CN101382499A - 光照射装置、微粒分析装置和光照射方法 - Google Patents

光照射装置、微粒分析装置和光照射方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101382499A
CN101382499A CNA2008101475962A CN200810147596A CN101382499A CN 101382499 A CN101382499 A CN 101382499A CN A2008101475962 A CNA2008101475962 A CN A2008101475962A CN 200810147596 A CN200810147596 A CN 200810147596A CN 101382499 A CN101382499 A CN 101382499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
irradiation
positional information
sample
runner
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.)
Granted
Application number
CNA2008101475962A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101382499B (zh
Inventor
篠田昌孝
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
Publication of CN101382499A publication Critical patent/CN101382499A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101382499B publication Critical patent/CN101382499B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光照射装置、微粒分析装置以及光照射方法。光照射装置用定向光照射流道中的样本，其包括：光源，发射定向光；以及照射控制单元，用光照射流道中的样本、获得样本的位置信息、并且基于该位置信息控制定向光的照射。

Description

光照射装置、微粒分析装置和光照射方法
相关申请的交叉参考
本发明包含于2007年9月4日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2007-228782的主题，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种光照射装置、微粒分析装置以及光照射方法。特别地，本发明涉及一种用光照射流道中的样本的技术。
背景技术
用诸如激光的定向光照射的技术被广泛应用于光谱测定法、加工技术等。定向光具有单一波长和线列相位。当用透镜等会聚定向光时，光可被聚集成一个小点。因而，定向光有照射点具有高能量密度的特性。
激光光谱法可分为线性激光光谱法、非线性激光光谱法等。与使用现有光源的光谱法相比，用于吸收光谱或激发光谱的测量的线性激光光谱法具有高灵敏度和分辨率。非线性激光光谱法可以提供有更高灵敏度和分辨率的光谱。例如，非线性激光光谱法包括激光诱导荧光光谱法、激光拉曼光谱法、相干反斯托克斯拉曼光谱法(CARS)、偏光光谱法、共振电离光谱法、光声光谱法等等。特别是，具有高时间分辨率的构造可提供皮秒光谱法或飞秒光谱法。
例如，激光照射技术被用在流动细胞计量术中(参考“细胞工程学附加卷:试验方案系列，灵活的流动细胞计量术(CellTechnology Supplementary Volume：Experiment Protocol Series，FlowCytometry With Flexibility)”，Hiromitsu Nakauchi著，2006年8月31日由Shujunsha Co.Ltd.出版，第二版，12～13页)。流动细胞计量术是一种将活细胞作为测量对象进行分类，并且分析例如细胞功能的测量方法。将细胞送入层流，并且用激光照射通过流动单元的细胞。照射引起荧光或散射光的产生，并且对该光进行测量。脉冲检测系统检测当细胞通过激光照射点时产生的荧光或散射光，诸如电脉冲。脉冲检测系统通过分析电脉冲的脉冲高度、脉冲宽度、脉冲面积来分析细胞。利用从单个细胞发射的荧光或散射光的检测，可以分析活细胞的特性。
发明内容
然而，当必须连续或长时间地提供利用诸如激光的定向光的照射时，激光等光源的寿命或工作时间受到限制。同样地，当用定向光照射流道中的样本时，根据流道中的样本的位置与激光照射点的位置之间的关系，可能产生照射不均匀、照射偏离或散焦。
因此，希望提供一种可以防止照射不均匀、照射偏离或散焦产生的光照射装置。
根据本发明的实施例，提供了一种用定向光照射流道中的样本的光照射装置。光照射装置至少包括光源，发射定向光；以及照射控制单元，用光照射在流道中的样本、获得样本的位置信息、并且基于该位置信息来控制定性光的照射。
因为预先获得了流道中的样本的位置信息，所以定向光可以照射更精确的位置或深度。因此，可以为流道中的样本精确地提供照射，而无需连续或长时间的照射。同样地，可以减少照射不均匀、照射偏离以及散焦。
在此实施例中，用于获得位置信息的光的照射目标位置优选为在流道中位于定向光的照射目标位置上游的位置。并且，用于获得位置信息的光优选照射在流道中的多个位置。因此，可以获得更精确的位置信息。
在此实施例中，用于获得位置信息的光优选通过分离所发射的定向光而获得。由于定向光被分离，所以可以减少所需的光源数量。因此，可以简化光照射装置的构造。
此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种微粒分析装置。微粒分析装置包括光照射部，其具有光源，发射定向光；以及照射控制单元，用光照射在流道中的微粒、获得微粒的位置信息、并且基于该位置信息来控制定向光的照射。因为预先获得了在流道中的样本的位置信息，所以可以减少定性光的照射不均匀、照射偏离以及散焦。因此，该微粒分析装置可以提供更加高度精确的分析。
在此实施例中，微粒分析装置优选还包括基于位置信息对流道中的微粒进行加工的加工部、基于位置信息对流道中的微粒进行处理的处理部、以及基于位置信息对流道中的微粒进行分类的分类部中的至少一个。因此，不仅可将位置信息反映给利用光照射部进行的光照射，还可以反映给加工、处理或分类的工序。因此，可以高度精确地执行加工、处理或分类的工序。
这里，“加工”意为对样本进行的任何加工的加合。加工包括机械加工和人工加工。“处理”意为对样本进行的任何处理的加合。“分类”意为按照特定标准对样本进行分类。
此外，根据本发明的又一实施例，提供了用定向光照射在流道中的样本的光照射方法。此方法至少包括以下步骤:用光照射在流道中的样本，并获得该样本的位置信息，并且基于该位置信息用定向光来照射样本。
利用此实施例，由于获得了在流道中的样本的位置信息，故可以使定向光照射适当的位置。
附图说明
图1是简要地示出了根据本发明的第一实施例的光照射装置的示图；
图2是简要地示出了根据本发明的第二实施例的光照射装置的示图；
图3是简要地示出了根据本发明的第三实施例的光照射装置的示图；
图4是简要地示出了根据本发明的第四实施例的光照射装置的示图；
图5是简要地示出了根据本发明的第五实施例的光照射装置的示图；以及
图6是简要地示出了根据本发明的第六实施例的光照射装置的示图；
具体实施方式
下文中，将参照附图根据本发明的优选实施例来描述光照射装置。应注意，在附图中示出的实施例仅是根据本发明的典型实施例的实例，其并不意为限制本发明的范围。
图1是简要地示出了根据本发明的第一实施例的光照射装置的示图。
在图1中，示出了光照射装置1。可以根据使用目的来选择光照射装置1的尺寸和排列。可在本发明的范围内设计或修改光照射装置1的构造。
光照射装置1至少包括存在样本A的流道11、以及光源12和13。光源12发射用于照射的光L12以获得样本A的位置信息。光源12用作对于光源13的照射控制单元。光源13发射定向光L13。
从光源13发射的定向光并没有具体的限制。例如，可以使用激光或发光二极管(LED)的定向光。
例如，当使用激光时，激光类型不受限制。可选择适合于使用目的的激光。使用目的可以是分析、测量、加热或加工。可选择适合于使用目的的介质。例如，介质可以是半导体激光器、液体激光器、气体激光器或固体激光器。
半导体激光器可以是GaAs激光器或者InGaAsP激光器。气体激光器可以是He-Ne激光器(红色)、Ar激光器(可见，蓝色或绿色)、CO2激光器(红外线)或受激准分子激光器(紫色或其他颜色)。液体激光器可以是染料激光器。固体激光器可以是红宝石激光器、YAG激光器或玻璃激光器。并且，可以使用二极管泵浦固体激光器(DPSS)。DPSS通过激光二极管(LD)激发诸如Nd:YAG的固态介质用于振荡。
样本A沿在流道11中的箭头F指示的方向流动。光源12用光L12照射样本A。光L12的照射位置对应于照射点S12的位置。当用光L12照射样本A时，生成测量对象光L12′。检测器14测量该测量对象光L12′。因此，可以获得样本A的位置信息。
模数转换器(ADC)等将测量对象光L12′的测量数据转换为数字信号，并且计算机用算术方法处理该信号。尽管未示出，处理过的信号可以反馈给检测器14，作为用于控制光源13的照射的信息。
测量对象光L12′的类型不受限制。可以考虑样本A的类型、测量条件等采用适合的检测方法。测量对象光L12′可以是从样本A产生的荧光或散射光。检测方法的实例可以是预先用荧光材料标记样本A，光源12使用作为光L12的激发光来照射样本A，并且检测作为照射结果而产生的荧光(作为测量对象光L12′)。
当使用荧光染料时，可以使用与L12的波长(例如激光的波长)相对应的荧光染料。例如，当使用Ar离子激光(488nm)时，可以使用诸如异硫氰酸荧光素(FITC)、藻红蛋白(PE)或多甲藻叶绿素蛋白(PerCP)的荧光染料。当使用He-Ne激光器(633nm)时，可以使用诸如别藻蓝蛋白(APC)、或APC-Cy7的荧光染料。当使用染料激光器(598nm)时，可以使用诸如德克萨斯红(TexasRed)(TR)的荧光染料。当使用铬激光器(407nm)或半导体激光器时，可以使用诸如喀斯喀特蓝(Cascade Blue)的荧光染料。
使用测量对象光L12′的检测方法的另一个实例是不执行标记等，而检测从样本A的散射光。例如，可以检测当激光通过样本A时产生的散射光。
基于所获得的位置信息，其后的光源13向照射点S13发射定向光L13。照射控制单元基于所获得的位置信息来控制照射条件。
当样本A在流道11中移动(参见图1中的箭头F)时，由于用定向光L13进行的照射依赖于样本A在流道11中移动的速度或样本A的位置，故可能产生照射不均匀。在过去，只是在样本A通过定向光的照射点时检测和测量样本A。因此，很难获得详细的位置信息。因此，用定向光L13照射样本A可能不充分，必须执行长时间的照射，并且增加照射点的直径。
具体地说，当样本A的尺寸小于流道11的流道宽度时，样本A以一定自由度在流道11中移动。这样，根据定向光L13的照射点S13的光束直径，可能会引起照射不均匀、照射偏离或散焦。这种有缺陷的照射可能是定向光L13的照射效率降低的因素。另外，用定向光L13进行的照射必须持续进行以克服上述问题。因此，光源13的寿命减少了，并且其工作时间受到限制。
相反，预先在位于照射点S13的上游位置通过照射控制单元检测样本A的位置信息。因此，可以获得在流道11中的样本A的移动速度、位置和层流宽度。照射控制单元可以基于位置信息调节例如照射强度、照射时间和照射位置。
样本A的位置信息表示了与流道11中的样本A的流速和三维位置有关的信息。位置信息包含与流道11中的样本A的向量有关的各种信息。
在本发明的实施例中，利用流道11中的样本A的位置信息，可以调节或优化定向光L13的照射强度、照射时间和照射位置。结果，可以减少照射不均匀、照射偏离、散焦等等。而且，利用位置信息，可以预计样本A从照射点S12移动到照射点S13的时间。
因此，利用本发明的实施例，可以提供一种控制使得当样本A到达照射点S13时用定向光L13照射样本A。利用此控制，光源13不必连续地发射定向光L13。这可以有利于增加光源的寿命，并减小光照射装置的负荷。
例如，基于样本A从照射点S12移动到照射点S13的时间，可以预计样本A到达照射点S13的时间，从而确定用定向光L13照射样本A的时刻。用定向光L13进行的照射不必连续进行。故可以进一步增加光源13的寿命。而且，可以检测包含样本深度(Z方向)和样本的移动速度的位置信息。因此，可以将检测数据反映给用于对样本进行加工、处理或分类的工序(独立地执行这些工序)。即，检测数据可以被用作这些工序的触发定时。
如果需要，根据本发明的实施例的光照射装置1可以检测作为测量光L13′(当光源13用光照射样本A时产生)的光。在此情况下，光照射装置1可以被用作例如光谱测定仪器。具体地说，可以设置对应于光源13的光接收部15。在此情况下，如上所述，可以检测荧光或散射光作为测量光。
在本发明的实施例中，在流道11中的样本A的类型不受限制。例如，即使当样本A是诸如细胞或珠的微粒或结构时，也可以精确地照射样本A。在流道11中提供的介质可以是任意的溶液或气体，只要该介质是流体。可以考虑样本A的类型、照射条件等来适当地选择介质。
同样地，向其反映位置信息的构造不限于用于光照射的光学系统。例如，可以设置流速控制单元。流速控制单元基于样本的位置信息(具体地说，移动速度等)控制介质在流道11中的流速。利用基于位置信息调节介质在流道11中的流速，定向光L13可以照射更精确的样本A的位置。
此外，可以设置定位单元。定位单元基于位置信息定位样本A，该样本A是作为在定向光L13的照射点S13处的照射对象。可以预计样本被送至照射点S13的时刻，从而只在预定期间内的适当时刻定位样本A。利用定位单元，定向光L13可以照射更精确的位置。用于调节流速的单元和用于定位的单元不限于上述单元。例如，流速可以直接进行调节，或者流道可以由弹性树脂等构成并且流道宽度可以通过挤压等变形。
光L12的照射点S12的光点直径不受限制。优选地，光点直径可小于流道11的流道宽度Dy。因为光点直径小于流道宽度Dy，故可以获得更精确的位置信息。位置信息提供样本A在流道宽度Dy方向上的位置。
用于获得位置信息的光L12的照射点S12优选位于紧挨定向光L13的照射点S13的上游。因为获得了位于紧挨照射点S13上游的位置的位置信息，故可以更精确地获得定向光L13的照射点S13的适当的照射目标位置。
而且，定向光L13的照射点S13的光点形状、光点尺寸(例如，光束直径)、光量、能线图(energy profile)等没有具体的限制，而可以根据使用目的来适当确定。
图2是简要地示出了根据本发明的第二实施例的光照射装置的示图。
在图2中，示出了光照射装置2。光照射装置2与第一实施例的光照射装置的不同在于获得位置信息的光照射位置。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。图2只示出了光照射的照射光点位置，省略了其他部分。
光照射装置2用光照射在流道21中的样本A以获得位置信息，光被发射到多个照射点S22、S23和S24。然后，基于获得的位置信息将定向光发射到照射点S25。
因为用于获得位置信息的光被发射到多个照射点S22、S23和S24，所以可以检测到样本A的详细的位置信息。
例如，在图2中，当样本A位于某一位置从而使其在照射点S22和S23之间延伸(参见图2中的虚线区域)时，基于从被发射到照射点S22的光获得的测量对象光(未示出)和从被发射到照射点S23的光获得的测量对象光(未示出)，可以检测到样本A的位置信息。
为了更精确地获得样本A在流道21的流道方向(Dx)和流道的宽度方向(Dy)上的位置，需要在流道方向和流道的宽度方向上的不同位置设置多个照射点。具体地说，参照图2，将照射点S23设置在照射点S22的下游和下方，而将照射点S24设置在照射点S23的下游和下方。利用此配置，可以获得样本A的时间差位置信息。
检测不限于二维位置信息(Dx和Dy)的检测。当要检测三维位置信息时，可以调节和设置多个照射点的焦点位置。因此，可以检测在深度方向(Z方向)上的位置信息。
用于获得多个位置的位置信息的光发射方法不受限制。可以分别为照射点提供多个光源、单个光源可以在扫描期间执行照射、或者可以分离从单个光源发射的光。
当单个光源扫描时，扫描不限于二维扫描，而可以是包含在流道21的深度方向上的扫描的三维扫描。扫描单元没有具体的限制。而可以使用现有的扫描单元。
尽管未示出，可以分别为照射点S22、S23和S24设置检测器。利用这些检测器，基于通过检测器获得的测量数据，可以获得样本A的精确的位置信息。
图3是简要地示出了根据本发明的第三实施例的光照射装置的示图。
在图3中，示出了光照射装置3。光照射装置3与第一实施例的光照射装置的不同在于获得位置信息的光照射的照射点位置、流道31的形状等。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。图3只示出了光照射的照射点位置，而省略了其他部分。
光照射装置3包括具有朝着照射位置的上游侧方向分岔的结构的流道31。以移动方向F1送入的样本A和以移动方向F2送入的样本A汇合，然后以移动方向F3被送向照射位置。
光照射装置3用光照射流道31中的样本A用于获得位置信息，光被发射到9个照射点S32。然后，基于所获得的位置信息将定向光发射到照射点S33。
因为用于获得位置信息的光被发射到在流道31中的多个照射点S32，所以可以检测到样本A的详细的位置信息。在光照射装置3中，假想流道31被分成基本上以网格形式排列的区域。用于获得位置信息的光被发射到每个区域。
当流道31分岔时，样本A以移动方向F3被送入流道31，并伴随有旋转运动或其他运动。在此情况下，可以增加用于获得位置信息的光的照射点S32的数量使其覆盖流道31中的流道空间。因此，可以获得样本A的时间差位置信息。结果，可以检测到更精确的位置信息。
图4是简要地示出了根据本发明的第四实施例的光照射装置的示图。
在图4中，示出了光照射装置4。光照射装置4与第一实施例的光照射装置的不同在于作为用于获得位置信息的光照射的结果的照射点位于定向光的照射点的上游和下游。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。图4只示出了光照射的照射点位置，而省略了其他部分。
光照射装置4用光照射流道41中的样本A用于获得位置信息，该光被发射到照射点S42。然后，定向光被发射到照射点S43。此外，用于获得位置信息的光被发射到位于照射点S43下游的照射点S44。因为用于获得位置信息的光被发射到照射点S42和S44，所以可以获得更精确的位置信息。
另外，因为在定向光被发射到照射点S43之后，用于获得位置信息的光被发射到照射点S44，所以可以获得位于流道41下游区域的用定向光照射的样本A的位置。即使未在上游的照射点S42检测到测量对象光，也可以在下游的照射点S44检测到测量对象光。因此，可以获得更精确的位置信息。如上所述，可以将在流道41的下游区域的样本A的位置信息反映给定向光的光照射。
虽未示出，但是当在流道41的下游区域对样本A进行分类时，可以反映位置信息以获得样本在流道41中的位置及其朝向预期的分类位置的速度。这将在稍后进行描述。
图5是简要地示出了根据本发明的第五实施例的光照射装置的示图。
在图5中，示出了光照射装置5。光照射装置5与第一实施例和其他实施例的光照射装置的不同在于用于获得位置信息的光在扫描期间发射。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。图5只示出了光照射的照射点位置，而省略了其他部分。
光照射装置5在流道51的流道宽度方向上设置了照射点S521、S522、S523、S524和S525，作为用于照射在流道51中的样本A的照射点。在照射点上的光照射由在扫描期间发射光的单个光源提供(参见图5中的箭头)。在扫描期间的光照射的照射点S521、S522、S523、S524和S525可以是用于获得位置信息的光的照射点，或者是定向光的照射点。
由于用于获得位置信息的光执行扫描，故光源数量可以为一个。因此，可以简化光照射装置的构造。用于获得位置信息的光优选为定向光。具体地说，作为用定向光照射流道51中的样本A的优选的光照射方法，当在流道51的流道宽度方向上进行扫描时，将提供小于流道51的流道宽度的照射点的定向光发射到样本A上。
而且，因为在扫描期间提供定向光的照射，故可以相对增加照射点的面强度密度(参见图5中的斜线区域)。结果，可以减小光源的原始强度、提高激光聚集效率、并且减少耗电量。
通过光学扫描可以在流道51的所需位置形成多个照射点。因此，不管在流道51中样本A的位置如何，都可以通过在流道51中高速的光照射扫描来检测位置信息和测量对象光(荧光或散射光)。
定向光的扫描速度不限于恒定的速度，而可以考虑到使用目的、照射条件等而变化。然而，高速扫描是优选的。因此，可以可靠地为在流道51中移动的样本A提供光照射。此外，可以多次执行光照射。更具体地说，光照射优选在如下的表达式(1)的条件下执行：
D 2 v 1 > D 1 v 2 - - - ( 1 )
其中v1是样本在流道中的移动速度，v2是定向光的扫描速度，D1是流道宽度，而D2是照射光点直径。
用“样本A在流道51中的移动速度v1”除“照射光点直径D2”得到表达式(1)的左侧。这近似于样本A通过照射光点直径的时间。照射光点直径D2没有具体的限制，然而，优选在从1μm～100μm的范围内。样本的移动速度v1没有具体的限制，然而，优选在从0.1m/s～10m/s的范围内。
用“定向光的扫描速度v2”除“流道宽度D1”得到表达式(1)的右侧。这近似于定向光扫描流道宽度的扫描时间。流道宽度D1没有具体的限制，然而，优选在从10μm～1mm的范围内。定向光的扫描速度v2没有具体的限制，然而，优选在从1m/s～50m/s的范围内。
即，当样本A通过照射光点直径的同时至少用光照射整个流道宽度一次。因此，为了增加扫描次数，需要(D2/v1)充分地大于(D1/v2)。具体地说，需要(D2/v1)比(D1/v2)大2～10倍。在此情况下，当样本A通过照射点(例如，照射点S523)的同时可以执行2～10次扫描。因此，可以增加定向光的效率。通过多次扫描的积分检测信号，可以进一步改善定向光的信/噪(S/N)比。例如，当使用诸如荧光的相对较暗的对象时，荧光信号可得到增强而噪声被减少。
而且，当用减小流道宽度D1来代替高速扫描时，可以获得相似的优点。因为减小了流道宽度D1，所以可减少照射点的扫描时间(即，D1/v2)。利用扫描条件和流道结构，可以用光多次照射样本。例如，当执行N次光照射时，通过积分获得的信号，可以进一步将检测信号的信噪比改进(N)1/2倍。
光照射的扫描单元没有具体的限制，然而，照射点的扫描优选通过检流计镜、电光元件、多棱镜、MEMS元件等执行。具体地说，因为电光元件没有可动的部分，因而稳定且可靠，所以电光元件是优选的。可以使用多个扫描单元。
图6是简要地示出了根据本发明的第六实施例的光照射装置的示图。
在图6中，示出了光照射装置6。光照射装置6的特征在于，用于获得位置信息的光和定向光是从单个光源发射的。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。
光照射装置6使用作为定向光的激光对存在样本A的流道61执行激光照射。光照射装置6包括发射激光L的光源62、激光控制单元63、反射镜64、光栅装置65和物镜66。而且，光照射装置6包括检测测量对象光L′的检测器67以及模数转换器(ADC)68。
光源62可以是激光振荡器，从中发射激光L。激光控制单元63可以控制发射的激光L以获得所需的照射强度、照射波长和照射点。激光控制单元没有具体限制，而可以考虑使用目的、照射的定向光的类型等采用适当的方法。
例如，可以使用作为光束扩展器的凸透镜等以调节激光L的光束直径。
激光L经由反射镜64入射到光栅装置65上。激光L被光栅装置65分离成三个激光光束，然后激光光束通过物镜66，并且激光光束被分别发射到流道61中的照射点(未示出)。
例如，光栅装置可以是光栅、全息图、MEMS元件、棱镜等等。
只要光栅可以将激光L分解成多个激光光束，光栅的类型和结构没有具体限制。光栅可以是利用反射型光栅等的单色器。光栅与棱镜相比具有增加色散的优点，并且提供良好的波长分辨率。
全息图是具有将入射激光分离成激光光束，并且使激光光束在预定目标位置上入射的功能的元件。例如，聚光镜聚集从激光振荡器产生的激光L，并且全息图透射聚集的激光L。全息图具有与使用聚集然后分解的激光光束L照射的照射点(未示出)的目标位置相对应的干涉图样。因此，激光L可被分离成多个激光光束。
MEMS元件可以是例如压电驱动型MEMS元件。在此情况下，控制施加于MEMS元件的电压值。因此，可以将激光L进行振荡以使其沿着以预定角度稍微倾斜于激光L的入射方向的方向而发射。在光源和衍射光学元件等(未示出)之间设置这种MEMS元件，从而可以投映出激光L的入射光的每一波长的衍射图样。
被分离成三个激光光束的激光L可使用在用于获得位置信息的光的照射以及用主照射激光的照射中。具体地说，因为来自于单个光源的激光被分离成激光光束，故部分激光光束可被用于检测位置信息。所分离的激光光束的数量不限于三个，而可以是任何所需的数量。
当在流道61的照射点提供激光照射时，获得测量对象光L′。检测器67检测测量对象光L′。模数转换器(ADC)68将通过检测器67获得的测量数据转换为数字信号。CPU等(未示出)用算术方法处理作为位置信息的数字信号。
将所获得的位置信息传输给激光控制单元63。因此，可以将位置信息反映给激光的照射强度、照射时间等。当作为独立的工序而执行样本的加工、处理或分类时，可将位置信息作为触发信号反映给这些工序。
如上所述，因为使用单个光源62来发射多个定向光光束，故可进一步简化光学系统的构造，并且可以简化整个光照射装置的构造。
光照射装置可包括激光光源；发射光学系统，引导激光从激光光源发射到照射点；光学检测系统，检测从照射点产生的测量对象光；算术处理部，用算术方法处理从光学检测系统获得的测量数据，从而获得作为位置信息的处理数据；以及照射控制单元，基于位置信息至少控制主激光的照射。至少激光被分解成激光光束，从而将激光光束发射到照射点。
如上所述，因为位置信息被反馈给照射控制单元，所以可以将主激光发射到更精确的位置上。此外，因为从单个光源发射的激光被分离并且发射，故可以简化光照射装置的构造，并且可以减少光源数量，从而节省成本，并且可以使光照射装置的维护更便利。
在光照射装置6中的照射点的模式可以采用根据在图1～图5所示的实施例的照射点的任何模式。可根据使用目的适当地确定照射点的模式。
根据本发明的任何实施例的光照射装置和光照射方法可应用于多种技术领域。例如，这些构造可以应用于微粒尺寸分布测量、流体图像分析、坐标测量以及诸如激光显微镜的使用定向光的测量仪和分析器。具体地说，这些构造可以应用于微粒分析装置等，这些装置利用用光照射流道中的样本的技术来测量作为测量对象的微粒。
微粒分析装置可以是分析器，例如流动细胞计量器、或珠化验(流动珠化验)。即，该构造可以应用于用光照射微粒、作为照射结果获得诸如荧光或散射光的测量对象光、并且对微粒进行分类的技术。
此外，根据本发明的实施例的微粒分析装置可进一步包括基于位置信息对流道中的样本进行加工的加工部。可选地或者附加地，微粒分析装置可包括基于位置信息对流道中的样本进行处理的处理部。又为可选地或者附加地，微粒分析装置可包括基于位置信息对流道中的样本进行分类的分类部。
利用本发明的实施例，不仅至少加工部、处理部或分类部与光照射装置向结合，而且可将样本的位置信息反馈给该部。因此，可以精确而有效地执行诸如加工、处理或分类的工序。
加工部包括给样本添加任何种类的加工的构造。例如，加工包括机械加工、激光加工、表面处理等。处理部包括给样本添加任何种类的处理的结构。例如，处理包括化学处理、物理处理、活化、加热、清洗等。分类部包括根据特定标准对样本进行分类的构造。例如，分类包括样本分离、样本分类等等。
例如，当根据本发明的实施例的微粒分析装置被用于流动细胞计量术时，该构造可专注于微粒的尺寸、结构等的测量，或可以基于微粒的测量尺寸、结构等对微粒进行分类。具体地说，用于分类细胞的构造可用作细胞分类器。利用细胞分类器，每一秒可迅速测量并分类几万到几十万个细胞。
为了分类微粒，可以使用根据本发明的实施例的光照射技术作为光学检测机构。即，因为可以在流道中的微粒(生物细胞等)的精确位置提供激光照射，所以即使当微粒是例如以极小数量存在于生物细胞中的干细胞时，也可以精确而有效地对微粒进行分类。
如上所述，因为可以为流道中的微粒(细胞、珠等)提供适合的激光照射同时最小化未照射的区域，所以可以执行更加高度精确的检测。此外，微粒分析装置可以提供实时检测。
本领域的技术人员应理解，根据设计要求和其他因素，可以有多种修改、组合、子组合和变化，均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (9)

1.一种用定向光照射流道中的样本的光照射装置，至少包括:
光源，发射所述定向光；以及
照射控制装置，用于用光照射所述流道中的所述样本、获得所述样本的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光的照射。
2.根据权利要求1所述的光照射装置，其中，用于获得所述位置信息的所述光的照射目标位置是在所述流道中位于所述定向光的照射目标位置上游的位置。
3.根据权利要求1所述的光照射装置，其中，用于获得所述位置信息的光照射所述流道中的多个位置。
4.根据权利要求1所述的光照射装置，其中，用于获得所述位置信息的光通过分离所述发射的定向光而获得。
5.微粒分析装置，包括:
光照射部，包括
光源，发射定向光，以及
照射控制装置，用于用光照射流道中的微粒、获得所述微粒的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光的照射。
6.根据权利要求5所述的微粒分析装置，还包括以下至少一个:
加工部，基于所述位置信息对所述流道中的所述微粒进行加工；
处理部，基于所述位置信息对所述流道中的所述微粒进行处理；以及
分类部，基于所述位置信息对所述流道中的所述微粒进行分类。
7.一种光照射方法，用定向光照射流道中的样本，至少包括以下步骤:
用光照射所述流道中的所述样本，并且获得所述样本的位置信息；以及
基于所述位置信息用所述定向光照射所述样本。
8.一种用定向光照射流道中的样本的光照射装置，至少包括:
光源，发射定向光，以及
照射控制单元，用光照射所述流道中的所述样本、获得所述样本的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光的照射。
9.一种微粒分析装置，包括:
光照射部，包括
光源，发射定向光，以及
照射控制单元，用光照射流道中的微粒、获得所述微粒的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光的照射。
CN2008101475962A 2007-09-04 2008-09-03 光照射装置、微粒分析装置和光照射方法 Active CN101382499B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007228782A JP4509154B2 (ja) 2007-09-04 2007-09-04 光照射装置、微粒子解析装置及び光照射方法
JP2007-228782 2007-09-04
JP2007228782 2007-09-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101382499A true CN101382499A (zh) 2009-03-11
CN101382499B CN101382499B (zh) 2012-10-03

Family

ID=39967722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101475962A Active CN101382499B (zh) 2007-09-04 2008-09-03 光照射装置、微粒分析装置和光照射方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7782512B2 (zh)
EP (1) EP2034291B1 (zh)
JP (1) JP4509154B2 (zh)
KR (1) KR101601702B1 (zh)
CN (1) CN101382499B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339489A (zh) * 2011-02-04 2013-10-02 赫拉巴Abx公司 用于流体中微粒子的多参数测量的设备和方法
CN103454216A (zh) * 2013-09-07 2013-12-18 齐鲁工业大学 流道式纸浆纤维测量系统在线标定测量分辨率方法及系统
CN104096687A (zh) * 2013-04-04 2014-10-15 索尼公司 微粒分选装置和微粒分选方法
CN105143851A (zh) * 2013-04-12 2015-12-09 贝克顿·迪金森公司 用于细胞分选的自动化设置
CN109313114A (zh) * 2016-05-20 2019-02-05 粒子监测系统有限公司 具有流量和气泡检测系统的自动功率控制液体颗粒计数器

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4389991B2 (ja) * 2007-10-26 2009-12-24 ソニー株式会社 微小粒子の光学的測定方法及び光学的測定装置
JP5321260B2 (ja) * 2009-06-11 2013-10-23 ソニー株式会社 光学的測定装置、並びにフローサイトメーター及び光学的測定方法
US9068916B2 (en) 2010-03-15 2015-06-30 Bio-Rad Laboratories, Inc. Microassembled imaging flow cytometer
JP5831059B2 (ja) 2011-09-07 2015-12-09 ソニー株式会社 光学的測定装置、フローサイトメーター及び光学的測定方法
US9194786B2 (en) * 2012-08-01 2015-11-24 Owl biomedical, Inc. Particle manipulation system with cytometric capability
US10816550B2 (en) 2012-10-15 2020-10-27 Nanocellect Biomedical, Inc. Systems, apparatus, and methods for sorting particles
CN104777326B (zh) * 2014-09-26 2018-05-18 北京瑞德先飞科技有限公司 具有流速自动监测实时校准功能的颗粒物计数仪
JP6953679B2 (ja) * 2016-03-30 2021-10-27 ソニーグループ株式会社 試料分取キット、試料分取装置
JP6508265B2 (ja) * 2017-08-02 2019-05-08 ソニー株式会社 粒子分取装置及び粒子分取方法
JP2019190991A (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 ソニー株式会社 微小粒子測定装置及び微小粒子測定方法
JP6791295B2 (ja) * 2019-04-04 2020-11-25 ソニー株式会社 粒子分取装置及び粒子分取方法
JP2020190575A (ja) * 2020-08-25 2020-11-26 ソニー株式会社 粒子分取装置及び粒子分取方法
WO2023199919A1 (ja) * 2022-04-15 2023-10-19 シンクサイト株式会社 フローサイトメータ、判別方法、及びプログラム

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3808550A (en) * 1969-12-15 1974-04-30 Bell Telephone Labor Inc Apparatuses for trapping and accelerating neutral particles
US3710279A (en) * 1969-12-15 1973-01-09 Bell Telephone Labor Inc Apparatuses for trapping and accelerating neutral particles
JPH073419B2 (ja) * 1986-10-07 1995-01-18 東亜医用電子株式会社 流体中の細胞分析方法および装置
JPH01270644A (ja) * 1988-04-22 1989-10-27 Canon Inc 粒子解析装置
JPH03146848A (ja) * 1989-11-01 1991-06-21 Canon Inc アライメント機構を備える検体測定装置
JPH03150444A (ja) * 1989-11-07 1991-06-26 Canon Inc 検体検査装置
JPH03164848A (ja) 1989-11-22 1991-07-16 Hitachi Ltd Ｉ／０アクセス方式
JPH04265838A (ja) * 1991-02-21 1992-09-22 Hitachi Ltd 細胞判別装置および粒子の検出方法
US5311884A (en) * 1991-11-12 1994-05-17 Ethicon, Inc. Process for making a piezoelectric biomedical device
JP3102935B2 (ja) * 1991-11-20 2000-10-23 シスメックス株式会社 イメージングフローサイトメータ
JP2756397B2 (ja) * 1992-02-20 1998-05-25 キヤノン株式会社 粒子操作方法及び装置、並びにこれを用いた測定装置
JPH0792076A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Canon Inc 粒子解析装置
US6034378A (en) * 1995-02-01 2000-03-07 Nikon Corporation Method of detecting position of mark on substrate, position detection apparatus using this method, and exposure apparatus using this position detection apparatus
US5852493A (en) * 1997-03-13 1998-12-22 Spectra Precision, Inc. Self-aligning laser transmitter having a dual slope grade mechanism
CN2293068Y (zh) * 1997-04-18 1998-09-30 武汉大学 用于观测超微粒子生成及反应历程研究的激光测试仪
JPH1137974A (ja) * 1997-07-17 1999-02-12 Shimadzu Corp 粒子組成分析装置
US7420659B1 (en) 2000-06-02 2008-09-02 Honeywell Interantional Inc. Flow control system of a cartridge
US6597438B1 (en) * 2000-08-02 2003-07-22 Honeywell International Inc. Portable flow cytometry
US6778263B2 (en) 2000-08-25 2004-08-17 Amnis Corporation Methods of calibrating an imaging system using calibration beads
US6591003B2 (en) * 2001-03-28 2003-07-08 Visiongate, Inc. Optical tomography of small moving objects using time delay and integration imaging
KR100608498B1 (ko) * 2003-07-19 2006-08-08 주식회사 디지탈바이오테크놀러지 미세입자 계수 장치
JP4174420B2 (ja) * 2003-12-15 2008-10-29 キヤノン株式会社 光偏向器
JP2006242726A (ja) * 2005-03-03 2006-09-14 Funai Electric Co Ltd 蛍光検出装置
US7344273B2 (en) * 2005-03-22 2008-03-18 Binary Works, Inc. Ring light with user manipulable control
US7574076B2 (en) * 2005-04-08 2009-08-11 Arryx, Inc. Apparatus for optically-based sorting within liquid core waveguides
JP4756948B2 (ja) 2005-08-08 2011-08-24 ベイバイオサイエンス株式会社 フローサイトメータおよびフローサイトメトリ方法
JP2007057338A (ja) * 2005-08-24 2007-03-08 Shimadzu Corp 光学的計測装置
JP5162113B2 (ja) * 2006-08-07 2013-03-13 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置
JP5076087B2 (ja) * 2006-10-19 2012-11-21 ギガフォトン株式会社 極端紫外光源装置及びノズル保護装置
JP4556975B2 (ja) * 2007-09-04 2010-10-06 ソニー株式会社 光照射方法、光照射装置及び微粒子解析装置
JP4509163B2 (ja) * 2007-10-26 2010-07-21 ソニー株式会社 微小粒子の測定方法

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103339489A (zh) * 2011-02-04 2013-10-02 赫拉巴Abx公司 用于流体中微粒子的多参数测量的设备和方法
US10486198B2 (en) 2013-04-04 2019-11-26 Sony Corporation Particle sorting apparatus, system, and method
CN104096687A (zh) * 2013-04-04 2014-10-15 索尼公司 微粒分选装置和微粒分选方法
US9855587B2 (en) 2013-04-04 2018-01-02 Sony Corporation Particle sorting apparatus and particle sorting method
CN104096687B (zh) * 2013-04-04 2018-02-02 索尼公司 微粒分选装置和微粒分选方法
CN108212815A (zh) * 2013-04-04 2018-06-29 索尼公司 微粒分选装置和微粒分选方法
US11072002B2 (en) 2013-04-04 2021-07-27 Sony Corporation Particle sorting apparatus, system, and method
CN108212815B (zh) * 2013-04-04 2020-10-02 索尼公司 微粒分选装置和微粒分选方法
US11305318B2 (en) 2013-04-04 2022-04-19 Sony Corporation Particle sorting apparatus and particle sorting method
CN105143851A (zh) * 2013-04-12 2015-12-09 贝克顿·迪金森公司 用于细胞分选的自动化设置
US10578469B2 (en) 2013-04-12 2020-03-03 Becton, Dickinson And Company Automated set-up for cell sorting
US11060894B2 (en) 2013-04-12 2021-07-13 Becton, Dickinson And Company Automated set-up for cell sorting
CN103454216B (zh) * 2013-09-07 2015-06-17 齐鲁工业大学 流道式纸浆纤维测量系统在线标定测量分辨率方法及系统
CN103454216A (zh) * 2013-09-07 2013-12-18 齐鲁工业大学 流道式纸浆纤维测量系统在线标定测量分辨率方法及系统
CN109313114A (zh) * 2016-05-20 2019-02-05 粒子监测系统有限公司 具有流量和气泡检测系统的自动功率控制液体颗粒计数器
CN109313114B (zh) * 2016-05-20 2021-08-20 粒子监测系统有限公司 具有流量和气泡检测系统的自动功率控制液体颗粒计数器
US10859487B2 (en) 2016-05-20 2020-12-08 Particle Measuring Systems, Inc. Automatic power control liquid particle counter with flow and bubble detection systems

Also Published As

Publication number Publication date
KR101601702B1 (ko) 2016-03-09
EP2034291A1 (en) 2009-03-11
JP2009063305A (ja) 2009-03-26
EP2034291B1 (en) 2015-03-18
JP4509154B2 (ja) 2010-07-21
KR20090024624A (ko) 2009-03-09
CN101382499B (zh) 2012-10-03
US7782512B2 (en) 2010-08-24
US20090057569A1 (en) 2009-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101382499B (zh) 光照射装置、微粒分析装置和光照射方法
CN101382500B (zh) 光照射方法、光照射装置以及微粒分析装置
AU2012265822B2 (en) Method and apparatus for quantitative analysis of samples by laser induced plasma (LIP)
CN101419171B (zh) 用于微粒的光学检测方法和光学检测装置
EP2316022B1 (en) Cell analysis apparatus and methods
KR100416245B1 (ko) 유체특히혈액분석광학적검사장치
JP2017535764A5 (zh)
KR101681422B1 (ko) 다수의 레이저를 사용하는 세포 분석 장치
CN214472708U (zh) 基于三维可调多光程结构的吸收击穿光谱组合测量系统
Flower et al. A laser-based technique to continuously monitor metal aerosol emissions
KR20040064506A (ko) 다이오드 레이저를 이용한 계측시스템
US10663393B2 (en) Spectrum inspecting apparatus
KR102281696B1 (ko) 레이저 유도 기술 기반 폐금속 자동선별 시스템
CN111879756A (zh) 基于环状磁约束技术的击穿光谱检测系统及方法
US20230221251A1 (en) Apparatus and method for fluorescence excitation and detection
JP2020101441A (ja) 成分計測装置及び成分計測方法
CN116930113B (zh) 一种大气检测系统及方法
JPH11311606A (ja) 成分組成分析方法及び装置
CN112881347A (zh) 诊断探头、气体成分的激光诱导击穿光谱诊断系统及方法
CN116196992A (zh) 一种微流控芯片及降低微流控芯片相邻通道互扰的方法
KR20100024040A (ko) 나노 스케일 바이오 칩 스캐너

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant