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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Technologie betrifft eine Mikroteilchenmessvorrichtung und ein Verfahren zur Messung von Mikroteilchen.
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STAND DER TECHNIK
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In den letzten Jahren sind die regenerative Medizin und Zellentherapie aktive Forschungsgebiete geworden und hat der der Bedarf an einem Durchflusszytometer als eine Technik zum schnellen Beurteilen einer Zelle zugenommen. Das Durchflusszytometer ist eine Analysetechnik zum Analysieren und Sortieren eines Mikroteilchens durch Detektieren von Fluoreszenz und gestreutem Licht, die von jedem Mikroteilchen emittiert werden, nachdem in einem ausgerichteten Zustand zu analysierende Mikroteilchen in ein Fluid geschüttet werden und Laserlicht oder dergleichen zu den Mikroteilchen emittiert wird, und das Durchflusszytometer wird als ein Werkzeug zum Analysieren einer Zelle in der Forschung in der regenerativen Medizin und Zellentherapie verwendet. Bei der oben beschriebenen Forschung ist ein Durchflusszytometer, das zum Durchführen einer Verarbeitung in einer aseptischen Umgebung in der Lage ist, gefragt, weil es notwendig ist, ein Zellenkontaminationsrisiko zu reduzieren.
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Zum Beispiel offenbart Patentdokument 1 ein Durchflusszytometer (Mikroteilchenmessvorrichtung), das Folgendes aufweist: ein Flusspfadsystem zum Anordnen von Zellen, die mit einem Fluoreszenzmarkierungsreagens oder dergleichen gefärbt sind, in einer Reihe innerhalb einer Durchflusszelle; ein optisches System zum Detektieren von gestreutem Licht und Fluoreszenz durch Emittieren von Laserlicht in eine Zelle; und ein Sortierungssystem zum Steuern einer Bewegungsrichtung eines Tröpfchens, das zu einem Raum außerhalb der Flusszelle ausgestoßen wird.
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ENTGEGENHALTUNGSLISTE
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PATENTDOKUMENT
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- Patentdokument 1: JP 2007-46947 A
- Patentdokument 2: US 6,532,069 B1 lehrt ein Partikelmessung-System, das auf einer Verarbeitungseinheit montiert ist zum Formen eines Films auf einem Halbleiterwafer.
- Patentdokument 3: US 2011/0181869 A1 lehrt ein Partikelcharakterisierungsgerät, mit dem physikalische Eigenschaften gemessen werden können bezogen auf Teilchen in einer Zelle.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Bei einer oben beschriebenen Vorrichtung gibt es ein Risiko, dass Kontaminanten, wie während einer Tröpfchenbildung erzeugtes Aerosol, erzeugt werden und das Aerosol eine nachfolgende Probe kontaminiert. Ein solches Problem einer Kreuzkontamination zwischen Proben, Kontamination von Proben und dergleichen sind große Hürden, insbesondere in dem Gebiet von Durchflusszytometern.
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Daher ist die vorliegende Technologie hauptsächlich auf das Bereitstellen einer Technik ausgerichtet, die zum Reduzieren eines solchen Kontaminationsrisikos in der Lage ist.
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LÖSUNG DER PROBLEME
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Bei der vorliegenden Technologie ist zuerst eine Mikroteilchenmessvorrichtung bereitgestellt, die wenigstens Folgendes aufweist: eine Lichtemissionseinheit, die Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen emittiert; eine Lichtdetektionseinheit, die Licht, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird, bei einer vorbestimmten Detektionsposition detektiert; und eine Analyseeinheit, die mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist und einen Detektionswert des Lichts analysiert, das durch die Lichtdetektionseinheit detektiert wird, wobei die Lichtdetektionseinheit von der Detektionsposition weg beweglich ist.
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Bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie kann die Lichtdetektionseinheit eine Detektionseinheit für vorwärts gestreutes Licht sein.
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Außerdem kann die Detektionsposition bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie eine Position sein, die der Lichtemissionseinheit zugewandt ist, wobei das Mikroteilchen dazwischenliegt, und kann auch eine voreingestellte Position sein, so dass Licht detektiert werden kann, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird.
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Außerdem ist bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie des Weiteren ein Rotationswellenteil bereitgestellt, der mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist und eine vorbestimmte Rotationsachse definiert, wobei die Lichtdetektionseinheit um die vorbestimmte Achse mit Bezug auf die Detektionsposition drehbar sein kann. In diesem Fall kann die Lichtdetektionseinheit mit Bezug auf die Detektionsposition aufwärts beweglich sein, während sie um die vorbestimmte Achse herum gedreht wird.
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Außerdem kann bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie die Lichtdetektionseinheit in einer horizontalen Richtung und/oder einer vertikalen Richtung mit Bezug auf die Detektionsposition beweglich sein.
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Des Weiteren ist bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie ferner ein Gehäuse bereitgestellt, in dem die Lichtemissionseinheit und die Analyseeinheit untergebracht sind, wobei die Lichtdetektionseinheit vollständig von dem Gehäuse getrennt sein kann.
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Des Weiteren kann bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie die Analyseeinheit elektrisch mit der Lichtdetektionseinheit verbunden sein.
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Außerdem kann bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie die Lichtdetektionseinheit ein Lichtempfangselement aufweisen, das von dem Mikroteilchen erzeugtes Licht empfängt. In diesem Fall kann die Lichtdetektionseinheit einen Lichtabschirmungsteil aufweisen, der zwischen der Lichtemissionseinheit und dem Lichtempfangselement angeordnet ist und einen Teil des von dem Mikroteilchen erzeugten Lichts abschirmt.
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Ferner ist bei der Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie des Weiteren Folgendes bereitgestellt: ein Gehäuse, in dem die Lichtemissionseinheit und die Analyseeinheit untergebracht sind; und eine von dem Gehäuse abnehmbare Abdeckung, wobei die Lichtdetektionseinheit mit der Abdeckung abgedeckt werden kann.
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Des Weiteren ist bei der vorliegenden Technologie ein Reinigungsverfahren für eine Mikroteilchenmessvorrichtung bereitgestellt, das Reinigen der Mikroteilchenmessvorrichtung durch Bewegen einer Lichtdetektionseinheit von einer Detektionsposition weg in der Mikroteilchenmessvorrichtung aufweist, die wenigstens Folgendes aufweist: eine Lichtemissionseinheit, die Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen emittiert; die Lichtdetektionseinheit, die Licht, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird, bei der vorbestimmten Detektionsposition detektiert; und eine Analyseeinheit, die mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist und einen Detektionswert des Lichts analysiert, das durch die Lichtdetektionseinheit detektiert wird, wobei die Lichtdetektionseinheit von der Detektionsposition weg beweglich ist.
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Bei der vorliegenden Technologie schließt das „Mikroteilchen“ weit gefasst zum Beispiel Folgendes ein: biologisch relevante Mikroteilchen, wie etwa Zellen, Mikroben und Liposome; synthetische Teilchen, wie etwa ein Latexteilchen, ein Gelteilchen, ein Teilchen für eine industrielle Verwendung; oder dergleichen.
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Außerdem schließen die biologisch relevanten Mikroteilchen ein Chromosom, ein Liposom, ein Mitochondrium, ein Organell (Zellenorgan) und dergleichen ein, die verschiedene Arten von Zellen darstellen. Die Zellen schließen Tierzellen (wie etwa eine hämatopoietische Zelle) und Pflanzenzellen ein. Die Mikroben schließen Folgendes ein: Bakterien, wie etwa Colibacillen; Viren, wie etwa Tabakmosaikviren; Pilze, wie etwa Hefe; und dergleichen. Außerdem können die biologisch relevanten Mikroteilchen auch biologisch relevante Polymere, wie etwa Nukleinsäuren, Proteine und einen Komplex davon, einschließen. Außerdem können die Teilchen für eine industrielle Verwendung zum Beispiel ein organisches oder anorganisches Polymermaterial, ein Metall oder dergleichen sein. Die organischen Polymermaterialien schließen Polystyrol, Styrol-Divinylbenzen, Polymethylmethacrylat und dergleichen ein. Die anorganischen Polymermaterialien schließen Glas, Siliciumdioxid, ein magnetisches Material und dergleichen ein. Das Metall schließt Goldkolloid, Aluminium und dergleichen ein. Diese Mikroteilchen weisen allgemein eine sphärische Form auf, aber bei der vorliegenden Technologie kann sie nichtsphärisch sein und eine Größe, Masse und dergleichen davon sind nicht speziell beschränkt.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Technologie kann ein Kontaminationsrisiko reduziert werden. Es wird angemerkt, dass der hier genannte Effekt nicht notwendigerweise beschränkt ist und ein beliebiger von jenen bei der vorliegenden Offenbarung genannten sein kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein schematisches konzeptuelles Diagramm, das eine erste Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie schematisch veranschaulicht.
- 2 ist ein schematisches konzeptuelles Diagramm, das eine zweite Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie schematisch veranschaulicht.
- 3 ist ein schematisches Diagramm, das einen beispielhaften Zustand des Bewegens einer Lichtdetektionseinheit 104 veranschaulicht.
- A in 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wenn Licht von einer Lichtemissionseinheit 103 zu einem später beschriebenen Mikroteilchenmesschip M in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie emittiert wird, und B ist eine schematische Ansicht, die eine Beispielform eines Lichtabschirmungsteils S veranschaulicht.
- 5 ist ein schematisches konzeptuelles Diagramm, das eine dritte Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie schematisch veranschaulicht.
- 6 ist ein schematisches konzeptuelles Diagramm, das eine vierte Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie schematisch veranschaulicht.
- A und B in 7 sind schematische Ansichten, die eine beispielhafte Konfiguration des Mikroteilchenmesschips M veranschaulichen, der für die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie verwendet werden kann.
- A bis C in 8 sind schematische Ansichten, die eine beispielhafte Konfiguration einer Öffnung M1 des Mikroteilchenmesschips M veranschaulichen, der für die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie verwendet werden kann.
- 9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Ausführungsform einer Hüllflüssigkeitszuführungseinheit 1 veranschaulicht.
- 10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Ausführungsform einer Fluidsteuereinheit 102 veranschaulicht.
- 11 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Ausführungsform eines Verbindungselements C veranschaulicht.
- 12 ist eine schematische Endflächenansicht des Verbindungselements C bei der in 11 veranschaulichten Ausführungsform.
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AUSFÜHRUNGSWEISE DER ERFINDUNG
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Bevorzugte Ausführungsformen zum Ausführen der vorliegenden Technologie werden unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass die unten beschriebenen Ausführungsformen Beispiele für repräsentative Ausführungsformen der vorliegenden Technologie veranschaulichen und der Schutzumfang der vorliegenden Technologie nicht als durch diese Ausführungsformen beschränkt interpretiert werden sollte. Es ist zu beachten, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge bereitgestellt wird.
- 1. Mikroteilchenmessvorrichtung 100 (Erste Ausführungsform und zweite Ausführungsform)
- (1) Lichtemissionseinheit 103
- (2) Lichtdetektionseinheit 104
- (3) Analyseeinheit 105
- 2. Mikroteilchenmessvorrichtung 100 (Dritte Ausführungsform und Vierte Ausführungsform)
- (1) Flusspfad P
- (1-1) Mikroteilchenmesschip M
- (1-2) Flusszelle P
- (2) Probenzuführungseinheit 101
- (3) Fluidsteuereinheit 102
- (4) Verbindungselement C
- (5) Lichtemissionseinheit 103
- (6) Lichtdetektionseinheit 104
- (7) Analyseeinheit 105
- (8) Sortierungseinheit 106 (einschließlich Ladeeinheit 1061)
- (9) Speichereinheit 107
- (10) Anzeigeeinheit 108
- (11) Eingabeeinheit 109
- (12) Steuereinheit 110
- (13) Anderes
- 3. Reinigungsverfahren für die
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Mikroteilchenmessvorrichtung
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1. Mikroteilchenmessvorrichtung 100
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1 ist eine schematische konzeptuelle Ansicht, die eine erste Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie schematisch veranschaulicht.
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Die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie weist wenigstens eine Lichtemissionseinheit 103, eine Lichtdetektionseinheit 104 und eine Analyseeinheit 105 auf. Außerdem kann ein Gehäuse 1000 zum Unterbringen der Lichtemissionseinheit 103 und der Analyseeinheit 105 ferner nach Bedarf enthalten sein.
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Jede der Einheiten wird unten ausführlich beschrieben.
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(1) Lichtemissionseinheit 103
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Die Lichtemissionseinheit 103 emittiert Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen. Eine Art von Licht, das von der Lichtemissionseinheit 103 emittiert wird, ist nicht speziell beschränkt, aber Licht mit einer konstanten Lichtrichtung, einer konstanten Wellenlänge und einer konstanten Lichtintensität wird bevorzugt, um eine Fluoreszenz und gestreutes Licht von einem Teilchen zuverlässig zu erzeugen. Speziell kann zum Beispiel ein Laser, eine LED oder dergleichen exemplarisch genannt werden. Im Fall des Verwendens eines Lasers ist eine Art davon nicht speziell beschränkt, aber es ist auch möglich, eine Art oder zwei oder mehr Arten von Kombinationen von Folgendem zu verwenden: ein Argon(Ar)-Ionen-Laser, ein Helium-Neon(He-Ne)-Laser, ein Farbstofflaser, ein Krypton(Cr)-Laser, ein Halbleiterlaser, ein Festkörperlaser oder dergleichen, in dem ein Halbleiterlaser mit einem optischen Wellenlängenumwandlungselement kombiniert ist, oder dergleichen. Bei der in der ersten Ausführungsform veranschaulichten Mikroteilchenmessvorrichtung 100 ist die Lichtemissionseinheit innerhalb des Gehäuses 1000 untergebracht und angeordnet. Andererseits kann, falls die Lichtemissionseinheit nicht in dem Gehäuse 1000 untergebracht ist, die Lichtemissionseinheit eine Konfiguration haben, die von einer vorbestimmten Lichtemissionsposition auf eine zu der unten beschriebenen Lichtdetektionseinheit 104 ähnliche Weise beweglich ist.
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(2) Lichtdetektionseinheit 104
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Die Lichtdetektionseinheit 104 detektiert Licht, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird, bei einer vorbestimmten Detektionsposition. Bei der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform ist die Lichtdetektionseinheit 104 von der Detektionsposition weg beweglich. Es gibt ein hohes Kontaminationsrisiko durch ein Aerosol oder dergleichen in einer Peripherie eines Platzes, wo ein Mikroteilchen fließt, und es wird gewünscht, dass die Lichtdetektionseinheit 104, das Gehäuse 1000 und dergleichen, die in der Peripherie davon angeordnet sind, je Probe gereinigt werden, und das Reinigen kann durchgeführt werden, indem die Lichtdetektionseinheit 104 von der Detektionsposition weg bewegt wird, wodurch eine Last für einen Bediener reduziert wird.
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Außerdem kann, weil Kontaminanten, wie etwa ein Aerosol, problemlos entfernt werden können, ein Kontaminationsrisiko durch ein Aerosol und ein Risiko einer biologischen Gefährdung, wie etwa einer Infektion und Exposition, für einen Bediener reduziert werden.
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Bei der vorliegenden Technologie emittiert die Lichtdetektionseinheit 104 Licht zu einem Mikroteilchen, das innerhalb eines Flusspfades fließt, und detektiert Lichtkomponenten einer Fluoreszenz (FL), vorwärts gestreutes Licht (FSC), rückgestreutes Licht (BSC) und dergleichen, die von dem Mikroteilchen durch die Lichtemission erzeugt werden. Die Fluoreszenz- und unerlässlichen Streulichtkomponenten sind wichtige Lichtkomponenten, um optische Informationen (Charakteristiken) des Mikroteilchens zu erhalten. 2 ist ein konzeptuelles Diagramm, das eine zweite Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 schematisch veranschaulicht, wobei Detektionseinheiten zum Empfangen von Fluoreszenz, vorwärts gestreutem Licht und rückgestreutem Licht getrennt bereitgestellt sind.
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Eine Detektionseinheit 1041 für vorwärts gestreutes Licht detektiert vorwärts gestreutes Licht, das von einem Mikroteilchen erzeugt wird, zu dem Licht (Anregungslicht) von einer Lichtquelle emittiert wird. Das vorwärts gestreute Licht ist Licht, das von einem Mikroteilchen, zu dem das Anregungslicht emittiert wird, unter einem Winkel von allgemein etwa 6° bis 9° mit Bezug auf eine optische Achse des Lichts von der Lichtquelle gestreut wird, und hauptsächlich können Informationen hinsichtlich einer Größe des Mikroteilchens aus diesem Licht erhalten werden. Wie in 2 veranschaulicht, ist die Detektionseinheit 1041 für vorwärts gestreutes Licht bei der zweiten Ausführungsform bevorzugt bei einer Position angeordnet, die der Lichtemissionseinheit 103 zugewandt ist, wobei das Mikroteilchen dazwischenliegt.
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Außerdem kann, wie für eine Fluoreszenzdetektionseinheit 1042 bei der zweiten Ausführungsform, weil eine Fluoreszenz in einer von einer Einfallsrichtung des emittierten Lichts verschiedenen Richtung emittiert wird, die Fluoreszenzdetektionseinheit 1042 auch zum Beispiel auf einer gleichen Seite wie die Lichtemissionseinheit 103 oder auf einer Seite von 90 Grad von einer Seitenoberfläche davon basierend auf dem Flusspfad P bei der vorliegenden Technologie angeordnet sein.
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Weil das rückgestreute Licht das Licht ist, das von einem Mikroteilchen in einer Richtung von etwa 180° mit Bezug auf die optische Achse des emittierten Lichts gestreut wird, ist des Weiteren die Detektionseinheit 1043 für rückgestreutes Licht bei der zweiten Ausführungsform bevorzugt auf einer gleichen Seite wie die Lichtemissionseinheit 103 angeordnet. Das rückgestreute Licht ist gestreutes Licht, von dem Informationen hinsichtlich einer internen Struktur eines Mikroteilchens erhalten werden können, und es gibt lateral gestreutes Licht als das gestreute Licht, von dem ähnliche Informationen erhalten werden können. Da das lateral gestreute Licht Licht ist, das von einem Mikroteilchen in einer Richtung von etwa 90° mit Bezug auf die optische Achse des emittierten Lichts gestreut wird, ist eine Anordnung bei einer Position senkrecht zu der Lichtemissionseinheit 103 mit Bezug auf ein Mikroteilchen zu bevorzugen.
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Wie oben beschrieben, kann jede der Lichtdetektionseinheiten bei einer voreingestellten Position aufgestellt werden, sodass sie dazu in der Lage sind, Licht zu detektieren, das von einem Mikroteilchen erzeugt wird.
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Bei der bei der zweiten Ausführungsform veranschaulichten Mikroteilchenmessvorrichtung 100 ist es zu bevorzugen, weil die Fluoreszenzdetektionseinheit 1042 und die Detektionseinheit 1043 für rückgestreutes Licht in dem Gehäuse 1000 untergebracht sind, dass die Detektionseinheit 1041 für vorwärts gestreutes Licht beweglich ist. Andererseits ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Form beschränkt und, falls es kein Gehäuse 1000 gibt, können sämtliche Lichtdetektionseinheiten beweglich sein und können die Lichtdetektionseinheiten außer der Detektionseinheit 1041 für vorwärts gestreutes Licht in Abhängigkeit von einer Anordnungsposition des Gehäuses 1000 beweglich sein.
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Außerdem weist die vorliegende Technologie, wie in 3 veranschaulicht, ferner einen Rotationswellenteil 1011 auf, der mit der Lichtdetektionseinheit 104 verbunden ist und eine vorbestimmte Rotationsachse definiert, und die Lichtdetektionseinheit 104 ist um die vorbestimmte Achse mit Bezug auf die Detektionsposition drehbar. Mit dieser Konfiguration kann ein Bediener die Lichtdetektionseinheit 104 einfach bewegen. Ein Rotationswinkel ist in diesem Fall nicht speziell beschränkt und kann zum Beispiel etwa 90° betragen, wie in 3 veranschaulicht ist.
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In diesem Fall kann die Lichtdetektionseinheit 104 mit Bezug auf die Detektionsposition aufwärts beweglich sein, während sie um die vorbestimmte Achse herum gedreht wird. Mit dieser Konfiguration kann verhindert werden, dass die zu bewegende Lichtdetektionseinheit 104 an einer Oberfläche unmittelbar unterhalb der Lichtdetektionseinheit 104 reibt, und ein Bediener kann die Lichtdetektionseinheit 104 einfach bewegen.
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Des Weiteren ist die Lichtdetektionseinheit 104 bei der vorliegenden Technologie möglicherweise nicht nur durch die oben beschriebene Rotationsbewegung beweglich, sondern auch in einer horizontalen Richtung und/oder einer vertikalen Richtung mit Bezug auf die Detektionsposition beweglich.
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Außerdem kann die Lichtdetektionseinheit 104 bei der vorliegenden Technologie vollständig von dem Gehäuse 1000 separiert sein, das wenigstens die oben beschriebene Lichtemissionseinheit 103 und Analyseeinheit 105 beherbergt. Mit dieser Konfiguration wird das Gehäuse 1000 einfach gereinigt und kann das Risiko einer Kontamination durch ein Aerosol und dergleichen reduziert werden.
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Des Weiteren ist es bei der vorliegenden Technologie möglich, eine Abdeckung aufzunehmen, die von dem oben beschriebenen Gehäuse 1000 abnehmbar ist, und die Lichtdetektionseinheit 104 kann mit der Abdeckung abgedeckt werden. Mit dieser Konfiguration kann zum Beispiel verhindert werden, dass Müll, wie etwa Staub, in die Lichtdetektionseinheit 104 eintritt.
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Bei der vorliegenden Technologie ist ein Typ der Lichtdetektionseinheit 104 nicht speziell beschränkt, solange Licht von einem Mikroteilchen detektiert werden kann, und ein bekannter Fotodetektor kann frei gewählt und eingesetzt werden. Zum Beispiel können ein Typ oder zwei oder mehr Typen der folgenden Messinstrumente frei kombiniert und eingesetzt werden: ein Fluoreszenzmessinstrument, ein Streulichtmessinstrument, ein Transmissionslichtmessinstrument, ein Reflexionslichtmessinstrument, ein Beugungslichtmessinstrument, ein Ultraviolettspektrometer, ein Infrarotspektrometer, ein Raman-Spektrometer, ein FRET-Messinstrument, ein FISH-Messinstrument, andere verschiedene spektrale Messinstrumente, ein sogenannter Mehrfachkanalfotodetektor, in dem mehrere Fotodetektoren in einem Array angeordnet sind, und dergleichen.
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Außerdem weist bei der vorliegenden Technologie die Lichtdetektionseinheit 104 bevorzugt ein Lichtempfangselement auf, das von dem Mikroteilchen erzeugtes Licht empfängt. Beispiele für das Lichtempfangselement können ein Flächenbildgebungselement, wie etwa ein CCD- oder ein CMOS-Element, ein PMT, eine Fotodiode und dergleichen aufweisen.
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Des Weiteren kann bei der vorliegenden Technologie die Lichtdetektionseinheit 104 mehrere Lichtempfangselemente mit unterschiedlichen Detektionswellenlängenbändern aufweisen. Da die Lichtdetektionseinheit 104 die mehreren Lichtempfangselemente mit den unterschiedlichen Detektionswellenlängenbändern aufweist, kann eine Intensität von Licht in einem kontinuierlichen Wellenlängenband als ein Fluoreszenzspektrum gemessen werden. Speziell ist es zum Beispiel möglich, ein PMT-Array oder ein Fotodiodenarray exemplarisch zu nennen, bei dem Lichtempfangselemente eindimensional angeordnet sind, oder jenes, bei dem mehrere unabhängige Detektionskanäle, wie etwa zweidimensionale Lichtempfangselemente wie CCDs, CMOSs oder dergleichen, angeordnet sind.
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Andererseits wird, falls die oben beschriebene bewegliche Lichtdetektionseinheit 104 eingesetzt wird, gefunden, dass ein Fehler der Reproduzierbarkeit einer Installationsposition wahrscheinlicher auftritt als in einem Fall des Einsetzens einer Lichtdetektionseinheit von einem fixierten Typ. Während zum Beispiel der fixierte Typ mit einem Fehler von etwa 20 um fixiert ist, kann der bewegliche Typ mit einem Fehler von etwa 100 um installiert werden. Dieser Fehler führt zu einem Messfehler und dergleichen als ein Ergebnis.
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Außerdem gibt es bei einer Lichtdetektionseinheit einschließlich einer gemeinhin verwendeten optischen Faser Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit, einschließlich einer Beschädigung während der Bewegung. Des Weiteren beträgt, falls zum Beispiel eine optische Faser mit einem Durchmesser von 250 µm verwendet wird, ein zulässiger Fehler etwa 50 µm und es wird ein Fall angenommen, bei dem ein Problem des Überschreitens dieses zulässigen Fehlerbereichs in einer mobilen Lichtdetektionseinheit mit geringer Reproduzierbarkeit einer Installationsposition verursacht wird.
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Außerdem kann, falls eine optische Faser mit einem großen Durchmesser von etwa 750 µm verwendet wird, die Reproduzierbarkeit einer Installationsposition sichergestellt werden, aber stattdessen wird ein optisches System mit einer kleinen numerischen Apertur (NA) gebildet, und die Vorrichtung wird riesig, weil eine Brennlänge verlängert wird.
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Als ein anderes Verfahren ist es möglich, eine Gestaltung bereitzustellen, bei der Vergrößerungen einer Kollimatorlinse und einer Kondensorlinse angepasst werden, aber dies erfordert eine einzige Fokallinse mit einer hohen NA und erhöht die Kosten für eine gesamte Vorrichtung.
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Dies berücksichtigend ist es bei der Lichtdetektionseinheit 104 der vorliegenden Technologie zu bevorzugen, ein Lichtempfangselement PD direkt zu bestrahlen, ohne ein optisches Linsensystem zu verwenden. Zum Beispiel weist die in 4 veranschaulichte Lichtdetektionseinheit 104 das Lichtempfangselement PD und zusätzlich einen Lichtabschirmungsteil S auf und der Lichtabschirmungsteil S ist zwischen der Lichtemissionseinheit 103 und dem Lichtempfangselement PD angeordnet. A in 4 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, wenn Licht von der Lichtemissionseinheit 103 zu einem später beschriebenen Mikroteilchenmesschip M emittiert wird, und B in 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Beispielform des Lichtabschirmungsteils S veranschaulicht.
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Wie in 4 veranschaulicht, ist es, weil eine Konfiguration bereitgestellt ist, bei der gestreutes Licht direkt zu dem Lichtempfangselement PD über den Lichtabschirmungsteil S emittiert wird, möglich, falls die PD eine Größe von zum Beispiel 10 mm aufweist, einen Zustand eines Niveaus zu erreichen, das kein Problem verursacht, selbst wenn es eine Abweichungsmenge von etwa 300 µm gibt.
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Dies kann einen Messfehler reduzieren, der durch einen Fehler einer Installationsposition verursacht wird, und kann verhindern, dass die Vorrichtung riesig wird. Außerdem können teure optische Teile stark reduziert werden und können Kosten der Vorrichtung verringert werden.
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Ein Material und dergleichen des Lichtabschirmungsteils S ist nicht speziell beschränkt, sofern von einem Mikroteilchen erzeugtes Licht abgeschirmt werden kann. Außerdem ist eine Form des Lichtabschirmungsteils S nicht speziell beschränkt, aber er kann zum Beispiel die wie durch B in 4 veranschaulichte Form aufweisen.
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(3) Analyseeinheit 105
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Die Analyseeinheit 105 ist mit der Lichtdetektionseinheit 104 verbunden und analysiert einen Detektionswert von Licht zu einem Mikroteilchen, das durch die Lichtdetektionseinheit 104 detektiert wird. Außerdem kann die Analyseeinheit 105 auch verschiedene Arten von Informationsverarbeitung durchführen und die Lichtemissionseinheit 103, die Lichtdetektionseinheit 104 und dergleichen steuern.
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Bei der vorliegenden Technologie kann die Analyseeinheit 105 elektrisch mit der Lichtdetektionseinheit 104 verbunden sein. Mit dieser Konfiguration kann die Lichtdetektionseinheit 104 mit mehr Freiheit bewegt werden.
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Die Analyseeinheit 105 kann zum Beispiel einen Detektionswert von Licht, der von der Lichtdetektionseinheit 104 empfangen wird, korrigieren und kann eine Merkmalsquantität jedes Mikroteilchens berechnen. Speziell wird die Merkmalsquantität, die eine Größe, eine Form, eine interne Struktur und dergleichen eines Mikroteilchens angibt, aus Detektionswerten der empfangenen Fluoreszenz, des vorwärts gestreuten Lichts und des rückgestreuten Lichts berechnet. Zusätzlich kann ein Sortierungssteuersignal auch erzeugt werden, indem eine Sortierungsbestimmung basierend auf der berechneten Merkmalsquantität, einer Sortierungsbedingung, die vorläufig von der Eingabeeinheit 109 empfangen wird, und dergleichen durchgeführt wird.
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Die Analyseeinheit 105 ist keine notwendige Komponente in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie und ein Zustand und dergleichen eines Mikroteilchens kann basierend auf einem Detektionswert von Licht, das durch die Lichtdetektionseinheit 104 detektiert wird, durch Verwenden einer externen Analysevorrichtung oder dergleichen analysiert werden. Zum Beispiel kann die Analyseeinheit 105 durch einen PC oder eine CPU implementiert werden und kann durch den PC oder die CPU dazu gebracht werden, zu arbeiten, indem ferner dieselbe als ein Programm in einer Hardwareressource, einschließlich Aufzeichnungsmedien (nichtflüchtiger Speicher (USB-Speicher und dergleichen), einer HDD, einer CD und dergleichen), und dergleichen, gespeichert wird. Außerdem kann die Analyseeinheit 105 über ein Netz mit jeder der Einheiten verbunden sein.
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2. Mikroteilchenmessvorrichtung 100
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5 ist ein schematisches konzeptuelles Diagramm, das eine dritte Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie schematisch veranschaulicht, und 6 ist ein schematisches Diagramm, das eine vierte Ausführungsform einer Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie veranschaulicht. Die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie kann nach Bedarf einen Flusspfad P, eine Probenzuführungseinheit 101, eine Fluidsteuereinheit 102, eine Sortierungseinheit 106, eine Ladeeinheit 1061, eine Speichereinheit 107, eine Anzeigeeinheit 108, eine Eingabeeinheit 109, eine Steuereinheit 110 und dergleichen aufweisen.
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In 5 sind ein Flüssigkeitszuführungsschlauch C11, der zum Zuführen einer Flüssigkeit von der Probenzuführungseinheit 101 in der Lage ist, ein Flüssigkeitszuführungsschlauch C21, der zum Zuführen einer Flüssigkeit von einer Hüllflüssigkeitszuführungseinheit 1 in der Lage ist, und ein Flüssigkeitsabflussschlauch C41, der zum Ableiten einer Flüssigkeit in eine Flüssigkeitsabflusseinheit 3 in der Lage ist, nach Bedarf abnehmbar und diese Schläuche können nach einmaliger Verwendung weggeworfen werden (Einweg). Des Weiteren kann auch ein später beschriebener Mikroteilchenmesschip M nach Bedarf ähnlich gehandhabt werden.
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Jede der Einheiten wird unten ausführlich beschrieben.
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(1) Flusspfad P
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Der Flusspfad P kann im Voraus in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie bereitgestellt werden, aber Analyse oder Sortieren kann durch Installieren eines kommerziell verfügbaren Flusspfades P, eines Einwegchips, der mit einem Flusspfad P versehen ist, oder dergleichen in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 durchgeführt werden.
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Eine Form des Flusspfades P, der für die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie verwendet werden kann, ist nicht speziell beschränkt und kann frei gestaltet werden. Zum Beispiel kann, ohne Beschränkung auf einen Flusspfad P, der in zum Beispiel einem zweidimensionalen oder dreidimensionalen Kunststoff- oder Glassubstrat gebildet ist, wie bei der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 aus 5 veranschaulicht, ein Flusspfad P einschließlich einer Flusszelle, die in einem herkömmlichen Durchflusszytometer verwendet wird, wie bei der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 aus 6 veranschaulicht, auch in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie verwendet werden.
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Außerdem sind eine Flusspfadbreite, eine Flusspfadtiefe und eine Querschnittsform des Flusspfades P ebenfalls nicht speziell beschränkt und können frei gestaltet werden, so lange der Flusspfad einen laminaren Fluss ausbilden kann. Zum Beispiel kann ein Mikroflusspfad mit einer Flusspfadbreite von 1 mm oder weniger auch für die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie verwendet werden. Insbesondere kann ein Mikroflusspfad mit einer Flusspfadbreite von etwa 10 µm oder mehr und etwa 1 mm oder weniger bevorzugt in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie verwendet werden.
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(1-1) Mikroteilchenmesschip M
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7 ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration eines Mikroteilchenmesschips M veranschaulicht, der für die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 aus 5 verwendet werden kann, und 8 ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer Öffnung M1 des Mikroteilchenmesschips M veranschaulicht, der für die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 aus 5 verwendet werden kann. A in 7 veranschaulicht eine schematische Draufsicht und B in 7 veranschaulicht eine schematische Querschnittsansicht, die einem Querschnitt P-P in A entspricht. Auch A in 8 veranschaulicht eine Draufsicht, B in 8 eine Querschnittsansicht und C in 8 eine Vorderansicht. Es wird angemerkt, dass B in 8 dem Querschnitt P-P in A aus 7 entspricht.
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Der Mikroteilchenmesschip M wird durch Bonden von Substratschichten Ma und Mb gebildet, wobei ein Probenflusspfad M2 gebildet wird. Der Probenflusspfad M2 kann auf den Substratschichten Ma und Mb gebildet werden, indem Spritzgießen mit einem thermoplastischen Harz durch Verwenden einer Metallform durchgeführt wird. Es ist möglich, einen Kunststoff als das thermoplastische Harz einzusetzen, der üblicherweise als ein Material eines Mikroteilchenmesschips bekannt ist, wie etwa Polycarbonat, Polymethylmethacrylat-Harz (PMMA), zyklisches Polyolefin, Polyethylen, Polystyrol, Polypropylen oder Polydimethylsiloxan (PDMS).
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Außerdem sind in dem Mikroteilchenmesschip M eine Probeneinführungseinheit M3 zum Einführen einer Probe, die ein Mikroteilchen enthält, eine Hülleinführungseinheit M4 zum Einführen einer Hüllflüssigkeit und der Probenflusspfad M2, in den ein Probenfluss eingeführt und mit der Hüllflüssigkeit zusammengeführt wird, gebildet. Die von der Hülleinführungseinheit M4 eingeführte Hüllflüssigkeit wird zugeführt, während sie in zwei Richtungen getrennt wird, und dann mit der Probenflüssigkeit auf eine Weise zusammengeführt, die die Probenflüssigkeit bei einem zusammengeführten Teil zwischen den zwei Richtungen mit der Probenflüssigkeit, die von der Probeneinführungseinheit M3 eingeführt wird, anordnet. Folglich wird ein dreidimensionaler laminarer Fluss, in dem der laminare Probenflüssigkeitsfluss in einer Mitte des laminaren Hüllflüssigkeitsflusses positioniert ist, bei dem Verbindungsteil gebildet.
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Das in A aus 7 veranschaulichte Bezugszeichen M5 gibt einen Ansaugflusspfad zum Beseitigen von Verstopfung oder Luftblasenbildung durch temporäres Umkehren des Flusses durch Anlegen eines negativen Drucks an das Innere des Probenflusspfades M2, wenn eine solche Verstopfung oder Luftblasenbildung in dem Probenflusspfad M2 auftritt, an. Der Ansaugflusspfad M5 weist ein Ende auf, das mit einem Ansaugöffnungsteil M51 gebildet ist, der mit einer negativen Druckquelle, wie etwa einer Vakuumpumpe oder dergleichen, verbunden ist. Außerdem weist der Ansaugflusspfad M5 das andere Ende auf, das mit dem Probenflusspfad M2 bei einem Kommunikationsport M52 verbunden ist.
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Eine laminare Flussbreite des dreidimensionalen laminaren Flusses wird bei verschmälerten Teilen M61 (siehe 7) und M62 (siehe B in 8) verschmälert, die jeweils so gebildet sind, dass die Fläche eines vertikalen Querschnitts relativ zu einer Flüssigkeitszuführungsrichtung allmählich von einer Stromaufwärtsseite zu einer Stromabwärtsseite der Flüssigkeitszuführungsrichtung reduziert wird. Danach wird der dreidimensionale laminare Fluss als ein Fluidstrom von der Öffnung M1, die bei dem einen Ende des Flusspfades bereitgestellt ist, abgelassen.
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Der Fluidstrom, der aus der Öffnung M1 ausgegeben wird, wird durch Anwenden einer Vibration auf die Öffnung M1 durch ein unten beschriebenes Vibrationselement 106a zu Tröpfchen gemacht. Die Öffnung M1 ist in einer Richtung zu Endoberflächen der Substratschichten Ma und Mb geöffnet und ein Ausschnittteil M11 ist zwischen der geöffneten Position und den Endoberflächen der Substratschichten bereitgestellt. Der Ausschnittteil M11 wird durch Schneiden der Substratschichten Ma und Mb zwischen der geöffneten Position der Öffnung M1 und den Substratendoberflächen derart gebildet, dass ein Durchmesser L1 des Ausschnittteils M11 größer als ein Öffnungsdurchmesser L2 der Öffnung M1 wird (siehe C in 8). Bevorzugt wird der Durchmesser L1 des Ausschnittteils M11 als zweimal oder mehr den Öffnungsdurchmesser L2 der Öffnung M1 gebildet, sodass eine Bewegung eines Tröpfchens, das aus der Öffnung M1 ausgegeben wird, nicht behindert wird.
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(1-2) Flusszelle P
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Die Flusszelle P weist Folgendes auf: eine Probeneinführungseinheit P3 zum Einführen einer Probe; eine Hülleinführungseinheit P4 zum Einführen einer Hüllflüssigkeit; einen Flusspfad P2, der einen laminaren Fluss ausbildet, in dem die Hüllflüssigkeit und die Probe zusammengeführt werden und ein laminarer Probenflüssigkeitsfluss in der Mitte von laminaren Hüllflüssigkeitsflüssen angeordnet ist; und eine Öffnung P1. Ein Fluidstrom strömt aus der Öffnung P1 aus und Charakteristiken eines Mikroteilchens werden durch die später beschriebene Lichtemissionseinheit 103 und Lichtdetektionseinheit 104, die in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 enthalten sind, detektiert.
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(2) Probenzuführungseinheit 101
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Die Probenzuführungseinheit 101 führt eine Probe den Probeneinführungseinheiten M3 und P3 über einen Probenflüssigkeitszuführungsschlauch und einen Probeneinführungskopplungsteil C1, die unten beschrieben sind, zu. Zum Beispiel kann die Probenzuführungseinheit 101 eine Probe über eine Düse von einem Probenröhrchen, einer Mikrotiterplatte oder dergleichen, das bzw. die die Probe enthält, ansaugen und zuführen oder kann auch eine Probe durch Anlegen von Druck an eine Gehäuseeinheit zuführen, die ein Probenröhrchen oder dergleichen beherbergen kann, das die Probe enthält.
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(3) Fluidsteuereinheit 102
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Die Fluidsteuereinheit 102 weist die Hüllflüssigkeitszuführungseinheit 1 zum Einführen einer Hüllflüssigkeit in die Hüllflüssigkeitseinführungseinheit M4 auf. 9 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Ausführungsform der Hüllflüssigkeitszuführungseinheit 1 veranschaulicht, und die Hüllflüssigkeitszuführungseinheit weist Folgendes auf: einen Stützteil 11, an dem eine Hüllflüssigkeitsspeichereinheit 10 angebracht werden kann; und einen versiegelten Teil 12. Zum Beispiel wird die Hüllflüssigkeit innerhalb der Hüllflüssigkeitsspeichereinheit 10 der Hüllflüssigkeitseinführungseinheit M4 über den oben beschriebenen Hüllflüssigkeitszuführungsschlauch 2 und einen Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil C2 durch einen Druck zugeführt, der an den versiegelten Teil 12 angelegt wird.
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10 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Ausführungsform der Fluidsteuereinheit 102 veranschaulicht, und die Fluidsteuereinheit 102 weist ferner die Flüssigkeitsabflusseinheit 3 auf. Zum Beispiel werden Verstopfung, Luftblasen und dergleichen in dem Probenflusspfad M2 über den oben beschriebenen Flüssigkeitsabflussschlauch und einen Abflusskopplungsteil C4 durch eine Pumpenfunktion oder dergleichen aus dem Ansaugöffnungsteil M51 zurückgeholt. Außerdem kann die Flüssigkeitsabflusseinheit 3 auch mit der Sortierungseinheit 106 verbunden sein, um ein Tröpfchen, das in der unten beschriebenen Sortierungseinheit 106 nicht sortiert wurde, ein Aerosol und dergleichen anzusaugen.
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Des Weiteren kann, wie in 10 veranschaulicht, die Fluidsteuereinheit 102 einen Installationstisch 4 aufweisen, auf dem die Hüllflüssigkeitszuführungseinheit 1 und die Flüssigkeitsabflusseinheit 3 installiert sein können. Eine Abflusssteuereinheit kann auf dem Installationstisch 4 bereitgestellt sein, kann aber auch an einem anderen Ort als dem Installationstisch 4 als ein Element der unten beschriebenen Steuereinheit 110 bereitgestellt sein.
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Außerdem kann die Fluidsteuereinheit 102 getrennt von der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gebildet sein oder kann als ein Teil der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gebildet sein.
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(4) Verbindungselement C
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11 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer Ausführungsform des Verbindungselements C veranschaulicht, das den Mikroteilchenmesschip M mit der Probenzuführungseinheit 101/Fluidsteuereinheit 102 in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 aus 5 verbindet.
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Das Verbindungselement C der vorliegenden Ausführungsform weist Folgendes auf: den Probeneinführungskopplungsteil C1, der mit der Probeneinführungseinheit M3 gekoppelt ist; den Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil C2, der mit der Hüllflüssigkeitseinführungseinheit M4 gekoppelt ist; einen Ladeelektrodenteil C3, der eine elektrische Ladung an wenigstens einen Teil der Tröpfchen anlegt; und den Abflusskopplungsteil C4, der mit dem Ansaugöffnungsteil M51 gekoppelt ist, und der Probeneinführungskopplungsteil C1, der Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil C2 und der Abflusskopplungsteil C4 sind so positioniert, dass sie mit jeweiligen entsprechenden Positionen des Substrats gekoppelt werden.
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Da das Verbindungselement C, das von dem Mikroteilchenmesschip M und der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 abnehmbar ist, verwendet wird, kann ein Teil in Kontakt mit dem Mikroteilchenmesschip M abgenommen werden und kann das Kontaminationsrisiko reduziert werden. Außerdem kann, weil der oben beschriebene Mikroteilchenmesschip M und das Verbindungselement C je Probe wegwerfbar gemacht sind, die Mühe eines Reinigungsvorgangs, der zur Zeit des Änderns einer Probe durchgeführt wird, weggelassen werden und kann eine Belastung eines Bedieners reduziert werden.
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Des Weiteren kontaktiert der Ladeelektrodenteil C3 den Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil C2 und kann eine elektrische Ladung an wenigstens einen Teil von Tröpfchen durch die Hüllflüssigkeit anlegen. Eine Konfiguration des Ladeelektrodenteils C3 ist nicht speziell beschränkt, kann aber Folgendes aufweisen: Verbindungsteile C31/C32, die mit der Ladeeinheit 1061 verbunden sind; und einen Kontaktteil C33, der zum Beispiel den Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil C2, wie in 12 veranschaulicht, kontaktiert. Einzelheiten der Ladeeinheit 1061 werden nach (8) der Sortierungseinheit 106 beschrieben.
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Des Weiteren weisen die Verbindungsteile C31/C32 und der Kontaktteil C33 bevorzugt Metalle auf. Währenddessen kann, weil die für die Verbindungsteile C31/C32 und den Kontaktteil C33 verwendeten Metalle wegwerfbar gemacht sind, die Mühe eines Reinigungsvorgangs, der zur Zeit des Änderns einer Probe durchgeführt wird, weggelassen werden und kann eine Belastung eines Bedieners reduziert werden.
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Außerdem weist der Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil C2, wie in 11 und 12 veranschaulicht, auch Folgendes auf: den Flüssigkeitszuführungsschlauch C21, der zum Zuführen einer Flüssigkeit von der Hüllflüssigkeitszuführungseinheit 1 in der Lage ist; den Flüssigkeitszuführungsschlauch C11, der zum Zuführen einer Flüssigkeit von der Probenzuführungseinheit 101 in der Lage ist; und den Flüssigkeitsabflussschlauch C41, der zum Ableiten einer Flüssigkeit in die Flüssigkeitsabflusseinheit 3 in der Lage ist. Diese Schläuche können auch eine ähnliche Konfiguration, abnehmbar von dem Mikroteilchenmesschip M und der Mikroteilchenmessvorrichtung 100, aufweisen und können je Probe wegwerfbar gemacht werden.
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(5) Lichtemissionseinheit 103
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Da die Lichtemissionseinheit 103 jener oben beschriebenen entspricht, wird die Beschreibung hier weggelassen.
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(6) Lichtdetektionseinheit 104
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Da die Lichtdetektionseinheit 104 jener oben beschriebenen entspricht, wird die Beschreibung hier weggelassen. Es wird angemerkt, dass die Lichtdetektionseinheit 104 auch mehrere Lichtdetektionseinheiten aufweisen kann, obwohl die Lichtdetektionseinheit 104 oben als eine einzige Lichtdetektionseinheit in 5 und 6 beschrieben wurde.
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(7) Analyseeinheit 105
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Da die Analyseeinheit 105 jener oben beschriebenen entspricht, wird die Beschreibung hier weggelassen.
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(8) Sortierungseinheit 106 (einschließlich Ladeeinheit 1061)
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Die Sortierungseinheit 106 weist wenigstens Folgendes auf: das Vibrationselement 106a, das ein Tröpfchen erzeugt; eine Ablenkungsplatte 106b, die das geladene Töpfchen in eine gewünschte Richtung ändert; und einen Sammelbehälter, der Tröpfchen sammelt. Die Ladeeinheit 1061 ist in 5 und 6 getrennt definiert, aber die Ladeeinheit ist ein Teil der Sortierungseinheit 106 und führt das Laden basierend auf einem Sortierungssteuersignal durch, das durch die Analyseeinheit 105 erzeugt wird.
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Bei der in 5 veranschaulichten Mikroteilchenmessvorrichtung 100 erzeugt das Vibrationselement 106a ein Tröpfchen durch Anwenden einer Vibration auf die Öffnung M1, wie oben beschrieben ist. Die Ladeeinheit 1061 ist mit dem Ladeelektrodenteil C3 verbunden, der mit dem oben beschriebenen Hüllflüssigkeitsflusseinführungskopplungsteil C2 gekoppelt ist, und lädt das Tröpfchen, das aus der Öffnung M1 des Mikroteilchenmesschips M ausgegeben wird, basierend auf einem Sortierungssteuersignal, das durch die Analyseeinheit 105 erzeugt wird, positiv oder negativ.
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Andererseits erzeugt das Vibrationselement 106a bei der in 6 veranschaulichten Mikroteilchenmessvorrichtung 100 ein Tröpfchen durch Anwenden einer Vibration auf einen Fluidstrom, der von der Öffnung M1 ausgegeben wird, und die Ladeeinheit 1061 lädt das Tröpfchen basierend auf einem Sortierungssteuersignal, das durch die Analyseeinheit 105 erzeugt wird, positiv oder negativ.
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Dann wird eine Bewegungsrichtung des geladenen Tröpfchens geändert und in eine gewünschte Richtung durch die Ablenkungsplatte (Gegenelektrode) 106b, an die eine Spannung angelegt wird, sortiert.
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Es wird angemerkt, dass das zu verwendende Vibrationselement 106a nicht speziell beschränkt ist und ein beliebiges bekanntes Vibrationselement frei ausgewählt und verwendet werden kann. Als ein Beispiel kann ein Piezovibrationselement oder dergleichen exemplarisch genannt werden. Außerdem kann eine Größe eines Tröpfchens durch Anpassen einer Flüssigkeitszuführungsmenge zu dem Flusspfad P, eines Durchmessers eines Ausgabeports, einer Vibrationsfrequenz des Vibrationselements 106a und dergleichen angepasst werden und ein Tröpfchen, das eine konstante Menge von Mikroteilchen enthält, kann erzeugt werden.
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(9) Speichereinheit 107
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Die Speichereinheit 107 speichert alle Gegenstände, die mit der Messung in Zusammenhang stehen, wie etwa einen Wert, der durch die Lichtdetektionseinheit 104 detektiert wird, eine Merkmalsquantität, die durch die Analyseeinheit 105 berechnet wird, ein Sortierungssteuersignal, eine Sortierungsbedingungseingabe von der Eingabeeinheit 109 und dergleichen.
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Bei der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 ist die Speichereinheit 107 keine notwendige Komponente und eine externe Speichervorrichtung kann auch verbunden werden. Als die Speichereinheit 107 kann zum Beispiel eine Festplatte oder dergleichen verwendet werden. Des Weiteren kann die Speichereinheit 107 über ein Netz mit jeder der Einheiten verbunden sein.
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(10) Anzeigeeinheit 108
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Die Anzeigeeinheit 108 kann alle Gegenstände anzeigen, die mit der Messung in Zusammenhang stehen, wie etwa einen Wert, der durch die Lichtdetektionseinheit 104 detektiert wird, eine Merkmalsquantität, die durch die Analyseeinheit 105 berechnet wird, und dergleichen. Bevorzugt kann die Anzeigeeinheit 108 eine Merkmalsquantität, die durch die Analyseeinheit 105 für jedes Mikroteilchen berechnet wird, als ein Streudiagramm anzeigen.
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Bei der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 ist die Anzeigeeinheit 108 keine notwendige Komponente und eine externe Anzeigevorrichtung kann verbunden werden. Als die Anzeigeeinheit 108 kann zum Beispiel auch eine Anzeige, ein Drucker oder dergleichen verwendet werden.
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(11) Eingabeeinheit 109
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Die Eingabeeinheit 109 ist ein Teil, der durch einen Benutzer, wie etwa einen Bediener, bedient wird. Ein Benutzer kann durch die Eingabeeinheit 109 auf die Steuereinheit 110 zugreifen, um jede der Einheiten der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie zu steuern. Bevorzugt kann die Eingabeeinheit 109 einen Beachtungsbereich für ein Streudiagramm, das auf der Anzeigeeinheit angezeigt wird, festlegen und eine Sortierungsbedingung bestimmen.
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Bei der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 ist die Eingabeeinheit 109 keine notwendige Komponente und eine externe Bedienungsvorrichtung kann auch verbunden werden. Als die Eingabeeinheit 109 kann zum Beispiel auch eine Maus, eine Tastatur oder dergleichen verwendet werden.
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(12) Steuereinheit 110
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Die Steuereinheit 110 ist so konfiguriert, dass sie zum Steuern von jeder der Probenzuführungseinheit 101, der Fluidsteuereinheit 102, der Lichtemissionseinheit 103, der Lichtdetektionseinheit 104, der Analyseeinheit 105, der Sortierungseinheit 106, der Ladeeinheit 1061, der Speichereinheit 107, der Anzeigeeinheit 108 und der Eingabeeinheit 109 in der Lage ist. Die Steuereinheit 110 kann getrennt für jede der Einheiten bereitgestellt werden und kann des Weiteren außerhalb der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die Steuereinheit durch einen PC oder eine CPU implementiert werden und kann durch den PC oder die CPU dazu gebracht werden, zu arbeiten, indem ferner dieselbe als ein Programm in einer Hardwareressource, einschließlich Aufzeichnungsmedien (nichtflüchtiger Speicher (USB-Speicher und dergleichen), einer HDD, einer CD und dergleichen), und dergleichen, gespeichert wird. Außerdem kann die Steuereinheit 110 über ein Netz mit jeder der Einheiten verbunden sein.
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(13) Anderes
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Die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Technologie kann in einem Biosicherheitsschrank untergebracht sein. Da die Mikroteilchenmessvorrichtung in dem Biosicherheitsschrank untergebracht ist, ist es möglich, Folgendes zu verhindern: Streuen zu einem Umgebungsbereich, einschließlich eines Benutzers; und eine Probenkontamination. Die Fluidsteuereinheit 102 ist nicht notwendigerweise in dem Biosicherheitsschrank untergebracht und kann mit der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 über jeden Schlauch bei einem geöffneten Teil einer Wandoberfläche des Biosicherheitsschranks verbunden sein.
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Außerdem weist jede der Einheiten der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 eine Konfiguration auf, die gereinigt werden kann, um eine Probenkontamination zu vermeiden. Insbesondere weist das Gehäuse 1000, das die Probenzuführungseinheit 101, den Flusspfad P und die Sortierungseinheit 106 aufweist, die jeweils möglicherweise eine Probe kontaktieren, bevorzugt eine Konfiguration auf, die gereinigt werden kann.
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3. Reinigungsverfahren für die Mikroteilchenmessvorrichtung
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Bei einem Reinigungsverfahren für eine Mikroteilchenmessvorrichtung gemäß der vorliegenden Technologie wird die Mikroteilchenmessvorrichtung 100 durch Bewegen der Lichtdetektionseinheit 104 von der Detektionsposition weg in der Mikroteilchenmessvorrichtung 100 gereinigt, die wenigstens Folgendes aufweist: die Lichtemissionseinheit 103, die Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen emittiert; die Lichtdetektionseinheit 104, die Licht, das von einem Mikroteilchen erzeugt wird, bei einer vorbestimmten Detektionsposition detektiert; und die Analyseeinheit 105, die mit der Lichtdetektionseinheit 104 verbunden ist und einen Detektionswert des Lichts analysiert, das durch die Lichtdetektionseinheit 104 detektiert wird, wobei die Lichtdetektionseinheit 104 von der Detektionsposition weg beweglich ist. Da die Mikroteilchenmessvorrichtung 100, die Lichtemissionseinheit 103, die Lichtdetektionseinheit 104 und die Analyseeinheit 105 jenen oben beschriebenen entsprechen, wird die Beschreibung hier weggelassen. Mit anderen Worten kann das beanspruchte Verfahren beschrieben werden als ein Verfahren zur Messung von Mikroteilchen mit folgenden Schritten:
- - Emittieren von Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen mit einer Lichtemissionseinheit,
- - Detektieren von Licht, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird, bei einer vorbestimmten Detektionsposition, mit einer Lichtdetektionseinheit,
- - Analysieren eines Detektionswerts des Lichts, das durch die Lichtdetektionseinheit detektiert wurde, mit einer Analyseeinheit, wobei die Analyseeinheit mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist,
- - Bewegen der Lichtdetektionseinheit von der Detektionsposition weg, um eine Reinigung der Mikroteilchenmessvorrichtung vorzunehmen.
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Es wird angemerkt, dass die vorliegende Technologie auch folgende Konfigurationen aufweisen kann.
- (1) Eine Mikroteilchenmessvorrichtung weist wenigstens Folgendes auf:
- eine Lichtemissionseinheit, die Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen emittiert;
- eine Lichtdetektionseinheit, die Licht, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird, bei einer vorbestimmten Detektionsposition detektiert; und
- eine Analyseeinheit, die mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist und einen Detektionswert des Lichts analysiert, das durch die Lichtdetektionseinheit detektiert wird,
- wobei die Lichtdetektionseinheit von der Detektionsposition weg beweglich ist.
- (2) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach (1), wobei die Lichtdetektionseinheit eine Detektionseinheit für vorwärts gestreutes Licht ist.
- (3) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach (1) oder (2), wobei die Detektionsposition eine Position ist, die der Lichtemissionseinheit zugewandt ist, wobei das Mikroteilchen dazwischenliegt, und die Detektionsposition eine voreingestellte Position ist, so dass Licht detektiert werden kann, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird.
- (4) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach einem von (1) bis (3), die ferner einen Rotationswellenteil aufweist, der mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist und eine vorbestimmte Rotationsachse definiert,
wobei die Lichtdetektionseinheit um die vorbestimmte Achse mit Bezug auf die Detektionsposition drehbar ist.
- (5) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach (4), wobei die Lichtdetektionseinheit mit Bezug auf die Detektionsposition aufwärts bewegt werden kann, während sie um die vorbestimmte Achse herum gedreht wird.
- (6) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach einem von (1) bis (5), wobei die Lichtdetektionseinheit in einer horizontalen Richtung und/oder einer vertikalen Richtung mit Bezug auf die Detektionsposition beweglich ist.
- (7) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach einem von (1) bis (6), die ferner ein Gehäuse aufweist, in dem die Lichtemissionseinheit und die Analyseeinheit untergebracht sind,
wobei die Lichtdetektionseinheit vollständig von dem Gehäuse getrennt sein kann.
- (8) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach einem von (1) bis (7), wobei die Analyseeinheit elektrisch mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist.
- (9) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach einem von (1) bis (8), wobei die Lichtdetektionseinheit ein Lichtempfangselement aufweist, das Licht empfängt, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird.
- (10) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach (9), wobei die Lichtdetektionseinheit einen Lichtabschirmungsteil aufweist, der zwischen der Lichtemissionseinheit und dem Lichtempfangselement angeordnet ist und einen Teil des von dem Mikroteilchen erzeugten Lichts abschirmt.
- (11) Die Mikroteilchenmessvorrichtung nach einem von (1) bis (10), die ferner Folgendes aufweist:
- ein Gehäuse, in dem die Lichtemissionseinheit und die Analyseeinheit untergebracht sind; und
- eine von dem Gehäuse abnehmbare Abdeckung,
- wobei die Lichtdetektionseinheit mit der Abdeckung abgedeckt werden kann.
- (12) Ein Reinigungsverfahren für eine Mikroteilchenmessvorrichtung, das Reinigen der Mikroteilchenmessvorrichtung durch Bewegen einer Lichtdetektionseinheit von einer Detektionsposition weg in der Mikroteilchenmessvorrichtung aufweist, die wenigstens Folgendes aufweist: eine Lichtemissionseinheit, die Licht zu einem zu analysierenden Mikroteilchen emittiert; die Lichtdetektionseinheit, die Licht, das von dem Mikroteilchen erzeugt wird, bei der vorbestimmten Detektionsposition detektiert; und eine Analyseeinheit, die mit der Lichtdetektionseinheit verbunden ist und einen Detektionswert des Lichts analysiert, das durch die Lichtdetektionseinheit detektiert wird, wobei die Lichtdetektionseinheit von der Detektionsposition weg beweglich ist.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 100
- Mikroteilchenmessvorrichtung
- 101
- Probenzuführungseinheit
- 102
- Fluidsteuereinheit
- 103
- Lichtemissionseinheit
- 104
- Lichtdetektionseinheit
- 1000
- Gehäuse
- 1041
- Detektionseinheit für vorwärts gestreutes Licht
- 1042
- Fluoreszenzdetektionseinheit
- 1043
- Detektionseinheit für rückgestreutes Licht
- 105
- Analyseeinheit
- 106
- Sortierungseinheit
- 106a
- Vibrationselement
- 106b
- Ablenkungsplatte
- 1061
- Ladeeinheit
- 107
- Speichereinheit
- 108
- Anzeigeeinheit
- 109
- Eingabeeinheit
- 110
- Steuereinheit
- 111
- Optisches Filter
- 1000
- Gehäuse
- 1011
- Rotationswellenteil
- 1
- Hüllflüssigkeitszuführungseinheit
- 10
- Hüllflüssigkeitsspeichereinheit
- 11
- Stützteil
- 12
- Versiegelter Teil
- 2
- Hüllflüssigkeitszuführungsschlauch
- 3
- Flüssigkeitsabflusseinheit
- 4
- Installationstisch
- P
- Flusspfad
- R1
- Laserstrahl
- R2
- Gestreutes Licht
- BSC
- Rückgestreutes Licht
- FL
- Fluoreszenz
- FSC
- Vorwärts gestreutes Licht
- S
- Lichtabschirmungsteil
- PD
- Lichtempfangselement
- M
- Mikroteilchenmesschip
- Ma, Mb
- Substratschicht
- M1
- Öffnung
- M11
- Ausschnittteil
- M2
- Probenflusspfad
- M3
- Probeneinführungseinheit
- M4
- Hülleinführungseinheit
- M5
- Ansaugflusspfad
- M51
- Ansaugöffnungsteil
- M52
- Kommunikationsport
- M61, M62
- Verschmälerter Teil
- M7
- Gerader Teil
- L1
- Durchmesser des Ausschnittteils M11
- L2
- Öffnungsdurchmesser der Öffnung M1
- C
- Verbindungselement
- C1
- Probeneinführungskopplungsteil
- C11
- Flüssigkeitszuführungsschlauch, der zum Zuführen einer Flüssigkeit von der Probenzuführungseinheit in der Lage ist
- C111
- Schlauchfixierungsteil
- C2
- Hüllflüssigkeitseinführungskopplungsteil
- C21
- Flüssigkeitszuführungsschlauch, der zum Zuführen einer Flüssigkeit von der Hüllflüssigkeitszuführungseinheit in der Lage ist
- C3
- Ladeelektrodenteil
- C31, C32
- Verbindungsteil
- C33
- Kontaktteil
- C4
- Abflusskopplungsteil
- C41
- Flüssigkeitsabflussschlauch, der zum Ableiten einer Flüssigkeit in die Flüssigkeitsabflusseinheit in der Lage ist
