity of the forward scattered light is less than the threshold. The particle sorting apparatus according to (4), wherein the charged unit is controlled to be
(8)
An application time calculation unit that calculates the charge application time based on the intensity of the forward scattered light detected by the forward scattered light detection unit;
The particle sorting apparatus according to (4) or (7), wherein the charge control unit controls the charge unit so that the charge corresponding to the time calculated by the application time calculation unit is applied.
(9)
The orifice is formed in a replaceable microchip,
The particle according to any one of (1) to (8), wherein the charging unit includes a charged electrode disposed in contact with a sheath liquid and / or a sample liquid flowing through a flow path provided in the microchip. Preparative device.
(10)
The particle sorting apparatus according to any one of (1) to (8), wherein the orifice is formed in a flow cell.
(11)
Applying a charge to at least some of the droplets ejected from the orifice generating the fluid stream;
A particle sorting method in which the charge application end time is adjusted according to the size of the particles contained in the droplet.
(12)
A program for causing a charge control unit of a particle sorting apparatus to execute a function of adjusting a charge application end time according to the size of particles contained in droplets ejected from an orifice that generates a fluid stream.

更に、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
(1)
流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴の少なくとも一部に電荷を付与する荷電部と、
前記荷電された液滴の進行方向を変化させる偏向板と、
複数の凹部を備え、前記凹部に特定の粒子を含む液滴が回収される基材と、
を有し、
前記基材は前記特定の粒子を含む液滴により形成される流体ストリームに向かって傾斜配置されている粒子分取装置。
(2)
前記基材を保持する基材ホルダーを有し、
前記基材ホルダーの基材載置部は、前記基材が傾斜配置されるように、傾斜している(1)に記載の粒子分取装置。
(3)
前記基材は、前記凹部の開口面に対して前記流体ストリームの入射角度が略90°になるように傾斜配置されている(1)又は(2)に記載の粒子分取装置。
(4)
前記基材の傾斜角度調整部を有し、
前記傾斜角度調整部は、前記基材の種類及び状態の少なくとも一方の情報に基づいて、前記基材の傾斜角度を調整する(1)〜(3)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(5)
各凹部に特定の粒子が1個又は所望の個数ずつ分配されるように前記基材の位置を変更
する基材移動機構と、
前記基材移動機構による基材の移動を制御する基材移動制御部を有し、
前記基材移動制御部は、前記基材の傾斜角度に応じて、前記基材の移動量を調整する(1)〜(4)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(6)
更に、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて前記荷電部における電荷付与終了時間を調整する荷電制御部を有する(1)〜(5)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(7)
流体ストリームを発生するオリフィスから排出される流体が液滴化される位置において、前記流体及び液滴の画像を取得する撮像素子と、
前記画像中の前記流体の状態及び/又は前記流体が液滴化される位置と前記液滴化する位置に最も近い液滴との間に存在するサテライト液滴の状態に基づいて、前記オリフィスに振動を与える振動素子の駆動電圧を制御する加振制御部と、
を有する(1)〜(6)のいずれかに記載の粒子分取装置。
Further, the present disclosure may take the following configurations.
(1)
A charging portion that imparts a charge to at least a portion of the droplets ejected from an orifice that generates a fluid stream;
A deflection plate that changes the traveling direction of the charged droplets;
A plurality of recesses, and a substrate on which droplets containing specific particles are collected in the recesses;
Have
The particle sorting apparatus, wherein the base material is inclined toward a fluid stream formed by droplets containing the specific particles.
(2)
A substrate holder for holding the substrate;
The substrate sorting unit of the substrate holder is the particle sorting device according to (1), in which the substrate is inclined so that the substrate is inclined.
(3)
The particle sorting apparatus according to (1) or (2), wherein the base material is inclined so that an incident angle of the fluid stream is approximately 90 ° with respect to an opening surface of the concave portion.
(4)
Having an inclination angle adjustment part of the substrate;
The said inclination angle adjustment part is a particle | grain fractionator in any one of (1)-(3) which adjusts the inclination angle of the said base material based on the information of at least one of the kind and state of the said base material.
(5)
A base material moving mechanism that changes the position of the base material so that one specific particle or a desired number of particles are distributed to each recess;
A substrate movement control unit for controlling movement of the substrate by the substrate movement mechanism;
The particle sorting apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the substrate movement control unit adjusts a movement amount of the substrate according to an inclination angle of the substrate.
(6)
The particle sorting apparatus according to any one of (1) to (5), further including a charge control unit that adjusts a charge application end time in the charging unit according to the size of the particles contained in the droplet.
(7)
An imaging device for acquiring an image of the fluid and droplets at a position where the fluid discharged from the orifice generating the fluid stream is formed into droplets;
Based on the state of the fluid in the image and / or the state of satellite droplets present between the location where the fluid is dropletized and the droplet closest to the droplet formation location, An excitation control unit for controlling a driving voltage of a vibration element that applies vibration;
The particle sorting device according to any one of (1) to (6).

なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。   Note that the effects described in the present specification are merely examples and are not limited, and other effects may be obtained.

1、11、31 粒子分取装置
2 マイクロチップ
3 振動素子
4 荷電部
5a、5b 偏向板
6a〜6c 回収容器
7 荷電制御部
8 光検出部
9 遅延量算出部
10 付与時間算出部
12 撮像素子(カメラ)
13、42 電圧供給部
14 加振制御部
15 位置調整機構
21 オリフィス
22 サンプルインレット
23 シースインレット
24 吸引アウトレット
35 廃液回収容器
36 ウェルプレート
36a ウェル
37 プレートホルダー
41 電極
71 遅延量算出部
72 付与時間算出部
S 流体ストリーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 11, 31 Particle sorter 2 Microchip 3 Vibrating element 4 Charging part 5a, 5b Deflection plate 6a-6c Collection container 7 Charge control part 8 Photodetection part 9 Delay amount calculation part 10 Assignment time calculation part 12 Imaging element ( camera)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13, 42 Voltage supply part 14 Excitation control part 15 Position adjustment mechanism 21 Orifice 22 Sample inlet 23 Sheath inlet 24 Suction outlet 35 Waste liquid collection | recovery container 36 Well plate 36a Well 37 Plate holder 41 Electrode 71 Delay amount calculation part 72 Grant time calculation part S fluid stream

即ち、本開示に係る微小粒子分取装置は、流体ストリームを発生する流路内を通流する流体に振動を与える振動素子と、前記流体ストリームの液滴の少なくとも一部を撮像するカメラと、前記流体ストリームのブレイク・オフ・ポイントから第1サテライトまでの距離に応じて振動の大きさを制御する加振制御部と、を有する。
また、本開示に係る微小粒子分取装置では、前記カメラにより撮像された前記流体及び前記液滴の画像から、前記ブレイク・オフ・ポイントを含む画像を切り出して、前記加振制御部による制御に用いてもよい。
更に、本開示に係る微小粒子分取装置では、前記ブレイク・オフ・ポイントの位置が変動した場合には、前記画像の切り出し位置を変更してもよい。
加えて、本開示に係る微小粒子分取装置では、前記加振制御部は、更に、液滴化される直前の前記流体におけるくびれ部分の幅に応じて振動の大きさを制御してもよい。
また、本開示に係る微小粒子分取装置は、前記流体ストリームを発生するオリフィスから吐出された液滴の少なくとも一部に電荷を付与する荷電部と、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて前記荷電部における電荷付与終了時間を調整する荷電制御部と、を更に有していてもよい。この場合、前記荷電制御部は、前記液滴に含まれる粒子の大きさに応じて電荷付与時間を変更してもよい。また、この場合、前記オリフィスは、交換可能なマイクロチップに形成されており、前記荷電部は、前記マイクロチップ内に設けられた流路内を通流するシース液及び/又はサンプル液に接触配置される荷電電極を備えていてもよい。
That is, a microparticle sorting apparatus according to the present disclosure includes a vibration element that vibrates a fluid flowing in a flow path that generates a fluid stream, a camera that images at least a part of droplets of the fluid stream, An excitation control unit that controls the magnitude of vibration according to the distance from the break-off point of the fluid stream to the first satellite .
Further, in the microparticle sorting device according to the present disclosure, an image including the break-off point is cut out from the fluid and the droplet image captured by the camera, and is controlled by the vibration control unit. It may be used.
Furthermore, in the fine particle sorting device according to the present disclosure, the cutout position of the image may be changed when the position of the break-off point varies.
In addition, in the microparticle sorting apparatus according to the present disclosure, the vibration control unit may further control the magnitude of vibration according to the width of the constricted portion in the fluid immediately before being formed into droplets. .
In addition, the fine particle sorting device according to the present disclosure includes a charging unit that applies charge to at least a part of the droplets discharged from the orifice that generates the fluid stream, and a size of the particles included in the droplets. And a charge control unit that adjusts a charge application end time in the charge unit. In this case, the charge control unit may change the charge application time according to the size of the particles contained in the droplet. In this case, the orifice is formed in a replaceable microchip, and the charging unit is arranged in contact with a sheath liquid and / or a sample liquid flowing through a flow path provided in the microchip. A charged electrode may be provided.

本開示に係る微小粒子分取方法は、流体ストリームを発生する流路内を通流する流体に振動を与える振動付与工程と、前記流体ストリームの液滴の少なくとも一部を撮像する撮像工程と、前記流体ストリームのブレイク・オフ・ポイントから第1サテライトまでの距離に応じて振動の大きさを制御する加振制御工程と、を有する。
また、本開示に係る微小粒子分取方法において、前記加振制御工程では、更に、液滴化される直前の前記流体におけるくびれ部分の幅に応じて振動の大きさを制御してもよい。
A fine particle sorting method according to the present disclosure includes a vibration applying step for applying vibration to a fluid flowing in a flow path for generating a fluid stream, and an imaging step for imaging at least a part of droplets of the fluid stream. to have a, a vibration controlling step for controlling the magnitude of the vibration in accordance with the distance from the break-off point of the fluid stream to a first satellite.
In the fine particle sorting method according to the present disclosure, in the vibration control step, the magnitude of vibration may be further controlled according to the width of the constricted portion in the fluid immediately before being formed into droplets.

本開示に係るプログラムは、流体ストリームを発生する流路内を通流する流体に振動を与え、前記流体ストリームの液滴の少なくとも一部を撮像し、かつ、前記流体ストリームのブレイク・オフ・ポイントから第1サテライトまでの距離に応じて振動の大きさを制御する機能を粒子分取装置に実行させる。
また、本開示に係るプログラムでは、更に、液滴化される直前の前記流体におけるくびれ部分の幅に応じて振動の大きさを制御する機能を粒子分取装置に実行させてもよい。
A program according to the present disclosure vibrates a fluid flowing in a flow path that generates a fluid stream, images at least a part of droplets of the fluid stream, and a break-off point of the fluid stream. The particle sorting device is caused to execute a function of controlling the magnitude of vibration according to the distance from the first satellite to the first satellite .
In the program according to the present disclosure, the particle sorting apparatus may further execute a function of controlling the magnitude of vibration according to the width of the constricted portion in the fluid immediately before being formed into droplets.

Claims (1)

流体ストリームを発生する流路内を通流する流体に振動を与える振動素子と、
前記流体ストリームの液滴の少なくとも一部を撮像するカメラと、
前記流体ストリームのブレイク・オフ・ポイントから第1サテライトまでの距離に応じて振動の大きさを制御する加振制御部と、
を有する粒子分取装置。
A vibrating element that vibrates the fluid flowing through the flow path that generates the fluid stream;
A camera that images at least some of the droplets of the fluid stream;
An excitation controller that controls the magnitude of vibration according to the distance from the break-off point of the fluid stream to the first satellite;
A particle sorting apparatus.
JP2017039881A 2017-03-02 2017-03-02 Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program Pending JP2017122734A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017039881A JP2017122734A (en) 2017-03-02 2017-03-02 Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017039881A JP2017122734A (en) 2017-03-02 2017-03-02 Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014026620A Division JP6102783B2 (en) 2014-02-14 2014-02-14 Particle sorting apparatus, particle sorting method and program

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018227537A Division JP6706011B2 (en) 2018-12-04 2018-12-04 Particle sorting device, particle sorting method and program

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017122734A true JP2017122734A (en) 2017-07-13

Family

ID=59306800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017039881A Pending JP2017122734A (en) 2017-03-02 2017-03-02 Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017122734A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019158647A (en) * 2018-03-14 2019-09-19 株式会社リコー Method for generating plate, generator of plate, and program for varying diameter of orifice
JP2021025866A (en) * 2019-08-05 2021-02-22 アライドフロー株式会社 Particles sorting device and particles sorting method
WO2023140188A1 (en) * 2022-01-21 2023-07-27 ソニーグループ株式会社 Flow cytometer, and method for setting waveform parameter of signal which drives droplet generation vibrating element of flow cytometer
WO2023218986A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-16 ソニーグループ株式会社 Droplet sorting system, droplet sorting method, and droplet sorting program

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009198511A (en) * 1998-02-27 2009-09-03 Beckman Coulter Inc Method and apparatus for flow cytometry
WO2013028948A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Sony Corporation Compensation of motion-related error in a stream of moving mirco-entities
WO2013145905A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 ソニー株式会社 Microparticle fractionation apparatus, and method for optimizing fluid stream in said apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009198511A (en) * 1998-02-27 2009-09-03 Beckman Coulter Inc Method and apparatus for flow cytometry
WO2013028948A1 (en) * 2011-08-25 2013-02-28 Sony Corporation Compensation of motion-related error in a stream of moving mirco-entities
WO2013145905A1 (en) * 2012-03-30 2013-10-03 ソニー株式会社 Microparticle fractionation apparatus, and method for optimizing fluid stream in said apparatus

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019158647A (en) * 2018-03-14 2019-09-19 株式会社リコー Method for generating plate, generator of plate, and program for varying diameter of orifice
JP7059712B2 (en) 2018-03-14 2022-04-26 株式会社リコー Plate generation method, plate generation device, and orifice diameter variable program
JP2021025866A (en) * 2019-08-05 2021-02-22 アライドフロー株式会社 Particles sorting device and particles sorting method
US11492586B2 (en) * 2019-08-05 2022-11-08 Allied Flow Inc. Particle sorting apparatus and particle sorting method
JP7353623B2 (en) 2019-08-05 2023-10-02 アライドフロー株式会社 Particle separation device and particle separation method
WO2023140188A1 (en) * 2022-01-21 2023-07-27 ソニーグループ株式会社 Flow cytometer, and method for setting waveform parameter of signal which drives droplet generation vibrating element of flow cytometer
WO2023218986A1 (en) * 2022-05-13 2023-11-16 ソニーグループ株式会社 Droplet sorting system, droplet sorting method, and droplet sorting program

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6102783B2 (en) Particle sorting apparatus, particle sorting method and program
US10876952B2 (en) Droplet sorting device, droplet sorting method and program
JP6304034B2 (en) Fine particle sorting device, fine particle sorting method and program
JP6447506B2 (en) Particle sorting apparatus and particle sorting method
JP6465036B2 (en) Particle sorting device, particle sorting method, program, and particle sorting system
JP6136843B2 (en) Particle sorting apparatus, particle sorting method and program
JP7415953B2 (en) Microparticle sorting device, microparticle sorting system, droplet sorting device, droplet control device, and droplet control program
JP2017122734A (en) Particle sorting apparatus, particle sorting method, and program
JP2024010163A (en) Microparticle analysis device and microparticle analysis method
JP6706011B2 (en) Particle sorting device, particle sorting method and program
JPWO2018216279A1 (en) Method for optimizing suction conditions of fine particles and fine particle sorting device
WO2022209859A1 (en) Particle analysis device and particle analysis method
WO2022264481A1 (en) Particle sorting device, particle sorting method and program
CN117980722A (en) Particle sorting apparatus, orifice unit for particle sorting apparatus, and particle sorting method

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20180306

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180411

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20180904