CN105891119B - 粒子检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够高效地对粒子进行检测的粒子检测装置。该粒子检测装置具有：发出检查光的检查光源(30)；被检查光照射的、供含有粒子的流体流过的流通池(40)，该流通池(40)包括对由被检查光照射的粒子产生的反应光进行反射的半球面反射膜(42)、和被半球面反射膜(42)反射的反应光所透过的半球面透镜部(43)；以流通池(40)的位置为第一焦点的椭圆镜(50)，该椭圆镜(50)对透过了流通池(40)的半球面透镜部(43)的反应光进行反射；以及光检测器(60A)、(60B)、(60C)，该光检测器(60A)、(60B)、(60C)被配置在椭圆镜(50)的第二焦点上，对被椭圆镜(50)反射了的反应光进行检测。
Description
技术领域
本发明涉及检测技术，涉及粒子检测装置。
背景技术
在包含流式细胞仪以及微生物检测装置等的粒子检测装置中，用于流动作为样品的流体的流通池被使用。流通池是透明的，若对在流通池内部流动的流体照射光，则流体中包含的粒子就会发出荧光，或产生散射光。荧光或散射光被配置在流通池旁边的透镜聚光并检测出(例如，参照专利文献1至4)。根据荧光或散射光的检测次数、检测强度以及检测波长等，能够确定流体中包含的粒子的数量或种类。例如，能够判别粒子是不是生物粒子，粒子是不是树脂，或者粒子是不是气泡等。另外，也有不使用流通池，而对气流照射光，对气流中包含的粒子进行检测的情况(例如，参照专利文献5)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1日本专利第4540509号公报
专利文献2美国专利申请公开第2012/0140221号说明书
专利文献3美国专利第7355706号说明书
专利文献4国际公开第2010/080642号
专利文献5美国专利申请公开第2013/0077087号说明书
发明内容
发明要解决的课题
本发明的发明者们经过锐意研究后发现，由于流通池内的粒子所产生的荧光或散射光是从粒子全方位地发出来的，因此不得不提高对荧光或散射光进行聚光的透镜的数值孔径。但是，由于高数值孔径的透镜需要复杂的光学系统，因此存在粒子检测装置的制造成本增大这样的问题。又，由于高数值孔径的透镜的焦距短，因此存在包含透镜的光学系统相对于流通池的配置的自由度降低这样的问题。进一步地，还有现实中不存在数值孔径为1.0的透镜这样的问题。于是，本发明的目的之一在于，能够提供一种粒子检测装置，其能够不将高数值孔径透镜邻接配置于流通池地、高效地检测粒子。
用于解决课题的手段
本发明的形态的粒子检测装置具有：(a)检查光源，其发出检查光；(b)流通池，其被照射所述检查光，所述流通池中流过含有粒子的流体，所述流通池具有：对由被照射了检查光的所述粒子产生的反应光进行反射的半球面反射膜、和被半球面反射膜反射了的反应光所透过的半球面透镜部；(c)椭圆镜，其以流通池的位置为第一焦点，对透过了流通池的半球面透镜部的反应光进行反射；以及(d)光检测器，其被配置在椭圆镜的第二焦点上，对被椭圆镜反射了的反应光进行检测。
反应光可以是荧光，也可以是散射光，也可以是荧光以及散射光双方。又，也可以在椭圆镜上的检查光的行进方向上设置切口。
也可以构成为，流通池具有设置有供流体流动的贯通孔的透明的球体构件，半球面反射膜覆盖球体构件的一部分，球体构件的未被半球面反射膜覆盖的部分作为半球面透镜部发挥作用。在此，设置于球体构件的贯通孔的截面形状可以是圆。
又，流通池可以，(a)具有：透明的板状构件，所述透明的板状构件具有第一主面、与第一主面相对的第二主面、及相对于第一主面以及第二主面垂直的侧面，所述透明的板状构件上设置有从侧面贯通至侧面的贯通孔；透明的第一半球构件，其配置在板状构件的第一主面上；以及(b)透明的第二半球构件，其配置在板状构件的第二主面上，(c)半球面反射膜覆盖透明的第一半球构件，(d)第二半球构件作为半球面透镜部发挥作用。在此，设置于板状构件的贯通孔的截面形状可以是圆。
或者，流通池可以具有：(a)透明的板状构件，所述透明的板状构件具有第一主面以及与第一主面相对的第二主面，所述透明的板状构件上设置有从第一主面贯通至第二主面的贯通孔；(b)透明的第一半球构件，所述第一半球构件上设置有贯通孔，所述第一半球构件以板状构件的贯通孔与该第一半球构件的贯通孔连通的方式被配置在板状构件的第一主面上；以及(c)透明的第二半球构件，所述第二半球构件上设置有贯通孔，所述第二半球构件以板状构件的贯通孔与该第二半球构件的贯通孔连通的方式被配置在板状构件的第二主面上，(d)半球面反射膜覆盖透明的第一半球构件，(e)第二半球构件作为半球面透镜部发挥作用。
在此，设置于板状构件及第一半球构件以及第二半球构件的贯通孔的截面形状可以是圆。被设置于第一半球构件以及第二半球构件的贯通孔的内壁的平滑度可以低于被设置于板状构件的贯通孔的内壁的平滑度。被设置于第一半球构件以及第二半球构件的贯通孔的直径可以大于被设置板状构件的贯通孔的直径。第一半球构件以及第二半球构件的透明度可以低于板状构件的透明度。板状构件可以由石英玻璃构成，第一半球构件以及第二半球构件可以由与石英玻璃不同的材料构成。板状构件与第一半球构件以及第二构件可以通过光学接触接合。
发明效果
根据本发明，可以提供能够高效地对粒子进行检测的粒子检测装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
图2是构成本发明的第一实施形态所涉及的流通池的球状构件的示意图。
图3是本发明的第一实施形态所涉及的流通池的侧视图。
图4是本发明的第一实施形态所涉及的流通池的剖面图。
图5是本发明的第二实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
图6是本发明的第三实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
图7是构成本发明的第三实施形态所涉及的流通池的球状构件的示意图。
图8是构成本发明的第三实施形态所涉及的流通池的球状构件的侧视图。
图9是构成本发明的第三实施形态所涉及的流通池的球状构件的剖面图。
图10是本发明的第四实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
图11是构成本发明的第四实施形态所涉及的流通池的板状构件、及第一以及第二半球构件的示意图。
图12是本发明的第四实施形态所涉及的流通池的侧视图。
图13是本发明的第四实施形态所涉及的流通池的剖面图。
图14是本发明的第五实施形态所涉及的粒子检测装置的示意图。
图15是构成本发明的第五实施形态所涉及的流通池的板状构件、及第一以及第二半球构件的示意图。
图16是本发明的第五实施形态所涉及的流通池的侧视图。
图17是本发明的第五实施形态所涉及的流通池的剖面图。
图18是本发明的第五实施形态所涉及的流通池的示意性立体图。
图19是本发明的第五实施形态所涉及的流通池的分解图。
图20是从图18的XX-XX方向观察到的、本发明的第五实施形态所涉及的流通池的示意性剖面图。
图21是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图22是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图23是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图24是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图25是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图26是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图27是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图28是用于说明本发明的第五实施形态所涉及的流通池的制造方法的工序图。
图29是本发明的第五实施形态的变形例所涉及的流通池的示意性立体图。
图30是本发明的第五实施形态的变形例所涉及的流通池的分解图。
图31是从图29的XXXI-XXXI方向观察到的、本发明的第五实施形态的变形例所涉及的流通池的示意性剖面图。
图32是本发明的第五实施形态的变形例所涉及的流通池的示意性剖面图。
具体实施方式
下面对本发明的实施形态进行说明。在下面的附图的记载中，相同或者类似的部分用相同或者类似的符号表示。但是，附图是示意性的图。因此，具体的尺寸等应该对照以下的说明进行判断。又，附图相互之间当然也包括彼此的尺寸关系、比率不同的部分。
(第一实施形态)
本发明的第一实施形态所涉及的粒子检测装置如图1所示，具有：发出检查光的检查光源30；被照射检查光的、供含有粒子的流体流过的流通池40，该流通池40包括对由被照射检查光的粒子产生的反应光进行反射的半球面反射膜42、和由半球面反射膜42反射的反应光所透过的半球面透镜部43；以流通池40的位置为第一焦点的椭圆镜50，该椭圆镜50对透过了流通池40的半球面透镜部43的反应光进行反射；以及光检测器60A、60B、60C，该光检测器60A、60B、60C被配置在椭圆镜50的第二焦点上，对由椭圆镜50反射的反应光进行检测。在此，流体是指，例如液体。又，反应光是指，荧光以及散射光的至少一方。
流通池40如图2所示，具有透明的球体构件41，该球体构件41上设置有含有检查对象粒子的流体流动的贯通孔44。透明的球体构件41的表面以及贯通孔44的内壁例如被研磨。贯通孔44例如通过球体构件41的中心。相对于贯通孔44的延伸方向的贯通孔44的截面形状例如为圆形。若令贯通孔44的截面形状为圆形，使内壁没有角，则能够抑制气泡滞留在贯通孔44的内部、或污渍附着在贯通孔44的内部的情况。贯通孔44的延伸方向相对于检查光的行进方向垂直、并且相对于椭圆镜50的长轴方向垂直。贯通孔44的直径并不限定于此，但例如为不足1mm。球体构件41例如由石英玻璃构成。
如图3以及图4所示，半球面反射膜42覆盖球体构件41的一部分、例如以贯通孔44为边界覆盖大约一半。半球面反射膜42例如为蒸镀膜，由金属等构成。或者，半球面反射膜42也可以是电介质多层膜。球体构件41的未被半球面反射膜42覆盖的部分作为半球面透镜部43发挥作用。半球面反射膜42和半球面透镜部43是相对的。
如图1所示，流通池40被配置为，半球面透镜部43的凸部以及半球面反射膜42的凹部与椭圆镜50相对。又，流通池40被配置为，贯通孔44所通过的流通池40的中心与椭圆镜50的第一焦点一致。
流通池40中流动的流体所含有的粒子包括如下物质：包含微生物等的生物物质、细胞、化学物质、垃圾、粉尘以及灰尘等尘埃等。作为微生物的例子，包括细菌以及真菌。作为细菌的例子，可以列举革兰氏阴性菌以及革兰氏阳性菌。作为革兰氏阴性菌的一例，可以列举大肠杆菌。作为革兰氏阳性菌的例子，可以列举表皮葡萄球菌、枯草杆菌、微球菌以及棒状杆菌。作为真菌的例子，可以列举黑霉菌等曲霉。但是，微生物不限定于此。
如果在流体中包含有微生物等荧光性粒子的话，则粒子被照射到激发光而发出荧光。微生物中含有的核黄素(riboflavin)、黄素单核苷酸(FMN)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、烟酰胺腺嘌呤二核苷磷酸(NAD(P)H)、吡哆胺(pyridoxamine)、磷酸吡哆醛(pyridoxal-5'-phosphate)、吡哆醇(pyridoxine)、色氨酸(tryptophan)、酪氨酸(tyrosine)以及苯基丙氨酸(phenylalanine)等会发出荧光。
作为用于检测出在流通池40内部流动的荧光性粒子的检查光的激发光，例如，从图1所示的检查光源30照射出，从而在球状的流通池40的中心聚焦。作为检查光源30，可以使用发光二极管(LED)以及激光。检查光的波长例如为250至550nm。检查光可以是可见光也可以是紫外光。在检查光是可见光的情况下，检查光的波长例如在400至550nm的范围内，例如为405nm。在检查光是紫外光的情况下，检查光的波长例如在300至380nm的范围内，例如340nm。但是，检查光的波长不仅限于此。
在作为检查区域的贯通孔44内部，被照射了激发光的荧光性粒子发出荧光。又，对于被照射了激发光的荧光性粒子以及非荧光性粒子，例如产生由米氏散射导致的散射光。作为被照射了光的粒子中产生的反应光的荧光以及散射光从粒子全方位地发出。
行进到图4所示的流通池40的半球面透镜部43一方的荧光以及散射光从半球面透镜部43的表面出射，到达椭圆镜50。在检查光的焦点与球体构件41的中心一致的情况下，在检查光的焦点产生的荧光以及散射光相对于半球面透镜部43的表面大致垂直地入射。因此，荧光以及散射光在半球面透镜部43的表面几乎不折射地从半球面透镜部43的表面出射。
行进到流通池40的半球面反射膜42一方的荧光以及散射光被半球面反射膜42反射，从半球面透镜部43的表面出射，到达椭圆镜50。在检查光的焦点与球体构件41的中心一致的情况下，在检查光的焦点产生的荧光以及散射光相对于半球面反射膜42的表面大致垂直地入射。因此，荧光以及散射光被半球面反射膜42大致垂直地反射，经过球体构件41的大致中心，在半球面透镜部43的表面几乎不折射地从半球面透镜部43的表面出射。
图1所示的椭圆镜50的凹面与半球面反射膜42的凹面以及半球面透镜部43的凸面相对。例如，椭圆镜50大致覆盖着流通池40。从半球面透镜部43的表面出射的荧光以及散射光被椭圆镜50反射，聚光于流通池40的后方的椭圆镜50的第二焦点。例如，通过使椭圆镜与流通池40的半球面反射膜42相比充分地大，基于椭圆镜50的荧光以及散射光的聚光效率得到提高。在椭圆镜50的几何学上的第一焦点以及第二焦点之间配置有波长选择性反射镜70A、70B。
波长选择性反射镜70A例如波长选择性地反射散射光。被波长选择性反射镜70A反射的散射光的焦点与椭圆镜50的几何学上的第二焦点在光学上是等价的。在被波长选择性反射镜70A反射的散射光的焦点上配置有用于检测散射光的光检测器60A。也可以在波长选择性反射镜70A与光检测器60A之间配置包含电介质多层膜等的带通滤光片以及长通滤光片等。
波长选择性反射镜70B例如波长选择性地反射第一波段的荧光，使第二波段的荧光透过。被波长选择性反射镜70B反射的荧光的焦点与椭圆镜50的几何学上的第二焦点在光学上是等价的。在被波长选择性反射镜70B反射的第一波段的荧光的焦点上配置有用于检测第一波段的荧光的光检测器60B。在波长选择性反射镜70B处透过的第二波段的荧光的焦点上配置有用于检测第二波段的荧光的光检测器60C。也可以在波长选择性反射镜70B与光检测器60B之间、以及波长选择性反射镜70B与光检测器60C之间，配置包含电介质多层膜等的带通滤光片以及长通滤光片等。
作为波长选择性反射镜70A、70B，可以使用分色镜、干涉膜滤光片，以及光学滤光片等。另外，在波长选择性反射镜70A、70B各自的设计入射角度为45度的情况下，若将椭圆镜50的第一以及第二焦点的间隔设定为使散射光或者荧光相对于波长选择性反射镜70A、70B的入射角成为35度以上55度以下的话，则干涉膜滤光片的分光效率就有提高的倾向，但并不限定于此。又，在设计入射角度为0度的光学系统包含带通滤光片以及长通滤光片的情况下，可以进行设定以使得散射光或者荧光相对于带通滤光片以及长通滤光片的入射角成为10度以下。
根据以上说明的第一实施形态所涉及的粒子检测装置，能够以半球面反射膜42将最初在与椭圆镜50相反方向上行进的荧光以及散射光反射至椭圆镜50的方向，聚光于光检测器60A、60B、60C的位置。因此，能够以与透镜聚光系统等同以上的效率对流通池40内最初从粒子全方位地发出的荧光以及散射光进行聚光，并检测。
又，在第一实施形态所涉及的粒子检测装置中，通过在流通池40中设置半球面反射膜42，减小半球面反射膜42就成为可能。因此，能够减小半球面反射膜42的投影的面积，荧光以及散射光的聚光效率得到提高，即使不使用包含价格高昂的高数值孔径透镜的复杂的光学系统，也能高效率地对微小的荧光或散射光进行检测。又，由于第一实施形态所涉及的粒子检测装置不需要复杂的光学系统，因此容易制造和调节。
(第二实施形态)
本发明的第二实施形态所涉及的粒子检测装置中，如图5所示，在椭圆镜50上，在检查光的行进方向上设置有切口51。若对流通池40照射检查光，则可能在流通池40的外墙以及贯通孔44的内壁等上产生散射，成为杂散光。杂散光具有以将流通池40的外墙以及贯通孔44的内壁等上的检查光的照射位置作为顶点、顶角为约30度至60度的圆锥状扩大的倾向。
与由在流通池40的贯通孔44内部流动的粒子产生的米氏散射不同，杂散光对于粒子的检测来说是不需要的。但是，若杂散光被椭圆镜50反射，则杂散光就可能到达光检测器60A、60B、60C，成为噪声的原因。
因此，通过在杂散光扩大的圆锥状的空间与椭圆镜50交叉的部分上设置切口51，能够防止杂散光被椭圆镜50反射，到达光检测器60A、60B、60C。又，也可以在杂散光的行进方向上配置阻断杂散光或者使其衰减的杂散光吸收构件。进一步地，也可以在杂散光扩大的圆锥状的空间与半球面反射膜42交叉的半球面反射膜42的部分上设置切口。第二实施形态所涉及的粒子检测装置的其他构成要素与第一实施形态相同。
(第三实施形态)
在第一实施形态中，如图1所示，示出了流通池40的贯通孔44的延伸方向相对于检查光的行进方向垂直，并且相对于椭圆镜50的长轴方向垂直的例子。相对于此，如图6所示，流通池40的贯通孔44的延伸方向也可以相对于检查光的行进方向垂直，并且与椭圆镜50的长轴方向平行。
在第三实施形态中，如图7至图9所示，流通池40的贯通孔44的一个开口被设置在球体构件41的被半球面反射膜42覆盖的部分的中心，贯通孔44的另一个开口被设置在作为半球面透镜部43发挥作用的、球体构件41的没有被半球面反射膜42覆盖的部分的中心。
第三实施形态所涉及的粒子检测装置的其他构成要素与第一实施形态相同。在第三实施形态所涉及的粒子检测装置中，由于流通池40的贯通孔44与椭圆镜50的长轴一致，因此能够抑制连接于贯通孔44的流路等遮挡荧光以及散射光的影响。
(第四实施形态)
在图10所示的第四实施形态所涉及的粒子检测装置中，流通池140如图11所示，具有透明的板状构件145、配置在板状构件145的第一主面211上的透明的第一半球构件146、和配置在板状构件145的第二主面212上的透明的第二半球构件147，该透明的板状构件145上设置有从侧面213贯通至侧面214的贯通孔144，并具有第一主面211、与第一主面211相对的第二主面212、及相对于第一以及第二主面211、212垂直的侧面213、214。如图11至图13所示，在流通池140中，半球面反射膜142覆盖透明的第一半球构件146，第二半球构件147作为半球面透镜部143发挥作用。
板状构件145的第一主面211以及第二主面212例如分别为矩形状。第一主面211以及第二主面212的形状也可以符合流通池的支架的形状。贯通孔144相对于板状构件145的侧面213、214垂直地设置。贯通孔144例如通过作为流通池140的中心的板状构件145的中心。相对于贯通孔144的延伸方向的贯通孔144的截面形状例如为圆形。贯通孔144的延伸方向相对于检查光的行进方向垂直、并且相对于图10所示的椭圆镜50的长轴方向垂直。
作为用于检测在流通池140内部流动的粒子的检查光的激发光例如从相对于板状构件145的侧面213、214垂直的侧面向着贯通孔144入射。被照射激发光的板状构件145的侧面优选为被研磨、平滑度高。
图11所示的第一以及第二半球构件146、147分别具有底面以及球面。第一以及第二半球构件146、147的底面的外径可以与板状构件145的第一主面211以及第二主面212的宽度相同，也可以比其要小。第一以及第二半球构件146、147可以分别是将完整的球一分为二而成的构件。或者，第一以及第二半球构件146、147也可以分别是选定了曲率和厚度以使在检查光与贯通孔144的交点产生的反应光垂直入射到第一以及第二半球构件146、147的表面的凸透镜构件。
图11至图13所示的覆盖第一半球构件146的半球面反射膜142例如为蒸镀膜，由金属等构成。或者，半球面反射膜142也可以是电介质多层膜。未被半球面反射膜142覆盖的第二半球构件147作为半球面透镜部143发挥作用。半球面反射膜142和半球面透镜部143是相对的。
如图13所示，在贯通孔144内部被照射了激发光的荧光粒子所产生的荧光以及散射光从荧光粒子全方位地发出。在此，行进到流通池140的半球面透镜部143一方的荧光以及散射光从半球面透镜部143的表面出射，到达椭圆镜50。在流通池140中，在板状构件145的厚度比半球面透镜部143的厚度薄的情况下，流通池140的形状近似于球状。因此，在检查光的焦点与流通池140的中心一致的情况下，在检查光的焦点产生的荧光以及散射光相对于半球面透镜部143的表面大致垂直地入射。因此，荧光以及散射光在半球面透镜部143的表面几乎不折射地从半球面透镜部143的表面出射。
行进到流通池140的半球面反射膜142一方的荧光以及散射光被半球面反射膜142反射，从半球面透镜部143的表面出射，到达椭圆镜50。在流通池140的形状能近似为球状，且检查光的焦点与流通池140的中心一致的情况下，在检查光的焦点产生的荧光以及散射光相对于半球面反射膜142大致垂直地入射。因此，荧光以及散射光被半球面反射膜142大致垂直地反射，经过流通池140的大致中心附近，在半球面透镜部143的表面几乎不折射地从半球面透镜部143的表面出射。
透过板状构件145的检查光的光强度比由贯通孔144内的粒子产生的荧光以及散射光的光强度要强。由于具有较强的光强度的激发光可能成为杂散光的原因，因此入射有检查光的板状构件145的材料优选为合成石英等透明度高的材料。相对于此，荧光以及散射光的光强度较弱，难以成为杂散光的原因。因此，第一以及第二半球构件146、147的材料的透明度可以与板状构件145的材料的透明度相同，但对于第一以及第二半球构件146、147，也可以在荧光以及散射光透过的范围内，使用比板状构件145的材料的透明度低的便宜的材料。
具体来说，对于第一以及第二半球构件146、147的材料，可以使用石英玻璃，或者也可以使用与石英玻璃不同的光学玻璃、或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)等透明树脂。
第四实施形态所涉及的粒子检测装置的其他构成要素与第一实施形态相同。利用第四实施形态所涉及的粒子检测装置，也能够将在流通池140中产生的散射光以及荧光等反应光高效地聚光并检测出。
(第五实施形态)
在图14所示的第五实施形态所涉及的粒子检测装置中，流通池240如图15所示，具有：透明的板状构件245、设置有贯通孔276的透明的第一半球构件246、设置有贯通孔277的透明的第二半球构件247，该透明的板状构件245具有第一主面311以及与第一主面311相对的第二主面312，并设置有从第一主面311贯通至第二主面312的贯通孔275，该第一半球构件246以板状构件245的贯通孔275与该第一半球构件246的贯通孔276连通的方式被配置在板状构件245的第一主面311上，该第二半球构件247以板状构件245的贯通孔275与该第二半球构件247的贯通孔277连通的方式被配置在板状构件245的第二主面312上。
如图15至图20所示，在流通池240中，半球面反射膜242覆盖透明的第一半球构件246，第二半球构件247作为半球面透镜部243发挥作用。覆盖第一半球构件246的半球面反射膜242例如为蒸镀膜，由金属等构成。或者，半球面反射膜242也可以是电介质多层膜。半球面反射膜242和半球面透镜部243是相对的。
板状构件245的第一主面311以及第二主面312例如分别为矩形状。第一主面311以及第二主面312的形状也可以符合流通池240的支架的形状。贯通孔275相对于第一以及第二主面311、312垂直地设置。板状构件245例如由石英玻璃构成。被照射激发光的板状构件245的侧面优选为被研磨、平滑度高。
设置于板状构件245的贯通孔275例如通过作为流通池240的中心的板状构件245的中心。相对于贯通孔275的延伸方向的贯通孔275的截面形状例如为圆形。贯通孔275的延伸方向相对于检查光的行进方向垂直、并且与椭圆镜50的长轴方向平行。
第一以及第二半球构件246、247分别具有底面以及球面。第一以及第二半球构件246、247的底面的外径可以与板状构件245的第一主面311以及第二主面312的宽度相同，也可以比其要小。在第一半球构件246中，贯通孔276从第一半球构件246的顶点向着底面垂直地设置。贯通孔276的相对于延伸方向的截面形状例如为圆形。又，在第二半球构件247中，贯通孔277从第二半球构件247的顶点向着底面垂直地设置。贯通孔277的相对于延伸方向的截面形状例如为圆形。第一以及第二半球构件246、247例如由石英玻璃构成。或者，第一以及第二半球构件246、247例如可以由与石英玻璃不同的光学玻璃、或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)等透明树脂构成。
第一以及第二半球构件246、247可以分别是将完整的球一分为二而成的构件。或者，第一以及第二半球构件246、247也可以分别是选定了曲率和厚度，以使在检查光与贯通孔144的交点产生的反应光垂直入射到第一以及第二半球构件246、247的表面的凸透镜构件。
在流通池240中，流体在第一半球构件246的贯通孔276、板状构件245的贯通孔275、以及第二半球构件247的贯通孔277中流动。流体可以从第一半球构件246侧向第二半球构件247侧流动，也可以从第二半球构件247侧向第一半球构件246侧流动。
作为用于检测在流通池240内部流动的粒子的检查光的激发光例如从相对于板状构件245的第一以及第二主面311、312垂直的侧面向着贯通孔275入射。在贯通孔275内部被照射了激发光的荧光粒子所产生的荧光以及散射光从荧光粒子全方位地发出。
行进到流通池240的半球面透镜部243一方的荧光以及散射光从半球面透镜部243的表面出射，到达椭圆镜50。在流通池240中，在板状构件245的厚度比半球面透镜部243的厚度薄的情况下，流通池240的形状近似于球状。因此，在检查光的焦点与流通池240的中心一致的情况下，在检查光的焦点产生的荧光以及散射光相对于半球面透镜部243的表面大致垂直地入射。因此，荧光以及散射光在半球面透镜部243的表面几乎不折射地从半球面透镜部243的表面出射。
行进到流通池240的半球面反射膜242一方的荧光以及散射光被半球面反射膜242反射，从半球面透镜部243的表面出射，到达椭圆镜50。在流通池240的形状能近似为球状，且检查光的焦点与流通池240的中心一致的情况下，在检查光的焦点产生的荧光以及散射光相对于半球面反射膜242大致垂直地入射。因此，荧光以及散射光被半球面反射膜242大致垂直地反射，经过流通池240的中心附近，在半球面透镜部243的表面几乎不折射地从半球面透镜部243的表面出射。
第五实施形态所涉及的粒子检测装置的其他构成要素与第一或者第二实施形态相同。利用第五实施形态所涉及的粒子检测装置，也能够将在流通池240中产生的散射光以及检查光等反应光高效地聚光并检测出。
另外，不对第一以及第二半球构件246、247的贯通孔276、277照射激发光。因此，第一以及第二半球构件246、247的贯通孔276、277的内壁的平滑度可以与板状构件245的贯通孔275的内壁的平滑度相同，也可以比其要低。
又，板状构件245的贯通孔275的直径越小，相对于检查光的焦点的检查对象物质所流动的范围就变得越窄，并且多个检查对象物质同时通过检查光的焦点的可能性变低。因此，贯通孔275的直径越小，荧光以及散射光的检测分辨率就越有提高的倾向。相对于此，没有被照射激发光的第一以及第二半球构件246、247的贯通孔276、277的直径对荧光以及散射光的检测分辨率的影响较小。因此，第一以及第二半球构件246、247的贯通孔276、277的直径可以与板状构件245的贯通孔275的直径相同，也可以比其要大。
进一步地，透过板状构件245的检查光的光强度比由贯通孔275内的粒子产生的荧光以及散射光的光强度要强。由于具有较强的光强度的激发光可能成为杂散光的原因，因此入射有检查光的板状构件245的材料优选为合成石英等透明度高的材料。相对于此，荧光以及散射光的光强度较弱，难以成为杂散光的原因。因此，第一以及第二半球构件246、247的材料的透明度可以与板状构件245的材料的透明度相同，但对于第一以及第二半球构件246、247，也可以在荧光以及散射光透过的范围内，使用比板状构件245的材料的透明度低的便宜的材料。
接着，对第五实施形态所涉及的流通池240的制造方法进行说明。如图21所示，准备板状构件245，如图22所示，在板状构件245上设置贯通孔275。又，如图23所示，准备第一半球构件246，如图24所示，在第一半球构件246的半球面上形成半球面反射膜242。进一步地，如图25所示，在设置有半球面反射膜242的第一半球构件246上设置贯通孔276。又，进一步地，如图26所示，准备第二半球构件247，如图27所示，在第二半球构件247上设置贯通孔277。
贯通孔275、276、277例如可以通过蚀刻法来设置。或者，贯通孔275、276、277也可以通过钻孔机来设置。进一步地，也可以在形成贯通孔275、276、277后，对贯通孔275、276、277的内壁进行研磨等来提高平滑度。另外，也可以仅对贯通孔275的内壁进行研磨等来提高平滑度。
在此，比起半球构件，对板状构件更容易设置内壁平滑度高的贯通孔。又，如上所述，在制造的流通池240中，激发光被照射于板状构件245，但激发光不被照射于第一以及第二半球构件246、247。因此，也可以对板状构件245设置内壁平滑度高的贯通孔275，对第一以及第二半球构件246、247设置内壁平滑度低于贯通孔275的贯通孔276、277，来降低第五实施形态所涉及的流通池240的制造成本。
进一步地，比起半球构件，对板状构件更容易设置直径小的贯通孔。再进一步地，如上所述，板状构件245的贯通孔275的直径越小，制造的流通池240中的荧光以及散射光的检测分辨率就变得越高，但没有被照射激发光的第一以及第二半球构件246、247的贯通孔276、277的直径对检测分辨率的影响较小。因此，也可以对板状构件245设置直径较小的贯通孔275，对第一以及第二半球构件246、247设置直径比贯通孔275大的贯通孔276、277，来降低第五实施形态所涉及的流通池240的制造成本。
设置有贯通孔275的板状构件245也可以通过延伸法制造。例如，如图28所示，准备设置有截面形状为圆的贯通孔527的玻璃母材520，通过在与贯通孔527的延伸方向相同的方向上将玻璃母材520加热延伸，截面上的玻璃母材缩小，贯通孔527的直径变得与制造的图22所示的板状构件245的贯通孔275相同。这之后，从图28所示的被延伸了的玻璃母材520的端部切出图22所示的板状构件245。被切出的板状构件245也可以被研磨。
图19所示的板状构件245和第一以及第二半球构件246、247被定位使得贯通孔276、275、277连通，例如通过光学接触来接合。或者，板状构件10和第一以及第二半球构件246、247也可以通过光学粘着剂等粘合。这样，就得到第五实施形态所涉及的流通池240。
根据以上说明的第五实施形态所涉及的流通池240的制造方法，通过贴合板状构件245及第一以及第二半球构件246、247，可制造包括具有难以通过一体成型制造的立体形状的透镜部分的流通池。
又，若对构件设置内壁上有角的贯通孔，则角上会有容易形成裂纹或空隙的倾向。对此，在第五实施形态所涉及的流通池240的制造方法中，由于形成了截面形状为圆的贯通孔275、276、277，因此能够抑制在贯通孔275、276、277的内壁形成裂纹或空隙的情况。
进一步地，关于对构件设置内壁的平滑度高的贯通孔，贯通孔的直径越小就越困难，又，构件的厚度越长越困难。因此，对流通池的母材进行一体成型后，难以对流通池的母材设置直径小的贯通孔，并通过研磨等提高内壁的平滑度。对此，根据第五实施形态所涉及的流通池240的制造方法，通过将预先设置有贯通孔275、276、277的板状构件245及第一以及第二半球构件246、247贴合，能够减小被照射激发光的贯通孔275的直径，并且提高内壁的平滑度。
(第五实施形态的变形例)
本发明的第五实施形态的变形例所涉及的流通池如图29至图31所示，板状构件245的第一主面311以及第二主面312分别是圆形状。因此，板状构件245的侧面314为圆环状。板状构件245的第一主面311以及第二主面312的外径可以比第一以及第二半球构件246、247的底面313、413的外径大，也可以与其相同。第五实施形态的变形例所涉及的流通池的其他构成要素与第五实施形态相同。
在板状构件245的外周形状以及贯通孔275的截面形状为圆的情况下，若照射激发光以在贯通孔275的中心聚焦，则如图32所示，激发光垂直入射于板状构件245的侧面314以及贯通孔275的内壁。因此，能够不受板状构件245的折射率的影响地在贯通孔275内使激发光聚焦。
(其他实施形态)
如上所述，根据实施形态对本发明进行了记载，但是，不应该理解为构成该开示的一部分的记述以及附图限定了该发明。技术人员应该清楚源于该明示的各种各样的代替实施形态、实施例以及运用技术。例如，粒子检测装置可以仅将粒子发出的荧光作为检测对象，也可以仅将由粒子产生的散射光作为检测对象。这样一来，应该理解本发明包含了在此处没有记载的各种各样的实施形态。
符号说明
10、145、245 板状构件
30 检查光源
40、140、240 流通池
41 球体构件
42、142、242 半球面反射膜
43、143、243 半球面透镜部
44、144、275、276、277 贯通孔
50 椭圆镜
60A、60B、60C 光检测器
70A、70B 波长选择性反射镜
80 杂散光吸收构件
146、147、246、247 半球构件
211、311 第一主面
212、312 第二主面
213、214、314 侧面
313、413 底面
520 玻璃母材
527 贯通孔。
Claims (10)
1.一种粒子检测装置，其特征在于，具有：
检查光源，其发出检查光；
流通池，其被照射所述检查光，供含有粒子的流体流动，所述流通池具有：对由被照射了所述检查光的所述粒子产生的荧光以及散射光进行反射的半球面反射膜、和被所述半球面反射膜反射了的荧光以及散射光所透过的半球面透镜部；
椭圆镜，其以所述流通池的位置为第一焦点，对透过了所述流通池的半球面透镜部的荧光以及散射光进行反射；
荧光检测器，其被配置在所述椭圆镜的几何学上的第二焦点或者光学等价的位置上，对被所述椭圆镜反射了的荧光进行检测；
散射光检测器，其被配置在所述椭圆镜的几何学上的第二焦点或者光学等价的位置上，对被所述椭圆镜反射了的散射光进行检测；
波长选择性反射镜，其配置在所述椭圆镜的第一焦点以及第二焦点之间；以及
带通滤光片或者长通滤光片，其配置在所述波长选择性反射镜与所述荧光检测器之间，
所述荧光相对于所述带通滤光片或者长通滤光片的入射角为10度以下。
2.如权利要求1所述的粒子检测装置，其特征在于，
所述流通池具有设置有供所述流体流动的贯通孔的透明的球体构件，
所述半球面反射膜覆盖所述球体构件的一部分，
所述球体构件的未被所述半球面反射膜覆盖的部分作为所述半球面透镜部发挥作用。
3.如权利要求2所述的粒子检测装置，其特征在于，
设置于所述球体构件的贯通孔的截面形状是圆。
4.如权利要求1所述的粒子检测装置，其特征在于，
所述流通池具有：
透明的板状构件，所述透明的板状构件具有第一主面、与所述第一主面相对的第二主面、及相对于所述第一主面以及所述第二主面垂直的侧面，所述透明的板状构件上设置有从所述侧面贯通至侧面的贯通孔；
透明的第一半球构件，其配置在所述板状构件的第一主面上；以及
透明的第二半球构件，其配置在所述板状构件的第二主面上，
所述半球面反射膜覆盖所述透明的第一半球构件，
所述第二半球构件作为所述半球面透镜部发挥作用。
5.如权利要求4所述的粒子检测装置，其特征在于，
设置于所述板状构件的贯通孔的截面形状是圆。
6.如权利要求1所述的粒子检测装置，其特征在于，
所述流通池具有：
透明的板状构件，所述透明的板状构件具有第一主面以及与所述第一主面相对的第二主面，所述透明的板状构件上设置有从所述第一主面贯通至所述第二主面的贯通孔；
透明的第一半球构件，所述第一半球构件上设置有贯通孔，所述第一半球构件以所述板状构件的贯通孔与该第一半球构件的贯通孔连通的方式被配置在所述板状构件的第一主面上；以及
透明的第二半球构件，所述第二半球构件上设置有贯通孔，所述第二半球构件以所述板状构件的贯通孔与该第二半球构件的贯通孔连通的方式被配置在所述板状构件的第二主面上，
所述半球面反射膜覆盖所述透明的第一半球构件，
所述第二半球构件作为所述半球面透镜部发挥作用。
7.如权利要求6所述的粒子检测装置，其特征在于，
设置于所述板状构件及第一半球构件以及第二半球构件的贯通孔的截面形状是圆。
8.如权利要求7所述的粒子检测装置，其特征在于，
被设置于所述第一半球构件以及所述第二半球构件的贯通孔的内壁的平滑度低于被设置于所述板状构件的贯通孔的内壁的平滑度。
9.如权利要求7或8所述的粒子检测装置，其特征在于，
被设置于所述第一半球构件以及所述第二半球构件的贯通孔的直径比被设置于所述板状构件的贯通孔的直径要大。
10.如权利要求1所述的粒子检测装置，其特征在于，
由所述荧光检测器检测的荧光和由所述散射光检测器检测的散射光在所述椭圆镜被反射为相对于包含所述椭圆镜的第一焦点和第二焦点的轴的角度为10度以下。
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