JP2010230629A - フローサイトメータおよびサンプル液供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フローサイトメータおよびサンプル液供給装置において、サンプル液を種々取り替えながらサンプル液をフローチャンバに導入するとき、サンプル液導入管の汚染を防止する。
【解決手段】フローサイトメータに用いるサンプル液供給装置は、サンプル液を収納する容器本体と、サンプル液をフローチャンバ内に導入するサンプル液導入管が一体化して設けられ、容器本体の開口部に蓋として装着される蓋部材と、サンプル液導入管を把持した状態で、フローチャンバに設けられた凹部に嵌合する嵌合部材と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、サンプル液に含まれる測定対象物に光を照射することにより、測定対象物が発する光を測定するフローサイトメータ、およびサンプル液が層流として流れるように、サンプル液に含まれる測定対象物をシース液内に供給するサンプル液供給装置に関する。

医療、生物分野で用いられるフローサイトメータは、光を照射することにより測定対象物の発する光を受光して、測定対象物の種類を特定し、分析するものである。
具体的には、フローサイトメータは、細胞、ＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、蛋白等の生体物質を含む混濁液を蛍光試薬でラベル化し、圧力を与えて毎秒１０ｍ以内程度の速度で管路内を流れるシース液に測定対象物を流してラミナーシースフローを形成する。このフロー中の測定対象物にレーザ光を照射することにより、測定対象物に付着した蛍光色素が発する蛍光を受光し、この蛍光をラベルとして識別することで測定対象物を特定するものである。

このフローサイトメータでは、例えば、細胞内のＤＮＡ、ＲＮＡ、酵素、蛋白質等の細胞内相対量を計測し、またこれらの働きを短時間で解析することができる。また、特定のタイプの細胞や染色体を蛍光によって特定し、特定した細胞や染色体のみを生きた状態で短時間に選別収集するセル・ソータ等が用いられる。

このようなフローサイトメータを用いてサンプル液内の生体物質を精度よく測定するには、供給するサンプル液が汚染されていないことが重要である。
一般に、サンプル液の供給部は、蛍光検出装置のフローチャンバに一体的に設けられたサンプル液導入管を、サンプル液中に浸し、サンプル液の液面から空気による加圧でサンプル液をフローチャンバ内に供給する。フローチャンバ内に供給されたサンプル液は、シース液内をシース液とともに流れて、生体物質等の測定対象物が一定の間隔で離間して一定の速度で流れるラミナーシースフローを形成することができる。
このとき、サンプル液導入管は、生体物質等の測定対象物を含むサンプル液を種々取り替えながら、フローチャンバ内に流すので、サンプル液導入管およびフローチャンバは、サンプル液を取り替えるたびに、表面に付着した先行サンプル液の生体物質を完全に洗浄、除去することが行われる。

下記特許文献１には、フローサイトメータ中の細胞汚染物質を洗浄する方法が記載されている。この方法は、強酸化性溶液、無粒子中性ｐＨ流体および弱酸を逐次流体系に添加することを含むフローサイトメータを洗浄する方法である。
この方法で、フローサイトメータを洗浄することにより、先行試料からの０．１％の汚染が真実でない結果をもたらすことを防止することができる、としている。

特開平５−１１３３９６号公報

しかし、上記文献に記載の方法でも、先行して流した生体物質を完全に除去することはできない。今日、生体物質の中から、所定の条件を満たす極めて僅かな生体物質を見つけ出す作業が行われるため、流体系内の汚染をゼロにすることが望まれている。特に、サンプル液を種々取り替えながらサンプル液をフローチャンバに導入するサンプル液導入管の汚染を防止することが必要である。

そこで、本発明は、サンプル液を種々取り替えながらサンプル液をフローチャンバに導入するサンプル液導入管の汚染を防止できるフローサイトメータおよびサンプル液供給装置を提供することを目的とする。

上記目的は、サンプル液に含まれる測定対象物に光を照射することにより、測定対象物が発する光を測定する、以下のフローサイトメータにより達成することができる。すなわち、フローサイトメータは、
（Ａ）前記サンプル液をシース液内に供給するサンプル液供給部と、
（Ｂ）前記シース液内に前記サンプル液を供給することにより、前記サンプル液に含まれる測定対象物がそれぞれ離間した状態で一列に流れる層流を形成するフローチャンバと、
（Ｃ）形成された前記層流中の前記測定対象物に光を照射することにより前記測定対象物が発する光を測定し、測定結果から測定対象物を分析する検出・分析部と、を有し、
（Ｄ）前記フローチャンバには前記サンプル液導入管の受け口に凹部が設けられ、
（Ｅ）前記サンプル液供給部は、前記サンプル液を前記フローチャンバ内に導入するサンプル液導入管が一体化して構成され、サンプル液を収納する容器本体の開口部に蓋として装着される蓋部材と、前記サンプル液導入管を把持した状態で、前記フローチャンバの前記凹部に嵌合することにより、前記サンプル液導入管を前記フローチャンバに対して固定する嵌合部材と、を備える。

前記フローチャンバは、前記層流の通路を形成する断面が一定の管路と、前記管路に前記サンプル液を導入する、漏斗状に断面が狭くなる管路導入部と、を有し、前記サンプル液導入管の先端が前記管路導入部の所定の位置に位置決めされるように、前記嵌合部材は前記フローチャンバの前記凹部に嵌合されることが好ましい。
また、前記嵌合部材は、前記サンプル液導入管が貫通する貫通孔を有し、前記サンプル液導入管は、前記貫通孔を貫通し、前記嵌合部材は、前記凹部に対して螺合により固定され、前記嵌合部材が前記貫通孔を貫通した前記サンプル液導入管を前記螺合で締め付けることにより、前記サンプル液導入管を固定することが好ましい。

前記蓋部材は、加圧用空気を前記容器本体に導入する空気加圧管が設けられ、前記空気加圧管は、前記フローチャンバに設けられた空気導入路と接続されることが好ましい。
さらに、前記容器本体を、前記容器本体の前記開口部と反対側の底部を支持する支持部材を備えることが好ましい。

さらに、前記嵌合部材と前記蓋部材との間に、前記サンプル液導入管の前記フローチャンバへの挿入長さを規定する長さ調整部材が、前記サンプル液導入管に沿って設けられることが好ましい。

上記目的は、サンプル液が層流として流れるように、サンプル液に含まれる測定対象物をシース液内に供給する、以下のサンプル液供給装置により達成することができる。すなわち、サンプル液供給装置は、
（Ｆ）サンプル液を収納する容器本体と、
（Ｇ）前記サンプル液をフローチャンバ内に導入するサンプル液導入管が一体化して設けられ、前記容器本体の開口部に蓋として装着される蓋部材と、
（Ｈ）前記サンプル液導入管を把持した状態で、前記フローチャンバに設けられた凹部に嵌合する嵌合部材と、を備える。

上記フローサイトメータおよびサンプル液供給装置において、蓋部材には、サンプル液導入管が一体化して設けられているので、サンプル液導入管が一体化した蓋部材を、使い捨て部材として用いることができる。したがって、サンプル液を種々取り替えながらサンプル液をフローチャンバに導入するサンプル液導入管の汚染を防止することができる。
また、サンプル液供給部は、サンプル液を収納する容器本体と、サンプル液をフローチャンバ内に導入するサンプル液導入管が一体化して設けられ、容器本体の開口部に蓋として装着される蓋部材と、サンプル液導入管を把持した状態で、フローチャンバに設けられた凹部に嵌合し固定する嵌合部材と、を有するので、サンプル液導入管をフローチャンバに対して確実に固定することができる。

本発明のフローサイトメータの一実施形態であるフローサイトメータの概略構成図である。 （ａ），（ｂ）は、図１に示すフローサイトメータで用いる蓋部材をフローチャンバに固定する方法を説明する図である。 図１に示すフローサイトメータで用いる蓋部材がフローチャンバに固定された状態を示す図である。

以下、本発明のフローサイトメータおよびサンプル液供給装置について詳細に説明する。
図１は、本発明のフローサイトメータの一実施形態の概略構成図である。図１に示すフローサイトメータ１０は、本発明のサンプル供給装置の一実施形態のサンプル供給装置１２を含んでいる。
フローサイトメータ１０は、サンプル液供給装置１２と、フローチャンバ１４と、検出・分析部１６と、を主に有する。図１に示すフローサイトメータでは、サンプル液が図１中下側から上側に向けて供給される。

（フローチャンバ）
フローチャンバ１４は、サンプル液をシース液内に供給することにより、生体物質等の測定対象物がそれぞれ離間した状態で一列に流れる層流（ラミナーシースフロー）を形成する部材である。フローチャンバ１４はガラスあるいは石英を用いて構成される。図１に示すように、フローチャンバ１４の流体の通路は、シース液導入部１８と、管路２０と、管路導入部２２を有する。

シース液導入部１８は、図示されないシース液供給部から一定の速度でシース液供給管２４を通して供給されたシース液を導入する流路である。
管路２０は、サンプル液の層流の流路を形成する、断面が一定の長尺状の部分であり、この管路２０上に、測定対象物がレーザ光による照射を受ける測定点を備える。
管路導入部２２は、後述するように、サンプル液を管路２０に導入する、漏斗状に断面が狭くなる流路の部分である。

フローチャンバ１４には、さらに、サンプル液を空気で加圧するために空気を導入する空気導入路２６が設けられ、図示されない空気供給装置と接続された空気供給管２８を通して、加圧用空気の供給を受ける。空気導入路２６は、後述するサンプル液供給装置１２の蓋部材４４から延びる空気加圧管５２と接続される。
また、フローチャンバ１４には、後述するように、サンプル液導入管４８を固定するための凹部５０と、サンプル液導入管４８の先端位置が所定の位置に来るように、サンプル液導入管４８をガイドするガイド部４９と、を有する。
フローチャンバ１４の管路２０の上部出口は、図示されない回収容器に接続された回収管に接続されて、測定後のサンプル液は回収される。

（検出・分析部）
検出・分析部１６は、レーザ光照射部３０と、第１受光部３２と、第２受光部３４と、データ分析装置３６とを有する。
レーザ光照射部３０は、図示しないレーザ電源に接続されており、図示されない制御装置の制御の下、フローチャンバ１４の管路２０内を流れる、測定対象物が１列に並んだサンプル液流に向けて、レーザ光を連続的に出射する。レーザ光照射部３０は、測定対象物に付着された蛍光色素を励起させて特定波長範囲の蛍光を発生させるように、特定波長のレーザ光を照射する。レーザ光照射部３０としては、固体レーザや半導体レーザなどの、周知のレーザ装置を用いればよい。レーザ光照射部３０が出射するレーザ光の光路には集束レンズ３７が、管路２０の一点で集束するように設けられる。したがって、この集束レンズ３７により、収束位置において測定点が形成される。

第１受光部３２は、上記測定点を挟んでレーザ光照射部３０と対向するように配置されている。第１受光部３２は、測定点を通過する測定対象物によるレーザ光の前方散乱光を連続して受光し、受光した前方散乱光の強度に応じたアナログ電気信号を出力する。
一方、第２受光部３４は、レーザ照射部３０から出射されるレーザ光の出射方向に対して垂直方向であって、かつ、管路２０の延びる方向に対して垂直方向に配置されている。第２受光部３４は、レーザ光の照射によって測定対象物が発する蛍光を受光して、受光した蛍光の強度に応じたアナログ電気信号を出力する。第１受光部３２および第２受光部３４における光検出およびアナログ電気信号の出力には、ＰＭＴ（Photo Multiplier Tube）を用いることができる。

データ分析装置３６は、データ取得部３８と、データ処理・分析部４０とを有して構成されている。データ取得部３８は、第１受光部３２および第２受光部３４から出力されたアナログ信号を受け取り、このアナログ信号をＡＤ変換してデジタル信号として出力する。データ処理・分析部４０は、データ取得部３８から出力されたデジタル情報を処理して、例えば、各測定対象物の染色具合（蛍光色素量の程度）を示す情報（染色量情報）を取り出す。データ処理・分析部４０は、さらに、この染色量情報に基づいて、染色量情報に対応する測定対象物が、所定の条件を満足する物質であるか否かを判別することで、分析を行う。
データ分析装置３６には、ディスプレイやプリンタなど、図示しない出力装置が接続されており、データ処理における解析結果を表示出力することが可能となっている。

（サンプル液供給装置）
サンプル液供給装置１２は、容器本体４２と、蓋部材４４と、嵌合部材４６を主に有する。
容器本体４２は、サンプル液を収納する試験管等の収納容器である。
蓋部材４４は、サンプル液をフローチャンバ１４内に導入するサンプル液導入管４８が一体化して、すなわち一体的に固定して設けられ、容器本体４２の開口部に蓋として装着される。蓋部材４４には、サンプル液をフローチャンバ１４内に下方から上方に押し上げて供給するための加圧用空気を導入する空気導入管５２が設けられ、フローチャンバ１４の空気導入路２６と接続される。すなわち、サンプル液導入管４８と空気導入管５２が、蓋部材４４とともに一体的に固定されて構成され、分離不可能になっている。したがって、蓋部材４４は、サンプル液を収納する容器本体４２を替えるたびに交換され廃棄される。すなわち、蓋部材４４は使い捨て部材として用いられる。

嵌合部材４６は、サンプル液導入管４８を把持した状態で、フローチャンバ１４に設けられた凹部５０に嵌合する樹脂製部材である。すなわち、嵌合部材４６は、サンプル液導入管４８が貫通する貫通孔を有し、サンプル液導入管４８が貫通孔を貫通することで、嵌合部材４６はサンプル液導入管４８を把持する。
嵌合部材４６の先端部は、先端に行くほど断面が狭くなるようにテーパ４６ａ(図２（ａ）参照)が付けられている。

一方、嵌合部材４６の凹部５０と接触する表面にはお螺子が設けられ、凹部５０にはめ螺子が設けられている。凹部５０の寸法は、嵌合部材４６の寸法と同等か、あるいはこの寸法に比べてわずかに小さく設けられ、嵌合部材４６を凹部５０内に圧入しながら捩じ込むことにより、勘合部材４６と凹部５０とが螺合して固定される。嵌合部材４６が、貫通孔を貫通したサンプル液導入管４８を螺合により締め付けることにより、サンプル液導入管４８を嵌合部材４６に対してしっかりと動かないように固定する。したがって、サンプル液導入管４８を把持する嵌合部材４６が凹部５０に圧入されて、凹部５０に嵌合し、この嵌合により、嵌合部材４６は、フローチャンバ１４に対して動かないように固定され、さらに、この嵌合部材４６にサンプル液導入管４８がしっかり固定される。

さらに、嵌合部材４６と蓋部材４４との間には、サンプル液導入管４８の先端が、フローチャンバ１４内の管路導入部２２の定められた位置に位置決めされるように、すなわち、サンプル液導入管４８の、フローチャンバ１４への挿入長さを所定の長さに規定するように、長さ調整部材５４がサンプル液導入管４８に沿って設けられている。

容器本体４２は、フローサイトメータ１０の基台５６から延びる支持部材５８により、容器本体４２の開口部と反対側の底部４２ａから支持される。この支持部材５６は、図示されるように、基台５６から引き出し自在な構成になっている。
したがって、支持部材５６により、サンプル液導入管４８の先端が、容器本体４２および蓋部材４４とともに、図中下方に移動しないように固定される。

フローサイトメータ１０において、サンプル液を取り替えるとき、蓋部材４４と、サンプル液を収容する容器本体４２も取り替え、その度に、蓋部材４４と容器本体４２とがフローチャンバ１４に固定される。このとき、サンプル液導入管４８の先端を正確に位置決めし、動かないように固定する。
サンプル液導入管４８の先端を正確に位置決めし、動かないように固定するのは、サンプル液導入管４８の先端の位置によって、測定対象物が測定点を通過する位置が変動することを防止するためである。サンプル液導入管４８の先端は、サンプル液を管路２０内に導く管路導入部２２に位置するように設けられるが、管路導入部２２は漏斗状に流路断面が狭くなる部分であるため、管路導入部２２内の流路断面のどの位置からサンプル液を供給するかによって、測定点における測定対象物の速度や管路２０内の通過位置のばらつきが変化する。測定対象物の流れが変化することは、精度の高い分析を安定して行う上で好ましくない。したがって、サンプル液を供給するサンプル液導入管４８を、サンプル液を替えるたびに、蓋部材４４を取り替えても、サンプル液導入管４８の先端をフローチャンバ１４に対して常に所定の位置に保つことは重要である。このようなサンプル液導入管４８の固定方法をより詳細に説明する。

（蓋部材の固定方法）
図２（ａ），（ｂ）は、蓋部材４４のフローチャンバ１４に固定する方法を説明する図である。図３は、蓋部材４４がフローチャンバ１４に固定された状態を示す図である。
まず、図２（ａ）に示すように、容器本体４２の開口部に蓋部材４４を装着した状態で、サンプル液導入管４８の基部に長さ調整部材５４を装着する。この後、嵌合部材４６の貫通孔にサンプル液導入管４６を通す。サンプル液導入管４６の径に対して、嵌合部材４６の貫通孔の径は同等程度であり、嵌合部材４６を周囲から締め付けることによりサンプル液導入管４６を固定することができるように、寸法が定められている。

次に、図２（ｂ）に示すように、嵌合部材４６を、長さ調整部材５４と接するようにサンプル液導入管４８の基部に移動した状態で、嵌合部材４６を凹部５０に対して、捩じ込むことにより嵌合させる。このとき、サンプル液導入管４８の先端は、ガイド部４９を通してフローチャンバ１４内の管路導入部２２に位置する。勘合部材４６と凹部５０との接触する表面には、螺子が設けられ、しかも、嵌合部材４６の寸法に対して凹部５０の寸法は同等かあるいは若干小さいので、嵌合部材４６を凹部５０に圧入するように捩じ込む。このとき、樹脂製の嵌合部材４６は凹部５０から圧力を受ける。したがって、嵌合部材４６に把持されているサンプル液導入管４８は貫通孔内で締め付けられて、嵌合部材４６に固定される。このとき、嵌合部材４６はフローチャンバ１４に固定されるので、サンプル液導入管４８もフローチャンバ１４に対して固定される。さらに、空気導入路２６と空気加圧管５２は接続される。さらに、嵌合部材４６の先端部のテーパ部４６ａは、凹部５０の対応する部分と密着し、シールされる。

蓋部材４４を装着する容器本体４２は、図１に示すように支持部材５８により容器本体４２の底部から支持されるので、蓋部材４４が容器本体４２からはずれることもない。このため、一定の空気による加圧により、サンプル液はフローチャンバ１４内に安定して供給される。
このように、サンプル液導入管４８は、嵌合部材４６を通して、フローチャンバ１４に対して固定することができる。しかも、長さ調整部材５４により、サンプル液導入管４８のフローチャンバ１４内の導入長さが一定に保たれる。このため、サンプル液導入管４８の先端の位置を、蓋部材４４を取り替えても常に一定に保つことができ、したがって、管路２０内で測定対象物の流れを一定に保つことができる。

以上、本発明のフローサイトメータおよびサンプル液供給装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ フローサイトメータ
１２ サンプル液供給装置
１４ フローチャンバ
１６ 検出・分析部
１８ シース液導入部
２０ 管路
２２ 管路導入部
２４ シース液供給管
２６ 空気導入路
２８ 空気供給管
３０ レーザ光照射部
３２ 第１受光部
３４ 第２受光部
３６ データ分析装置
３７ 集束レンズ
３８ データ取得部
４０ データ処理・分析部
４２ 容器本体
４４ 蓋部材
４６ 嵌合部材
４８ サンプル液導入管
４９ ガイド部
５０ 凹部
５２ 空気加圧管
５４ 長さ調整部材
５６ 基台
５８ 支持部材

Claims (7)

1. サンプル液に含まれる測定対象物に光を照射することにより、測定対象物が発する光を測定するフローサイトメータであって、
   前記サンプル液をシース液内に供給するサンプル液供給部と、
   前記シース液内に前記サンプル液を供給することにより、前記サンプル液に含まれる測定対象物がそれぞれ離間した状態で一列に流れる層流を形成するフローチャンバと、
   形成された前記層流中の前記測定対象物に光を照射することにより前記測定対象物が発する光を測定し、測定結果から測定対象物を分析する検出・分析部と、を有し、
   前記フローチャンバには前記サンプル液導入管の受け口に凹部が設けられ、
   前記サンプル液供給部は、前記サンプル液を前記フローチャンバ内に導入するサンプル液導入管が一体化して構成され、サンプル液を収納する容器本体の開口部に蓋として装着される蓋部材と、前記サンプル液導入管を把持した状態で、前記フローチャンバの前記凹部に嵌合することにより、前記サンプル液導入管を前記フローチャンバに対して固定する嵌合部材と、を備えることを特徴とするフローサイトメータ。
2. 前記フローチャンバは、前記層流の通路を形成する、断面が一定の管路と、前記管路に前記サンプル液を導入する、漏斗状に断面が狭くなる管路導入部と、を有し、
   前記サンプル液導入管の先端が前記管路導入部の所定の位置に位置決めされるように、前記嵌合部材は前記フローチャンバの前記凹部に嵌合される、請求項１に記載のフローサイトメータ。
3. 前記嵌合部材は、前記サンプル液導入管が貫通する貫通孔を有し、
   前記サンプル液導入管は、前記貫通孔を貫通し、
   前記嵌合部材は、前記凹部に対して螺合により固定され、
   前記嵌合部材が前記貫通孔を貫通した前記サンプル液導入管を前記螺合で締め付けることにより、前記サンプル液導入管を固定する、請求項１または２に記載のフローサイトメータ。
4. 前記蓋部材は、加圧用空気を前記容器本体に導入する空気加圧管が設けられ、
   前記空気加圧管は、前記フローチャンバに設けられた空気導入路と接続される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
5. さらに、前記容器本体を、前記容器本体の前記開口部と反対側の底部を支持する支持部材を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
6. 前記嵌合部材と前記蓋部材との間に、前記サンプル液導入管の前記フローチャンバ内への挿入長さを規定する長さ調整部材が、前記サンプル液導入管に沿って設けられる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
7. サンプル液が層流として流れるように、サンプル液に含まれる測定対象物をシース液内に供給するサンプル液供給装置であって、
   サンプル液を収納する容器本体と、
   前記サンプル液をフローチャンバ内に導入するサンプル液導入管が一体化して設けられ、前記容器本体の開口部に蓋として装着される蓋部材と、
   前記サンプル液導入管を把持した状態で、前記フローチャンバに設けられた凹部に嵌合する嵌合部材と、を備えることを特徴とするサンプル液供給装置。