JP2016145834A - 微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子 - Google Patents

微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子 Download PDF

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Abstract

【課題】レーザの光軸に対するマイクロチップ又はフローセルの位置調整及びディレイタイムの最適化を自動で高精度に行うことが可能な微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子の提供。
【解決手段】サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御し、前記蛍光標識粒子のうちサイズが大きい粒子から発生する光の検出強度に基づき、ディレイタイムを特定する制御部と、を備える微小粒子分取装置を提供する。
【選択図】図1

Description

本技術は、微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子に関する。より詳しくは、マイクロチップ又はフローセルの光学位置及びディレイタイムを自動で最適化し、高精度な分析を可能とする微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子に関する。
細胞などの微小粒子の特性を光学的に検出し、所定の特性を有する微小粒子のみを分別して回収する微小粒子分取装置(例えばフローサイトメータ)が知られている。
フローサイトメータでは、フローセル又はマイクロチップに形成された流路に細胞を含むサンプル液を送液し、流路を通流する細胞にレーザを照射して細胞から発生する蛍光又は散乱光を検出器で検出することにより、細胞の光学特性を測定している。また、フローサイトメータでは、光学特性の測定の結果、所定の条件を満たすと判定されたポピュレーション(群)を、細胞中から分別回収することも行われている。
フローサイトメータにおける細胞分別(ソーティング)では、フローセル又はマイクロチップに形成されたオリフィスから細胞を含むサンプル液とシース液とを液滴化して吐出させることにより、流体ストリーム(液滴の流れ)を発生させる。サンプル液とシース液の液滴化は、振動素子によって所定周波数の振動をオリフィスに印加することにより行われる。細胞を含む液滴は電荷を付与されて吐出され、各液滴の移動方向を電気的に制御することで所望の特性を有する目的細胞とそれ以外の非目的細胞とを別々の回収容器に回収する。
例えば、特許文献1には、マイクロチップ型のフローサイトメータとして、「微小粒子を含む液体が通流される流路と、この流路を通流する液体をチップ外の空間に排出するオリフィスと、が配設されたマイクロチップと、オリフィスにおいて液体を液滴化して吐出するための振動素子と、吐出される液滴に電荷を付与するための荷電手段と、流路を通流する微小粒子の光学特性を検出する光学検出手段と、チップ外の空間に吐出された液滴の移動方向に沿って、移動する液滴を挟んで対向して配設された対電極と、対電極間を通過した液滴を回収する二以上の容器と、を備える微小粒子分取装置」が開示されている。
また、特許文献2には、オリフィスから射出されるサンプル液とシース液とが液滴化される位置(以下「ブレークオフポイント」と称する)を制御することが記載されている(当該文献請求項1参照)。各液滴は、このブレークオフポイントにおいて該液滴に含まれる細胞の特性に応じた電荷を付与される。フローセル又はマイクロチップに形成された流路で細胞の特性が検出されてから、当該細胞がブレークオフポイントに到達し、当該細胞を含む液滴に電荷が付与されるまでの時間は、「ディレイタイム」と称される。
特開2010−190680号公報 特表2007−532874号公報
微小粒子の光学特性を正確に測定するため、微小粒子分取装置では、フローセル又はマイクロチップに形成された流路内の微小粒子の通流位置と、レーザの光軸と、を高精度に位置合わせする必要がある。この位置合わせは、従来、キャリブレーション用の粒子(キャリブレーションビーズ)を用いてユーザが手動で行っており、習熟を要し、信頼性や安定性に問題があった。特に、マイクロチップ型の微小粒子測定装置では、マイクロチップの交換の都度あるいは分析の都度に光学位置の調整が必要となり、非常に煩雑であった。
また、微小粒子分取装置では、正確なソーティングを行うため、液滴に当該液滴に含まれる細胞の特性に応じた適切な電荷を付与し得るディレイタイムを設定する必要がある。従来、ユーザは、ソーティングされる液滴をプレパラート上に受け、目視で観測しながら良好なソーティングが達成されるようなディレイタイムを手動で設定していた。この操作も非常に煩雑で、習熟を要し、信頼性や安定性において不十分であった。
そこで、本技術は、レーザの光軸に対するマイクロチップ又はフローセルの位置調整及びディレイタイムの最適化を自動で高精度に行うことが可能な微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子を提供することを主な目的とする。
上記課題解決のため、本技術は、サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御し、前記蛍光標識粒子のうちサイズが大きい粒子から発生する光の検出強度に基づき、ディレイタイムを特定する制御部と、を備える微小粒子分取装置を提供する。
本技術では、前記サイズが大きい粒子は、前記サイズが小さい粒子より蛍光強度が高いものとすることができる。
また、本技術では、前記サイズが小さい粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい粒子の粒径が8〜12μmであるものを採用することもできる。
さらに、本技術では、前記蛍光標識粒子のうち前記サイズが大きい粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい粒子のポピュレーションよりも大きいものとすることもできる。
加えて、本技術では、前記流路は、マイクロチップに形成されたものとすることもできる。
本技術では、前記制御部は、前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度の積算値又は平均値がより大きくなる第一の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御するものとすることもできる。
また、本技術では、前記制御部は、前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数がより小さくなる第二の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御するものとすることもできる。
さらに、本技術では、前記制御部は、前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記第二の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御することもできる。
加えて、本技術では、前記流路の一端に形成されたオリフィスから吐出される液滴に対して、前記照射検出部による前記蛍光標識粒子から発生する光の検出時刻から所定時間経過後にレーザ光を照射する光源と、前記液滴から発生する光を検出する検出部と、を備え、前記制御部は、前記サイズが大きい粒子から発生する光の検出強度の積算値がより大きくなる経過時間を前記ディレイタイムとして設定することもできる。
本技術では、前記制御部は、全種の前記蛍光標識粒子から発生する光の検出強度の積算値のエリア平均値が大きくなるエリアを特定し、前記エリア内で検出された前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき前記相対位置を変更するよう制御するものとすることもできる。
また、本技術は、微小粒子検出装置において照射検出部に対する流路の相対位置を変更するために用いられるサイズの小さい蛍光標識粒子と、ディレイタイムを特定するために用いられるサイズの大きい蛍光標識粒子と、からなるキャリブレーション用粒子も提供する。
本技術では、前記サイズが大きい蛍光標識粒子は、前記サイズが小さい蛍光標識粒子より蛍光強度が高いものとすることができる。
また、本技術では、前記サイズが小さい蛍光標識粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい蛍光標識粒子の粒径が8〜12μmであるものを採用することもできる。
さらに、本技術では、前記サイズが大きい蛍光標識粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい蛍光標識粒子のポピュレーションよりも大きいものとすることもできる。
さらに、本技術は、サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、全種の前記蛍光標識粒子から発生する光の検出強度の積算値のエリア平均値が大きくなるエリアを特定し、前記エリア内で検出された前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御する制御部と、を備える微小粒子分取装置も提供する。
本技術では、前記サイズが大きい粒子は、前記サイズが小さい粒子より蛍光強度が高いものとすることができる。
また、本技術では、前記サイズが小さい粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい粒子の粒径が8〜12μmであるものを採用することもできる。
さらに、本技術では、前記蛍光標識粒子のうち前記サイズが大きい粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい粒子のポピュレーションよりも大きいものとすることもできる。
加えて、本技術では、前記流路は、マイクロチップに形成されたものとすることもできる。
本技術において、「微小粒子」には、細胞や微生物、リポソームなどの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子などが広く含まれるものとする。
生体関連微小粒子には、各種細胞を構成する染色体、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)などが含まれる。細胞には、動物細胞(血球系細胞など)および植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌などの細菌類、タバコモザイクウイルスなどのウイルス類、イースト菌などの菌類などが含まれる。さらに、生体関連微小粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体などの生体関連高分子も包含され得るものとする。また、工業用粒子は、例えば有機もしくは無機高分子材料、金属などであってもよい。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレートなどが含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料などが含まれる。金属には、金コロイド、アルミなどが含まれる。これら微小粒子の形状は、一般には球形であるのが普通であるが、非球形であってもよく、また大きさや質量なども特に限定されない。
本技術により、レーザの光軸に対するマイクロチップ又はフローセルの位置調整及びディレイタイムの最適化を自動で高精度に行うことが可能な微小粒子分取装置及びキャリブレーション用粒子が提供される。
マイクロチップ型フローサイトメータとして構成された本技術に係る微小粒子分取装置1(フローサイトメータ1)の構成を説明するための図である。 フローサイトメータ1の構成を説明するための図である。 フローサイトメータ1に搭載可能なマイクロチップ2の一例の構成を説明するための図である。 マイクロチップ2のオリフィス21の構成を説明するための図である。 フローサイトメータ1における光学位置の最適化のための制御ステップを説明するためのフローチャートである。 信号取得ステップS2〜エリア平均値最大位置判定ステップS3における制御を説明するための図である。 信号取得ステップS2及びS5において、各検出位置Dで一定時間内に得られる検出信号のヒストグラムである。 エリア平均値最大位置移動ステップS4〜積算値最大位置判定ステップS6における制御を説明するための図である。 変動係数判定ステップS7における制御を説明するための図である。 フローサイトメータ1におけるディレイタイムの最適化のための制御ステップを説明するためのフローチャートである。
以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。

1.微小粒子分取測定装置
(1)照射検出部
(2)位置調整部
(3)振動素子
(4)荷電部
(5)液滴検出部
(6)偏向板
(7)回収容器
(8)制御部等
(9)マイクロチップ
2.本技術に係る微小粒子分取測定装置におけるキャリブレーション方法
(A)光学位置の最適化制御
(1)キャリブレーションビーズ送液ステップS1
(2)信号取得ステップS2
(3)エリア平均値最大位置判定ステップS3
(4)エリア平均値最大位置移動ステップS4
(5)信号取得ステップS5
(6)積算値最大位置判定ステップS6
(7)変動係数判定ステップS7
(8)位置最適化ステップS8
(B)ディレイタイムの最適化制御
(1)キャリブレーションビーズ送液ステップS11
(2)信号取得ステップS12
(3)最適経過時間探索ステップS13
(4)ディレイタイム設定ステップS14
1.微小粒子分取測定装置
図1及び図2は、マイクロチップ型フローサイトメータとして構成された本技術に係る微小粒子分取装置1(以下「フローサイトメータ1」とも称する)の構成を説明する模式図である。また、図3及び図4は、フローサイトメータ1に搭載可能なマイクロチップ2の一例を示す。図3(A)は上面模式図、(B)は(A)中P−P断面に対応する断面模式図を示す。また、図4は、マイクロチップ2のオリフィス21の構成を模式的に説明する図であり、(A)は上面図、(B)は断面図、(C)は正面図を示す。図4(B)は、図3(A)中P−P断面に対応する。
(1)照射検出部
フローサイトメータ1は、マイクロチップ2にレーザL1を照射する光源61と、レーザL1の照射により発生する検出対象光を検出する検出器62とを含んでなる照射検出部を備える。マイクロチップ2に対するレーザL1の照射方向(レーザL1の光軸)を図1中Z軸正方向で示す。光源61は、LD、LEDなどであってよい。
レーザL1は、マイクロチップ2のサンプル流路22を通流する細胞に照射される。検出器62は、細胞によるレーザL1の散乱光、及び、細胞又は細胞に標識された蛍光色素がレーザL1により励起されて生じる蛍光を検出する。図1中、サンプル流路22を通流する細胞から発生する蛍光を符合F1で示す。
照射検出部は、光源61から出射されたレーザL1を細胞に導光して集光するための集光レンズやダイクロイックミラー、バンドパスフィルター等からなる照射系を含む。また、照射検出部は、レーザL1の照射によって細胞から発生する検出対象光を集光して検出器62に導光する検出系と、によって構成される。検出系は、例えば、PMT(photo multiplier tube)や、CCDやCMOS素子等のエリア撮像素子などによって構成される。
照射検出部の検出系により検出される検出対象光は、レーザL1の照射によって細胞から発生する光であって、例えば、前方散乱光や側方散乱光、レイリー散乱やミー散乱等の散乱光や蛍光などとすることができる。蛍光は、細胞又は細胞に標識された蛍光色素から発生するものであってよい。これらの検出対象光は電気信号に変換され、細胞の光学特性判定及び後述する光学位置の自動調整に供される。
(2)位置調整部
フローサイトメータ1は、照射検出部に対するマイクロチップ2の相対位置を変更する位置調整部9を備える。位置調整部9は、マイクロチップ2の位置及び/又は照射検出部の位置を、レーザL1の光軸に対する垂直平面(XY平面)上で移動させる。これにより、位置調整部9は、レーザL1の光軸に対するマイクロチップ2の位置を調整して、レーザL1がサンプル流路22内の細胞の通流位置に照射されるように最適化する。
位置調整部9は、マイクロチップ2の位置、又は、光源61及び検出器62を含む照射検出部の位置の少なくとも一方を、X軸方向及びY軸方向に移動可能なものであればよい。位置調整部9は、例えばステッピングモータなどにより構成される。なお、位置調整部9は、照射検出部に対するマイクロチップ2の相対位置をZ軸方向(レーザL1の焦点方向)においても移動させるものであってよい。
(3)振動素子
フローサイトメータ1は、マイクロチップ2に形成されたオリフィス21に振動を印加して、オリフィス21から排出される、細胞を含むサンプル液とシース液との層流を液滴化して吐出させる振動素子3を備える。振動素子3は、例えばピエゾ素子とできる。吐出された液滴は、流体ストリームSとなって図中矢印Y軸正方向に射出される。なお、フローサイトメータ1において、マイクロチップ2は交換可能に搭載されるものである。
フローサイトメータ1において、振動素子3は、マイクロチップ2と一体に構成されたものであってもよく、搭載されたマイクロチップ2と接触可能なように装置側に配設されたものであってもよい。
(4)荷電部
オリフィス21から吐出される液滴は、荷電部41によって正又は負の電荷を付与される。一部の液滴は、電荷を付与されず、チャージなしとされていてもよい。液滴のチャージは、荷電部41と電気的に接続され、マイクロチップ2に設けられたサンプルインレット23に挿入されている電極42によって行われる。なお、電極42は、マイクロチップ2のいずれかの箇所に、流路を送液されるサンプル液又はシース液に電気的に接触するように挿入されていればよいものとする。
液滴への電荷の付与は、照射検出部により細胞が検出された時刻(T0)から、所定のディレイタイム(ΔT)が経過し、当該細胞がブレークオフポイントに到達した時点(T0+ΔT)で行われる。
(5)液滴検出部
また、フローサイトメータ1は、オリフィス21から吐出される液滴にレーザ光L2を照射する光源71と、レーザL2の照射により発生する検出対象光を検出する検出器72とを含んでなる液滴検出部を備える。流体ストリームSに対するレーザL2の照射方向(レーザL1の光軸)を図2中Z軸正方向で示す。光源71は、LD、LEDなどであってよい。また、検出器72は、PMT(photomultipliertube)や、CCDやCMOS素
子等のエリア撮像素子などであってよい。
レーザL2は、流体ストリームS中の液滴に照射される。検出器72は、該液滴に含まれる細胞によるレーザL2の散乱光、及び、細胞又は細胞に標識された蛍光色素がレーザL2により励起されて生じる蛍光を検出する。図2中、液滴から発生する蛍光を符合F2で示す。
光源71は、照射検出部により細胞が検出された時刻(T0)から、ディレイタイム(ΔT)を模擬する所定時間(Δt)の経過後の時点(T0+Δt)で、液滴にレーザ光L2を照射する。そして、発生する検出対象光が検出器72により電気信号に変換され、後述するディレイタイムの最適化のために利用される。
(6)偏向板
さらに、フローサイトメータ1は、流体ストリームSを挟んで対向して配置された一対の偏向板51,52を備える。偏向板51,52は、液滴に付与された電荷との間に作用する電気的な力によって流体ストリームS中の各液滴の進行方向を変化させる。偏向板51,52は、通常使用される電極であってよい。図1中、偏光板51,52の対向方向をX軸方向によって示す。
(7)回収容器
偏向板51,52の間を通過した流体ストリームは、回収容器81、回収容器82又は回収容器83のいずれかに受け入れられる。例えば、偏向板51を正、偏向板52を負に帯電させる場合、荷電部41により負にチャージされた液滴は回収容器82に、正にチャージされた液滴は回収容器83にそれぞれ回収される。また、荷電部41によりチャージされていない液滴は、偏向板51,52からの電気的な作用力を受けずに真っ直ぐ飛行し、回収容器81に回収される。フローサイトメータ1では、各液滴に含まれる細胞の特性に応じて該液滴の進行方向を制御することで、所望の特性を有する目的細胞とそれ以外の非目的細胞とを別々の回収容器に回収できる。
回収容器81,82,83は、実験用として汎用のプラスチック製チューブあるいはガラス製チューブであってよい。これらの回収容器は、交換可能にフローサイトメータ1に配置されるものであることが好ましい。また、回収容器のうち非目的細胞を受け入れるものには、回収した液滴の排液路を接続してもよい。なお、フローサイトメータ1において、配置される回収容器の数は特に限定されないものとする。回収容器を3つよりも多く配置する場合には、各液滴が、偏向板51,52との間の電気的な作用力の有無及びその大小によっていずれか一つの回収容器に誘導され、回収されるようにする。
(8)制御部等
フローサイトメータ1は、上述の構成に加え、通常のフローサイトメータが備える、細胞の光学特性判定のためのデータ解析部、サンプル液及びシース液を貯留するタンク部及びこれらの各構成を制御するための制御部10などを備える。
制御部10は、CPU、メモリ及びハードディスクなどを備える汎用のコンピュータによって構成でき、ハードディスク内にはOSと次に説明する制御ステップを実行するプログラムなどが格納されている。
(9)マイクロチップ
マイクロチップ2は、サンプル流路22が形成された基板層2a,2bが貼り合わされてなる。基板層2a,2bへのサンプル流路22の形成は、金型を用いた熱可塑性樹脂の射出成形により行うことができる。熱可塑性樹脂には、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)、環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリジメチルシロキサン(PDMS)などの従来マイクロチップの材料として公知のプラスチックを採用できる。
サンプル液は、サンプルインレット23に導入され、シースインレット24に導入されるシース液と合流して、サンプル流路22を送液される。シースインレット24から導入されたシース液は、2方向に分かれて送液された後、サンプルインレット23から導入されたサンプル液との合流部において、サンプル液を2方向から挟み込むようにしてサンプル液に合流する。これにより、合流部において、シース液層流の中央にサンプル液層流が位置された3次元層流が形成される。
符号25は、サンプル流路22に詰まりや気泡が生じた際に、サンプル流路22内に負圧を加えて流れを一時的に逆流させて詰まりや気泡を解消するための吸引流路を示す。吸引流路25の一端には、真空ポンプ等の負圧源に接続される吸引アウトレット251が形成され、他端は連通口252においてサンプル流路22に接続している。
3次元層流は、送液方向に対する垂直断面の面積が送液方向上流から下流へ次第にあるいは段階的に小さくなるように形成された絞込部261(図3参照),262(図4参照)において層流幅を絞り込まれる。その後、3次元層流は、流路の一端に設けられたオリフィス21から排出される。
サンプル流路22の絞込部261と絞込部262との間では、細胞の特性検出が行われる。照射検出部によって、サンプル流路22中を3次元層流の中心に一列に配列して送流される細胞に対してレーザL1が照射され、細胞から発生する蛍光F1及び散乱光が検出される(図3参照)。
サンプル流路22のオリフィス21への接続部は、直線状に形成されたストレート部27とされている。ストレート部27は、オリフィス21から流体ストリームSをY軸正方向に真っ直ぐ射出するために機能する。
オリフィス21から排出される3次元層流は、振動素子3によりオリフィス21に印加される振動によって液滴化され、流体ストリームSとして射出される(図1参照)。オリフィス21は基板層2a,2bの端面方向に開口しており、その開口位置と基板層端面との間には切欠部211が設けられている。切欠部211は、オリフィス21の開口位置と基板端面との間の基板層2a,2bを、切欠部211の径Lがオリフィス21の開口径1よりも大きくなるように切り欠くことによって形成されている(図4(C)参照)。切欠部211の径Lは、オリフィス21から吐出される液滴の移動を阻害しないように、オリフィス21の開口径lよりも2倍以上大きく形成することが望ましい。
2.本技術に係る微小粒子分取装置におけるキャリブレーション方法
(A)光学位置の最適化制御
図5は、フローサイトメータ1におけるマイクロチップ2の光学位置の最適化のための制御ステップを説明するフローチャートである。制御ステップは、「キャリブレーションビーズ送液ステップS1」、「信号取得ステップS2」、「エリア平均値最大位置判定ステップS3」、「エリア平均値最大位置移動ステップS4」、「信号取得ステップS5」、「積算値最大位置判定ステップS6」、「変動係数判定ステップS7」及び「位置最適化ステップS8」の手順を含む。以下、各手順について説明する。
(1)キャリブレーションビーズ送液ステップS1
ユーザにより分析の開始信号が入力されると、制御部10は位置調整部9へ移動信号を出力し、位置調整部9が照射検出部に対するマイクロチップ2の相対位置を予め設定された初期位置(図6、原点Oを参照)に移動させる。相対位置が原点Oにあるとき、照射検出部から出射されたレーザL1はマイクロチップ2上の原点Oに照射される。相対位置の変更は、マイクロチップ2の位置、又は、光源61及び検出器62を含む照射検出部の位置の少なくとも一方を、X軸方向及びY軸方向に移動することによって行い得るが、以下ではマイクロチップ2の位置を移動する場合を例に説明する。
次に、制御部10は、サンプル液及びシース液を貯留するタンク部のポンプを駆動して、マイクロチップ2のサンプルインレット23及びシースインレット24へのサンプル液及びシース液の送液を開始する。サンプル液には、サイズ及び蛍光強度が異なる2種以上のキャリブレーション用の粒子(ビーズ)が含まれる。さらに、制御部10は、振動素子3によるオリフィス21への振動印加を開始する。これにより、オリフィス21から射出されるサンプル液及びシース液の3次元層流が液滴化して吐出され、流体ストリームSが発生する。
キャリブレーションビーズは、蛍光色素を含む樹脂組成物を粒子形状に成形したもの又は粒子形状に成形された樹脂の表面に蛍光色素を固着させたものなどを用いることができる。蛍光色素には、PB,FITC,PE,PE−TR,APCCHなどの汎用の色素を用いればよい。一般に、サイズの大きいビーズほど蛍光強度が高くなるが、サイズ及び蛍光強度のばらつきが大きくなる。逆に、サイズの小さいビーズほど蛍光強度は低くなるが、サイズ及び蛍光強度のばらつきも小さくなる。
キャリブレーションビーズは、サイズが小さく蛍光強度が低いビーズAと、サイズが大きく蛍光強度が高いビーズBと、の2種を含むことが好ましい。また、ビーズBのポピュレーションが、ビーズAのポピュレーションよりも大きいことが好ましい。
ビーズAとしては、例えば粒径が2〜4μmであり、流体(サンプル液)中の濃度が5.0×105/ml程度で、蛍光強度のばらつき(変動係数)が1.5%以下のものを使用できる。また、ビーズBとしては、例えば粒径が8〜12μmであり、流体中の濃度が5.0×106/ml程度で、蛍光強度のばらつき(変動係数)が2.5%以下のものを使用できる。
キャリブレーションビーズには、ビーズAとビーズBとの中間のサイズ及び蛍光強度を有するビーズが含まれていてもよい。以下では、ビーズAとビーズBの2種のビーズが混合されたキャリブレーションビーズを用いる場合を例に説明する。
サンプル液及びシース液の送液開始後、制御部10は、位置調整部9へ移動信号を出力し、位置調整部9がマイクロチップ2の位置を原点Oから基準点D0に移動させる(図6矢印参照)。照射検出部に対するマイクロチップ2の相対位置が基準点D0にあるとき、照射検出部から出射されたレーザL1はマイクロチップ2上の基準点D0に照射される。
基準点D0は、マイクロチップ2の細胞の特性検出が行われるべき位置(すなわち、以下に説明するステップにより決定される最適位置)の近傍に予め設定される。より具体的には、基準点D0は、サンプル流路22の絞込部261と絞込部262との間(図3及び図4参照)の近傍とされる。
(2)信号取得ステップS2(第一の信号取得ステップ)
本ステップS2では、照射検出部により、基準点D0を含むマイクロチップ2上の複数の位置から発生する蛍光又は散乱光(以下、単に「蛍光」と称する)の検出が行われる。本ステップS2において、蛍光の検出が行われるマイクロチップ2上の位置を図6中符号Dにより示す。図では、基準点D0を含めて24箇所の検出位置Dを設定し、X軸方向に8列、Y軸方向に3列に配列した検出位置Dからの蛍光を検出する場合を例に示した。
検出位置Dが設定される領域にはサンプル流路22が含まれるようにされ、この限りにおいて検出位置Dの数及び配列態様は特に限定されず任意に設定される。検出位置Dは、図に示すようにX軸方向及びY軸方向に格子状に配列されることが好ましい。この場合、検出位置DのX軸方向及びY軸方向の配列間隔W及びHは、サンプル流路22の流路幅(流路径)とX軸方向及びY軸方向における検出位置Dの配列数M1,N1に応じて適宜設定され得る。サンプル流路22の流路幅が70〜100μmであり、配列数M1が8,N1が3である場合、配列間隔W及びHは、例えばそれぞれ25、75μmに設定される。
蛍光の検出は、一つの検出位置Dについて一定時間行われる。一定時間に検出された蛍光は積算されて電気信号に変換され制御部10に出力される。蛍光の検出は、レーザL1をX軸方向及びY軸方向に走査して各検出位置Dに順次照射して、発生する蛍光を検出することによって行い得る。あるいは、レーザL1の照射により各検出位置Dから蛍光をエリア撮像素子によって一括検出してもよい。
(3)エリア平均値最大位置判定ステップS3
本ステップS3では、制御部10は、各検出位置Dについて検出強度の積算値のエリア平均値を算出し、エリア平均値がより大きくなる検出位置D、好ましくは最大値となる検出位置Dを自動判定する。
「エリア平均値」とは、一つの検出位置Dと、それから所定の距離範囲内にある複数の検出位置Dと、で得られた検出強度の積算値の平均を意味する。図6では、エリア平均値を、一つの検出位置D1と、検出位置D1からX軸方向に2W、Y軸方向に2Hの距離範囲内にある検出位置D2〜D9と、で得られた検出強度の積算値の平均とする場合を示した。
一つの検出位置Dからどれくらいの距離範囲内をエリア平均値として設定するかは、サンプル流路22の流路幅(流路径)、配列間隔W及びHに応じて適宜決定され得るものとする。
制御部10は、各検出位置Dについて算出されたエリア平均値を比較し、エリア平均値がより大きくなる検出位置D、好ましくは最大値となる検出位置D、を決定する。ここでは、検出位置D1においてエリア平均値が最大値となるものとして説明する。
エリア平均値の算出は、各検出位置Dについて一定時間内に検出された蛍光のうち、キャリブレーションビーズから発生する蛍光に基づいて行われる。各検出位置Dにおいて一定時間内に検出信号のヒストグラムを図7に示す。ビーズBは、ビーズAに比して蛍光強度が高く、蛍光強度のばらつきが大きい。エリア平均値は、ビーズA及びビーズBから発生する蛍光の検出強度の和として算出される。
蛍光はキャリブレーションビーズが通流されるサンプル流路22で強く発生するため、エリア平均値が最大値となる検出位置D1〜D9を結んで形成される領域R1は、サンプル流路22が位置する領域とみなし得る。なお、「エリア平均値」に替えて、各検出位置Dで得られた検出強度そのもの(ピーク強度)、又は該検出強度の平均値あるいは積算値を用いてもよい。ピーク強度、平均値又は積算値が最大値となる検出位置Dは、サンプル流路22に近接する点とみなし得る。
(4)エリア平均値最大位置移動ステップS4
エリア平均値が最大値となる検出位置D1が特定されると、制御部10は、位置調整部9へ移動信号を出力し、位置調整部9がマイクロチップ2の位置を基準点D0から検出位置D1に移動させる(図8矢印参照)。
(5)信号取得ステップS5(第一の信号取得ステップ)
本ステップS5では、照射検出部により、エリア平均値が最大値となる領域R1内の複数の位置から発生する蛍光の検出が行われる。本ステップS5における蛍光の検出位置Dを図8の拡大図中に示す。図では、エリア平均値が最大値となる検出位置D1を含めてX軸方向にM2列、Y軸方向にN2列配列した(M2×N2)の検出位置Dから蛍光を検出する場合を例に示した。
検出位置DのX軸方向及びY軸方向の配列間隔w及びhは、サンプル流路22の流路幅(流路径)とX軸方向及びY軸方向における配列数M2及びN2に応じて適宜設定され得る。配列数M2,N2は、例えばそれぞれ11、7個とされる。列間隔w及びhは、例えばそれぞれ5、25μmに設定される。なお、本ステップS5においても、検出位置Dの数及び配列態様は特に限定されないものとする。なお、「エリア平均値」に替えて、各検出位置Dで得られたピーク強度、平均値又は積算値を用いる場合、これらの値が最大値となる検出位置Dを含む領域内に適当数の検出位置Dを設定する。
蛍光の検出は、一つの検出位置Dについて一定時間行われる。一定時間に検出された蛍光は電気信号に変換され制御部10に出力される。蛍光の検出は、レーザL1をX軸方向及びY軸方向に走査して各検出位置Dに順次走査し、発生する蛍光を検出する。あるいは、エリア撮像素子によって、レーザL1の照射により各検出位置Dから蛍光を一括検出してもよい。
(6)積算値最大位置判定ステップS6
本ステップS6では、制御部10は、各検出位置Dについて、検出強度の積算値又は平均値のどちらか一方又は両方と、それらの変動係数(CV値)とを算出する。以下では、検出強度の積算値とそのCV値とを用いた処理を例に説明する。
制御部10は、各検出位置Dについて算出された検出強度の積算値を比較し、積算値がより大きくなる検出位置D、好ましくは最大値となる検出位置D(第一の最適位置)、を決定する。ここでは、検出位置D11において積算値が最大値となるものとして説明する(図8参照)。
検出強度の積算値及び変動係数の算出は、各検出位置Dについて一定時間内に検出された蛍光のうち、ビーズAから発生する蛍光に基づいて行われる(図7のヒストグラムを参照)。ビーズAから発生する蛍光とビーズBから発生する蛍光との区別は、蛍光波長の違いによって区別してビーズAの蛍光波長に一致する蛍光のみを検出すればよい。あるいは、サイズの違いによってビーズにゲーティングをかけて、選択されたサイズの範囲(ゲート)内のビーズから発生する蛍光のみを検出することで、ビーズAから発生する蛍光とビーズBから発生する蛍光とを区別することもできる。
(7)変動係数判定ステップS7
次に、制御部10は、積算値が最大値となる検出位置D11と隣接する検出位置D12〜D19との間でCV値を比較し、検出位置D11に比してより小さいCV値を与える検出位置D(第二の最適位置)の存在の有無を自動判定する(図9参照)。
(8)位置最適化ステップS8
ステップS7において、積算値が最大値となる検出位置D11に比してより小さいCV値を与える検出位置Dが、検出位置D11と隣接する検出位置D12〜D19のいずれにもみつからなった場合、制御部10は、マイクロチップ2の位置を検出位置D1から検出位置D11に移動させる。このとき、積算値が最大値となる検出位置(第一の最適位置)とCV値が最小値となる検出位置(第二の最適位置)はいずれも検出位置D11で一致している。
また、ステップS7において、検出位置D12〜D19のいずれかに検出位置D11に比してより小さいCV値を与える検出位置Dがみつかった場合、制御部10は、マイクロチップ2の位置を検出位置D1から当該検出位置D(例えば検出位置D18)に移動させる。このとき、積算値が最大値となる検出位置(第一の最適位置)とCV値が最小値となる検出位置(第二の最適位置)は不一致である。
積算値が最大値となる検出位置D11は、蛍光が最も強く発生する位置であり、サンプル流路22のキャリブレーションビーズの通流位置とみなすことができる。すなわち、照射検出部に対するマイクロチップ2の相対位置が検出位置D11にあるとき、照射検出部から出射されたレーザL1はサンプル流路22のキャリブレーションビーズの通流位置に照射されることとなる。
例外的に、積算値が最大値となる検出位置D11が、サンプル流路22のキャリブレーションビーズの通流位置ではないにもかからず、蛍光強度の積算値が最大値となる場合がある。例えば、検出位置D11が、マイクロ流路22の流路壁に一致する場合には、蛍光の反射や散乱などによって異常に高い蛍光強度が散発的に検出されてしまう場合がある。この場合、当該位置において検出される蛍光強度にばらつきが生じ、蛍光強度の積算値のCV値が大きくなる。
検出位置D11がマイクロ流路22の流路壁に一致する場合などでは、検出位置D11と隣接する検出位置のうちより小さいCV値を与える検出位置D18が、サンプル流路22のキャリブレーションビーズの通流位置とみなすことができる。すなわち、照射検出部に対するマイクロチップ2の相対位置が検出位置D18にあるとき、照射検出部から出射されたレーザL1はサンプル流路22のキャリブレーションビーズの通流位置に照射されることとなる。
以上のように、フローサイトメータ1では、レーザL1の照射によりマイクロチップ2から発生する蛍光の検出強度の積算値あるいは平均値がより大きくなる位置、又はCV値がより小さくなる位置に、レーザL1に対するマイクロチップ2の相対位置を設定する。これにより、フローサイトメータ1では、マイクロチップ2のサンプル流路22の細胞の通流位置と、レーザL1の光軸と、を自動で高精度に位置決めし、簡便に高精度な測定を行うことが可能とされている。
また、フローサイトメータ1では、蛍光検出強度の積算値のエリア平均値がより大きくなる位置を特定する粗調整(ステップS2・S3)と、エリア平均値がより大きくなる領域内において積算値あるいは平均値がより大きくなる位置、又はCV値がより小さくなる位置を特定する微調整(ステップS5〜S7)との2段階の手順によって、マイクロチップ2の光学位置を最適化している。これにより、マイクロチップ2の光学位置の最適化を小さい処理負荷で迅速に行うことが可能とされている。
さらに、フローサイトメータ1では、粗調整(ステップS2・S3)を、全種のキャリブレーションビーズ(ここではビーズA及びビーズB)から発生する光の検出強度に基づいて行い、微調整(ステップS5〜S7)は、サイズが小さい種のビーズ(ビーズA)のみから発生する光の検出強度に基づいて行っている。これにより、粗調整では、強い検出信号を用いて制御を行うことができ、微調整では、サンプル流路22の細胞の通流位置とレーザL1の光軸との位置合わせを高精度に行うことができる。ここでは、流路をマイクロチップに形成したマイクロチップ型フローサイトメータを例に説明したが、フローセルに流路が形成されたフローセル型フローサイトメータにおいても、同様の効果を得ることができる。
(B)ディレイタイムの最適化制御
図10は、フローサイトメータ1におけるディレイタイムの最適化のための制御ステップを説明するフローチャートである。制御ステップは、「キャリブレーションビーズ送液ステップS11」、「信号取得ステップS12」、「最適経過時間探索ステップS13」及び「ディレイタイム設定ステップS14」の手順を含む。以下、各手順について説明する。
(1)キャリブレーションビーズ送液ステップS11
ユーザにより分析の開始信号が入力されると、制御部10は、サンプル液及びシース液を貯留するタンク部のポンプを駆動して、マイクロチップ2のサンプルインレット23及びシースインレット24へのサンプル液及びシース液の送液を開始する。サンプル液には、上述のキャリブレーションビーズが含まれる。さらに、制御部10は、振動素子3によるオリフィス21への振動印加を開始する。これにより、オリフィス21から射出されるサンプル液及びシース液の3次元層流が液滴化して吐出され、流体ストリームSが発生する。
(2)信号取得ステップS12(第二の信号取得ステップ)
本ステップS12では、オリフィス21から吐出される液滴に、光源71からレーザL2を照射して、液滴から発生する蛍光の検出が行われる。レーザL2は、照射検出部によりキャリブレーションビーズが検出された時刻(T0)から所定時間(Δt)の経過後に光源71から液滴に照射され、液滴から発生する蛍光が検出器72により検出される。
制御部10は、時刻T0から異なる時間の経過後に光源71からレーザL2を出射させる。具体的には、制御部10は、時刻(T0+Δt1)、(T0+Δt2)、・・・(T0+ΔtN)において光源71からレーザL2を出射させる。ここで、Nは3以上の整数を示す。各時刻において、検出器72により検出された蛍光の検出強度は、制御部10に出力されて保持される。
時刻(T0+ΔtN)における検出強度は、キャリブレーションビーズが照射検出部により検出された時刻T0から時間ΔtN経過後に、レーザL2をオリフィス21から吐出される液滴に照射して得られる検出強度を、例えばM個のビーズについて積算した値とされる。
(3)最適経過時間探索ステップS13
本ステップS13では、制御部10は、液滴から発生する蛍光の検出強度の積算値がより大きくなる(好ましくは最大値となる)経過時間ΔtSを決定する。具体的には、時刻(T0+Δt1)〜(T0+ΔtN)において取得された検出強度の積算値を比較し、積算値がより大きくなる経過時間ΔtSを特定する。
経過時間ΔtSの決定は、液滴に含まれるビーズA及びビーズBから発生する蛍光の検出強度の和に基づいて行われる。より好ましくは、経過時間ΔtSの決定は、ビーズBから発生する蛍光の検出強度に基づいて行われる(図7のヒストグラムを参照)。ビーズAから発生する蛍光とビーズBから発生する蛍光との区別は、蛍光波長の違いによって区別してビーズBの蛍光波長に一致する蛍光のみを検出すればよい。あるいは、サイズの違いによってビーズにゲーティングをかけて、選択されたサイズの範囲(ゲート)内のビーズから発生する蛍光のみを検出することで、ビーズBから発生する蛍光とビーズBから発生する蛍光とを区別することもできる。
(4)ディレイタイム設定ステップS14
本ステップS14では、最適経過時間探索ステップS13で特定された経過時間ΔtSからディレイタイム(ΔT)の算出が行われる。経過時間ΔtSは、時刻T0において照射検出部により検出されたキャリブレーションビーズが光源71から出射されるレーザL2の照射位置を通過するまでの時間とみなすことができる。従って、経過時間ΔtSに基づけば、照射検出部により検出されたキャリブレーションビーズがブレークオフポイントに到達するまでの時間であるディレイタイム(ΔT)を算出できる。制御部10は、算出されたディレイタイム(ΔT)を荷電部41に設定し、最適なディレイタイムにおいて液滴に電荷が付与されるようにする。
以上のように、フローサイトメータ1では、全種のキャリブレーションビーズ(ここではビーズA及びビーズB)から発生する光、あるいは蛍光強度が高い種のビーズ(ビーズB)のみから発生する光の検出強度に基づいて、ディレイタイムの最適化を行っている。これにより、強い検出信号を用いてディレイタイムの最適化制御を行うことができる。キャリブレーションビーズ中のサイズが大きく蛍光強度が高いビーズ(ビーズB)のポピュレーションを、サイズが小さく蛍光強度が低いビーズ(ビーズA)のポピュレーションよりも大きくしておくことで、より強い検出信号を用いたディレイタイムの最適化制御が可能となる。
また、フローサイトメータ1では、上述した光学位置の最適化制御とディレイタイムの最適化制御とを、キャリブレーションビーズを入れ替えることなく行うことができる。従来、レーザの光軸に対するマイクロチップの位置調整はサイズの小さいビーズを用いて行い、別個に、蛍光強度の高いビーズを用いてディレイタイムの最適化を行う必要があった。これに対して、フローサイトメータ1では、サイズ及び蛍光強度が異なる2種以上のビーズを含むキャリブレーションビーズを用いてマイクロチップの光学位置調整とディレイタイムの最適化とをキャリブレーションビーズを入れ替えることなく簡便に行うことが可能とされている。
本技術に係る微小粒子分取装置は以下のような構成もとることができる。
(1)サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御し、前記蛍光標識粒子のうちサイズが大きい粒子から発生する光の検出強度に基づき、ディレイタイムを特定する制御部と、を備える微小粒子分取装置。
(2)前記サイズが大きい粒子は、前記サイズが小さい粒子より蛍光強度が高い上記(1)記載の微小粒子分取装置。
(3)前記サイズが小さい粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい粒子の粒径が8〜12μmである上記(1)又は(2)記載の微小粒子分取装置。
(4)前記蛍光標識粒子のうち前記サイズが大きい粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい粒子のポピュレーションよりも大きい上記(1)〜(3)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
(5)前記流路は、マイクロチップに形成された上記(1)〜(4)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
(6)前記制御部は、前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度の積算値又は平均値がより大きくなる第一の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御する上記(1)〜(5)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
(7)前記制御部は、前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数がより小さくなる第二の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御する上記(1)〜(6)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
(8)前記制御部は、前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記第二の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御する上記(7)記載の微小粒子分取装置。
(9)前記流路の一端に形成されたオリフィスから吐出される液滴に対して、前記照射検出部による前記蛍光標識粒子から発生する光の検出時刻から所定時間経過後にレーザ光を照射する光源と、前記液滴から発生する光を検出する検出部と、を備え、前記制御部は、前記サイズが大きい粒子から発生する光の検出強度の積算値がより大きくなる経過時間を前記ディレイタイムとして設定する上記(1)〜(8)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
(10)前記制御部は、全種の前記蛍光標識粒子から発生する光の検出強度の積算値のエリア平均値が大きくなるエリアを特定し、前記エリア内で検出された前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき前記相対位置を変更するよう制御する上記(1)〜(9)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
また、本技術に係るキャリブレーション用粒子は以下のような構成をとることもできる。
(1)微小粒子検出装置において照射検出部に対する流路の相対位置を変更するために用いられるサイズの小さい蛍光標識粒子と、ディレイタイムを特定するために用いられるサイズの大きい蛍光標識粒子と、からなるキャリブレーション用粒子。
(2)前記サイズが大きい蛍光標識粒子は、前記サイズが小さい蛍光標識粒子より蛍光強度が高い上記(1)記載のキャリブレーション用粒子。
(3)前記サイズが小さい蛍光標識粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい蛍光標識粒子の粒径が8〜12μmである上記(1)又は(2)記載のキャリブレーション用粒子。
(4)前記サイズが大きい蛍光標識粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい蛍光標識粒子のポピュレーションよりも大きい上記(1)〜(3)のいずれかに記載のキャリブレーション用粒子。
さらに、本技術に係る微小粒子分取装置は以下のような構成をとることもできる。
(1)サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、全種の前記蛍光標識粒子から発生する光の検出強度の積算値のエリア平均値が大きくなるエリアを特定し、前記エリア内で検出された前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御する制御部と、を備える微小粒子分取装置。
(2)前記サイズが大きい粒子は、前記サイズが小さい粒子より蛍光強度が高い上記(1)記載の微小粒子分取装置。
(3)前記サイズが小さい粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい粒子の粒径が8〜12μmである上記(1)又は(2)記載の微小粒子分取装置。
(4)前記蛍光標識粒子のうち前記サイズが大きい粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい粒子のポピュレーションよりも大きい上記(1)〜(3)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
(5)前記流路は、マイクロチップに形成された上記(1)〜(4)のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
1:マイクロチップ型微小粒子分取装置、2:マイクロチップ、21:オリフィス、22:サンプル流路、23:サンプルインレット、3:振動素子、41:荷電部、42:電極、51,52:偏向板、61,71:光源、62,72:検出器、81,82,83:回収容器、9:位置調整部、10:制御部、D:検出位置、F1,F2:蛍光、L1,L2:レーザ

Claims (19)

  1. サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、
    前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御し、前記蛍光標識粒子のうちサイズが大きい粒子から発生する光の検出強度に基づき、ディレイタイムを特定する制御部と、を備える微小粒子分取装置。
  2. 前記サイズが大きい粒子は、前記サイズが小さい粒子より蛍光強度が高い請求項1記載の微小粒子分取装置。
  3. 前記サイズが小さい粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい粒子の粒径が8〜12μmである請求項1又は2記載の微小粒子分取装置。
  4. 前記蛍光標識粒子のうち前記サイズが大きい粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい粒子のポピュレーションよりも大きい請求項1〜3のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  5. 前記流路は、マイクロチップに形成された請求項1〜4のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  6. 前記制御部は、前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度の積算値又は平均値がより大きくなる第一の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御する請求項1〜5のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  7. 前記制御部は、前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数がより小さくなる第二の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御する請求項1〜6のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  8. 前記制御部は、前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記第二の最適位置へ前記相対位置を変更するよう制御する請求項7記載の微小粒子分取装置。
  9. 前記流路の一端に形成されたオリフィスから吐出される液滴に対して、前記照射検出部による前記蛍光標識粒子から発生する光の検出時刻から所定時間経過後にレーザ光を照射する光源と、
    前記液滴から発生する光を検出する検出部と、を備え、
    前記制御部は、前記サイズが大きい粒子から発生する光の検出強度の積算値がより大きくなる経過時間を前記ディレイタイムとして設定する請求項1〜8のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  10. 前記制御部は、全種の前記蛍光標識粒子から発生する光の検出強度の積算値のエリア平均値が大きくなるエリアを特定し、前記エリア内で検出された前記サイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき前記相対位置を変更するよう制御する請求項1〜9のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  11. 微小粒子検出装置において照射検出部に対する流路の相対位置を変更するために用いられるサイズの小さい蛍光標識粒子と、
    ディレイタイムを特定するために用いられるサイズの大きい蛍光標識粒子と、からなるキャリブレーション用粒子。
  12. 前記サイズが大きい蛍光標識粒子は、前記サイズが小さい蛍光標識粒子より蛍光強度が高い請求項11記載のキャリブレーション用粒子。
  13. 前記サイズが小さい蛍光標識粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい蛍光標識粒子の粒径が8〜12μmである請求項11又は12記載のキャリブレーション用粒子。
  14. 前記サイズが大きい蛍光標識粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい蛍光標識粒子のポピュレーションよりも大きい請求項11〜13のいずれかに記載のキャリブレーション用粒子。
  15. サイズが異なる2種以上の蛍光標識粒子を含む流体が通流された流路に対してレーザ光を照射して発生する光を検出する照射検出部と、
    全種の前記蛍光標識粒子から発生する光の検出強度の積算値のエリア平均値が大きくなるエリアを特定し、前記エリア内で検出された前記蛍光標識粒子のうちサイズが小さい粒子から発生する光の検出強度に基づき、前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更するよう制御する制御部と、を備える微小粒子分取装置。
  16. 前記サイズが大きい粒子は、前記サイズが小さい粒子より蛍光強度が高い請求項15記載の微小粒子分取装置。
  17. 前記サイズが小さい粒子の粒径が2〜4μmであり、前記サイズが大きい粒子の粒径が8〜12μmである請求項15又は16記載の微小粒子分取装置。
  18. 前記蛍光標識粒子のうち前記サイズが大きい粒子のポピュレーションは、前記サイズが小さい粒子のポピュレーションよりも大きい請求項15〜17のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
  19. 前記流路は、マイクロチップに形成された請求項15〜18のいずれかに記載の微小粒子分取装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019207988A1 (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 ソニー株式会社 微小粒子分取装置及び微小粒子分取方法
KR20190133003A (ko) * 2017-03-27 2019-11-29 에르지스 에스.에이. 플라스틱 마킹용 코팅 물질, 플라스틱 마킹 방법 및 마킹된 플라스틱의 식별 방법
JP2020510222A (ja) * 2017-04-11 2020-04-02 ソニー株式会社 微粒子分類装置と遅延時間決定方法
WO2023243422A1 (ja) * 2022-06-14 2023-12-21 ソニーグループ株式会社 粒子分取システム、粒子分取方法、及び粒子分取プログラム

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62165141A (ja) * 1986-01-17 1987-07-21 Japan Spectroscopic Co 微小粒子分析装置
JPS63171343A (ja) * 1986-08-29 1988-07-15 ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー 蛍光分析機器の検定に用いる試薬キット
JPS63307332A (ja) * 1987-06-08 1988-12-15 Hitachi Ltd 光計測式生体細胞分析装置
US4868126A (en) * 1985-12-11 1989-09-19 Flow Cytometry Standards Corporation Method of calibrating a fluorescent microscope using fluorescent calibration microbeads simulating stained cells
JPH01301166A (ja) * 1988-05-30 1989-12-05 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 血球計数器校正用標準液
JPH06288896A (ja) * 1993-03-31 1994-10-18 Jasco Corp セルソータ
JPH09166541A (ja) * 1995-12-18 1997-06-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 流動粒子分析装置
JPH09196916A (ja) * 1995-11-17 1997-07-31 Toa Medical Electronics Co Ltd フローサイトメータ用標準液
JPH1183724A (ja) * 1997-06-23 1999-03-26 Bayer Corp フローサイトメトリーの標準およびキャリブレーターとして使用するための合成ポリマー粒子
JP2006170687A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd フローサイトメータおよびフローサイトメータを用いた測定方法
JP2007046947A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Bay Bioscience Kk フローサイトメータおよびフローサイトメトリ方法
JP2007047154A (ja) * 2005-07-12 2007-02-22 Sysmex Corp 粒子分析装置用標準物質
JP2010190680A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Sony Corp 微小粒子分取のための装置及びマイクロチップ
JP2010256278A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Hitachi Engineering & Services Co Ltd 微生物検査装置
JP2010286292A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Sony Corp 微小粒子測定装置
JP2012047464A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Sony Corp 微小粒子測定装置及び光軸補正方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868126A (en) * 1985-12-11 1989-09-19 Flow Cytometry Standards Corporation Method of calibrating a fluorescent microscope using fluorescent calibration microbeads simulating stained cells
JPS62165141A (ja) * 1986-01-17 1987-07-21 Japan Spectroscopic Co 微小粒子分析装置
JPS63171343A (ja) * 1986-08-29 1988-07-15 ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー 蛍光分析機器の検定に用いる試薬キット
JPS63177038A (ja) * 1986-08-29 1988-07-21 ベクトン・ディッキンソン・アンド・カンパニー 螢光分析機器の検定に用いる粒子標準品
JPS63307332A (ja) * 1987-06-08 1988-12-15 Hitachi Ltd 光計測式生体細胞分析装置
JPH01301166A (ja) * 1988-05-30 1989-12-05 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 血球計数器校正用標準液
JPH06288896A (ja) * 1993-03-31 1994-10-18 Jasco Corp セルソータ
JPH09196916A (ja) * 1995-11-17 1997-07-31 Toa Medical Electronics Co Ltd フローサイトメータ用標準液
JPH09166541A (ja) * 1995-12-18 1997-06-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 流動粒子分析装置
JPH1183724A (ja) * 1997-06-23 1999-03-26 Bayer Corp フローサイトメトリーの標準およびキャリブレーターとして使用するための合成ポリマー粒子
JP2006170687A (ja) * 2004-12-14 2006-06-29 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd フローサイトメータおよびフローサイトメータを用いた測定方法
JP2007047154A (ja) * 2005-07-12 2007-02-22 Sysmex Corp 粒子分析装置用標準物質
JP2007046947A (ja) * 2005-08-08 2007-02-22 Bay Bioscience Kk フローサイトメータおよびフローサイトメトリ方法
JP2010190680A (ja) * 2009-02-17 2010-09-02 Sony Corp 微小粒子分取のための装置及びマイクロチップ
JP2010256278A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Hitachi Engineering & Services Co Ltd 微生物検査装置
JP2010286292A (ja) * 2009-06-10 2010-12-24 Sony Corp 微小粒子測定装置
JP2012047464A (ja) * 2010-08-24 2012-03-08 Sony Corp 微小粒子測定装置及び光軸補正方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190133003A (ko) * 2017-03-27 2019-11-29 에르지스 에스.에이. 플라스틱 마킹용 코팅 물질, 플라스틱 마킹 방법 및 마킹된 플라스틱의 식별 방법
JP2020515834A (ja) * 2017-03-27 2020-05-28 アージス エス.エイ.Ergis S.A. プラスチックマーキング用コーティング材料、プラスチックマーキング方法、及び、マーキングされたプラスチックの識別方法
KR102547403B1 (ko) 2017-03-27 2023-06-29 에르지스 에스.에이. 플라스틱 마킹용 코팅 물질, 플라스틱 마킹 방법 및 마킹된 플라스틱의 식별 방법
JP2020510222A (ja) * 2017-04-11 2020-04-02 ソニー株式会社 微粒子分類装置と遅延時間決定方法
JP7026145B2 (ja) 2017-04-11 2022-02-25 ソニーグループ株式会社 微粒子分類装置と遅延時間決定方法
WO2019207988A1 (ja) * 2018-04-25 2019-10-31 ソニー株式会社 微小粒子分取装置及び微小粒子分取方法
US11686662B2 (en) 2018-04-25 2023-06-27 Sony Corporation Microparticle sorting device and method for sorting microparticles
WO2023243422A1 (ja) * 2022-06-14 2023-12-21 ソニーグループ株式会社 粒子分取システム、粒子分取方法、及び粒子分取プログラム

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