CN104111219A - 粒子分析装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粒子分析装置及其制造方法。所述装置包括：具有流道11的流动池部1，含有待分析粒子的样品溶液在流道11中流动；光照射装置2，其用于将照射光L1以光束L2的形式照射至流道11中的光照点；及光接收装置3，其用于检测由光束L2照射至所述光照点而造成的光L3。光照射装置2包括光源装置Ls和光束形成膜21，光束形成膜21由不透明膜22和形成在该膜22中的透光孔23组成。通过使用透光孔23，照射光L1的横截面形状被改变成光束L2的横截面形状，由此省略了诸如照射侧的透镜等光学装置。根据本发明，能够使装置小型化，简化调整和处理，并且还解决了时滞问题。

Description

粒子分析装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于至少根据流式细胞术来分析液体中的诸如血细胞等粒子的粒子分析装置以及该粒子分析装置的制造方法。

背景技术

作为用于以光学方式分析血液中的诸如红细胞、白细胞和血小板等血细胞并对血细胞进行计数的方法，流式细胞术(flow cytometry)是已知的。流式细胞术是包括如下步骤的技术：照射预定的照射光作为聚焦在前行穿过流道的样品溶液(样品液体)中的血细胞的光束，并且根据获得的诸如光散射和光吸收等光学特性来区分血细胞(例如，专利文献JP-A-H8(1996)-327529)。

图9是用于流式细胞术的装置的构造示例的截面图。此图所示的装置还被称为流式细胞仪。

如此图所示，在流式细胞术中，含有血细胞的样品溶液M10流过流道110。照射光L10从光源装置Ls10通过光学系统OP10照射在流道中的光照点上。然后，经由光学系统OP20通过光接收装置Lr10来测量诸如当照射光L10命中血细胞X10时所产生的散射的水平以及每个血细胞的光吸收的水平等各种光学特性，并且从测量结果中识别血细胞的大小、种类和状态等。

包含上述流道110的测量装置120还被称为流动池。

流动池120的至少一部分通道壁是透明的，使得照射光L10能够照射进流道110中。

在图9的装置构造中，流道110的上游侧(图中的光照点的下侧)具有双管道结构，在该双管道结构中，来自内管道130的样品溶液M10的流动被来自外管道的鞘流140包围并进入到流道110中。由于此构造，样品溶液的流动变窄且血细胞有序地逐个穿过流道110。因此，照射光L10能够被施加(照射)在单个血细胞上。

然而，在如图9所示的常规装置的构造中，照射光L10照射在位于流道110中的狭窄液流的中心的点上，因此，需要布置诸如透镜等许多光纤系统部件OP10。因此，具有这类大型的光学系统的装置难以实现小型化。

另外，关于照射位置和焦点，必须以高精度调节这样的光学系统部件，并且装配成本变高。

此外，当血细胞分析装置是掌上型(手大小的类型)装置时，优选实施例中的流动池部分是每次测量之后能够被处理掉的可替换的紧凑筒体。然而，该筒体需要以高精度进行制造，以使每次替换筒体时不需要对上述光学系统进行调整(特别地，照射点的位置朝着3维方向都不会移动)。

此外，近年来，已研制了这样的装置：其中，上述流式细胞仪还添加有用于进行电阻法(也被称为阻抗法)的构造。

如图10(a)所示，电阻法是包括如下步骤的技术：将通过把给定的样品血液分散在稀释的液体中而获得的样品溶液M10导入流道100，在流道100中设置类似细孔的横截面积小于流道的横截面积的开孔(小通孔)200，在开孔200两侧设置一对电极300和310，并且根据电极间的电特性的变化来测量通过开孔200的粒子的体积。

当一个血细胞X10穿过开孔200时，电极间的电阻或阻抗发生脉冲状的变化。因此，当从恒流电源400将电压施加至这对电极300和310时，如图10(b)所示，该外加电压根据上述阻抗变化也发生脉冲状的变化(脉冲电压)。

通过使用例如与恒流电源相连接的计算部500等来确定(计算)脉冲电压的数量，能够知道血细胞的数量。

而且，由于血细胞穿过开孔时的脉冲电压高度Vp与血细胞的大小成比例，所以能够根据脉冲电压高度来确定血细胞的体积是大还是小。当流速恒定时，脉冲电压宽度Vw以与粒子的大小成比例的方式增大，因此，根据脉冲电压宽度Vw也能够在一定程度上确定粒子的体积是大还是小。

例如，在专利文献JP-A-2004-257768、JP-A-2011-180117和JP-A-2005-062137等中详细地说明了用于通过电阻法对血细胞进行计数的装置的构造。在专利文献JP-A-2011-180117的装置中，在开孔的上游侧的流道以独特的构造分叉；在专利文献JP-A-2005-062137的装置中，以独特的构造在开孔的上游侧设置有一对电极。在电阻法中，开孔位于一对电极之间并且确定粒子的大小，这样的电阻法的基本原理与上面所提到的相同。

图11是用于电阻法的开孔和电极对被并入图9的流式细胞仪中的构造的截面图。样品溶液的流动、鞘流的形成以及用于光照的光学系统的整体构造与图9中的类似。光学系统的每个部件的标记与图9中的类似并且被省略。

在图11的装置的构造中，在从图的下侧朝向图的上部的流道中，开孔200被设置在紧接着光束的照射点之前，一对电极(用虚线表示)300和310被设置为使得该开孔在流动方向上位于它们之间，并且能够进行电阻法。

在图11的装置中，流道的上游侧(图的下侧)具有三管道结构，其中，来自内管道130的样品溶液M10的流动被中管道131中的第一鞘流141包围，并作为窄流进入开孔200中，并且穿过该开孔之后的上述液流被第二鞘流142包围从而成为抑制了湍流的液流并进入到照射点中。

如图11所示，流式细胞仪中并入了用于电阻法的部件的装置不仅具有上述的与光学系统部件有关的问题(大型的结构的问题)，还具有下面的两种测量之间的时滞的问题。

也即是，在图11的构造中，当某一粒子经过开孔200时进行阻抗测量(电阻法)，然后，当该粒子经过照射点时进行吸光率等的测量(流式细胞术)。因此，如图12所示，在一个粒子的通过两种测量方法得到的测量结果中出现了时滞(时间偏差)。

因此，需要通过数据处理软件等来校正时滞，并将这两种测量结果关联为与一个粒子相关的数据对([粒子体积,吸光率]等的数据对)。然而，由于这样的时滞根据各装置的流速、流动池的形状以及制造误差等而变化，所以不仅需要使用数据处理软件进行校正还要求部件的精度以及微调，以使样品溶液的流速和鞘液的流速处于预定范围内。

与上述流式细胞术中的光学系统部件相关的问题以及应用电阻法时的时滞的问题不仅发生在以血细胞为对象的计数装置和血细胞分类设备中，而且发生在用于通过流式细胞术进行各种粒子的分析的装置中。

发明内容

本发明的目的在于解决上述与用于流式细胞术的装置相关的问题，并进一步提供能够解决由用于执行电阻法的构造导致的上述时滞问题的粒子分析装置以及该粒子分析装置的制造方法。

本发明的主要构造如下：

(1)一种粒子分析装置，其具有适于至少通过流式细胞术来分析样品溶液中的粒子的构造，所述装置包括：

流动池部，所述流动池部具有流道，含有待分析粒子的所述样品溶液在所述流道中流动；

光照射装置，所述光照射装置用于使照射光以光束的形式照射到所述流道中的光照点；及

光接收装置，所述光接收装置用于检测由所述光束照射至所述光照点而造成的光，

其中，

所述光照射装置包括：

光源装置，所述光源装置用于发出所述照射光；及

光束形成膜，所述光束形成膜是由阻止所述照射光透过的不透明膜以及透光通孔组成的，所述透光通孔能够将所述照射光的横截面形状改变为所述光束的横截面形状，

且其中，

从所述光源装置照射的光穿过所述光束形成膜中的所述透光孔，以形成将要照射在所述光照点上的所述光束。

(2)根据上述(1)的粒子分析装置，其中，所述流动池部和所述流道是由覆盖层和形成于第一表面上的凹槽构成的，所述第一表面是用于形成所述流道的基板的一个主表面，且所述覆盖层叠置在所述基板上以覆盖所述凹槽并使所述凹槽设置为导管流道，

其中，所述覆盖层是透明的，且所述光束形成膜堆叠在所述覆盖层上，或者所述覆盖层就是所述光束形成膜，并且在此情况下，所述透光通孔中填充有透明材料。

(3)根据上述(1)或(2)的粒子分析装置，还包括第二表面，所述第二表面是用于形成所述流道的所述基板的另一主表面并且与弯曲表面部是一体形成的，所述弯曲表面部起到用于使已经通过所述光照点的光朝着所述光接收装置聚集的透镜的作用，所述弯曲表面部具有与所述第一表面中的所述流道中的所述光照点相对应的区域作为中心。

(4)根据上述(1)至(3)中任一项的粒子分析装置，还具有能够通过电阻法分析样品溶液中的粒子的构造，其中，

上述流道包括微小区域和用于进行所述电阻法的电极，所述微小区域包含所述光照点并具有减小的横截面积使得所述微小区域成为用于所述电阻法的开孔，所述电极被设置在使所述开孔位于所述电极之间的位置处，所述装置使得能够在一个所述微小区域中进行所述流式细胞术和所述电阻法。

(5)根据上述(4)的粒子分析装置，其中，所述流道在所述微小区域中或在所述微小区域的下游侧的出口处分叉。

(6)一种用于制造根据上述(1)至(5)中任一项所述的粒子分析装置的方法，其包括以下步骤：

将不透明膜固定至具有流道的流动池部，以覆盖包括至少含有光照点的所述流道的区域，以及

处理所述不透明膜以在与所述光照点相对应的位置处形成透光孔，以此设置光束形成膜。

附图说明

图1是示意性地示出了根据本发明的粒子分析装置的一个示例的部分截面图，该截面图是沿着流道截取的以揭示出内部结构。在此图中，仅图示了光照点作为中心的从光源装置到发光元件的部分，且省略了用于形成图9和图11所示的鞘流的前段结构等。

图2是示出了本发明中的适于使用光束形成膜的流动池部的优选构造示例的部分截面图，在改图中省略了光源装置和光接收装置。在图2(a)中，装置是沿着流道的流动方向切开的。图2(b)是从箭头方向看见的沿图2(a)的线A-A截取的截面。

图3是用于说明本发明的粒子分析装置的制造方法中的特性步骤的截面图。

图4是本发明中的用于接收光的透镜被一体形成的构造示例的截面图。

图5是本发明中的在用于电阻法的开孔中用于流式细胞术的光照射的构造示例的截面图，该图中省略了光源装置和光接收装置。在图5(a)中，装置是沿着流道的流动方向被切开的。图5(b)是图5(a)的俯视图，其中被光束形成膜隐藏的主要部分的轮廓用虚线示出。

图6是流道在用于电阻法的开孔中分叉的图5的实施例的构造示例的截面图，该图中省略了光源装置和光接收装置。在图6(a)中，装置是沿着分叉的流道的左右流动方向被切开的。图6(b)是图6(a)的俯视图，其中被光束形成膜隐藏的主要部分的轮廓用虚线示出。图6(b)示出了样品溶液在开孔中从图中的上部到左右流动方向的分叉方式。

图7示出了装置的构造的变形例。

图8示出了由装置获得的分布图的一个实施例。

图9是用于流式细胞术的常规装置的构造示例的截面图。

图10说明了电阻法的基本原理和装置构造。图10(a)是开孔和电极的构造示例，且图10(b)示意性地示出了当血细胞经过开孔时在电极间出现的电压变化。

图11是用于电阻法的开孔和电极被并入了图9的流式细胞仪中的常规装置的构造的截面图。

图12示出了在使用图11中所示的装置的情况下在电阻法的测量结果与流式细胞术的测量结果之间的时滞。

具体实施方式

在本发明的粒子分析装置中，在光源侧没有使用用于光学系统的传统的复杂部件，而是通过在不透明膜中形成的小透光孔来形成光束，且该光束到达光照点。通过光源侧的这样的构造，省略了光学系统中的很多部件，以能够使整个装置小型化，并且还降低了部件的成本。

此外，由于光束的光路是由形成在不透明膜中的透光孔的位置确定的，所以能够高度精确地对准流道中被光束照射的位置。因此，能够省略通过很多光学系统部件进行的照射光的对准和聚焦的步骤，且还能够降低装配成本。

关于光检测器侧，在流道形成在下面提到的用于形成流道的基板的第一表面上的实施例中，通过在所述用于形成流道的基板的第二表面(背部)上一体地形成聚光透镜还能够省略光接收装置侧的光学系统部件，并且也不需要进行光学系统的对准。

关于光照射装置的光源装置，可以使用半导体激光器，且光接收装置的元件可以是光电二极管。由于构造中没有复杂的部件并且不需要调整，所以流动池部件可以是每次测量后即可丢弃的可替换的紧凑筒体。

此外，根据本发明，能够容易地获得使具有小直径的光束朝向流道中的微小区域中的特定点照射的构造。因此，当流道中的微小区域仅具有小的横截面积以设置用于执行电阻法的开孔时，光束能够照射进该开孔中。

由于通过将光照点设定在开孔中能够同时地执行流式细胞术的测量和电阻法的测量，所以不会出现如图12所示的测量的时滞，且能够从根本上解决时滞的问题。

在下文中对本发明的装置的构造进行了详细说明，并且通过参照示例对本发明的制造方法进行了说明。

图1是示意性地示出了本发明的粒子分析装置的一个示例的部分截面图。该装置具有流动池部1、光照射装置2和光接收装置3，使得能够至少通过流式细胞术来分析样品溶液中的粒子。

流动池部1具有流道11和照射光能够透过的透明壁12，含有待分析粒子X1的样品溶液M1在流道11中流动。在图1的示例中，仅光的通道所涉及的部分是透明的。然而，整个流动池部由相同的材料制成的构造是简单且优选的。

光照射装置2是用于使照射光L1作为光束L2朝向流道11中的光照点照射的装置，且光照射装置2包括光束形成膜21和发出照射光L1的光源装置Ls而没有用于将光聚焦在光照点上的透镜。光照点是被设计成出现在流道中的一个点，在传统技术中光通过透镜聚焦在这个点上。它是暴露在光下的粒子经过的点(图1的粒子X1的中心)。光束形成膜21是通过在照射光L1无法透过的不透明膜22中形成能够将照射光L1的横截面形状改变为光束L2的横截面形状的透光孔23而获得的。光束形成膜21被布置在光源装置Ls与光照点之间，且从光源装置Ls发出的照射光L1穿过光束形成膜21中的透光孔23，以变成光束L2并照射在光照点上。

光接收装置3是用于检测由光束L2在光照点处照射在粒子X1上而造成的光L3(当没有粒子时，光束L2穿过)的装置。在此示例中，包含用于使光聚集的光学系统部件OP1以及发光元件Lr。

如上所述，由于粒子分析装置至少在光源侧没有诸如透镜等光学系统，所以结构紧凑，且不需要光学系统的调整。

流动池部1的结构可与常规已知的流动池的结构类似，并且只要具有从外部照射的波长的光能够至少到达流道中的光照点，流动池部1可以是任意已知结构，且流动池部包含透明壁使得通过对流动在流道中的粒子进行光照而形成的光能够出射至外部。

流动池部1的整个形状可以是圆管状。由于光束形成膜与外表面相连，所以其连接表面优选地为平坦表面且光束形成膜的制造(包括装配等)是容易的。此外，由于能够简化结构，所以流动池部件整体上优选地是由允许照射光透过的透明材料构成的。这样的透明材料的示例包括用于形成下面将要说明的流道的基板的材料。

图2示出了适于使用光束形成膜的流动池部的构造。

如此图所示，将作为流道11的凹槽11a形成在第一表面13a上，第一表面13a是用于形成流道的基板13的一个主表面，在用于形成流道的基板13上堆叠有透明的覆盖层14，并且覆盖层14覆盖凹槽11a，由此凹槽11a变成导管流道11以形成流动池部1。在覆盖层14上堆叠有不透明膜22，并且在不透明膜22中形成有与流道11的中央部分对准的透光孔23以形成光束形成膜21。从透光孔23进入到凹槽中的光束(未示出)穿透用于形成流道的基板13并被位于图下方的光接收装置(未示出)检测。

在此图的示例中，形成有专用的覆盖层14来覆盖凹槽11a以形成流道，其中该覆盖层还可以是光束形成膜。在此情况下，透光孔不是简单的通孔，而是填充有透光材料，使得流道中的样品溶液不会泄漏出去。

在图2的示例中，用于形成流道的基板的形状是简单的板。然而，可在基板的外表面上形成各种凹陷和突起、弯曲表面以及斜面等，使得它适于装配等。

只要用于形成流道的基板的材料具有和流动池一样的机械强度，并是透明的以使照射光能够穿透，那么用于形成流道的基板的材料可以是任何材料。优选材料的示例包括诸如丙烯酸树脂(聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA))、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、烯烃基树脂(环烯烃高分子(COP))、环烯烃共聚物(COC)以及硅树脂(PDMS)等树脂成分。

用于形成流道的基板的厚度(图2中的t1)没有特别的限制，并能够根据凹槽的深度适当地确定该厚度。由于流道(沟槽)的深度在除了流式细胞术中的光照点以及电阻法中的将作为开孔的小流道之外的其它部分增大，所以厚度t1优选地为大约0.5毫米～10毫米，并更优选地为1毫米～3毫米。

如下所述，当在用于形成流道的基板的第二表面13b上形成诸如用于聚集光的透镜等附属结构时，能够适当地增加为此所需的厚度。

虽然用于在用于形成流道的基板13中加工出凹槽11a的方法不受限制，但是包括使用成型模并且将树脂塑型为用于形成流道的基板以作为在第一表面13a上具有凹槽的部件的方法是优选的。

关于其它凹槽加工方法，可能提及的是包括稍后对平板施加沟槽加工的方法、包括进一步将用于形成流道的基板分成多层(用于底表面的层和用于侧壁的层)并构造凹槽的方法等。

流动池部中的流道的横截面形状(垂直于流动方向切割流道时的截面形状)没有特别的限制，且它可以是圆形或诸如正方形和矩形等方形。

如图2所示，当在用于形成流道的基板中形成凹槽时，凹槽的横截面形状从加工的方面而言优选为半圆形、诸如正方形和矩形等方形以及U形(其中方形的底线(将作为凹槽的底部的边)是半圆形)等。在这些形状中，由于流动变得相对均匀且保持了平行光，所以正方形是优选地。必要时，可将方角倒圆。

流道的横截面形状(具体地，包含流式细胞术中的光照点的流道的横截面形状和将作为电阻法中的开孔的流道的横截面形状)优选具有这样的尺寸：该尺寸仅允许一个待分析粒子在被样品溶液和鞘液的液流围绕时通过。

当粒子为血细胞时，将作为流式细胞术中的光照点的流道的横截面形状的尺寸和将作为电阻法中的开孔的流道的横截面形状的尺寸优选地用约20微米～200微米的直径表示并更优选地用50微米～100微米的直径表示(当上述横截面形状例如是圆形时)。如图2所示，当通过用于形成流道的基板中的凹槽来形成流道且凹槽的横截面形状为正方形时，凹槽的正方形横截面的一边优选地为约20微米～200微米，更优选地为35微米～50微米。

虽然覆盖层的材料不没有特别的限制，但是优选材料的示例包括丙烯酸树脂(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、烯烃基树脂(COC和COP)等。

虽然覆盖层的厚度没有特别的限制，但是尽可能的薄是优选的，以使覆盖层能够具有保持流道的最小机械强度并能够避免干扰光束。覆盖层的厚度优选地为0.05微米～1微米并更优选地为0.1微米～0.2微米。

关于用于将覆盖层叠置在用于形成流道的基板上的方法，包括经由粘合剂层或粘接层的连接的方法是优选的。这类粘合剂和粘接剂只需要是由不会对流经流道的液体产生不良影响并且耐不良影响的稳定材料组成的即可。

在图1和图2的实施例中，光束形成膜被示出为属于光照射装置的部件。如同在图7(c)所示的变形例中，光束形成膜21也可以是覆盖层，且该光束形成膜也可以是流动池部的一部分。此情况下的透光孔23a需要用透明材料填充，使得流道中的液体不会泄漏，而不是仅需要使这部分是透明的。

在本发明中，光照射装置被构成为具有光源装置和光束形成膜。例如，当光源装置是发光二极管(LED)时，可将用于使照射光变成部分平行的光的透镜设置在LED的树脂塑件部中。

光源装置没有特别限制，且只要它能够发出具有针对将作为计数的目标的粒子的适当波长的光，那么它可以是任何光源装置。光源装置的示例包括半导体激光器、固体激光装置、灯、LED和量子级联激光器(QCL)等，并优先考虑半导体激光器，这是因为半导体激光器呈现出高的光强度并提供了整个装置的更紧凑的构造。

照射光的波长根据将作为计数的目标的粒子而改变，并可遵循常规技术。当粒子为血细胞时，优选的波长在500纳米～700纳米的范围内。

只要照射光的横截面形状具有不小于光束形成膜中的透光孔的横截面形状的尺寸并能够包围透光孔的横截面形状，那么照射光的横截面形状可以是任何形状。

为了抑制光束的扩散，更靠近光照点设置光束形成膜是优选的。因此，在优选实施例中，光束形成膜被紧密地粘附至流动池部的表面。当在用于形成流道的基板上形成凹槽以构建流道时，覆盖层还充当光束形成膜的实施例是能够将光束形成膜设置得最靠近光照点的实施例。

作为光束形成膜21的基材的不透明膜22可以是独立形成的膜部件或者是通过以不透明的涂料等涂覆流动池的外表面(图2的实施例中的覆盖层的上表面)而形成的不透明涂层等。由于生产成本更低，所以不透明膜优选是独立形成的膜部件。

只要不透明膜不透过照射光，不透明膜可以是任何膜。在优选的实施例中，不透明膜是由于使用了不透过照射光的颜料或染料而被染成不透明的树脂膜，这是因为这类膜能够使用于形成下述透光孔的处理变得容易。树脂的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、氯乙烯树脂(PVC)、聚丙烯(PP)以及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等。

树脂中所包含的颜料和染料可以是已知的，并且可能涉及例如碳和氧化铁等。

为了方便下述制造方法中的透光孔的加工并抑制照射光的反射，颜料和染料的颜色优选为黑色。

虽然不透明膜的厚度没有特别的限制，但是其厚度优选为约20微米～500微米并更优选地为50微米～100微米，以获得合适的加工性和足够的不透光性。

当不透明膜是独立形成的膜部件时，在优选实施例中，通过在流动池部的表面与不透明膜之间设置上述的粘合剂层或粘接层而将所述不透明膜堆叠在流动池部的表面上。

只要能够形成具有适于流式细胞术的横截面形状的光束，那么将要在不透明膜中形成的透光孔的横截面形状可以是任何形状。

所述光束不仅可以是具有圆形的横截面形状的线形光，还可以是穿过小狭缝之后的平板状的光。当光束是平板状的光时，优选地以使得光束的带状的薄的横截面形状在与流道交叉的方向上延伸的方式来照射光束。

能够根据将作为计数的目标的粒子来适当地确定光束的横截面形状和尺寸。当粒子为血细胞时，光束的横截面形状在流道的流动方向上的外径(当该横截面形状为圆形时是它的直径，当该横截面形状为带状时是带宽)优选为大约10微米～200微米并更优选为50微米～100微米。

因此，可以采用光束的上述横截面形状作为透光孔的横截面形状。

透光孔可以是形成在不透明膜中的通孔(在通孔中没有膜材料)，或是其中存在透明材料且只有光能够透过的通孔。由于通孔可以容易地形成在不透明膜中并显示出高定位精度，所以通孔是优选的。

虽然用于在不透明膜中形成透光孔的方法没有特别地限制，但是它可以是通过激光照射的穿孔处理(高温的局部熔融以及通过激光烧蚀的局部破坏等)并且染料的局部破坏是优选的方法。此外，它可以是通过使用抗蚀剂蚀刻出透光孔的方法，该方法用于通过印刷处理或各种沉积法在流动池的外表面上形成除透光孔之外的不透明膜。

本发明的制造方法提供了用于在本发明的粒子分析装置的制造中在流动池上形成光束形成膜的优选方法。

如图3(a)所示，在此制造方法中，将不透明膜22固定在流动池部1的存在有至少包含光照点的流道11的区域上。

然后，如图3(b)所示，对不透明膜22进行处理以在与光照点P相对应的位置处形成透光孔23，且不透明膜22被用作光束形成膜21。

在图3(b)的示例中，通过照射激光Lx在不透明膜中形成细小的孔。由于在不透明膜22下方的覆盖层14不吸收激光Lx，所以不会在覆盖层14中形成孔。

根据所述制造方法，由于仅仅形成透光孔需要将激光定位至目标，所以加工容易，定位精度高，且将不透明膜粘附至流动池部不需要高精度定位。

相反，在包括提前单独形成具有透光孔的光束形成膜并且将该膜粘附至流动池部等步骤的方法中，需要整体地移动光束形成膜以将已形成的透光孔定位在流道的中心处，且需要使用胶接剂来进行粘合。由于光束形成膜如上所述是薄的膜，所以这样细微的调整耗时且无法获得高的精度。

本制造方法中的用于形成透光孔的激光(激光装置)没有特别的限制，且TAG激光器、CO₂激光器、准分子激光器和氩激光器等是优选的。

图4示出了在用于形成流道的基板上形成凹槽的优选实施例。

在此图所示的实施例中，充当用于使光聚集的透镜的弯曲表面部OP2是与作为用于形成流道的基板13的另一主表面的第二表面13b一体地形成的。起到透镜作用的弯曲表面部OP2被设置在与流道(形成在第一表面13a中的凹槽)中的光照点相对应的区域的中心，并仅需要被设计成使穿过光照点的光(光束L2在光照点上命中粒子而产生的光L3或如图4所示的穿过但没有变化的光束L2)朝着光接收装置聚集。

弯曲表面部OP2可以是如图4所示的简单的凸透镜，或像菲涅耳透镜一样的具有特定弯曲表面的透镜。当与其它光学仪器组合时，弯曲表面部OP2还可以是凹透镜。

虽然起到透镜作用的弯曲表面部OP2可以是通过对用于形成流道的基板13的第二表面13b的处理而形成，但是包括如下步骤的方法是优选的：通过使用成型模将用于形成流道的基板的树脂塑型为在第二表面13b上具有弯曲表面(像第一表面上的凹槽一样)的部件。

图5示出了本发明的装置的更优选实施例。

在图5的实施例中，除图4所示的构造之外，还披露了能够同时地进行通过电阻法的粒子的分析和通过流式细胞术的测量的构造。如图5所示，流道(凹槽)11的横截面积朝向如下的微小区域减小：流道11中的包含光照点的微小区域(长度α)是用于进行电阻法的开孔40。此外，在图中的流道中的上游侧和下游侧设置用于进行电阻法的电极41和42，其中开孔40设置在电极41和电极42之间。

在此图的实施例中，用于使光束照射在光照点上的光束形成膜和起到形成在用于形成流道的基板13的第二表面13b上的透镜的作用的弯曲表面部OP2与图4所说明的实施例中的光束形成膜和弯曲表面部OP2相同。

通过此构造，能够通过在一个微小区域中进行流式细胞术的通过光照射进行的光学分析，并且通过将该微小区域用作开孔而在同一位置处进行采用电阻法的电分析。因此，测量结果基本上没有出现如图12所示的时间偏差(时滞)。

所述微小区域仅需要具有长度为α的并能够充当用于进行电阻法的开孔的区域。如对于流道所进行的说明那样，优选作为开孔的微小区域的横截面形状具有如下尺寸：改尺寸仅允许一个粒子在被样品溶液流或鞘液流包围的同时穿过。

虽然优选作为用于进行电阻法的开孔的微小区域的长度α根据粒子而变化，但是当粒子是血细胞时，长度α处于大约20微米～200微米的范围内并更优选地处于40微米～100微米的范围内。

如图5(a)和图5(b)所示，随着远离作为开孔的微小区域，用于进行电阻法的流道(凹槽)在深度方向和宽度方向上逐渐增大。对于流道本身这样的增大或减小，可参考现有技术。

图6示出了图5所示的实施例的特定构造示例。

在图6的实施例中，流道在微小区域(开孔40)中分叉，以通过图5所示的构造更好地进行电阻法。如图6(b)所示，从上部的流道11流过来的样品溶液进入微小区域(形成有透光孔23的部分)，并从图的左侧和右侧的流道11a和流道11b流出。流道的这类分叉可形成在微小区域(开孔)的下游侧的出口处。虽然电极41和42被设置成使得微小区域位于它们之间，但是由于流道分叉，所以两个电极均位于微小区域的下游侧。流道的这样的分叉以及电极的这样的布置防止了在电极上产生的串音穿过开孔，由此能够获得减小串音的噪音的效果。

图7示出了图4～图6所示的构造的变形例。

在图7(a)的示例中，流动池部1的外部形状逐渐变小以形成开孔40，且在平板状光束形成膜21与流动池部1之间出现间隙。

在图7(b)的示例中，流动池部1的外部形状逐渐变小以形成开孔40，且光束形成膜21与流动池部1的外部形状紧密接触，两者间没有留下间隙。

在图7(c)的示例中，光束形成膜21是流动池部1的一部分。

本发明中的待计数的粒子没有特别的限制，并且可以例如是微粒以及包裹药剂的脂质体等等。当将对诸如红细胞、白细胞和血小板等血细胞进行计数时，由于本发明的装置能够被小型化至与手掌相适应的尺寸，所以本发明的装置的效用是卓越的。

此外，能够将流道的包含用于进行流式细胞术的光照点的部分(此外，流道的包含用于电阻法的开孔的部分)制造成可从装置主体上进行替换的(用完丢弃的)筒型。而且在这一点上，本发明作为血细胞计数装置是有用的。

当将对血细胞进行计数时，关于样品溶液和鞘液、用于流式细胞术的照射光的强度和光敏性、用于电阻法的施加电压、采用流式细胞术的粒子计数结果的绘图(制作频率分布图或散点图)以及将被组合的采用电阻法的粒子计数结果的绘图、分析方法和数据处理方法等，可参考现有技术。

下面示出了用于白细胞的分类的测量的装置的一个实施例。

通过使全血经过血细胞溶解、稀释和染色来制备样品溶液，且通过采用流式细胞术测量吸光率和采用电阻法测量体积的装置来测量单个血细胞。

将每个血细胞的获得的测量数据(体积和吸光率)绘制在X-Y平面上以形成如图8所示的散点图，其中X-Y平面由X轴(与体积相对应的横轴)和Y轴(与吸光率相对应的纵轴)组成。所获得的散点图被称为LMNE模型，该LMNE模型清楚地示出了四种白细胞，即淋巴细胞(L)、单核细胞(M)、中性粒细胞(N)和嗜酸性细胞(E)的分布。

由于本发明的装置能够通过简单构造在同一位置处采用流式细胞术测量吸光率并采用电阻法测量体积，所以即使装置结构紧凑，上述图也具有更少的因时滞而导致的误差，具有高可靠性。

根据本发明，可以省略掉在用于流式细胞术的常规装置中存在问题的光学系统的大型结构，能够使装置小型化，并且能够简化调整和处理。此外，由于可以在同一位置进行流式细胞术和电阻法，所以也解决了时滞的问题。因此，能够提供一种对于血细胞的分类和计数而言特别优选的装置。

本申请基于在日本提交的专利申请第2013-089380号，在此将在该专利申请的全部内容并入本文。

Claims (6)

1.一种粒子分析装置，其具有适于通过流式细胞术来分析样品溶液中的粒子的构造，所述装置包括：

流动池部，所述流动池部具有流道，含有待分析粒子的所述样品溶液在所述流道中流动；

光照射装置，所述光照射装置用于使照射光以光束的形式照射到所述流道中的光照点；及

光接收装置，所述光接收装置用于检测由所述光束照射至所述光照点而造成的光，

其中，

所述光照射装置包括：

光源装置，所述光源装置用于发出所述照射光；及

光束形成膜，所述光束形成膜是由阻止所述照射光透过的不透明膜以及透光通孔组成的，所述透光通孔能够将所述照射光的横截面形状改变为所述光束的横截面形状，

且其中，

从所述光源装置照射的光穿过所述光束形成膜中的所述透光孔，以形成将要照射在所述光照点上的所述光束。

2.如权利要求1所述的粒子分析装置，其中，

所述流动池部和所述流道是由覆盖层和形成于第一表面上的凹槽构成的，所述第一表面是用于形成所述流道的基板的一个主表面，且所述覆盖层叠置在所述基板上以覆盖所述凹槽并使所述凹槽设置为导管流道，

其中，所述覆盖层是透明的，且所述光束形成膜堆叠在所述覆盖层上；或者，所述覆盖层就是所述光束形成膜，并且在此情况下，所述透光通孔中填充有透明材料。

3.如权利要求2所述的粒子分析装置，还包括第二表面，所述第二表面是用于形成所述流道的基板的另一主表面并且与弯曲表面部是一体形成的，所述弯曲表面部起到用于使已经通过所述光照点的光朝着所述光接收装置聚集的透镜的作用，所述弯曲表面部具有与所述第一表面中的所述流道中的所述光照点相对应的区域作为中心。

4.如权利要求1所述的粒子分析装置，还具有能够通过电阻法分析样品溶液中的粒子的构造，其中，

所述流道包括微小区域和用于进行所述电阻法的电极，所述微小区域包含所述光照点并具有减小的横截面积使得所述微小区域成为用于所述电阻法的开孔，所述电极被设置在使所述开孔位于所述电极之间的位置处，所述装置使得能够在一个所述微小区域中进行所述流式细胞术和所述电阻法。

5.如权利要求4所述的粒子分析装置，其中，所述流道在所述微小区域中或在所述微小区域的下游侧的出口处分叉。

6.一种用于制造权利要求1所述的粒子分析装置的方法，其包括以下步骤：

将不透明膜固定至具有流道的流动池部，以覆盖包括至少含有光照点的所述流道的区域，以及

处理所述不透明膜以在与所述光照点相对应的位置处形成透光孔，以此设置光束形成膜。