JP2016080497A - Detection method of detection object - Google Patents

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JP2016080497A JP2014211633A JP2014211633A JP2016080497A JP 2016080497 A JP2016080497 A JP 2016080497A JP 2014211633 A JP2014211633 A JP 2014211633A JP 2014211633 A JP2014211633 A JP 2014211633A JP 2016080497 A JP2016080497 A JP 2016080497A
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小川 雄一
Yuichi Ogawa
雄一 小川
啓貴 内藤
Hirotaka Naito
啓貴 内藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detection method of a detection object capable of excellently detecting the detection object even when the detection object is not colored.SOLUTION: A detection method of a detection object detects a detection object included in a dispersion dispersed with the detection object, and includes: an oscillation part 13 for generating a terahertz wave having a wavelength equal to or more than the maximum particle diameter of the detection object and irradiating the terahertz wave to the dispersion; a specimen supply part 14 for holding the dispersion so as to be irradiated with the terahertz wave generated by the oscillation part; and a detection part 15 for receiving a scattered wave of the terahertz wave irradiated to the detection object and detecting the detection object. The specimen supply part is composed of a transmission material that transmits the terahertz wave, includes a specimen supply part main body having an incident surface having a normal line along the advancing direction of the terahertz wave, and provided with a flow path for irradiating the terahertz wave to the dispersion, while moving the dispersion inside the specimen supply main body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、検出対象物の検出方法に関する。さらに詳しくは、本発明は、試薬、食品などの検査、動物の疾患などの診断を補助するための情報の取得などの際に好適に用いることができる検出対象物の検出方法に関する。   The present invention relates to a method for detecting a detection object. More specifically, the present invention relates to a detection object detection method that can be suitably used for testing reagents, foods, etc., and obtaining information for assisting diagnosis of animal diseases.

フローサイトメトリーは、分散体に含まれている検出対象物を計数、ソートまたは検出するための手法の1つであり、例えば、試薬、食品などにおける異物の検出、生体試料に含まれるマーカーの検出などに用いられている。前記フローサイトメトリーでは、一般に、検出対象物を蛍光試薬などで染色し、蛍光試薬に由来する蛍光などを測定することによって検出対象物が検出される。例えば、ウシが乳房炎を起こした場合には、生乳中における体細胞数が増加することから、ウシの乳房炎の検査は、体細胞を蛍光標識抗体で染色し、染色された体細胞の蛍光をフローサイトメトリーで検出することによって行なわれている(例えば、特許文献1参照)。   Flow cytometry is one of the methods for counting, sorting, or detecting detection objects contained in a dispersion. For example, detection of foreign substances in reagents and foods, detection of markers contained in biological samples It is used for etc. In the flow cytometry, generally, a detection target is detected by staining the detection target with a fluorescent reagent or the like and measuring fluorescence or the like derived from the fluorescent reagent. For example, if bovine develops mastitis, the number of somatic cells in the raw milk increases, so bovine mastitis testing involves staining somatic cells with a fluorescently labeled antibody and the fluorescence of the stained somatic cells. Is detected by flow cytometry (see, for example, Patent Document 1).

しかし、フローサイトメトリーを用いた場合には、試料に含まれる検出対象物を検出する際に当該検出対象物を蛍光試薬などで染色する必要があるため、当該試料を他の用途に用いることができないことがある。   However, when flow cytometry is used, it is necessary to stain the detection target with a fluorescent reagent or the like when detecting the detection target included in the sample. There are things that cannot be done.

特開2012−126657号公報JP 2012-126657 A

本発明は、前記従来技術に鑑みてなされたものであり、分散体に含まれる検出対象物を染色しなくても、当該検出対象物を良好に検出することができる手段を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described prior art, and it is an object of the present invention to provide a means that can detect a detection target satisfactorily without staining the detection target contained in a dispersion. And

本発明は、
(1)検出対象物が分散した分散体に含まれる検出対象物を検出するための検出対象物の検出方法であって、前記検出対象物の最大粒子径以上の波長を有するテラヘルツ波を分散体に照射し、当該検出対象物に照射されたテラヘルツ波の散乱波を受信して当該検出対象物を検出することを特徴とする検出対象物の検出方法、ならびに
(2)前記(1)に記載の検出対象物の検出方法に用いられる検出対象物の検出装置であって、
前記検出対象物の最大粒子径以上の波長を有するテラヘルツ波を発生させ、前記分散体にテラヘルツ波を照射する発振部と、
前記発振部で発生させたテラヘルツ波が照射されるように前記分散体を保持する試料供給部と、
検出対象物に照射されたテラヘルツ波の散乱波を受信して当該検出対象物を検出する検出部と
を備え、
前記試料供給部は、前記テラヘルツ波を透過する透過材料からなり、前記テラヘルツ波の進行方向に沿った法線を有する入射面を有する試料供給部本体を有し、
前記試料供給部本体内に前記分散体を移動させながら当該分散体にテラヘルツ波を照射するための流路が設けられていることを特徴とする検出対象物の検出装置
に関する。
The present invention
(1) A detection object detection method for detecting a detection object contained in a dispersion in which the detection object is dispersed, wherein a terahertz wave having a wavelength equal to or greater than a maximum particle diameter of the detection object is dispersed. And detecting a detection target by receiving a scattered wave of the terahertz wave applied to the detection target, and (2) the detection method according to (1) A detection object detection device used in the detection object detection method of
An oscillating unit that generates a terahertz wave having a wavelength equal to or greater than a maximum particle diameter of the detection target, and irradiates the dispersion with the terahertz wave;
A sample supply unit that holds the dispersion so that the terahertz wave generated by the oscillation unit is irradiated;
A detection unit that receives the scattered wave of the terahertz wave irradiated to the detection target and detects the detection target;
The sample supply unit is made of a transmission material that transmits the terahertz wave, and has a sample supply unit main body having an incident surface having a normal line along the traveling direction of the terahertz wave.
The present invention relates to a detection target object detection apparatus, wherein a flow path for irradiating the dispersion with terahertz waves while moving the dispersion in the sample supply unit main body is provided.

本発明によれば、分散体に含まれている検出対象物を染色しなくても、当該検出対象物を良好に検出することができるという優れた効果が奏される。   According to the present invention, there is an excellent effect that the detection object can be detected well without staining the detection object contained in the dispersion.

本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法に用いられる検出装置の全体構成の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of the whole structure of the detection apparatus used for the detection method of the detection target object which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法に用いられる検出装置の要部構成の一例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows an example of a principal part structure of the detection apparatus used for the detection method of the detection target which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法に用いられる検出装置の要部構成の変形例を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the modification of the principal part structure of the detection apparatus used for the detection method of the detection target object concerning one Embodiment of this invention. 実施例1で用いられた検出装置の全体構成を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the whole structure of the detection apparatus used in Example 1. FIG. 実施例1で用いられた検出装置の試料供給部の構成を示す概略説明図である。FIG. 3 is a schematic explanatory diagram illustrating a configuration of a sample supply unit of the detection device used in Example 1. 実施例1において、波長とS400/S30との関係を調べた結果を示すグラフである。In Example 1, a graph showing the results of examining the relationship between the wavelength and the S 400 / S 30. 実施例2で用いられた検出装置の全体構成を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the whole structure of the detection apparatus used in Example 2. 実施例2において、電圧値の経時的変化を調べた結果の一例を示すグラフである。In Example 2, it is a graph which shows an example of the result of having investigated the time-dependent change of the voltage value. 実施例2において、被検試料の種類と散乱強度/透過強度との関係を調べた結果を示すグラフである。In Example 2, it is a graph which shows the result of having investigated the relationship between the kind of test sample, and scattering intensity / transmission intensity. 実施例3および4で用いられた検出装置の全体構成を示す概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which shows the whole structure of the detection apparatus used in Example 3 and 4. 実施例3において、被検試料の種類と散乱強度/透過強度との関係を調べた結果を示すグラフである。In Example 3, it is a graph which shows the result of having investigated the relationship between the kind of test sample, and scattering intensity / transmission intensity. 実施例4において、被検試料の種類と散乱強度/透過強度との関係を調べた結果を示すグラフである。In Example 4, it is a graph which shows the result of having investigated the relationship between the kind of test sample, and scattering intensity / transmission intensity.

本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法は、検出対象物が分散した分散体に含まれる検出対象物を検出するための検出対象物の検出方法であって、前記検出対象物の最大粒子径以上の波長を有するテラヘルツ波を分散体に照射し、当該検出対象物に照射されたテラヘルツ波の散乱波を受信して当該検出対象物を検出することを特徴としている。   A detection target object detection method according to an embodiment of the present invention is a detection target detection method for detecting a detection target object included in a dispersion in which the detection target object is dispersed. The present invention is characterized in that a terahertz wave having a wavelength equal to or larger than the maximum particle diameter is irradiated onto a dispersion, and the detection target is detected by receiving a scattered wave of the terahertz wave irradiated on the detection target.

本実施形態に係る検出対象物の検出方法は、検出対象物が分散した分散体に、前記検出対象物の最大直径以上の波長を有するテラヘルツ波を照射し、当該検出対象物から発せられる散乱波を受信するため、分散体に含まれる検出対象物を良好に検出することができるという優れた効果を奏する。   The detection target object detection method according to the present embodiment irradiates a dispersion in which the detection target object is dispersed with a terahertz wave having a wavelength equal to or greater than the maximum diameter of the detection target object, and a scattered wave emitted from the detection target object. Therefore, the detection target contained in the dispersion can be detected satisfactorily.

前記検出対象物の最大直径は、テラヘルツ波が照射されたときの散乱波の強度を向上させる観点から、10μm〜1mm以上である。前記検出対象物の最大直径は、用いられるテラヘルツ波の波長などによって異なるため、用いられるテラヘルツ波の波長などに応じて適宜決定することが好ましい。なお、検出対象物の最大直径は、顕微鏡下に観察することによって求めることができる。   The maximum diameter of the detection target is 10 μm to 1 mm or more from the viewpoint of improving the intensity of the scattered wave when the terahertz wave is irradiated. Since the maximum diameter of the detection object varies depending on the wavelength of the terahertz wave used, etc., it is preferable that the maximum diameter is appropriately determined according to the wavelength of the terahertz wave used. The maximum diameter of the detection target can be obtained by observing under a microscope.

前記検出対象物としては、例えば、上皮細胞、白血球などの体細胞などの細胞などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   Examples of the detection target include cells such as epithelial cells and somatic cells such as leukocytes, but the present invention is not limited to such examples.

前記分散体としては、例えば、検出対象物を含有し、かつ当該検出対象物が分散媒に分散した分散体(例えば、検出対象物として体細胞を含有する牛乳など)などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   Examples of the dispersion include a dispersion containing a detection target and the detection target dispersed in a dispersion medium (for example, milk containing somatic cells as the detection target). The invention is not limited to such examples.

また、前記分散体は、検出対象物よりも小さい非検出対象物をさらに含有していてもよい。なお、本明細書において、「検出対象物よりも小さい」とは、検出対象物の最大直径よりも小さいことをいう。前記非検出対象物としては、例えば、タンパク質、脂質などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   Further, the dispersion may further contain a non-detection object smaller than the detection object. In the present specification, “smaller than the detection object” means smaller than the maximum diameter of the detection object. Examples of the non-detection target include proteins and lipids, but the present invention is not limited to such examples.

前記分散体が分散媒として溶媒を含む場合、当該溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノールなどのアルコールなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   When the dispersion includes a solvent as a dispersion medium, examples of the solvent include water; alcohols such as methanol and ethanol. However, the present invention is not limited to such examples.

分散体に照射されるテラヘルツ波の波長は、検出対象物の最大直径以上の波長である。前記テラヘルツ波の波長は、検出対象物の種類、検出対象物の最大直径、分散体の種類などによって異なるので、一概には決定することができないことから、検出対象物の種類、検出対象物の最大直径、分散体の種類などに応じて適宜決定することが好ましい。前記テラヘルツ波の波長は、通常、30μm〜3mmである。例えば、前記分散体が牛乳であり、かつ前記検出対象物が細胞である場合、細胞の大きさが通常、10〜30μmであることから、前記テラヘルツ波の波長は、好ましくは30〜100μmである。   The wavelength of the terahertz wave applied to the dispersion is a wavelength equal to or greater than the maximum diameter of the detection target. Since the wavelength of the terahertz wave differs depending on the type of detection object, the maximum diameter of the detection object, the type of dispersion, etc., it cannot be determined unconditionally, so the type of detection object, the detection object It is preferable to determine appropriately according to the maximum diameter, the type of dispersion, and the like. The wavelength of the terahertz wave is usually 30 μm to 3 mm. For example, when the dispersion is milk and the detection target is a cell, the size of the cell is usually 10 to 30 μm, and therefore the wavelength of the terahertz wave is preferably 30 to 100 μm. .

検出対象物の最大直径に対するテラヘルツ波の波長の大きさは、散乱強度を向上させ、検出対象物をより感度よく検出する観点から、1倍以上である。検出対象物の最大直径に対するテラヘルツ波の波長の大きさの上限は、散乱強度を向上させ、検出対象物をより感度よく検出することができる範囲で適宜決定することができる。   The size of the wavelength of the terahertz wave with respect to the maximum diameter of the detection target is one or more times from the viewpoint of improving the scattering intensity and detecting the detection target with higher sensitivity. The upper limit of the wavelength of the terahertz wave with respect to the maximum diameter of the detection target can be appropriately determined within a range where the scattering intensity can be improved and the detection target can be detected with higher sensitivity.

分散体に照射されるテラヘルツ波の強度は、検出対象物の種類などによって異なるので、一概には決定することができないことから、検出対象物の種類などに応じて適宜決定することが好ましい。   Since the intensity of the terahertz wave irradiated to the dispersion varies depending on the type of the detection target and the like, it cannot be determined unconditionally. Therefore, it is preferable to appropriately determine the intensity according to the type of the detection target.

分散体に含まれる検出対象物をより感度よく検出する観点から、テラヘルツ波を透過する透過材料からなる流路内に前記分散体を導入して移動させながら、当該流路内を移動する分散体に前記テラヘルツ波を照射することが好ましい。前記流路として、例えば、後述の検出装置が有する流路などを用いることができる。流路内における分散体の流速は、検出対象物の種類などによって異なるので、一概には決定することができないことから、検出対象物の種類などに応じて適宜決定することが好ましい。   From the viewpoint of detecting the detection target contained in the dispersion with higher sensitivity, the dispersion moves in the flow path while introducing and moving the dispersion in the flow path made of a transmission material that transmits the terahertz wave. It is preferable that the terahertz wave is irradiated. As the flow path, for example, a flow path included in a detection device described later can be used. Since the flow rate of the dispersion in the flow path varies depending on the type of the detection target object and the like, it cannot be generally determined. Therefore, it is preferable to appropriately determine the flow rate of the dispersion according to the type of the detection target object.

前記透過材料としては、例えば、シリコン;ポリメチルメタクリレートなどの(メタ)アクリル樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂;ナイロン(デュポン社の登録商標)などのポリアミド系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。なお、本明細書において、(メタ)アクリル系樹脂とは、アクリル系樹脂またはメタクリル系樹脂をいう。   Examples of the transmissive material include silicon; (meth) acrylic resins such as polymethyl methacrylate; polyester resins such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate; polyamide resins such as nylon (registered trademark of DuPont); polyethylene and polypropylene However, the present invention is not limited to such examples. In this specification, the (meth) acrylic resin refers to an acrylic resin or a methacrylic resin.

前記流路の流れ方向に垂直な断面の形状としては、例えば、円形状、四角形状などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。テラヘルツ波の屈折による検出感度の低下を抑制する観点から、前記流路の流れ方向に垂直な断面の形状が四角形状であることが好ましい。前記流路の流れ方向に垂直な断面の形状が四角形状である場合、テラヘルツ波の屈折による検出感度の低下を抑制する観点から、流路へのテラヘルツ波の入射面は、テラヘルツ波の進行方向に法線を有するように設けられていることが好ましい。   Examples of the shape of the cross section perpendicular to the flow direction of the flow path include a circular shape and a quadrangular shape, but the present invention is not limited only to such illustration. From the viewpoint of suppressing a decrease in detection sensitivity due to refraction of the terahertz wave, the shape of the cross section perpendicular to the flow direction of the flow path is preferably a quadrangular shape. When the cross-sectional shape perpendicular to the flow direction of the flow path is a quadrangle, from the viewpoint of suppressing a decrease in detection sensitivity due to refraction of the terahertz wave, the incident surface of the terahertz wave to the flow path is the traveling direction of the terahertz wave Are preferably provided so as to have a normal line.

前記流路の流れ方向に垂直な断面の形状が円形状である場合、当該流路の内径は、検出対象物の種類などによって異なるので、一概には決定することができないことから、検出対象物の種類などに応じて適宜決定することが好ましい。通常、前記流路の内径は、好ましくは500〜1000μmである。   When the shape of the cross section perpendicular to the flow direction of the flow path is circular, the inner diameter of the flow path varies depending on the type of the detection target, and therefore cannot be determined unconditionally. It is preferable to determine appropriately according to the kind of the. Usually, the inner diameter of the flow path is preferably 500 to 1000 μm.

つぎに、添付の図面を参照しながら、本発明の本実施形態に係る検出対象物の検出方法に用いられる検出装置の一例を説明する。図1は、本発明の本実施形態に係る検出対象物の検出方法に用いられる検出装置の全体構成の一例を示す概略説明図である。なお、以下においては、励起光としてフェムト秒パルスレーザ光を用いて発生させたテラヘルツ波が用いられる検出装置を例として挙げて説明するが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。図1に示される検出装置1は、励起光であるフェムト秒パルスレーザ光を出射する光源11と、光源11から出射されたフェムト秒パルスレーザ光を受光してテラヘルツ波を発生させ、分散体に照射する発振部13と、試料供給部14と、散乱波を受信する検出部15と、制御部16と、出力部17と、図示しない電源とを備えている。   Next, an example of a detection apparatus used in the detection method of the detection target object according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing an example of the entire configuration of a detection apparatus used in the detection target object detection method according to this embodiment of the present invention. In the following, a detection device using a terahertz wave generated using femtosecond pulsed laser light as excitation light will be described as an example, but the present invention is not limited to such an example. . A detection apparatus 1 shown in FIG. 1 generates a terahertz wave by receiving a light source 11 that emits femtosecond pulsed laser light, which is excitation light, and a femtosecond pulsed laser light emitted from the light source 11. An oscillating unit 13 that irradiates, a sample supply unit 14, a detection unit 15 that receives scattered waves, a control unit 16, an output unit 17, and a power source (not shown) are provided.

光源11から出射されたフェムト秒パルスレーザ光L1は、発振部13に入射する。発振部13は、ポンプ光L2が入射することにより、テラヘルツ波L3を発生させる。検出部15では、テラヘルツ波L3が試料供給部14の流路内を移動する試料に照射されることによって生じた散乱波L4を受け取ることにより、散乱波L4の強度に応じた大きさの電圧が発生する。図1に示される検出装置1では、時間領域の電場振幅波形をフーリエ変換することにより周波数スペクトルを得ることができる。   The femtosecond pulsed laser light L1 emitted from the light source 11 is incident on the oscillation unit 13. The oscillation unit 13 generates a terahertz wave L3 when the pump light L2 is incident. The detection unit 15 receives the scattered wave L4 generated by irradiating the sample moving in the flow path of the sample supply unit 14 with the terahertz wave L3, whereby a voltage having a magnitude corresponding to the intensity of the scattered wave L4 is generated. Occur. In the detection apparatus 1 shown in FIG. 1, a frequency spectrum can be obtained by Fourier transforming the electric field amplitude waveform in the time domain.

光源11としては、例えば、チタンサファイアレーザなどの固体レーザ;エルビウムドープファイバーレーザなどのファイバーレーザ;量子カスケードレーザなどの半導体レーザなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   Examples of the light source 11 include a solid-state laser such as a titanium sapphire laser; a fiber laser such as an erbium-doped fiber laser; and a semiconductor laser such as a quantum cascade laser. However, the present invention is not limited to such an example. Absent.

光源11から出射されるフェムト秒パルスレーザ光の波長は、発振部13の種類などによって異なるので、一概には決定することができないことから、発振部13の種類などに応じて適宜決定することが好ましい。   Since the wavelength of the femtosecond pulsed laser light emitted from the light source 11 differs depending on the type of the oscillating unit 13 and the like, it cannot be determined unconditionally. Therefore, it can be appropriately determined according to the type of the oscillating unit 13 and the like. preferable.

なお、本発明においては、光源11として、フェムト秒パルスレーザ光を出射する光源の代わりに、例えば、発光ダイオードなどのコヒレント光源を用いてもよい。コヒレント光源から取捨される励起光の波長は、発振部13の種類などによって異なるので、一概には決定することができないことから、発振部13の種類などに応じて適宜決定することが好ましい。   In the present invention, a coherent light source such as a light emitting diode may be used as the light source 11 instead of a light source that emits femtosecond pulsed laser light. Since the wavelength of the excitation light that is discarded from the coherent light source varies depending on the type of the oscillating unit 13 and the like, it cannot be determined unconditionally.

発振部13としては、光伝導アンテナ;4−ジメチルアミノ−N−メチル−4−スチルバゾリウムトシレートなどの非線形光学結晶などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。図1に示される検出装置1においては、光源11から出射されたフェムト秒パルスレーザ光L1は、発振部13に入射する。発振部13は、ポンプ光L2が入射することにより、テラヘルツ波L3を発生させる。   Examples of the oscillating unit 13 include a photoconductive antenna; a nonlinear optical crystal such as 4-dimethylamino-N-methyl-4-stilbazolium tosylate, but the present invention is limited only to such examples. is not. In the detection device 1 shown in FIG. 1, the femtosecond pulsed laser light L <b> 1 emitted from the light source 11 is incident on the oscillation unit 13. The oscillation unit 13 generates a terahertz wave L3 when the pump light L2 is incident.

試料供給部14は、テラヘルツ波が照射されるように、試料である分散体を保持する。試料供給部14は、テラヘルツ波を透過する透過材料から構成されている。試料供給部14における透過材料は、前記流路における透過材料と同様である。   The sample supply unit 14 holds a dispersion that is a sample so that the terahertz wave is irradiated. The sample supply unit 14 is made of a transmissive material that transmits terahertz waves. The permeable material in the sample supply unit 14 is the same as the permeable material in the channel.

試料供給部14は、分散体に含まれる検出対象物をより感度よく検出する観点から、分散体を移動させながら、流路内を移動する分散体にテラヘルツ波を照射することが可能な流路を有していることが好ましい。かかる試料供給部14の一例としては、図2に示される試料供給部14aが挙げられる。図2に示される試料供給部14aは、前記透過材料からなるブロック状の試料供給部本体101と、試料である分散体を搬送する流路102と、流路102の上流側に接続された試料導入流路104と、流路102の下流側に接続された試料排出流路105と、テラヘルツ波が入射する入射面103と、散乱波が出射する出射面106とを有している。図2に示される試料供給部14aにおいて、入射面103は、ブロック状の試料供給部本体101におけるテラヘルツ波の進行方向に法線を有するように設けられている。さらに、入射面103には、流路102内を移動する分散体にテラヘルツ波を収束させるようにレンズ103aが形成されている。このように、入射面103の法線がブロック状の試料供給部本体101におけるテラヘルツ波の進行方向に沿うように設けられており、かつ当該入射面103に流路102内を移動する分散体にテラヘルツ波を収束させるようにレンズ103aが形成されているため、テラヘルツ波の屈折を抑制し、テラヘルツ波を確実に試料供給部14aに入射させることができ、しかも流路102内を移動する分散体へのテラヘルツ波の集光を容易に行なうことができる。したがって、図2に示される試料供給部14aを有する検出装置によれば、テラヘルツ波をより良好な状態で検出対象物Sに照射することができ、散乱波をより確実に生じさせることができるので、検出対象物Sをより感度よく検出することができる。出射面106は、入射面103と平行になるように設けることができる。このように、出射面106が入射面103と平行になるように設けた場合には、検出対象物から発せられる散乱波を検出部15により届きやすくすることができる。また、試料供給部14は、テラヘルツ波の屈折による検出感度の低下を抑制する観点から、図2に示されるように、流路(図中、内に形成されており、試料供給部本体が、テラヘルツ波の進行方向に法線方向を有する入射面と、当該入射面と平行に設けられた出射面とを有していることが好ましい。   The sample supply unit 14 can irradiate a terahertz wave to the dispersion moving in the flow channel while moving the dispersion from the viewpoint of detecting the detection target contained in the dispersion with higher sensitivity. It is preferable to have. An example of the sample supply unit 14 is a sample supply unit 14a shown in FIG. A sample supply unit 14a shown in FIG. 2 includes a block-shaped sample supply unit main body 101 made of the permeation material, a flow channel 102 for conveying a dispersion as a sample, and a sample connected to the upstream side of the flow channel 102. It has an introduction flow path 104, a sample discharge flow path 105 connected to the downstream side of the flow path 102, an incident surface 103 on which terahertz waves are incident, and an output surface 106 from which scattered waves are emitted. In the sample supply unit 14 a shown in FIG. 2, the incident surface 103 is provided so as to have a normal line in the traveling direction of the terahertz wave in the block-shaped sample supply unit main body 101. Further, a lens 103 a is formed on the incident surface 103 so that the terahertz wave is converged on the dispersion that moves in the flow path 102. As described above, the dispersion surface is provided so that the normal line of the incident surface 103 is along the traveling direction of the terahertz wave in the block-shaped sample supply unit main body 101 and moves in the flow channel 102 to the incident surface 103. Since the lens 103 a is formed so as to converge the terahertz wave, the refraction of the terahertz wave can be suppressed, the terahertz wave can be reliably incident on the sample supply unit 14 a, and the dispersion moves in the channel 102. The terahertz wave can be easily focused on. Therefore, according to the detection apparatus having the sample supply unit 14a shown in FIG. 2, it is possible to irradiate the detection target S with the terahertz wave in a better state, and to generate the scattered wave more reliably. The detection object S can be detected with higher sensitivity. The exit surface 106 can be provided so as to be parallel to the entrance surface 103. As described above, when the exit surface 106 is provided so as to be parallel to the entrance surface 103, the scattered wave emitted from the detection target can be easily reached by the detection unit 15. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in detection sensitivity due to terahertz wave refraction, the sample supply unit 14 is formed in a flow path (in the drawing, the sample supply unit main body is It is preferable to have an incident surface having a normal direction in the traveling direction of the terahertz wave and an output surface provided in parallel with the incident surface.

検出部15は、分散体に含まれる検出対象物Sから発せられる散乱波L4を受信する。検出部15では、散乱波L4を受け取ることによって電流の変化または電圧の変化を生じる。図1に示される検出装置1によれば、かかる電流の変化または電圧の変化を用いて、検出対象物の有無、検出対象物の量を評価することができる。検出部15としては、例えば、光伝導アンテナなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。図1に示される検出装置1においては、流路102を挟んで発振部13の反対側に、複数個の検出部15a1,15a2を互いに離隔させるように設けてもよい(図2参照)。また、検出部は、複数個の検出部15b1,15b2,15b3,15b4を互いに隣接させるように配置した検出部15bであってもよい(図3参照)。なお、図3において、試料供給部14bは、図2に示される試料供給部14aと同様の構成を有する。   The detection unit 15 receives the scattered wave L4 emitted from the detection target S included in the dispersion. The detection unit 15 receives the scattered wave L4 to cause a change in current or a change in voltage. According to the detection apparatus 1 shown in FIG. 1, the presence / absence of the detection target and the amount of the detection target can be evaluated using the change in current or voltage. Examples of the detection unit 15 include a photoconductive antenna, but the present invention is not limited to this example. In the detection device 1 shown in FIG. 1, a plurality of detection units 15a1 and 15a2 may be provided on the opposite side of the oscillation unit 13 with the flow channel 102 therebetween (see FIG. 2). The detection unit may be a detection unit 15b in which a plurality of detection units 15b1, 15b2, 15b3, and 15b4 are arranged adjacent to each other (see FIG. 3). In FIG. 3, the sample supply unit 14b has the same configuration as the sample supply unit 14a shown in FIG.

制御部16は、検出部15で検出された散乱波の強度を用い、分散体に含まれる検出対象物に関する情報を生成し、出力部17に出力させる。制御部16としては、例えば、コンピュータなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。かかる情報としては、検出対象物の量などが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   The control unit 16 uses the intensity of the scattered wave detected by the detection unit 15 to generate information about the detection target contained in the dispersion and causes the output unit 17 to output the information. Examples of the control unit 16 include a computer, but the present invention is not limited to such an example. Examples of such information include the amount of a detection target, but the present invention is not limited to such examples.

出力部17は、制御部16で生成された情報を出力する。出力部17としては、例えば、モニタ、プリンタなどが挙げられるが、本発明は、かかる例示のみに限定されるものではない。   The output unit 17 outputs the information generated by the control unit 16. Examples of the output unit 17 include a monitor and a printer. However, the present invention is not limited to such examples.

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法および検出装置によれば、分散体に含まれる検出対象物を染色しなくても、当該検出対象物を良好に検出することができる。そのため、本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法に用いられた試料を他の用途に用いることができる。したがって、本発明は、試薬、食品などの検査、動物の疾患などの診断を補助するための情報の取得などに有用である。   As described above, according to the detection target object detection method and detection apparatus according to an embodiment of the present invention, the detection target object can be detected satisfactorily without staining the detection target object included in the dispersion. can do. Therefore, the sample used for the detection method of the detection target object which concerns on one Embodiment of this invention can be used for another use. Therefore, the present invention is useful for examination of reagents, foods, etc., acquisition of information for assisting diagnosis of animal diseases and the like.

つぎに、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。なお、以下において、最大直径は、顕微鏡下に観察することによって求められたものである。また、平均粒子径は、レーザ回折・散乱法によって測定されたものである。   Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to such examples. In the following, the maximum diameter is determined by observing under a microscope. The average particle diameter is measured by a laser diffraction / scattering method.

実施例1
(1)試料の調製
ソーダ石灰性ガラス製の最大粒子径:30μmのビーズ〔ユニチカ(株)製、波長:300μmでの屈折率:1.9〕数千個とソーダ石灰性ガラス製の最大粒子径:400μmのビーズ〔ユニチカ(株)製、波長:300μmでの屈折率:1.9〕1個とをイソブタノールに懸濁し、試料としての分散体を得た。なお、以下において、粒子径:400μmのビーズを検出対象物、粒子径:30μmのビーズを非検出対象物として用いた。
Example 1
(1) Sample preparation Maximum particle diameter of soda-lime glass: 30 μm beads [manufactured by Unitika Ltd., wavelength: 300 μm, refractive index: 1.9] and thousands of soda-lime glass maximum particles One bead having a diameter of 400 μm (manufactured by Unitika Co., Ltd., wavelength: refractive index at 300 μm: 1.9) was suspended in isobutanol to obtain a dispersion as a sample. In the following, beads having a particle diameter of 400 μm were used as detection objects, and beads having a particle diameter of 30 μm were used as non-detection objects.

(2)検出装置の構築
図4に示される検出装置2を構築した。図4に示される検出装置2は、フェムト秒パルスレーザ光を出射する光源11と、フェムト秒パルスレーザ光を分割するビームスプリッタ12と、フェムト秒パルスレーザ光を受光してテラヘルツ波を発生させる発振部13と、試料供給部14と、散乱波を受信する検出部15と、制御部16と、出力部17と、時間遅延部18とを備えている。なお、図4に示される検出装置2は、図示しないが、発振部13および検出部15の双方に電圧を負荷するための電圧源を有している。図4に示される検出装置2において、光源11から出射されたフェムト秒パルスレーザ光L1は、ビームスプリッタ12によってポンプ光L2と、プローブ光L5とに分割される。発振部13は、ポンプ光L2が入射することにより、テラヘルツ波L3を発生させる。一方、時間遅延部18は、プローブ光L5の光路長を変えることにより、時間遅延部18を通過した後のプローブ光L6が検出部15に到達するタイミングを適宜調整する。検出部15では、テラヘルツ波L3が試料供給部14の流路内を移動する試料に照射されることによって生じた散乱波L4を受け取るとともに、プローブ光L6を受け取ることにより、散乱波L4の強度に応じた大きさの電圧が発生する。図4に示される検出装置2によれば、時間領域の電場振幅波形をフーリエ変換することにより周波数スペクトルを得ることができる。
(2) Construction of detection device The detection device 2 shown in FIG. 4 was constructed. 4 includes a light source 11 that emits femtosecond pulsed laser light, a beam splitter 12 that divides the femtosecond pulsed laser light, and an oscillation that receives the femtosecond pulsed laser light and generates a terahertz wave. A unit 13, a sample supply unit 14, a detection unit 15 that receives scattered waves, a control unit 16, an output unit 17, and a time delay unit 18 are provided. 4 includes a voltage source for applying a voltage to both the oscillation unit 13 and the detection unit 15 (not shown). In the detection apparatus 2 shown in FIG. 4, the femtosecond pulsed laser light L1 emitted from the light source 11 is split by the beam splitter 12 into pump light L2 and probe light L5. The oscillation unit 13 generates a terahertz wave L3 when the pump light L2 is incident. On the other hand, the time delay unit 18 appropriately adjusts the timing at which the probe light L6 that has passed through the time delay unit 18 reaches the detection unit 15 by changing the optical path length of the probe light L5. The detection unit 15 receives the scattered wave L4 generated by irradiating the sample moving in the flow path of the sample supply unit 14 with the terahertz wave L3 and receives the probe light L6, thereby increasing the intensity of the scattered wave L4. A voltage of a corresponding magnitude is generated. According to the detection device 2 shown in FIG. 4, a frequency spectrum can be obtained by Fourier transforming the electric field amplitude waveform in the time domain.

なお、図4に示される検出装置2においては、光源11としてフェムト秒パルスレーザ光源〔インテグラル(INTEGRAL)製、商品名:FEMTOSOURCE integral PRO〕、ビームスプリッタ12としてビームスプリッタ〔浜松ホトニクス(株)製〕、発振部13および検出部15として光伝導アンテナ〔浜松ホトニクス(株)製〕を用いた。   In the detection apparatus 2 shown in FIG. 4, a femtosecond pulse laser light source (manufactured by Integral, trade name: FEMTOSOURCE integral PRO) as the light source 11, and a beam splitter (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) as the beam splitter 12. ] A photoconductive antenna (manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) was used as the oscillation unit 13 and the detection unit 15.

また、試料供給部14として、図5に示される試料供給部14cを用いた。図5に示される試料供給部14は、試料供給部本体111と、試料供給部本体111の内部に形成された流路112と、テラヘルツ波L3の進行方向に法線方向を有するように設けられた入射面113と、当該入射面113に平行に設けられた出射面114とを有している。入射面113および出射面114におけるテラヘルツ波L3の光路と重なる部分には、厚さ3mmとなるように薄肉部113b,114bが形成されている。かかる薄肉部113b,114bを設けることにより、試料供給部本体111によるテラヘルツ波への影響を抑制することができる。流路112の内径は、500μmである。流路112には、試料導入流路115と試料排出流路116とが接続されている。試料供給部本体111として、微細流路〔(有)パックス製、波長:300μmでの屈折率:1.5〕を用いた。   Further, the sample supply unit 14 c shown in FIG. 5 was used as the sample supply unit 14. The sample supply unit 14 shown in FIG. 5 is provided so as to have a normal direction in the traveling direction of the terahertz wave L3 and the sample supply unit main body 111, the channel 112 formed in the sample supply unit main body 111. The incident surface 113 and an exit surface 114 provided in parallel to the incident surface 113. Thin portions 113b and 114b are formed so as to have a thickness of 3 mm at portions of the entrance surface 113 and the exit surface 114 that overlap the optical path of the terahertz wave L3. By providing such thin portions 113b and 114b, it is possible to suppress the influence of the sample supply unit main body 111 on the terahertz wave. The inner diameter of the flow path 112 is 500 μm. A sample introduction channel 115 and a sample discharge channel 116 are connected to the channel 112. As the sample supply unit main body 111, a fine channel [manufactured by Pax, wavelength: refractive index at 300 μm: 1.5] was used.

(3)散乱波の受信
検出装置2の流路112内に試料を導入して移動させながら、当該試料に波長:30〜3000μmの電磁波(テラヘルツ波)を照射し、試料に含まれるビーズから発せられる散乱波に基づく電圧を測定した。電圧の測定値を用い、散乱波の強度(以下、「散乱強度」ともいう)を求めた。つぎに、粒子径:400μmのビーズの散乱強度(以下、「S400」という)および粒子径:30μmのビーズの散乱強度(以下、「S30」という)それぞれの測定値を用い、S400/S30を算出した。波長とS400/S30との関係を調べた結果を図6に示す。図中、AはS400およびS30それぞれの測定値から算出されたS400/S30、Bはハルスト(H.C. van de Hulst)らの文献〔「小粒子による光散乱(Light Scattering by Small Particles)」、ドーバー・ブックス・オン・フィジックス(Dover Books on Physics)、1957年発行)に記載の散乱強度と波長と粒子径との関係式にしたがって求められたS400/S30の理論値を示す。
(3) Receiving scattered waves While introducing and moving the sample into the flow path 112 of the detection device 2, the sample is irradiated with electromagnetic waves (terahertz waves) having a wavelength of 30 to 3000 μm and emitted from beads contained in the sample. The voltage based on the scattered wave that was generated was measured. Using the measured voltage value, the intensity of the scattered wave (hereinafter also referred to as “scattering intensity”) was obtained. Next, using the measured values of the scattering intensity of the beads having a particle diameter of 400 μm (hereinafter referred to as “S 400 ”) and the scattering intensity of the beads having a particle diameter of 30 μm (hereinafter referred to as “S 30 ”), S 400 / to calculate the S 30. FIG. 6 shows the result of examining the relationship between the wavelength and S 400 / S 30 . Figure, A represents S 400 and S 30 S 400 / S 30 calculated from the respective measured values, B is the light scattering by the literature [ "small particles Harusuto (H.C. van de Hulst) et (Light Scattering By Small the particles) ", Dover Books on Physics (Dover Books on Physics), the scattering intensity and wavelength and the theoretical value of S 400 / S 30 obtained according to the relationship equation between the particle diameter according to published 1957) Indicates.

図6に示された結果から、照射された電磁波の波長が、検出対象物の最大直径(400μm)よりも大きい場合、S400とS30との間の差が大きくなることがわかる。これらの結果から、検出対象物と非検出対象物とを含有する分散体に、検出対象物の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射し、検出対象物から発せられる散乱波を測定することにより、分散体に含まれる検出対象物を非検出対象物と区別して検出することができることが示唆される。また、図6に示された結果から、S400およびS30それぞれの測定値から算出されたS400/S30と、S400/S30の理論値とがほぼ一致していることがわかる。 From the results shown in FIG. 6, it can be seen that when the wavelength of the irradiated electromagnetic wave is larger than the maximum diameter (400 μm) of the detection object, the difference between S 400 and S 30 becomes large. From these results, irradiate the dispersion containing the detection target and non-detection target with a terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection target, and measure the scattered wave emitted from the detection target. This suggests that the detection target contained in the dispersion can be detected separately from the non-detection target. Moreover, it can be seen from the results shown in FIG. 6 that S 400 / S 30 calculated from the measured values of S 400 and S 30 substantially coincide with the theoretical value of S 400 / S 30 .

実施例2
(1)試料の調製
DLD−1用培地にヒト由来細胞DLD−1をその濃度が3×106細胞/mLとなるように懸濁し、試料としての分散体を得た。
Example 2
(1) Preparation of sample A human-derived cell DLD-1 was suspended in a medium for DLD-1 so that its concentration would be 3 × 10 6 cells / mL to obtain a dispersion as a sample.

(2)検出装置の構築
図7に示される検出装置を構築した。図7に示される検出装置50は、ヒト由来細胞DLD−1(最大直径:10μm)よりも大きい波長のテラヘルツ波を発生させる発振部51と、テラヘルツ波を集光させるレンズ52と、テラヘルツ波を変調させるチョッパー53と、試料供給部54と、積分球55と、散乱波を検出する散乱波検出部56と、透過光を検出する透過光検出部57とを備えている。図5に示される検出装置50において、発振部51から出射されたテラヘルツ波L10は、レンズ52を通って試料供給部54内に載置される試料に集光される。また、テラヘルツ波L10は、チョッパー53によって同期検波される。テラヘルツ波L10が試料に照射されることによって生じた散乱波L11は、積分球55の内部で反射され、散乱波検出部56によって検出される。また、テラヘルツ波L10が試料に照射されることによって生じた透過光L12は、積分球55を通過し、透過光検出部57によって検出される。散乱波検出部56では、散乱波L11を受け取ることにより、散乱波L11の強度に応じた大きさの電圧が発生する。また、透過光検出部57では、透過光L12を受け取ることにより、透過光L12の強度に応じた大きさの電圧が発生する。
(2) Construction of detection device The detection device shown in FIG. 7 was constructed. 7 includes an oscillation unit 51 that generates a terahertz wave having a wavelength larger than that of the human-derived cell DLD-1 (maximum diameter: 10 μm), a lens 52 that collects the terahertz wave, and a terahertz wave. A chopper 53 to be modulated, a sample supply unit 54, an integrating sphere 55, a scattered wave detection unit 56 that detects scattered waves, and a transmitted light detection unit 57 that detects transmitted light are provided. In the detection device 50 shown in FIG. 5, the terahertz wave L <b> 10 emitted from the oscillating unit 51 passes through the lens 52 and is collected on the sample placed in the sample supply unit 54. The terahertz wave L10 is synchronously detected by the chopper 53. The scattered wave L11 generated by irradiating the sample with the terahertz wave L10 is reflected inside the integrating sphere 55 and detected by the scattered wave detection unit 56. Further, the transmitted light L12 generated by irradiating the sample with the terahertz wave L10 passes through the integrating sphere 55 and is detected by the transmitted light detection unit 57. By receiving the scattered wave L11, the scattered wave detection unit 56 generates a voltage having a magnitude corresponding to the intensity of the scattered wave L11. In addition, the transmitted light detection unit 57 receives the transmitted light L12 and generates a voltage having a magnitude corresponding to the intensity of the transmitted light L12.

なお、図4に示される検出装置50において、発振部51は、光源として量子カスケードレーザ光源(発振波長:4.57μm)を有する発振部、試料供給部54として透過セル〔光路長:100μm、厚さ:130μm〕、散乱波検出部56および透過光検出部57としてDLATAGS(重水素化L−アラニンドープトリグリシン硫酸結晶)焦電型検出器を用いた。   In the detection device 50 shown in FIG. 4, the oscillation unit 51 includes an oscillation unit having a quantum cascade laser light source (oscillation wavelength: 4.57 μm) as a light source, and a transmission cell [optical path length: 100 μm, thickness as a sample supply unit 54]. The DLATAGS (deuterated L-alanine doped triglycine sulfate crystal) pyroelectric detector was used as the scattered wave detector 56 and the transmitted light detector 57.

(3)散乱波および透過光の測定
前記実施例2(2)で得られた検出装置50の試料供給部54内に前記実施例2(1)で得られた試料を導入して移動させながら、試料供給部54内の試料にテラヘルツ波(波長400μm)を照射し、試料に含まれる細胞の散乱波に基づく電圧および透過光に基づく電圧を経時的に測定した。電圧値の経時的変化を調べた結果の一例を図9に示す。図中、Aは透過光に基づく電圧値の経時的変化、Bは散乱波に基づく電圧値の経時的変化を示す。
(3) Measurement of scattered wave and transmitted light While introducing and moving the sample obtained in Example 2 (1) into the sample supply unit 54 of the detection device 50 obtained in Example 2 (2) Then, the sample in the sample supply unit 54 was irradiated with terahertz waves (wavelength 400 μm), and the voltage based on the scattered waves of the cells contained in the sample and the voltage based on the transmitted light were measured over time. An example of the result of examining the change in voltage value over time is shown in FIG. In the figure, A shows a change with time of the voltage value based on transmitted light, and B shows a change with time of the voltage value based on scattered waves.

図9に示された結果から、テラヘルツ波が細胞に照射されることによって散乱波および透過光が発せられた場合には透過光に基づく電圧値および散乱波に基づく電圧値のピーク(A2およびB2)が見られるが、ことがわかる。これに対し、細胞にテラヘルツ波があたっていない場合(A1およびB1)には、透過光に基づく電圧値および散乱波に基づく電圧値の変化がほとんど見られないことがわかる。   From the results shown in FIG. 9, when a scattered wave and transmitted light are emitted by irradiating a cell with a terahertz wave, the voltage value based on the transmitted light and the peak of the voltage value based on the scattered wave (A2 and B2). ), But you can see that. On the other hand, when the terahertz wave is not applied to the cell (A1 and B1), it can be seen that the voltage value based on the transmitted light and the voltage value based on the scattered wave hardly change.

前記実施例2(1)で得られた試料を用いる代わりに蒸留水またはDLD−1用培地を用いたことを除き、前記と同様の操作を行ない、透過光に基づく電圧および散乱波に基づく電圧を経時的に測定した。つぎに、透過光に基づく電圧値および散乱波に基づく電圧値を用い、散乱強度および透過光の強度(以下、「透過強度」ともいう)を求めた。その後、散乱強度および透過強度を用い、散乱強度/透過強度を求めた。被検試料の種類と散乱強度/透過強度との関係を調べた結果を図9に示す。図中、1は前記実施例2(1)で得られた試料を用いたときの散乱強度/透過強度、2は蒸留水を用いたときの散乱強度/透過強度、3はDLD−1用培地を用いたときの散乱強度/透過強度を示す。   The same operation as described above was performed except that distilled water or a medium for DLD-1 was used instead of using the sample obtained in Example 2 (1), and the voltage based on the transmitted light and the voltage based on the scattered wave Was measured over time. Next, using the voltage value based on the transmitted light and the voltage value based on the scattered wave, the scattering intensity and the intensity of the transmitted light (hereinafter also referred to as “transmission intensity”) were obtained. Thereafter, the scattering intensity / transmission intensity was determined using the scattering intensity and the transmission intensity. FIG. 9 shows the results of examining the relationship between the type of test sample and the scattering intensity / transmission intensity. In the figure, 1 is the scattering intensity / transmission intensity when using the sample obtained in Example 2 (1), 2 is the scattering intensity / transmission intensity when using distilled water, and 3 is the medium for DLD-1. The scattering intensity / transmission intensity when using is shown.

図9に示された結果から、前記実施例2(1)で得られた試料を用いたときの散乱強度/透過強度は、蒸留水を用いたときの散乱強度/透過強度およびDLD−1用培地を用いたときの散乱強度/透過強度と比べて、著しく大きいことがわかる。かかる図9に示された結果および実施例1で得られた結果から、細胞などの検出対象物の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射することによって検出対象物から発せられる散乱波により、試料に含まれる検出対象物を検出することができることがわかる。したがって、検出対象物を含有する分散体に、検出対象物の最大直径より大きい波長のテラヘルツ波を照射し、検出対象物から発せられる散乱波を測定することにより、分散体に含まれる検出対象物を非検出対象物と区別して検出することができることが示唆される。   From the results shown in FIG. 9, the scattering intensity / transmission intensity when using the sample obtained in Example 2 (1) is the scattering intensity / transmission intensity when using distilled water and for DLD-1. It can be seen that it is significantly higher than the scattering intensity / transmission intensity when the medium is used. From the results shown in FIG. 9 and the results obtained in Example 1, the scattered wave emitted from the detection object by irradiating the terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection object such as a cell, It can be seen that the detection target contained in the sample can be detected. Accordingly, the dispersion containing the detection target is irradiated with a terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection target, and the scattered wave emitted from the detection target is measured, thereby detecting the detection target included in the dispersion. It is suggested that can be detected separately from non-detected objects.

実施例3
(1)試料の調製
DLD−1用培地にヒト由来細胞DLD−1(最大直径:10μm)をその濃度が3×106細胞/mLとなるように懸濁し、試料としての分散体を得た。
Example 3
(1) Preparation of sample A human-derived cell DLD-1 (maximum diameter: 10 μm) was suspended in a medium for DLD-1 so that its concentration was 3 × 10 6 cells / mL, and a dispersion as a sample was obtained. .

(2)検出装置の構築
図10に示される検出装置を構築した。図10に示される検出装置50は、ヒト由来細胞DLD−1(最大直径:10μm)よりも大きい波長のテラヘルツ波を発生させる発振部61と、レンズ62と、テラヘルツ波を変調させるチョッパー63と、テラヘルツ波を絞るアパーチャー64と、光路を変更して光軸を整えるミラー65a,65bと、試料供給部66と、積分球67と、散乱波検出部68と、透過光検出部69とを備えている。図10に示される検出装置60において、発振部61から出射されたテラヘルツ波L10は、チョッパー53によって同期検波された後、アパーチャーによって絞られ、平行波として試料供給部66に入射する。テラヘルツ波L10が試料に照射されることによって生じた散乱波L11は、積分球67の内部で反射され、散乱波検出部68によって検出される。また、テラヘルツ波L10が試料に照射されることによって生じた透過光L12は、積分球67を通過し、透過光検出部69によって検出される。散乱波検出部68では、散乱波L11を受け取ることにより、散乱波L11の強度に応じた大きさの電圧が発生する。また、透過光検出部69では、透過光L12を受け取ることにより、透過光L12の強度に応じた大きさの電圧が発生する。
(2) Construction of detection device The detection device shown in FIG. 10 was constructed. A detection device 50 shown in FIG. 10 includes an oscillation unit 61 that generates a terahertz wave having a wavelength larger than that of the human-derived cell DLD-1 (maximum diameter: 10 μm), a lens 62, a chopper 63 that modulates the terahertz wave, An aperture 64 that narrows down the terahertz wave, mirrors 65a and 65b that change the optical path and adjust the optical axis, a sample supply unit 66, an integrating sphere 67, a scattered wave detection unit 68, and a transmitted light detection unit 69 are provided. Yes. In the detection device 60 shown in FIG. 10, the terahertz wave L10 emitted from the oscillating unit 61 is synchronously detected by the chopper 53, then is narrowed down by the aperture, and enters the sample supply unit 66 as a parallel wave. The scattered wave L11 generated by irradiating the sample with the terahertz wave L10 is reflected inside the integrating sphere 67 and detected by the scattered wave detection unit 68. Further, the transmitted light L12 generated by irradiating the sample with the terahertz wave L10 passes through the integrating sphere 67 and is detected by the transmitted light detection unit 69. The scattered wave detector 68 receives the scattered wave L11 and generates a voltage having a magnitude corresponding to the intensity of the scattered wave L11. In addition, the transmitted light detection unit 69 receives the transmitted light L12 and generates a voltage having a magnitude corresponding to the intensity of the transmitted light L12.

なお、図10に示される検出装置60において、発振部61として光源として量子カスケードレーザ光源(発振波長:4.57μm)を有する発振部、試料供給部54として透過セル〔光路長:50μm、厚さ:80μm〕、散乱波検出部68および透過光検出部69としてDLATAGS(重水素化L−アラニンドープトリグリシン硫酸結晶)焦電型検出器を用いた。   In the detection apparatus 60 shown in FIG. 10, the oscillation unit 61 has a quantum cascade laser light source (oscillation wavelength: 4.57 μm) as a light source, and the sample supply unit 54 has a transmission cell [optical path length: 50 μm, thickness. : 80 μm], DLATAGS (deuterated L-alanine doped triglycine sulfate crystal) pyroelectric detector was used as the scattered wave detector 68 and the transmitted light detector 69.

(3)散乱波および透過光の測定
前記実施例3(2)で得られた検出装置60の試料供給部66内に前記実施例3(1)で得られた試料を入れた。試料供給部66内の試料にテラヘルツ波を照射し、試料に含まれる細胞の散乱波に基づく電圧および透過光に基づく電圧を測定した。
(3) Measurement of scattered wave and transmitted light The sample obtained in Example 3 (1) was placed in the sample supply section 66 of the detection device 60 obtained in Example 3 (2). The sample in the sample supply unit 66 was irradiated with terahertz waves, and the voltage based on the scattered waves of the cells contained in the sample and the voltage based on the transmitted light were measured.

また、前記実施例3(1)で得られた試料を用いる代わりに蒸留水を用いたことを除き、前記と同様の操作を行ない、透過光に基づく電圧および散乱波に基づく電圧を測定した。つぎに、透過光に基づく電圧値および散乱波に基づく電圧値を用い、散乱強度および透過強度を求めた。その後、散乱強度および透過強度を用い、散乱強度/透過強度を求めた。被検試料の種類と散乱強度/透過強度との関係を調べた結果を図11に示す。図中、1は前記実施例3(1)で得られた試料を用いたときの散乱強度/透過強度、2は蒸留水を用いたときの散乱強度/透過強度を示す。   Further, the same operation as described above was performed except that distilled water was used instead of using the sample obtained in Example 3 (1), and the voltage based on the transmitted light and the voltage based on the scattered wave were measured. Next, the scattering intensity and the transmission intensity were obtained using the voltage value based on the transmitted light and the voltage value based on the scattered wave. Thereafter, the scattering intensity / transmission intensity was determined using the scattering intensity and the transmission intensity. FIG. 11 shows the result of examining the relationship between the type of test sample and the scattering intensity / transmission intensity. In the figure, 1 indicates the scattering intensity / transmission intensity when the sample obtained in Example 3 (1) is used, and 2 indicates the scattering intensity / transmission intensity when distilled water is used.

図11に示された結果から、前記実施例3(1)で得られた試料を用いたときの散乱強度/透過強度は、蒸留水を用いたときの散乱強度/透過強度を用いたときの散乱強度/透過強度と比べて、著しく大きいことがわかる。かかる図11に示された結果および実施例1で得られた結果から、細胞などの検出対象物の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射することによって検出対象物から発せられる散乱波により、試料に含まれる検出対象物を検出することができることがわかる。したがって、検出対象物を含有する分散体に、検出対象物の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射し、検出対象物から発せられる散乱波を測定することにより、分散体に含まれる検出対象物を検出することができることが示唆される。   From the results shown in FIG. 11, the scattering intensity / transmission intensity when the sample obtained in Example 3 (1) is used is the scattering intensity / transmission intensity when distilled water is used. It can be seen that it is significantly higher than the scattering intensity / transmission intensity. From the result shown in FIG. 11 and the result obtained in Example 1, the scattered wave emitted from the detection target by irradiating the terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection target such as a cell, It can be seen that the detection target contained in the sample can be detected. Therefore, by detecting the scattered wave emitted from the detection target by irradiating the dispersion containing the detection target with a terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection target, the detection target included in the dispersion It is suggested that an object can be detected.

実施例4
(1)試料の調製
蒸留水に粉ミルク(平均粒子径:100μm)を懸濁し、試料としての分散体を得た。
Example 4
(1) Preparation of sample Powdered milk (average particle size: 100 μm) was suspended in distilled water to obtain a dispersion as a sample.

(2)散乱波および透過光の測定
前記実施例3(3)において、前記実施例3(1)で得られた試料を用いる代わりに、前記実施例4(1)で得られた試料を用いたことを除き、前記実施例3(3)と同様の操作を行ない、試料に含まれる粉ミルクの散乱波に基づく電圧および透過光に基づく電圧を測定した。また、前記において、前記実施例4(1)で得られた試料を用いる代わりに、蒸留水を用いたことを除き、前記と同様の操作を行ない、透過光に基づく電圧および散乱波に基づく電圧を測定した。つぎに、透過光に基づく電圧値および散乱波に基づく電圧値を用い、散乱強度および透過強度を求めた。その後、散乱強度および透過強度を用い、散乱強度/透過強度を求めた。被検試料の種類と散乱強度/透過強度との関係を調べた結果を図12に示す。図中、1は前記実施例4(1)で得られた試料を用いたときの散乱強度/透過強度、2は蒸留水を用いたときの散乱強度/透過強度を示す。
(2) Measurement of scattered wave and transmitted light In Example 3 (3), instead of using the sample obtained in Example 3 (1), the sample obtained in Example 4 (1) was used. Except for the above, the same operation as in Example 3 (3) was performed, and the voltage based on the scattered wave of the milk powder contained in the sample and the voltage based on the transmitted light were measured. Further, in the above, except that distilled water was used instead of using the sample obtained in Example 4 (1), the same operation as described above was performed, and the voltage based on the transmitted light and the voltage based on the scattered wave Was measured. Next, the scattering intensity and the transmission intensity were obtained using the voltage value based on the transmitted light and the voltage value based on the scattered wave. Thereafter, the scattering intensity / transmission intensity was determined using the scattering intensity and the transmission intensity. FIG. 12 shows the results of examining the relationship between the type of test sample and the scattering intensity / transmission intensity. In the figure, 1 indicates the scattering intensity / transmission intensity when the sample obtained in Example 4 (1) is used, and 2 indicates the scattering intensity / transmission intensity when distilled water is used.

図12に示された結果から、前記実施例4(1)で得られた試料を用いたときの散乱強度/透過強度は、蒸留水を用いたときの散乱強度/透過強度を用いたときの散乱強度/透過強度と比べて、著しく大きいことがわかる。   From the results shown in FIG. 12, the scattering intensity / transmission intensity when the sample obtained in Example 4 (1) is used is the scattering intensity / transmission intensity when distilled water is used. It can be seen that it is significantly higher than the scattering intensity / transmission intensity.

実施例5
実施例3において、図10に示される検出装置60を用いる代わりに図2に示される試料供給部14aを有する図1に示される検出装置1を用いることを除き、実施例3と同様の操作を行ない、検出対象物である細胞を検出する。その結果、実施例3と同様に、検出対象物の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射することによって検出対象物から発せられる散乱波により、試料に含まれる検出対象物を検出することができることがわかる。したがって、検出対象物を含有する分散体に、検出対象物の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射し、検出対象物から発せられる散乱波を測定することにより、分散体に含まれる検出対象物を検出することができることが示唆される。
Example 5
In the third embodiment, the same operation as in the third embodiment is performed except that the detection apparatus 1 shown in FIG. 1 having the sample supply unit 14a shown in FIG. 2 is used instead of using the detection apparatus 60 shown in FIG. To detect the detection target cell. As a result, as in Example 3, the detection target contained in the sample can be detected by the scattered wave emitted from the detection target by irradiating the terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection target. I understand that I can do it. Therefore, by detecting the scattered wave emitted from the detection target by irradiating the dispersion containing the detection target with a terahertz wave having a wavelength larger than the maximum diameter of the detection target, the detection target included in the dispersion It is suggested that an object can be detected.

以上説明したように、本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法および検出装置によれば、分散体に含まれる検出対象物を染色しなくても、当該検出対象物を良好に検出することができる。例えば、牛乳は、ウシが乳房炎を起こした場合には、生乳中における体細胞数が増加することが知られている。従来、ウシの乳房炎の検査は、体細胞を蛍光標識抗体などで染色し、染色された体細胞の蛍光をフローサイトメトリーで検出することによって行なわれている。これに対し、本実施例の方法によれば、体細胞と、体細胞よりも脂質、タンパク質などの乳成分との分散体である牛乳に、体細胞の最大直径よりも大きい波長のテラヘルツ波を照射し、体細胞から発せられる散乱波を測定することにより、従来のように体細胞を蛍光標識抗体などで染色しなくても、牛乳に含まれる体細胞を前記乳成分と区別して検出することができることが示唆される。そのため、検査に用いられた牛乳をそのまま他の用途(他の検査など)に用いることができると考えられる。このように、本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法および検出装置によれば、分散体である試料に含まれる検出対象物を染色しなくてもよいため、用いられた試料をそのまま他の用途に用いることができる。したがって、本発明の一実施形態に係る検出対象物の検出方法および検出装置は、試薬、食品などの検査、動物の疾患などの診断を補助するための情報の取得などに好適に用いることができることが示唆される。   As described above, according to the detection target object detection method and detection apparatus according to an embodiment of the present invention, the detection target object can be detected satisfactorily without staining the detection target object included in the dispersion. can do. For example, milk is known to increase the number of somatic cells in raw milk when the cow develops mastitis. Conventionally, bovine mastitis has been examined by staining somatic cells with a fluorescently labeled antibody or the like and detecting the fluorescence of the stained somatic cells by flow cytometry. On the other hand, according to the method of this example, terahertz waves having a wavelength larger than the maximum diameter of somatic cells are applied to milk, which is a dispersion of somatic cells and milk components such as lipids and proteins. Irradiates and measures scattered waves emitted from somatic cells, so that somatic cells contained in milk can be detected separately from the milk components without staining somatic cells with fluorescently labeled antibodies as in the past. It is suggested that you can. Therefore, it is considered that the milk used for the inspection can be used as it is for other purposes (other inspections and the like). As described above, according to the detection object detection method and the detection apparatus according to the embodiment of the present invention, it is not necessary to stain the detection object included in the sample that is the dispersion. It can be used for other purposes as it is. Therefore, the detection target object detection method and detection apparatus according to an embodiment of the present invention can be suitably used for examination of reagents, foods, etc., acquisition of information for assisting diagnosis of animal diseases, and the like. Is suggested.

1 検出装置
2 検出装置
11 光源
12 ビームスプリッタ
13 発振部
14 試料供給部
14a 試料供給部
14c 試料供給部
15 検出部
15a1,15a2 検出部
15b1,15b2,15b3,15b4 検出部
16 制御部
17 出力部
18 時間遅延部
50 検出装置
51 発振部
51 発信部
52 レンズ
53 チョッパー
54 試料供給部
55 積分球
56 散乱波検出部
57 透過光検出部
60 検出装置
61 発振部
62 レンズ
63 チョッパー
64 アパーチャー
65a,65b ミラー
66 試料供給部
67 積分球
68 散乱波検出部
69 透過光検出部
101 試料供給部本体
102 流路
103 入射面
103a レンズ
103 当該入射面
104 試料導入流路
105 試料排出流路
106 出射面
111 試料供給部本体
112 流路
113 入射面
113b 薄肉部
114 出射面
114b 薄肉部
115 試料導入流路
116 試料排出流路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Detection apparatus 2 Detection apparatus 11 Light source 12 Beam splitter 13 Oscillation part 14 Sample supply part 14a Sample supply part 14c Sample supply part 15 Detection part 15a1, 15a2 Detection part 15b1, 15b2, 15b3, 15b4 Detection part 16 Control part 17 Output part 18 Time delay unit 50 Detector 51 Oscillator 51 Transmitter 52 Lens 53 Chopper 54 Sample supply unit 55 Integrating sphere 56 Scattered wave detector 57 Transmitted light detector 60 Detector 61 Oscillator 62 Lens 63 Chopper 64 Aperture 65a, 65b Mirror 66 Sample supply unit 67 Integrating sphere 68 Scattered wave detection unit 69 Transmitted light detection unit 101 Sample supply unit main body 102 Channel 103 Incident surface 103a Lens 103 The incident surface 104 Sample introduction channel 105 Sample discharge channel 106 Output surface 111 Sample supply unit Body 11 Flow path 113 incident surface 113b thin portion 114 emitting surface 114b thin portion 115 sample introduction channel 116 sample discharge channel

Claims (2)

検出対象物が分散した分散体に含まれる検出対象物を検出するための検出対象物の検出方法であって、前記検出対象物の最大粒子径以上の波長を有するテラヘルツ波を分散体に照射し、当該検出対象物に照射されたテラヘルツ波の散乱波を受信して当該検出対象物を検出することを特徴とする検出対象物の検出方法。   A detection object detection method for detecting a detection object contained in a dispersion in which the detection object is dispersed, wherein the dispersion is irradiated with terahertz waves having a wavelength equal to or greater than a maximum particle diameter of the detection object. A method of detecting a detection target, comprising: detecting a detection target by receiving a scattered wave of a terahertz wave irradiated on the detection target. 請求項1に記載の検出対象物の検出方法に用いられる検出対象物の検出装置であって、
前記検出対象物の最大粒子径以上の波長を有するテラヘルツ波を発生させ、前記分散体にテラヘルツ波を照射する発振部と、
前記発振部で発生させたテラヘルツ波が照射されるように前記分散体を保持する試料供給部と、
検出対象物に照射されたテラヘルツ波の散乱波を受信して当該検出対象物を検出する検出部と
を備え、
前記試料供給部は、前記テラヘルツ波を透過する透過材料からなり、前記テラヘルツ波の進行方向に沿った法線を有する入射面を有する試料供給部本体を有し、
前記試料供給部本体内に前記分散体を移動させながら当該分散体にテラヘルツ波を照射するための流路が設けられていることを特徴とする検出対象物の検出装置。
A detection object detection device used in the detection object detection method according to claim 1,
An oscillating unit for generating a terahertz wave having a wavelength equal to or greater than the maximum particle diameter of the detection target,
A sample supply unit that holds the dispersion so that the terahertz wave generated by the oscillation unit is irradiated;
A detection unit that receives the scattered wave of the terahertz wave irradiated to the detection target and detects the detection target;
The sample supply unit is made of a transmission material that transmits the terahertz wave, and has a sample supply unit main body having an incident surface having a normal line along the traveling direction of the terahertz wave.
An apparatus for detecting an object to be detected, comprising: a flow path for irradiating the dispersion with terahertz waves while moving the dispersion in the sample supply unit main body.
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CN110146465A (en) * 2019-04-30 2019-08-20 深圳市太赫兹科技创新研究院有限公司 A kind of optical integrating-sphere and sample Terahertz reflectance spectrum acquisition device

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