JP2018189447A

JP2018189447A - Droplet detector and flow cytometer

Info

Publication number: JP2018189447A
Application number: JP2017090754A
Authority: JP
Inventors: 博英小西; Hirohide Konishi; 杉田　澄雄; Sumio Sugita; 澄雄杉田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-11-29
Anticipated expiration: 2037-04-28
Also published as: JP6939063B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet detector and a flow cytometer that can increase the reliability of a cell sorter and a through-put.SOLUTION: The present invention includes: a first cylindrical part in which a droplet passes; a light emission unit; a light source for emitting light into a direction perpendicular to the axial direction of the first cylindrical part; and a light receiving part inclined to the optical axis of the light, the light receiving part receiving light refracted by the droplet.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、液滴検知装置及びフローサイトメータに関する。 The present invention relates to a droplet detection device and a flow cytometer.

液体に含まれる微小粒子を分析する方法として種々の方法が知られている（例えば下記特許文献１、２参照）。例えば、フローサイトメータは、液体中の細胞にレーザ光を照射して、散乱光や蛍光を分析する装置である。フローサイトメータには、特定の細胞群を分離取得するセルソータが設けられる。セルソータは、細胞の測定結果に応じて、細胞を分取する装置であり、近年の創薬の効率化、低侵襲な診断、テーラーメード医療等の実現のため、マイクロプレートへ、分離し飛翔した液滴・細胞を挿入する用途が高まっている(例えば下記特許文献３から５参照)。 Various methods are known as methods for analyzing fine particles contained in a liquid (see, for example, Patent Documents 1 and 2 below). For example, a flow cytometer is a device that irradiates cells in a liquid with laser light and analyzes scattered light and fluorescence. The flow cytometer is provided with a cell sorter for separating and acquiring specific cell groups. The cell sorter is a device that sorts cells according to the measurement results of cells. The liquid that has been separated and flew to a microplate in order to improve drug discovery efficiency, minimally invasive diagnosis, tailor-made medicine, etc. Applications for inserting droplets / cells are increasing (for example, see Patent Documents 3 to 5 below).

特開２０１２−１８１１２４号公報JP 2012-181124 A 特開２０１１−５９０４７号公報JP 2011-59047 A 特表２０１６−５２１３６２号公報JP-T-2006-521362 特開２０１５−１５２４３９号公報JP2015-152439A 特表平１０−５０７５２５号公報Japanese National Patent Publication No. 10-507525

このようなフローサイトメータやセルソータでは、微小な細胞に光を照射するためにレーザ光源が用いられる。また、細胞からの散乱光を測定するために光電子倍増管（ＰＭＴ：Photomultiplier tube）が用いられる。 In such a flow cytometer or cell sorter, a laser light source is used to irradiate light to minute cells. A photomultiplier tube (PMT) is used to measure scattered light from the cells.

また、セルソータにおいて、細胞検知部(光電子管)の信号から、液滴が飛翔して、マイクロプレートに着弾するまでの時間を考慮して、ステージを動かす方法もあるが、ノズルからマイクロプレートまでは途中に荷電偏向板もあり距離が長いため、飛翔した液滴がマイクロプレートに正確に着弾したのか信頼性が乏しい。また、空中から異物の混入リスクもある。さらに、セルソータは、ステージ（マイクロプレート）の原点位置を目視で見ながら、人手によって調整する必要がある。微小な液滴を目視で確認することは困難であり、また、ヒトから採取した細胞の懸濁液を分取する場合、作業者が、マイクロプレートに顔を近づけて作業すると、細胞の懸濁液が作業者に接触する可能性もある。 Also, in the cell sorter, there is a method of moving the stage in consideration of the time from the signal of the cell detection unit (photoelectron tube) to the time the droplets fly and land on the microplate, but from the nozzle to the microplate Since there is a charging deflector in the middle and the distance is long, the reliability of whether the flying droplets have landed on the microplate is poor. There is also a risk of contamination from the air. Furthermore, the cell sorter must be manually adjusted while visually observing the origin position of the stage (microplate). It is difficult to visually check minute droplets, and when a cell suspension collected from a human is separated, if an operator works with his face close to the microplate, the cell suspension There is also a possibility that the liquid contacts the operator.

本発明は、セルソータの信頼性やスループットを高めることができる液滴検知装置及びフローサイトメータを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the droplet detection apparatus and flow cytometer which can improve the reliability and throughput of a cell sorter.

本発明の一態様に係る液滴検知装置は、液滴が内部空間を通過する第１筒部と、発光部を含み、前記第１筒部の軸方向に対して交差する方向に光を出射する光源と、前記光の光軸に対し傾いて設けられ、前記液滴で屈折された光を受光する受光部と、を有する。 A droplet detection device according to an aspect of the present invention includes a first cylindrical portion where a droplet passes through an internal space and a light emitting portion, and emits light in a direction intersecting the axial direction of the first cylindrical portion. And a light receiving portion provided to be inclined with respect to the optical axis of the light and receiving light refracted by the droplet.

これにより、受光部は、光の光軸に対し傾いて設けられ、液滴で屈折された光を受光するため、レーザ光源や、光電子倍増管等の大型の検出器を用いずに、簡便な構成で液滴の通過を検知できる。したがって、液滴検知装置を適用したセルソータの信頼性やスループットを高めることができる。なお、信頼性とは、人から採取し、培養した貴重な細胞等の検体を、セルソータやマイクロプレートの位置調整や着水、着弾の検知の不正確さから、無駄にすることがないという意味が含まれる。 As a result, the light receiving unit is inclined with respect to the optical axis of the light and receives the light refracted by the liquid droplet, so that it is easy to use without using a laser light source or a large detector such as a photomultiplier tube. With the configuration, it is possible to detect the passage of droplets. Therefore, the reliability and throughput of the cell sorter to which the droplet detection device is applied can be increased. Note that reliability means that precious cells collected from humans and cultured will not be wasted due to inaccuracy of cell sorter or microplate position adjustment, water landing, and landing detection. Is included.

本発明の一態様に係る液滴検知装置において、前記発光部は、発光ダイオードである。これにより、液滴検知装置の小型化を図るとともに、構成を簡便にしてコストを低減できる。 In the liquid droplet detection device according to one aspect of the present invention, the light emitting unit is a light emitting diode. As a result, it is possible to reduce the size of the droplet detection device, simplify the configuration, and reduce the cost.

本発明の一態様に係る液滴検知装置において、前記受光部は、フォトダイオードである。これにより、液滴検知装置の小型化を図るとともに、構成を簡便にしてコストを低減できる。 In the liquid droplet detection device according to an aspect of the present invention, the light receiving unit is a photodiode. As a result, it is possible to reduce the size of the droplet detection device, simplify the configuration, and reduce the cost.

本発明の一態様に係る液滴検知装置において、さらに、前記光源が内部に固定される第２筒部と、前記受光部と前記第１筒部との間に設けられたレンズと、前記レンズが内部に収納される第３筒部とを有する。これにより、光源や受光部を第１筒部の近傍に集約して配置することができる。 In the liquid droplet detection device according to an aspect of the present invention, the second cylindrical portion in which the light source is fixed, a lens provided between the light receiving portion and the first cylindrical portion, and the lens Has a third cylinder portion housed therein. Thereby, a light source and a light-receiving part can be concentrated and arrange | positioned in the vicinity of a 1st cylinder part.

本発明の一態様に係る液滴検知装置において、前記第１筒部の側部には、穴部が設けられており、前記穴部は、前記光軸と同軸上に設けられている。これにより、第１筒部の内面で光が反射して拡散して、液滴に望まない屈折光が生じることを防ぐことができる。 In the liquid droplet detection device according to one aspect of the present invention, a hole is provided in a side portion of the first cylindrical portion, and the hole is provided coaxially with the optical axis. As a result, it is possible to prevent light from being reflected and diffused from the inner surface of the first cylindrical portion, and unwanted refracted light from being generated in the droplet.

本発明の一態様に係る液滴検知装置において、前記第１筒部、前記第２筒部及び前記第３筒部の一部又は全部は、光造形により形成された光造形物である。これにより、光源を保持する第２筒部やレンズを保持する第３筒部を低コストで製造できる。 In the liquid droplet detection device according to one aspect of the present invention, a part or all of the first cylinder part, the second cylinder part, and the third cylinder part is an optically shaped object formed by stereolithography. Thereby, the 2nd cylinder part holding a light source and the 3rd cylinder part holding a lens can be manufactured at low cost.

本発明の一態様に係るフローサイトメータは、上記の液滴検知装置と、前記液滴を生成する液滴生成部と、前記液滴を収納する複数の容器を備える収納部と、前記液滴生成部と前記収納部との間に配置され、前記液滴を複数の前記容器ごとに振り分けるセルソータと、を有し、前記液滴検知装置は、前記セルソータと前記収納部との間に配置される。 A flow cytometer according to an aspect of the present invention includes the above-described droplet detection device, a droplet generation unit that generates the droplet, a storage unit that includes a plurality of containers that store the droplet, and the droplet. A cell sorter that is disposed between the generation unit and the storage unit and distributes the droplets for each of the plurality of containers, and the droplet detection device is disposed between the cell sorter and the storage unit. The

これにより、液滴検知装置は、光源として発光ダイオードを用い、液滴で屈折された光をフォトダイオードにより検出する。フローサイトメータは、液滴の中の細胞を測定するため、レーザ光や光電子倍増管が必要であるが、液滴検知装置は、液滴が収納部に収納されたことを確実に検出すればよい。このため、レーザ光源や、光電子倍増管等の大型の検出器を用いずに、液滴の通過を検知できる。したがって、フローサイトメータの小型化及び構成の簡便化を図ることができる。また、発光ダイオードを用いているため、セルソータを通過して飛翔軌道が安定しない液滴の通過を検知できる。したがって、セルソータの信頼性やスループットを高めることができる。 Thus, the droplet detection device uses a light emitting diode as a light source, and detects light refracted by the droplet with the photodiode. A flow cytometer needs a laser beam or photomultiplier tube to measure the cells in the droplet, but the droplet detector can detect that the droplet has been stored in the container. Good. For this reason, the passage of the droplet can be detected without using a large-sized detector such as a laser light source or a photomultiplier tube. Therefore, the flow cytometer can be reduced in size and simplified in configuration. In addition, since the light emitting diode is used, it is possible to detect the passage of a droplet that passes through the cell sorter and whose flight trajectory is not stable. Therefore, the reliability and throughput of the cell sorter can be increased.

本発明の一態様に係るフローサイトメータは、前記収納部が載置されたテーブルと、前記テーブルを駆動するモータと、前記液滴検知装置からの検出信号に基づいて前記モータの駆動制御を行う制御部とを備える。これによれば、モータは、液滴検知装置によって出力された電気信号をトリガにしてテーブルを動作させて、液滴を収納する容器の位置を順次、移動させることができる。或いは、液滴の通過信号が最も強い位置に収納部の位置を調整することも可能である。 A flow cytometer according to an aspect of the present invention performs drive control of the motor based on a table on which the storage unit is mounted, a motor that drives the table, and a detection signal from the droplet detection device. And a control unit. According to this, the motor can move the position of the container for storing the droplets sequentially by operating the table using the electrical signal output from the droplet detection device as a trigger. Alternatively, it is possible to adjust the position of the storage unit to the position where the droplet passage signal is strongest.

本発明の一態様に係るフローサイトメータにおいて、前記収納部の前記容器は開口を備え、前記第１筒部の内径と前記開口の径は等しい大きさを有する。これによれば、第１筒部を通過した液滴を確実に容器に収納することができる。 In the flow cytometer according to one aspect of the present invention, the container of the storage portion includes an opening, and the inner diameter of the first tube portion and the diameter of the opening have the same size. According to this, the droplet which passed the 1st cylinder part can be reliably accommodated in a container.

本発明によれば、セルソータの信頼性やスループットを高めることができる。 According to the present invention, the reliability and throughput of the cell sorter can be increased.

図１は、実施形態に係るフローサイトメータの構成例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a flow cytometer according to the embodiment. 図２は、収納部の構成例を説明するための説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a configuration example of the storage unit. 図３は、実施形態に係る液滴検知装置の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the droplet detection device according to the embodiment. 図４は、実施形態に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。FIG. 4 is a top view schematically showing the droplet detection device according to the embodiment. 図５は、実施形態に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。FIG. 5 is a side view schematically showing the droplet detection device according to the embodiment. 図６は、液滴を通過する光の屈折を説明するための説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining refraction of light passing through a droplet. 図７は、第１実施例に係るフォトダイオードの出力電圧波形を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an output voltage waveform of the photodiode according to the first example. 図８は、第１実施例に係るフォトダイオードの出力電圧波形の、他の例を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing another example of the output voltage waveform of the photodiode according to the first example. 図９は、第１実施例に係るフォトダイオードの出力電圧波形の、他の例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing another example of the output voltage waveform of the photodiode according to the first example. 図１０は、第２実施例に係るフローサイトメータの測定波形を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing measurement waveforms of the flow cytometer according to the second example. 図１１は、第１変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。FIG. 11 is a side view schematically showing a droplet detection device according to a first modification. 図１２は、第２変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。FIG. 12 is a side view schematically showing a droplet detection device according to a second modification. 図１３は、第３変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。FIG. 13 is a top view schematically showing a droplet detection device according to a third modification. 図１４は、第４変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。FIG. 14 is a top view schematically showing a droplet detection device according to a fourth modification. 図１５は、第５変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。FIG. 15 is a top view schematically showing a droplet detection device according to a fifth modification. 図１６は、第５変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。FIG. 16 is a side view schematically showing a droplet detection device according to a fifth modification.

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the contents described in the following embodiments. The constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same. Furthermore, the constituent elements described below can be appropriately combined.

図１は、実施形態に係るフローサイトメータの構成例を示すブロック図である。図２は、収納部の構成例を説明するための説明図である。図１に示すように、フローサイトメータ１００は、液滴生成部１１０と、セルソータ１２０と、液滴検知装置１と、収納部１３０とを有する。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a flow cytometer according to the embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a configuration example of the storage unit. As shown in FIG. 1, the flow cytometer 100 includes a droplet generation unit 110, a cell sorter 120, a droplet detection device 1, and a storage unit 130.

液滴生成部１１０は、ノズル１１１と、サンプル供給部１１２と、シース液供給部１１３と、振動発生素子１１４と、を含む。シース液供給部１１３は、シース液導入部１１３ａを介して、ノズル１１１の内部にシース液を供給する。サンプル供給部１１２は、サンプル導入部１１２ａを介して、サンプルをノズル１１１の内部に供給する。サンプルは、例えば細胞等の微小対象物である。シース液は、サンプルとともに流体力学的に収束して吐出口１１１ａから外部に流出する。 The droplet generation unit 110 includes a nozzle 111, a sample supply unit 112, a sheath liquid supply unit 113, and a vibration generating element 114. The sheath liquid supply unit 113 supplies the sheath liquid to the inside of the nozzle 111 via the sheath liquid introduction unit 113a. The sample supply unit 112 supplies the sample to the inside of the nozzle 111 via the sample introduction unit 112a. The sample is a micro object such as a cell. The sheath liquid converges hydrodynamically with the sample and flows out from the discharge port 111a.

振動発生素子１１４は、例えば圧電素子等である。振動発生素子１１４は、所定の周波数の振動を、ノズル１１１の全体又は一部に加える。これにより、吐出口１１１ａから液滴１０１が吐出される。液滴１０１は、サンプルの周囲がシース液に囲まれた球体状である。 The vibration generating element 114 is, for example, a piezoelectric element. The vibration generating element 114 applies vibration of a predetermined frequency to the whole or a part of the nozzle 111. Thereby, the droplet 101 is discharged from the discharge port 111a. The droplet 101 has a spherical shape in which the periphery of the sample is surrounded by a sheath liquid.

液滴１０１の形状は、例えば以下の表１に例示される。ここで、ノズル径ｄは吐出口１１１ａの直径である。圧力Ｐは、シース液供給部１１３からノズル１１１の内部に加えられる圧力である。流速ｖは、シース液の流れる速度である。周波数ｆは、振動発生素子１１４の振動の周波数である。 The shape of the droplet 101 is exemplified in Table 1 below, for example. Here, the nozzle diameter d is the diameter of the discharge port 111a. The pressure P is a pressure applied from the sheath liquid supply unit 113 to the inside of the nozzle 111. The flow velocity v is the velocity at which the sheath liquid flows. The frequency f is the frequency of vibration of the vibration generating element 114.

表１に示すように、ノズル径ｄが７０μｍの場合、液滴１０１の粒子径Ｄは約１３８μｍ、液滴１０１の粒子間隔λは約３５６μｍ、液滴１０１の粒子質量ｍは約５．３μｇである。また、ノズル径ｄが１００μｍの場合、液滴１０１の粒子径Ｄは約２０２μｍ、液滴１０１の粒子間隔λは約５５２μｍ、液滴１０１の粒子質量ｍは約１８μｇである。 As shown in Table 1, when the nozzle diameter d is 70 μm, the particle diameter D of the droplet 101 is about 138 μm, the particle interval λ of the droplet 101 is about 356 μm, and the particle mass m of the droplet 101 is about 5.3 μg. is there. When the nozzle diameter d is 100 μm, the particle diameter D of the droplet 101 is about 202 μm, the particle interval λ of the droplet 101 is about 552 μm, and the particle mass m of the droplet 101 is about 18 μg.

なお、表１に示す値は、あくまで一例であり、ノズル径ｄ、圧力Ｐ、流速ｖ、周波数ｆ等の条件は適宜変更することができる。これらの各条件に応じて液滴１０１の粒子径Ｄ等も適宜変更することができる。このように、粒子径Ｄが２００μｍ程度の液滴１０１の内部に、例えば直径６μｍ程度の細胞が内包される。 The values shown in Table 1 are merely examples, and conditions such as the nozzle diameter d, pressure P, flow velocity v, frequency f, and the like can be changed as appropriate. Depending on each of these conditions, the particle diameter D of the droplet 101 can be changed as appropriate. Thus, for example, cells having a diameter of about 6 μm are encapsulated inside the droplet 101 having a particle diameter D of about 200 μm.

図１に示すように、セルソータ１２０は、荷電部１２１と、偏向板１２２とを有する。セルソータ１２０は、液滴生成部１１０から供給された液滴１０１を、サンプルの性状に応じて分離取得するための装置である。荷電部１２１は、液滴１０１に含まれるサンプルの大きさ、形態、構造等の情報に基づいて、液滴１０１ごとにプラス又はマイナスの電荷を液滴１０１に与える。これにより、液滴１０１は帯電する。 As shown in FIG. 1, the cell sorter 120 includes a charging unit 121 and a deflection plate 122. The cell sorter 120 is an apparatus for separating and acquiring the droplets 101 supplied from the droplet generation unit 110 according to the properties of the sample. The charging unit 121 applies positive or negative charges to the droplet 101 for each droplet 101 based on information such as the size, form, and structure of the sample contained in the droplet 101. Thereby, the droplet 101 is charged.

偏向板１２２は、液滴１０１の飛翔経路を挟んで一対設けられている。偏向板１２２の一方と他方とに、それぞれ極性の異なる電圧が印加される。荷電部１２１により帯電された液滴１０１は、偏向板１２２の間を通過する。これにより、液滴１０１の極性と、偏向板１２２の極性に応じて、液滴１０１の飛翔軌道が所定の方向に変更される。 A pair of deflection plates 122 are provided across the flight path of the droplet 101. Voltages having different polarities are applied to one and the other of the deflection plates 122, respectively. The droplet 101 charged by the charging unit 121 passes between the deflection plates 122. Thereby, the flight trajectory of the droplet 101 is changed in a predetermined direction according to the polarity of the droplet 101 and the polarity of the deflection plate 122.

液滴検知装置１は、セルソータ１２０と収納部１３０との間に配置される。液滴検知装置１は、セルソータ１２０を通過し、飛翔軌道が安定しない液滴１０１の通過を検知する。 The droplet detection device 1 is disposed between the cell sorter 120 and the storage unit 130. The droplet detection device 1 detects the passage of the droplet 101 that has passed through the cell sorter 120 and whose flight trajectory is not stable.

図２に示すように、収納部１３０は、複数の容器１３１を有するマイクロプレート１３２である。マイクロプレート１３２は、図示しないステージ上に設けられる。ステージは電動モータ１３４、１３５によって第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに駆動される。また、フローサイトメータ１００は、液滴検知装置１の受光部の検出結果を利用して電動モータ１３４、１３５の駆動制御を行う制御部を備える。液滴１０１は、セルソータ１２０によって容器１３１ごとに振り分けられる。本実施形態では、マイクロプレート１３２の直上に液滴検知装置１を設置する。複数の容器１３１はそれぞれ開口が設けられており、液滴検知装置１の第１筒部５１の内径と、各容器１３１の開口の径は、ほぼ等しい大きさを有する。これにより、第１筒部５１を通過した液滴１０１を確実に容器１３１に収納することができる。また、電動モータ１３４、１３５は、液滴検知装置１からの検出信号に基づいて、マイクロプレート１３２を移動させる。これにより、電動モータ１３４、１３５は、検出信号をトリガにして、液滴１０１を収納する容器１３１の位置を順次、移動させることができる。或いは、液滴１０１の通過信号が最も強い位置にマイクロプレート１３２の位置を調整することも可能である。液滴検知装置１により液滴１０１の通過を検知したら、速やかにステージを次の位置に移動させることで、均一に細胞が納められたマイクロプレート１３２を作成することができる。 As shown in FIG. 2, the storage unit 130 is a microplate 132 having a plurality of containers 131. The microplate 132 is provided on a stage (not shown). The stage is driven in the first direction Dx and the second direction Dy by electric motors 134 and 135. Further, the flow cytometer 100 includes a control unit that performs drive control of the electric motors 134 and 135 using the detection result of the light receiving unit of the droplet detection device 1. The droplet 101 is distributed to each container 131 by the cell sorter 120. In the present embodiment, the droplet detection device 1 is installed immediately above the microplate 132. Each of the plurality of containers 131 is provided with an opening, and the inner diameter of the first tube portion 51 of the droplet detection device 1 and the diameter of the opening of each container 131 are substantially equal. Thereby, the droplet 101 that has passed through the first cylinder portion 51 can be reliably stored in the container 131. Further, the electric motors 134 and 135 move the microplate 132 based on the detection signal from the droplet detection device 1. Accordingly, the electric motors 134 and 135 can sequentially move the position of the container 131 that stores the droplet 101 by using the detection signal as a trigger. Alternatively, the position of the microplate 132 can be adjusted to a position where the passage signal of the droplet 101 is strongest. When the droplet detection device 1 detects the passage of the droplet 101, the microplate 132 in which cells are uniformly contained can be created by quickly moving the stage to the next position.

次に、液滴検知装置１の構成について説明する。図３は、実施形態に係る液滴検知装置の斜視図である。 Next, the configuration of the droplet detection device 1 will be described. FIG. 3 is a perspective view of the droplet detection device according to the embodiment.

図３に示すように、液滴検知装置１は、光源１０と、第１レンズ１１と、第２レンズ２１と、受光部５４と、第１筒部５１と、第２筒部５２と、第３筒部５３とを含む。第１筒部５１は、内部空間５１ａを有する円筒状の部材である。内部空間５１ａの直径は、例えば約７ｍｍである。図１に示すセルソータ１２０からの液滴１０１は、第１筒部５１の内部空間５１ａを中心軸ＡＸ１に沿った方向に通過する。 As illustrated in FIG. 3, the droplet detection device 1 includes a light source 10, a first lens 11, a second lens 21, a light receiving unit 54, a first tube unit 51, a second tube unit 52, 3 cylinder parts 53 are included. The 1st cylinder part 51 is a cylindrical member which has the internal space 51a. The diameter of the internal space 51a is about 7 mm, for example. The droplet 101 from the cell sorter 120 shown in FIG. 1 passes through the internal space 51a of the first cylindrical portion 51 in the direction along the central axis AX1.

第２筒部５２は、内部空間５２ａを有する円筒状の部材である。第２筒部５２は、第１筒部５１の外周に接続され、内部空間５２ａと内部空間５１ａとが連通する。本実施形態では、第２筒部５２の中心軸ＡＸ２は、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１と直交する。 The 2nd cylinder part 52 is a cylindrical member which has the internal space 52a. The 2nd cylinder part 52 is connected to the outer periphery of the 1st cylinder part 51, and the internal space 52a and the internal space 51a are connected. In the present embodiment, the central axis AX2 of the second cylindrical portion 52 is orthogonal to the central axis AX1 of the first cylindrical portion 51.

ここで用いた第１レンズ１１及び第２レンズ２１は、反射防止コーティングを施しており、光源１０の所定の波長のみを通過させて、それ以外の透過を抑制できる。 The first lens 11 and the second lens 21 used here are provided with an antireflection coating, and can pass only a predetermined wavelength of the light source 10 and can suppress other transmission.

第３筒部５３は、内部空間５３ａを有する円筒状の部材である。第３筒部５３は、第１筒部５１の外周に傾いた状態で接続され、内部空間５３ａと内部空間５１ａとが連通する。本実施形態では、第３筒部５３の中心軸ＡＸ３は、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１と傾斜して交差し、かつ、第２筒部５２の中心軸ＡＸ２と傾斜して交差する。 The 3rd cylinder part 53 is a cylindrical member which has the internal space 53a. The third cylindrical portion 53 is connected to the outer periphery of the first cylindrical portion 51 while being inclined, and the internal space 53a and the internal space 51a communicate with each other. In the present embodiment, the central axis AX3 of the third cylindrical portion 53 is inclined and intersects with the central axis AX1 of the first cylindrical portion 51, and is inclined and intersects with the central axis AX2 of the second cylindrical portion 52.

光源１０及び第１レンズ１１は、第２筒部５２の内部空間５２ａに固定される。光源１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられる。光源１０は、可視光から赤外光のいずれでもよい。例えば、光源１０から出射される光Ｌ１（図４参照）の波長は、可視光では、４７０ｎｍ（青）、５２７ｎｍ（緑）、５８７ｎｍ（黄）、６０５ｎｍ（橙）、６２０ｎｍ（赤）等である。赤外光の波長は、８４０ｎｍから９００ｎｍの間であり、例えば８７０ｎｍである。より望ましいのは、フォトダイオード３１の分光感度特性から、可視光の場合、波長が６２０ｎｍ以上である。又は、赤外光の場合、波長が８７０ｎｍ以上、１１００ｎｍ以下の範囲がより望ましい。 The light source 10 and the first lens 11 are fixed in the internal space 52 a of the second cylindrical portion 52. As the light source 10, a light emitting diode (LED) is used. The light source 10 may be visible light or infrared light. For example, the wavelength of the light L1 emitted from the light source 10 (see FIG. 4) is 470 nm (blue), 527 nm (green), 587 nm (yellow), 605 nm (orange), 620 nm (red), and the like. . The wavelength of the infrared light is between 840 nm and 900 nm, for example, 870 nm. More preferably, from the spectral sensitivity characteristics of the photodiode 31, in the case of visible light, the wavelength is 620 nm or more. In the case of infrared light, the wavelength is more preferably in the range of 870 nm to 1100 nm.

ここで、受光部５４は、フォトダイオード３１と増幅回路（Ｉ／Ｖアンプ）、電源等を一体化したモジュールを用いることができる。アンプとフォトダイオード３１を近接させて一体化することで、微弱な屈折光であっても、精度よく検知が可能となる。受光素子をアバランシェフォトダイオード（以下、ＡＰＤ（avalanche photodiode）と表す場合がある）として、さらにアンプを一体化したモジュールを用いることで、Ｓ／Ｎ比の高い測定が可能となり、φ２００μｍ程度の液滴１０１の屈折光も検知可能となっている。例えば、その差をＶ／Ｗで表すと（Ｗは光量）、１０^５にもなる。もちろん、測定光量はＡＰＤモジュールの場合、０．０６μＷとなるが、光源以外の光、例えば太陽の光、室内の蛍光灯、その他のＵＶ光などをなくした状態をつくることで、後述する実施例の様な測定が可能となる。また、セルソータ本体の電磁ノイズの影響をＡＰＤモジュールのアンプが受ける可能性があるが、一体型モジュールとして、また鉛フィルム等を回路に覆うことで、測定が可能となった。 Here, the light receiving unit 54 may be a module in which the photodiode 31, an amplifier circuit (I / V amplifier), a power source, and the like are integrated. By integrating the amplifier and the photodiode 31 close to each other, even weak light can be detected with high accuracy. The light receiving element is an avalanche photodiode (hereinafter sometimes referred to as APD (avalanche photodiode)), and by using a module with an integrated amplifier, measurement with a high S / N ratio is possible, and droplets with a diameter of approximately 200 μm 101 refracted light can also be detected. For example, if the difference is expressed in V / W (W is the amount of light), it becomes 10 ⁵ . Of course, the measurement light quantity is 0.06 μW in the case of the APD module. However, an embodiment to be described later can be made by eliminating the light other than the light source, for example, the sun light, the indoor fluorescent light, and other UV light. Measurement like this becomes possible. In addition, there is a possibility that the amplifier of the APD module is affected by the electromagnetic noise of the cell sorter main body, but the measurement can be performed as an integrated module or by covering a lead film or the like with a circuit.

第１レンズ１１は、光源１０と第１筒部５１との間に設けられる。第１レンズ１１は、例えばシリンダーレンズが用いられる。シリンダーレンズは、円柱の側面の一部を切り出した外径形状を有する。シリンダーレンズは、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１方向から見たときに曲面を有さず、中心軸ＡＸ１及び中心軸ＡＸ２と交差する方向から見たときに曲面を有する。このような構成により、シリンダーレンズは、一方向のみにレンズ作用を有する。光源１０から出射される光Ｌ１は、第１レンズ１１によって集光されて、第１筒部５１の内部空間５１ａを横切って通過する。 The first lens 11 is provided between the light source 10 and the first tube portion 51. For example, a cylinder lens is used as the first lens 11. The cylinder lens has an outer diameter shape in which a part of the side surface of the cylinder is cut out. The cylinder lens does not have a curved surface when viewed from the direction of the central axis AX1 of the first cylindrical portion 51, and has a curved surface when viewed from the direction intersecting the central axis AX1 and the central axis AX2. With such a configuration, the cylinder lens has a lens action only in one direction. The light L1 emitted from the light source 10 is collected by the first lens 11 and passes across the internal space 51a of the first cylindrical portion 51.

第２レンズ２１は、第３筒部５３の内部空間５３ａに固定される。第３筒部５３の端部に受光部５４が設けられる。第２レンズ２１は、例えば平凸レンズが用いられる。受光部５４は、フォトダイオード３１を含む。フォトダイオード３１は、例えば、Ｓｉフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードが用いられる。液滴１０１の粒子径Ｄが、例えば５００μｍの場合、Ｓｉフォトダイオードにより検知が可能である。液滴１０１の粒子径Ｄが、例えば２００μｍの場合、アバランシェフォトダイオードが適している。液滴１０１によって屈折された光は、第２レンズ２１により集光され、フォトダイオード３１に入射する。これにより、液滴検知装置１は、液滴１０１の通過を検知する。また、ＬＥＤ光源の光が第１筒部５１内で反射拡散して検知性能が低下することを防ぐため、第１筒部５１のＬＥＤ光源の照射先側には、光を逃がす穴部５１ｂ（図５参照）を設けている。これにより、第１筒部５１の内面（ＬＥＤの正面側）で光が反射して拡散して、液滴１０１に望まない屈折光が生じることを防いでいる。 The second lens 21 is fixed in the internal space 53 a of the third cylinder portion 53. A light receiving portion 54 is provided at the end of the third cylindrical portion 53. As the second lens 21, for example, a plano-convex lens is used. The light receiving unit 54 includes the photodiode 31. As the photodiode 31, for example, a Si photodiode or an avalanche photodiode is used. When the particle diameter D of the droplet 101 is, for example, 500 μm, it can be detected by a Si photodiode. If the particle diameter D of the droplet 101 is, for example, 200 μm, an avalanche photodiode is suitable. The light refracted by the droplet 101 is collected by the second lens 21 and enters the photodiode 31. Thereby, the droplet detection device 1 detects the passage of the droplet 101. In addition, in order to prevent the light from the LED light source from being reflected and diffused in the first tube portion 51 and deteriorating the detection performance, a hole portion 51b (for releasing light) is provided on the irradiation side of the LED light source of the first tube portion 51. (See FIG. 5). This prevents light from reflecting and diffusing on the inner surface (front side of the LED) of the first tube portion 51, thereby preventing unwanted refracted light from being generated in the droplet 101.

第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３は、３Ｄプリンタを用いて製造することができる。３Ｄプリンタの方式としては光造形が最も望ましい。光造形方式の３Ｄプリンタは、ＣＡＤ（Computer Aided Design）により作成された３次元形状データを用いて、３次元形状モデルを作成する。光造形方式では、液状の光硬化性樹脂に光を照射して硬化層を形成し、硬化層を複数積層して光造形物を形成する。これにより、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３は、同じ工程で一体に形成される。光造形方式で形成することにより、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３を低コストで形成することができる。この場合、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３は、複数の層を積層する故に０．３ｍｍ程度の寸法精度である。このため、光源１０、第１レンズ１１、第２レンズ２１及び受光部５４の精度も光造形の寸法精度に制約される。この場合であっても、粒子径Ｄが２００μｍ程度の液滴１０１であれば検知可能である。 The 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 can be manufactured using 3D printer. Stereolithography is most desirable as a 3D printer system. The stereolithographic 3D printer creates a 3D shape model using 3D shape data created by CAD (Computer Aided Design). In the optical modeling method, a liquid photocurable resin is irradiated with light to form a cured layer, and a plurality of cured layers are stacked to form an optically modeled object. Thereby, the 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 are integrally formed in the same process. By forming by an optical modeling method, the 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 can be formed at low cost. In this case, the first cylinder part 51, the second cylinder part 52, and the third cylinder part 53 have a dimensional accuracy of about 0.3 mm because a plurality of layers are stacked. For this reason, the accuracy of the light source 10, the first lens 11, the second lens 21, and the light receiving unit 54 is also limited by the dimensional accuracy of the optical modeling. Even in this case, the droplet 101 having a particle diameter D of about 200 μm can be detected.

また、３Ｄプリンタを用いて製造することにより、光源１０、第１レンズ１１、第２レンズ２１及び受光部５４を互いに近傍に集約して配置できる。このため、図２に示すように、マイクロプレート１３２の直上に液滴検知装置１を設置することができる。なお、図２では、マイクロプレート１３２の容器１３１が開口する方向と、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１とが一致している。容器１３１の開口は、例えば直径７ｍｍ程度（９６ウェル）であるが、更に小さい直径の場合には、中心軸ＡＸ１を傾けて第１筒部５１を設けてもよい。或いは、液滴１０１の一筋の軌跡方向に、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１を一致させてもよい。 In addition, by manufacturing using a 3D printer, the light source 10, the first lens 11, the second lens 21, and the light receiving unit 54 can be arranged in close proximity to each other. For this reason, as shown in FIG. 2, the droplet detection device 1 can be installed immediately above the microplate 132. In FIG. 2, the direction in which the container 131 of the microplate 132 opens coincides with the central axis AX 1 of the first cylindrical portion 51. The opening of the container 131 is, for example, about 7 mm in diameter (96 wells). However, in the case of a smaller diameter, the first cylinder portion 51 may be provided with the central axis AX1 inclined. Alternatively, the central axis AX1 of the first cylindrical portion 51 may be aligned with the direction of the trace of the droplet 101.

なお、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３は、塗装が施されていることが好ましい。塗装の色は、黒色が望ましい。これにより、内部空間５１ａ、５２ａ、５３ａに外部からの光が侵入することを抑制できる。また、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３は、円筒に限定されない。第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３は、それぞれ、断面形状で四角形状、多角形状、楕円形状或いは異形状であってもよい。また、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３の全部を光造形方式で形成する場合に限定されない。第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３の一部を光造形方式で形成してもよい。 In addition, it is preferable that the 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 are painted. The paint color is preferably black. Thereby, it can suppress that the light from the outside penetrate | invades into internal space 51a, 52a, 53a. Moreover, the 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 are not limited to a cylinder. The first cylinder part 51, the second cylinder part 52, and the third cylinder part 53 may each have a square shape, a polygonal shape, an elliptical shape, or an irregular shape in cross-sectional shape. Moreover, it is not limited to the case where all of the 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 are formed with an optical modeling system. You may form a part of the 1st cylinder part 51, the 2nd cylinder part 52, and the 3rd cylinder part 53 with an optical shaping method.

次に、液滴検知装置１による液滴１０１の検知方法について説明する。図４は、実施形態に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。図５は、実施形態に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。図６は、液滴を通過する光の屈折を説明するための説明図である。なお、図４及び図５では、図面を見やすくするために、第２筒部５２及び第３筒部５３を省略して示す。 Next, a method for detecting the droplet 101 by the droplet detection device 1 will be described. FIG. 4 is a top view schematically showing the droplet detection device according to the embodiment. FIG. 5 is a side view schematically showing the droplet detection device according to the embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining refraction of light passing through a droplet. 4 and 5, the second cylinder part 52 and the third cylinder part 53 are omitted in order to make the drawings easy to see.

図４及び図５に示すように、光源１０は発光ダイオードであるため、光Ｌ１は非コヒーレント光であり、かつ、拡がり角を有する。光Ｌ１の光軸ＡＸ０は、第１方向Ｄｘに沿った方向に向けられる。つまり、光Ｌ１は第１筒部５１の中心軸ＡＸ１に交差する方向に出射される。 As shown in FIGS. 4 and 5, since the light source 10 is a light emitting diode, the light L1 is non-coherent light and has a divergence angle. The optical axis AX0 of the light L1 is directed in a direction along the first direction Dx. That is, the light L1 is emitted in a direction that intersects the central axis AX1 of the first tube portion 51.

以下の説明において、第１方向Ｄｘ、第２方向Ｄｙ及び第３方向Ｄｚが用いられる。第１筒部５１の中心軸ＡＸ１（図３参照）に沿う方向を第３方向Ｄｚとする。第１方向Ｄｘと、第２方向Ｄｙとがなす平面は、中心軸ＡＸ１（図３参照）と交差する。第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙの両方に対して第３方向Ｄｚは垂直な方向である。なお、これに限定されず、第２方向Ｄｙは第１方向Ｄｘに対して９０°以外の角度で交差してもよい。第３方向Ｄｚは、第１方向Ｄｘ及び第２方向Ｄｙに対して９０°以外の角度で交差してもよい。 In the following description, the first direction Dx, the second direction Dy, and the third direction Dz are used. A direction along the central axis AX1 (see FIG. 3) of the first cylindrical portion 51 is defined as a third direction Dz. A plane formed by the first direction Dx and the second direction Dy intersects the central axis AX1 (see FIG. 3). The third direction Dz is a direction perpendicular to both the first direction Dx and the second direction Dy. However, the present invention is not limited to this, and the second direction Dy may intersect the first direction Dx at an angle other than 90 °. The third direction Dz may intersect the first direction Dx and the second direction Dy at an angle other than 90 °.

図４に示すように、第３方向Ｄｚから見たときに、光源１０、第１レンズ１１、第１筒部５１、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、光軸ＡＸ０と重なって、第１方向Ｄｘに配列される。光Ｌ１は、第１レンズ１１で集光される。第１レンズ１１はシリンダーレンズであるため、図５に示すように、側面（第２方向Ｄｙ）から見たときに、第１レンズ１１から出射される光Ｌ２は集光される。一方、図４に示すように、上方（第３方向Ｄｚ）から見たときに光Ｌ２は集光されない。このため、第１筒部５１の内部空間５１ａの、液滴１０１が通過する面の全体に光Ｌ２が照射される。第１レンズ１１としてシリンダーレンズを用いることにより、液滴１０１の通過位置がばらついた場合であっても、液滴１０１を検知することができる。 As shown in FIG. 4, when viewed from the third direction Dz, the light source 10, the first lens 11, the first tube portion 51, the second lens 21, and the photodiode 31 overlap the optical axis AX0, and the first Arranged in the direction Dx. The light L1 is collected by the first lens 11. Since the first lens 11 is a cylinder lens, as shown in FIG. 5, the light L2 emitted from the first lens 11 is condensed when viewed from the side surface (second direction Dy). On the other hand, as shown in FIG. 4, the light L2 is not collected when viewed from above (the third direction Dz). For this reason, light L2 is irradiated to the whole surface through which the droplet 101 passes of the internal space 51a of the 1st cylinder part 51. FIG. By using a cylinder lens as the first lens 11, the droplet 101 can be detected even when the passage position of the droplet 101 varies.

図５に示すように、光Ｌ２は、液滴１０１により屈折されて進行する第１屈折光Ｌ３と、屈折されずに進行する光Ｌ４とに分かれる。第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、第２方向Ｄｙから見たときに、光軸ＡＸ０に対して傾いた位置に設けられ、第１屈折光Ｌ３を受光可能となっている。言い換えると、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、液滴１０１により屈折されない光Ｌ４に対してずれた位置に配置される。第１屈折光Ｌ３は、第２レンズ２１で集光されてフォトダイオード３１に入射する。このように、フォトダイオード３１は、第１屈折光Ｌ３を受光することにより、液滴１０１の通過を検知することができる。 As shown in FIG. 5, the light L2 is divided into first refracted light L3 that is refracted by the droplet 101 and travels and light L4 that travels without being refracted. The second lens 21 and the photodiode 31 are provided at a position inclined with respect to the optical axis AX0 when viewed from the second direction Dy, and can receive the first refracted light L3. In other words, the second lens 21 and the photodiode 31 are arranged at positions shifted from the light L4 that is not refracted by the droplet 101. The first refracted light L3 is collected by the second lens 21 and enters the photodiode 31. Thus, the photodiode 31 can detect the passage of the droplet 101 by receiving the first refracted light L3.

図６は、液滴１０１に入射する光Ｌ２と、第１屈折光Ｌ３及び第２屈折光Ｌ３ａの関係を示す。光Ｌ２は、基準線ＨＬに対して平行であり、液滴１０１の中心Ｃから上方にずれた位置に入射する。ここで、基準線ＨＬは、液滴１０１の中心Ｃと交差し、第１方向Ｄｘ（図４、図５参照）と平行な線である。言い換えると、基準線ＨＬは、水平方向と平行な線である。光Ｌ２は、法線ＮＬ１に対して角度θ１を有して液滴１０１に入射する。光Ｌ２は、液滴１０１と空気との境界で、屈折する光Ｌ２ａと、反射する反射光Ｌ２ｂとに分岐される。屈折する光Ｌ２ａは、法線ＮＬ１に対して角度θ２を有して、液滴１０１の内部を進行する。また、反射光Ｌ２ｂは、法線ＮＬ１に対して角度θ３を有して反射する。光Ｌ２の角度θ１と、反射光Ｌ２ｂの角度θ３は、互いに等しい角度である。 FIG. 6 shows the relationship between the light L2 incident on the droplet 101, the first refracted light L3, and the second refracted light L3a. The light L2 is parallel to the reference line HL and is incident on a position shifted upward from the center C of the droplet 101. Here, the reference line HL is a line that intersects the center C of the droplet 101 and is parallel to the first direction Dx (see FIGS. 4 and 5). In other words, the reference line HL is a line parallel to the horizontal direction. The light L2 is incident on the droplet 101 at an angle θ1 with respect to the normal NL1. The light L2 is branched into refracted light L2a and reflected reflected light L2b at the boundary between the droplet 101 and air. The refracted light L2a travels inside the droplet 101 at an angle θ2 with respect to the normal NL1. The reflected light L2b is reflected at an angle θ3 with respect to the normal NL1. The angle θ1 of the light L2 and the angle θ3 of the reflected light L2b are equal to each other.

ここで、光Ｌ２の角度θ１と、光Ｌ２ａの角度θ２とは、以下の関係が成り立つ。ただし、ｎ１は、液滴１０１の外部、すなわち空気の屈折率であり、ｎ１＝１である。ｎ２は、液滴１０１の屈折率であり、ｎ２＝１．３３である。 Here, the following relationship is established between the angle θ1 of the light L2 and the angle θ2 of the light L2a. However, n1 is the refractive index of the outside of the droplet 101, that is, air, and n1 = 1. n2 is the refractive index of the droplet 101, and n2 = 1.33.

ｎ１×ｓｉｎθ１＝ｎ２×ｓｉｎθ２ n1 × sin θ1 = n2 × sin θ2

液滴１０１の内部を進行する光Ｌ２ａは、液滴１０１と空気との境界で、第１屈折光Ｌ３と、反射光Ｌ２ｃとに分かれる。第１屈折光Ｌ３は、法線ＮＬ２に対して角度θ５を有して液滴１０１の外部に出射される。また、第１屈折光Ｌ３は、基準線ＨＬに対して角度θ８を有する。図５に示すフォトダイオード３１は、受光面に垂直な方向が、基準線ＨＬに対して角度θ８を有して傾いて配置される。これにより、フォトダイオード３１は、液滴１０１で２回屈折して出射する第１屈折光Ｌ３を検知する。また、反射光Ｌ２ｃは、法線ＮＬ２に対して角度θ４を有して反射する。ここで、光Ｌ２ａと法線ＮＬ２とがなす角度θ４と、第１屈折光Ｌ３の角度θ５とは、以下の関係が成り立つ。 The light L2a traveling inside the droplet 101 is divided into first refracted light L3 and reflected light L2c at the boundary between the droplet 101 and air. The first refracted light L3 is emitted to the outside of the droplet 101 at an angle θ5 with respect to the normal line NL2. The first refracted light L3 has an angle θ8 with respect to the reference line HL. The photodiode 31 shown in FIG. 5 is disposed so that the direction perpendicular to the light receiving surface is inclined with an angle θ8 with respect to the reference line HL. Thus, the photodiode 31 detects the first refracted light L3 that is refracted twice by the droplet 101 and emitted. The reflected light L2c is reflected at an angle θ4 with respect to the normal NL2. Here, the angle θ4 formed by the light L2a and the normal line NL2 and the angle θ5 of the first refracted light L3 have the following relationship.

ｎ１×ｓｉｎθ５＝ｎ２×ｓｉｎθ４ n1 × sin θ5 = n2 × sin θ4

同様に、液滴１０１の内部を進行する反射光Ｌ２ｃは、液滴１０１と空気との境界で、第２屈折光Ｌ３ａと、反射する光（図示を省略する）とに分岐される。第２屈折光Ｌ３ａは、法線ＮＬ３に対して角度θ７を有して液滴１０１の外部に出射される。図５に示すフォトダイオード３１は、第２屈折光Ｌ３ａを検知するように配置されてもよい。ここで、反射光Ｌ２ｃと法線ＮＬ３とがなす角度θ６と、第２屈折光Ｌ３ａと法線ＮＬ３とがなす角度θ７とは、以下の関係が成り立つ。 Similarly, the reflected light L2c traveling inside the droplet 101 is branched into second refracted light L3a and reflected light (not shown) at the boundary between the droplet 101 and air. The second refracted light L3a is emitted to the outside of the droplet 101 at an angle θ7 with respect to the normal line NL3. The photodiode 31 shown in FIG. 5 may be arranged to detect the second refracted light L3a. Here, the angle θ6 formed by the reflected light L2c and the normal line NL3 and the angle θ7 formed by the second refracted light L3a and the normal line NL3 satisfy the following relationship.

ｎ１×ｓｉｎθ７＝ｎ２×ｓｉｎθ６ n1 × sin θ7 = n2 × sin θ6

なお、図３から図５に示す例では、液滴１０１に入射する光Ｌ２は、基準線ＨＬに対して平行に入射しているが、これに限定されない。光Ｌ２は、基準線ＨＬに対して角度を有して液滴１０１に入射してもよい。この場合も、光Ｌ２は、屈折及び反射を繰り返して、液滴１０１の外部に出射される。例えば、図６に示すように光Ｌ２が、基準線ＨＬに対して、上方にθ０＝１４°の角度を有して液滴１０１に入射した場合、第１屈折光Ｌ３は基準線ＨＬに対して下方にθ８＝３９°の角度で出射される。このように、光Ｌ２の入射角度に応じて、第１屈折光Ｌ３の角度を変更することができるため、図５に示すフォトダイオード３１により確実に第１屈折光Ｌ３を検知できる。 In the example shown in FIGS. 3 to 5, the light L2 incident on the droplet 101 is incident in parallel to the reference line HL, but the present invention is not limited to this. The light L2 may enter the droplet 101 at an angle with respect to the reference line HL. Also in this case, the light L2 is repeatedly refracted and reflected and emitted to the outside of the droplet 101. For example, as shown in FIG. 6, when the light L2 is incident on the droplet 101 at an angle of θ0 = 14 ° upward with respect to the reference line HL, the first refracted light L3 is relative to the reference line HL. Then, the light is emitted downward at an angle of θ8 = 39 °. Thus, since the angle of the first refracted light L3 can be changed according to the incident angle of the light L2, the first refracted light L3 can be reliably detected by the photodiode 31 shown in FIG.

（第１実施例）
図７は、第１実施例に係るフォトダイオードの出力電圧波形を示すグラフである。図８は、第１実施例に係るフォトダイオードの出力電圧波形の、他の例を示すグラフである。図９は、第１実施例に係るフォトダイオードの出力電圧波形の、他の例を示すグラフである。 (First embodiment)
FIG. 7 is a graph showing an output voltage waveform of the photodiode according to the first example. FIG. 8 is a graph showing another example of the output voltage waveform of the photodiode according to the first example. FIG. 9 is a graph showing another example of the output voltage waveform of the photodiode according to the first example.

図７から図９に示すグラフ１からグラフ３は、液滴１０１に換えて直径５００μｍのガラスビーズを第１筒部５１に自然落下させたときの、フォトダイオード３１の出力電圧波形を示している。グラフ１からグラフ３は、いずれも横軸が時間であり、縦軸が出力電圧である。グラフ１からグラフ３は、それぞれ、第３方向Ｄｚから見たときのガラスビーズの落下位置が異なっている場合の出力電圧波形を示している。 Graphs 1 to 3 shown in FIG. 7 to FIG. 9 show output voltage waveforms of the photodiode 31 when glass beads having a diameter of 500 μm are naturally dropped on the first tube portion 51 instead of the droplet 101. . In each of graphs 1 to 3, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents output voltage. Graphs 1 to 3 show output voltage waveforms when the glass bead dropping positions are different from each other when viewed from the third direction Dz.

本実施例での、光源１０の光Ｌ１の波長は、６２０ｎｍ（赤）である。第１レンズ１１は、両凸レンズを用いている。フォトダイオード３１の受光感度は、波長６２０ｎｍにおいて、０．４Ｖ／Ａである。フォトダイオード３１に接続されるアンプ部の変換インピーダンスは、１×１０^４Ｖ／Ａである。 In this embodiment, the wavelength of the light L1 of the light source 10 is 620 nm (red). The first lens 11 is a biconvex lens. The light receiving sensitivity of the photodiode 31 is 0.4 V / A at a wavelength of 620 nm. The conversion impedance of the amplifier unit connected to the photodiode 31 is 1 × 10 ⁴ V / A.

グラフ１からグラフ３に示すように、ガラスビーズが通過すると、フォトダイオード３１はガラスビーズからの屈折光を受光する。これにより、出力電圧が大きくなり、ガラスビーズの通過を検知できる。また、グラフ１からグラフ３に示すように、ガラスビーズの落下位置に応じて、出力電圧の大きさが異なる可能性がある。これにより、ガラスビーズの落下位置を検知できる可能性が示された。 As shown in graphs 1 to 3, when the glass beads pass, the photodiode 31 receives refracted light from the glass beads. Thereby, an output voltage becomes large and the passage of glass beads can be detected. Further, as shown in graphs 1 to 3, the magnitude of the output voltage may vary depending on the glass bead drop position. Thereby, possibility that the fall position of a glass bead was detectable was shown.

（第２実施例）
図１０は、第２実施例に係るフローサイトメータの測定波形を示すグラフである。図１０に示すグラフ４は、図１に示すように、フローサイトメータ１００に液滴検知装置１を適用した場合の測定波形である。具体的には、図１に示すように、液滴検知装置１はセルソータ１２０の下方に配置され、偏向板１２２の間から第１筒部５１を通過する液滴１０１を検出する。なお、グラフ４は、横軸が時間であり、縦軸が出力電圧である。 (Second embodiment)
FIG. 10 is a graph showing measurement waveforms of the flow cytometer according to the second example. A graph 4 shown in FIG. 10 is a measurement waveform when the droplet detection apparatus 1 is applied to the flow cytometer 100 as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 1, the droplet detection device 1 is disposed below the cell sorter 120 and detects the droplet 101 that passes through the first cylindrical portion 51 from between the deflection plates 122. In graph 4, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents output voltage.

本実施例での、ノズル径ｄは、１００μｍである。流速ｖや周波数ｆ等の諸条件は、表１に示す通りである。フォトダイオード３１は、アバランシェダイオードを用いている。フォトダイオード３１の受光部の直径は、約３ｍｍであり、最大入射光量（限界）は、０．０６μｍであり、受光感度は−１．５×１０^８Ｖ／Ｗである。また、光源１０の光Ｌ１の波長は、６２０ｎｍ（赤）である。フォトダイオード３１の最大入射光量を超えずに、光量変化が検出できるように、光源１０の電圧値及び電流値を調整している。 In this embodiment, the nozzle diameter d is 100 μm. Various conditions such as the flow velocity v and the frequency f are as shown in Table 1. The photodiode 31 is an avalanche diode. The diameter of the light receiving portion of the photodiode 31 is about 3 mm, the maximum incident light quantity (limit) is 0.06 μm, and the light receiving sensitivity is −1.5 × 10 ⁸ V / W. The wavelength of the light L1 from the light source 10 is 620 nm (red). The voltage value and current value of the light source 10 are adjusted so that a change in light amount can be detected without exceeding the maximum incident light amount of the photodiode 31.

図１０に示すように、液滴１０１が通過することで出力電圧の変化が生じる。これにより、本実施例のフローサイトメータ１００は、セルソータ１２０を通過して飛翔軌道が安定しない液滴１０１の通過を液滴検知装置１により検知できる。 As shown in FIG. 10, the output voltage changes as the droplet 101 passes. Thereby, the flow cytometer 100 of the present embodiment can detect the passage of the droplet 101 that has passed through the cell sorter 120 and whose flight trajectory is not stable by the droplet detection device 1.

以上説明したように、本実施形態の液滴検知装置１は、液滴１０１が内部空間５１ａを通過する第１筒部５１と、発光ダイオードを含み、第１筒部５１の軸方向に対して交差する方向に光を出射する光源１０と、光Ｌ１の光軸ＡＸ０に対し傾いて設けられ、液滴１０１で屈折された光（第１屈折光Ｌ３）を受光するフォトダイオード３１と、を有する。 As described above, the droplet detection device 1 of the present embodiment includes the first tube portion 51 through which the droplet 101 passes through the internal space 51 a and the light emitting diode, and the axial direction of the first tube portion 51. A light source 10 that emits light in an intersecting direction; and a photodiode 31 that is provided to be inclined with respect to the optical axis AX0 of the light L1 and receives light refracted by the droplet 101 (first refracted light L3). .

これにより、光源１０として発光ダイオードを用い、液滴１０１で屈折された第１屈折光Ｌ３をフォトダイオード３１により検出する。このため、レーザ光源や、光電子倍増管等の高価で大型の検出器を用いずに、液滴１０１の通過を検知できる。したがって、液滴検知装置１は、セルソータの信頼性やスループット（全てのウェル（容器１３１）に細胞が収められたマイクロプレート１３２を完成品として）を高めることができる。したがって、液滴検知装置１を小型化するとともに、構成を簡便にしてコストを低減できる。 Accordingly, a light emitting diode is used as the light source 10, and the first refracted light L 3 refracted by the droplet 101 is detected by the photodiode 31. Therefore, the passage of the droplet 101 can be detected without using an expensive and large detector such as a laser light source or a photomultiplier tube. Therefore, the droplet detection device 1 can improve the reliability and throughput of the cell sorter (the microplate 132 in which cells are stored in all the wells (containers 131) as a finished product). Therefore, it is possible to reduce the size of the droplet detection device 1 and to simplify the configuration and reduce the cost.

本実施形態に係る液滴検知装置１において、光Ｌ１の光軸ＡＸ０は、水平方向に対して傾いて設けられる。これにより、液滴１０１で屈折された第１屈折光Ｌ３の方向と、フォトダイオード３１の位置とを一致させることができる。 In the droplet detection device 1 according to the present embodiment, the optical axis AX0 of the light L1 is provided inclined with respect to the horizontal direction. Accordingly, the direction of the first refracted light L3 refracted by the droplet 101 and the position of the photodiode 31 can be matched.

本実施形態に係る液滴検知装置１において、光源１０と第１筒部５１との間に第１レンズ１１（シリンダーレンズ）が設けられている。第１レンズ１１を通過した前記光は、光軸ＡＸ０及び第１筒部５１の中心軸ＡＸ１と交差する方向、すなわち第２方向Ｄｙから見たときに集光され、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１方向、すなわち第３方向Ｄｚから見たときに集光されず第１筒部５１を通過する。これにより、第１筒部５１の内部空間５１ａの、液滴１０１が通過する面の全体に光Ｌ２を照射することができる。このため、液滴検知装置１は、液滴１０１が通過する位置を検知することができる。 In the droplet detection device 1 according to the present embodiment, the first lens 11 (cylinder lens) is provided between the light source 10 and the first tube portion 51. The light that has passed through the first lens 11 is condensed when viewed from the direction intersecting the optical axis AX0 and the central axis AX1 of the first cylindrical portion 51, that is, the second direction Dy, and the center of the first cylindrical portion 51 When viewed from the direction of the axis AX1, that is, the third direction Dz, the light passes through the first cylindrical portion 51 without being condensed. Thereby, light L2 can be irradiated to the whole surface of the internal space 51a of the 1st cylinder part 51 through which the droplet 101 passes. For this reason, the droplet detection device 1 can detect the position through which the droplet 101 passes.

本実施形態に係る液滴検知装置１は、さらに、光源１０が内部に固定される第２筒部５２と、フォトダイオード３１と第１筒部５１との間に設けられた第２レンズ２１と、第２レンズ２１が内部に収納された第３筒部５３とを有し、第１筒部５１、第２筒部５２及び第３筒部５３の一部又は全部は、光造形により形成された光造形物である。これにより、光源１０を保持する第２筒部５２や、第２レンズ２１を保持する第３筒部５３を低コストで製造できる。 The droplet detection device 1 according to the present embodiment further includes a second cylindrical portion 52 in which the light source 10 is fixed, and a second lens 21 provided between the photodiode 31 and the first cylindrical portion 51. The second lens 21 has a third cylindrical portion 53 accommodated therein, and a part or all of the first cylindrical portion 51, the second cylindrical portion 52, and the third cylindrical portion 53 are formed by stereolithography. Is a stereolithography. Thereby, the 2nd cylinder part 52 holding the light source 10, and the 3rd cylinder part 53 holding the 2nd lens 21 can be manufactured at low cost.

本実施形態に係るフローサイトメータ１００は、上記の液滴検知装置１と、液滴１０１を生成する液滴生成部１１０と、液滴１０１を収納する複数の容器１３１を備える収納部１３０と、液滴生成部１１０と収納部１３０との間に配置され、液滴１０１を複数の容器１３１ごとに振り分けるセルソータ１２０と、を有し、液滴検知装置１は、セルソータ１２０と収納部１３０との間に配置される。 A flow cytometer 100 according to the present embodiment includes the droplet detection device 1 described above, a droplet generation unit 110 that generates the droplet 101, a storage unit 130 that includes a plurality of containers 131 that store the droplet 101, A cell sorter 120 that is disposed between the droplet generation unit 110 and the storage unit 130 and distributes the droplets 101 for each of the plurality of containers 131, and the droplet detection device 1 includes the cell sorter 120 and the storage unit 130. Arranged between.

これにより、液滴検知装置１は、光源１０として発光ダイオードを用い、液滴１０１で屈折された第１屈折光Ｌ３をフォトダイオード３１により検出する。このため、レーザ光源や、光電子倍増管等の高価で大型の検出器を用いずに、液滴の通過を検知できる。したがって、フローサイトメータ１００を小型化するとともに、構成を簡便にしてコストを低減できる。また、発光ダイオードを用いているため、セルソータ１２０を通過して飛翔軌道が安定しない液滴１０１の通過を検知できる。 Accordingly, the droplet detection device 1 uses the light emitting diode as the light source 10 and detects the first refracted light L3 refracted by the droplet 101 by the photodiode 31. For this reason, the passage of the droplet can be detected without using an expensive and large detector such as a laser light source or a photomultiplier tube. Therefore, the flow cytometer 100 can be downsized, the configuration can be simplified, and the cost can be reduced. Further, since the light emitting diode is used, it is possible to detect the passage of the droplet 101 that has passed through the cell sorter 120 and whose flight trajectory is not stable.

本実施形態に係るフローサイトメータ１００において、収納部１３０の容器１３１は開口を備え、第１筒部５１の内径と開口の径は等しい大きさを有する。これによれば、第１筒部５１を通過した液滴１０１を確実に容器１３１に収納することができる。 In the flow cytometer 100 according to the present embodiment, the container 131 of the storage unit 130 includes an opening, and the inner diameter of the first tube unit 51 and the diameter of the opening have the same size. According to this, the droplet 101 that has passed through the first cylindrical portion 51 can be reliably stored in the container 131.

本実施形態に係るフローサイトメータ１００において、さらに、液滴検知装置１からの検出信号に基づいて、収納部１３０を移動させる駆動部（電動モータ１３４、１３５）を有する。これによれば、電動モータ１３４、１３５は、検出信号をトリガにして、液滴１０１を収納する容器１３１の位置を順次、移動させることができる。或いは、液滴１０１の通過信号が最も強い位置に収納部１３０の位置を調整することも可能である。 The flow cytometer 100 according to the present embodiment further includes a drive unit (electric motors 134 and 135) that moves the storage unit 130 based on a detection signal from the droplet detection device 1. According to this, the electric motors 134 and 135 can sequentially move the position of the container 131 that stores the droplet 101 by using the detection signal as a trigger. Alternatively, the position of the storage unit 130 can be adjusted to a position where the passage signal of the droplet 101 is strongest.

（第１変形例）
図１１は、第１変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。本変形例の液滴検知装置１Ａにおいて、光源１０及び第１レンズ１１は、基準線ＨＬに対して傾いて配置される。言い換えると、光Ｌ２は、基準線ＨＬに対して上方（第３方向Ｄｚ側）に傾斜する。光Ｌ２は基準線ＨＬに対して角度θ１０を有して、液滴１０１に出射される。 (First modification)
FIG. 11 is a side view schematically showing a droplet detection device according to a first modification. In the droplet detection device 1A according to the present modification, the light source 10 and the first lens 11 are disposed to be inclined with respect to the reference line HL. In other words, the light L2 is inclined upward (in the third direction Dz side) with respect to the reference line HL. The light L2 is emitted to the droplet 101 at an angle θ10 with respect to the reference line HL.

液滴１０１で屈折された第１屈折光Ｌ３は、基準線ＨＬに対して角度θ１１を有して上方に出射される。第１屈折光Ｌ３は、第２レンズ２１で集光されてフォトダイオード３１に受光される。これにより、液滴１０１の通過を検知できる。このように、光源１０及びフォトダイオード３１を、基準線ＨＬに対して、同じ側に傾けて配置した構成であっても液滴１０１を検知することができる。 The first refracted light L3 refracted by the droplet 101 is emitted upward at an angle θ11 with respect to the reference line HL. The first refracted light L3 is collected by the second lens 21 and received by the photodiode 31. Thereby, the passage of the droplet 101 can be detected. As described above, the droplet 101 can be detected even when the light source 10 and the photodiode 31 are arranged to be inclined to the same side with respect to the reference line HL.

（第２変形例）
図１２は、第２変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。本変形例の液滴検知装置１Ｂにおいて、光源１０及び第１レンズ１１と、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１に対して同じ側に配置される。光源１０及び第１レンズ１１は、基準線ＨＬに対して上方（第３方向Ｄｚ側）に傾斜して配置される。光Ｌ２は基準線ＨＬに対して角度θ１２を有して、液滴１０１に出射される。 (Second modification)
FIG. 12 is a side view schematically showing a droplet detection device according to a second modification. In the droplet detection device 1 B according to this modification, the light source 10, the first lens 11, the second lens 21, and the photodiode 31 are disposed on the same side with respect to the central axis AX 1 of the first cylinder portion 51. The light source 10 and the first lens 11 are disposed to be inclined upward (in the third direction Dz side) with respect to the reference line HL. The light L2 is emitted to the droplet 101 at an angle θ12 with respect to the reference line HL.

液滴１０１で屈折された第２屈折光Ｌ３ａは、基準線ＨＬに対して角度θ１３を有して下方（光源１０及び第１レンズ１１の反対側）に出射される。第２屈折光Ｌ３ａは、第２レンズ２１で集光されてフォトダイオード３１に受光される。これにより、液滴１０１の通過を検知できる。このように、光源１０及びフォトダイオード３１を、第１筒部５１の中心軸ＡＸ１に対して、同じ側に配置した構成であっても液滴１０１を検知することができる。 The second refracted light L3a refracted by the droplet 101 is emitted downward (on the opposite side of the light source 10 and the first lens 11) at an angle θ13 with respect to the reference line HL. The second refracted light L3a is collected by the second lens 21 and received by the photodiode 31. Thereby, the passage of the droplet 101 can be detected. Thus, the droplet 101 can be detected even when the light source 10 and the photodiode 31 are arranged on the same side with respect to the central axis AX1 of the first cylindrical portion 51.

（第３変形例）
図１３は、第３変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。本変形例の液滴検知装置１Ｃにおいて、第３方向Ｄｚから見たときに、光源１０及び第１レンズ１１は、基準線ＨＬと重なる位置に配置される。また、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、第３方向Ｄｚから見たときに、基準線ＨＬに対して傾いた位置に配置される。言い換えると、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、光Ｌ２の光軸と重ならない位置に配置される。第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、第１方向Ｄｘと第２方向Ｄｙとで形成される平面内に配置されてもよい。 (Third Modification)
FIG. 13 is a top view schematically showing a droplet detection device according to a third modification. In the liquid droplet detection device 1C of the present modification, the light source 10 and the first lens 11 are disposed at a position overlapping the reference line HL when viewed from the third direction Dz. Further, the second lens 21 and the photodiode 31 are disposed at a position inclined with respect to the reference line HL when viewed from the third direction Dz. In other words, the second lens 21 and the photodiode 31 are arranged at positions that do not overlap with the optical axis of the light L2. The second lens 21 and the photodiode 31 may be disposed in a plane formed by the first direction Dx and the second direction Dy.

この場合において、第１屈折光Ｌ３は、液滴１０１で屈折されて、基準線ＨＬに対して角度θ１４を有して液滴１０１から出射される。第１屈折光Ｌ３は、第２レンズ２１で集光されてフォトダイオード３１に受光される。これにより、液滴１０１の通過を検知できる。また、本変形例では、単独の液滴１０１の検知だけではなく、連続した水流の通過も検知できる。 In this case, the first refracted light L3 is refracted by the droplet 101 and is emitted from the droplet 101 at an angle θ14 with respect to the reference line HL. The first refracted light L3 is collected by the second lens 21 and received by the photodiode 31. Thereby, the passage of the droplet 101 can be detected. Moreover, in this modification, not only the detection of the single droplet 101 but also the passage of a continuous water flow can be detected.

（第４変形例）
図１４は、第４変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。本変形例の液滴検知装置１Ｄにおいて、第３方向Ｄｚから見たときに、第１筒部５１の円周方向に沿って複数の第２レンズ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと、複数のフォトダイオード３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄが設けられている。本変形例では、複数のフォトダイオード３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄは、それぞれ、液滴１０１において異なる角度で出射される屈折光Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４を受光する。 (Fourth modification)
FIG. 14 is a top view schematically showing a droplet detection device according to a fourth modification. In the liquid droplet detection device 1D of the present modification, when viewed from the third direction Dz, a plurality of second lenses 21a, 21b, 21c, 21d and a plurality of photos are arranged along the circumferential direction of the first tube portion 51. Diodes 31a, 31b, 31c, and 31d are provided. In the present modification, the plurality of photodiodes 31a, 31b, 31c, and 31d receive the refracted lights L31, L32, L33, and L34 emitted from the droplet 101 at different angles, respectively.

液滴検知装置１Ｄは、複数のフォトダイオード３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄで検出された情報に基づいて、光強度の分布や、時間差等から、液滴１０１の通過位置を検知することができる。 The droplet detection device 1D can detect the passage position of the droplet 101 from the distribution of light intensity, time difference, and the like based on information detected by the plurality of photodiodes 31a, 31b, 31c, and 31d.

（第５変形例）
図１５は、第５変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す上面図である。図１６は、第５変形例に係る液滴検知装置を模式的に示す側面図である。本変形例の液滴検知装置１Ｅにおいて、第１レンズ１１Ａは、両凸レンズが用いられる。光源１０から出射された光Ｌ１は、第１レンズ１１Ａで集光される。第１レンズ１１Ａは両凸レンズであるため、図１５に示すように、第３方向Ｄｚから見たときに、第１レンズ１１Ａから出射される光Ｌ２は集光される。また、図１６に示すように、第２方向Ｄｙから見たときにも、光Ｌ２は集光される。 (5th modification)
FIG. 15 is a top view schematically showing a droplet detection device according to a fifth modification. FIG. 16 is a side view schematically showing a droplet detection device according to a fifth modification. In the droplet detection device 1E of this modification, a biconvex lens is used as the first lens 11A. The light L1 emitted from the light source 10 is collected by the first lens 11A. Since the first lens 11A is a biconvex lens, as shown in FIG. 15, when viewed from the third direction Dz, the light L2 emitted from the first lens 11A is collected. Further, as shown in FIG. 16, the light L2 is also condensed when viewed from the second direction Dy.

光Ｌ２の焦点は、第１筒部５１の内部空間５１ａに形成される。光Ｌ２は焦点から角度θ１５の範囲で拡がって進行する。角度θ１５は、例えば約４０°程度である。本変形例では、内部空間５１ａの、角度θ１５の範囲内を通過する液滴１０１が検知可能である。 The focal point of the light L 2 is formed in the internal space 51 a of the first cylinder portion 51. The light L2 travels from the focal point within an angle θ15. The angle θ15 is about 40 °, for example. In the present modification, it is possible to detect the droplet 101 passing through the internal space 51a within the range of the angle θ15.

本変形例でも、図１５に示すように、第３方向Ｄｚから見たときに、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、光軸ＡＸ０と重なる位置に配置される。また、図１６に示すように、第２方向Ｄｙから見たときに、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、光軸ＡＸ０に対して傾いた位置に配置される。言い換えると、第２レンズ２１及びフォトダイオード３１は、円錐状に拡がる光Ｌ４と重ならない位置に配置される。 Also in this modification, as shown in FIG. 15, when viewed from the third direction Dz, the second lens 21 and the photodiode 31 are arranged at a position overlapping the optical axis AX0. Further, as shown in FIG. 16, when viewed from the second direction Dy, the second lens 21 and the photodiode 31 are disposed at a position inclined with respect to the optical axis AX0. In other words, the second lens 21 and the photodiode 31 are arranged at a position that does not overlap with the light L4 spreading in a conical shape.

以上説明した液滴検知装置１、１Ａから１Ｅ及びフローサイトメータ１００の構成は適宜変更してもよい。光源１０からの光Ｌ１の波長は、あくまで一例であり、適宜変更することができる。液滴１０１の粒子径Ｄ等もあくまで一例であり、表１等に示すものに限定されるものではない。また、液滴検知装置１、１Ａから１Ｅは、フローサイトメータ１００に適用される場合に限定されない。液滴検知装置１、１Ａから１Ｅは、液滴を生成して供給するディスペンサや、インクジェットノズルに適用することもできる。 The configurations of the droplet detection devices 1 and 1A to 1E and the flow cytometer 100 described above may be changed as appropriate. The wavelength of the light L1 from the light source 10 is merely an example, and can be changed as appropriate. The particle diameter D of the droplet 101 is just an example, and is not limited to that shown in Table 1 or the like. Further, the droplet detection devices 1, 1 A to 1 E are not limited to being applied to the flow cytometer 100. The droplet detection devices 1, 1 A to 1 E can also be applied to dispensers that generate and supply droplets or inkjet nozzles.

１液滴検知装置
１０光源
１１、１１Ａ第１レンズ
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ第２レンズ
３１、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄフォトダイオード
５１第１筒部
５１ａ、５２ａ、５３ａ内部空間
５２第２筒部
５３第３筒部
５４受光部
１００フローサイトメータ
１０１液滴
１１０液滴生成部
１１１ノズル
１１１ａ吐出口
１１２サンプル供給部
１１２ａサンプル導入部
１１３シース液供給部
１１３ａシース液導入部
１１４振動発生素子
１２０セルソータ
１２１荷電部
１２２偏向板
１３０収納部
１３１容器
ＡＸ１、ＡＸ２、ＡＸ３中心軸
ｄノズル径
ＮＬ１、ＮＬ２、ＮＬ３法線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet detection apparatus 10 Light source 11, 11A 1st lens 21, 21a, 21b, 21c, 21d 2nd lens 31, 31a, 31b, 31c, 31d Photodiode 51 1st cylinder part 51a, 52a, 53a Internal space 52 1st 2 cylinder part 53 3rd cylinder part 54 light-receiving part 100 flow cytometer 101 droplet 110 droplet generation part 111 nozzle 111a discharge port 112 sample supply part 112a sample introduction part 113 sheath liquid supply part 113a sheath liquid introduction part 114 vibration generating element 120 Cell sorter 121 Charging part 122 Deflection plate 130 Storage part 131 Container AX1, AX2, AX3 Center axis d Nozzle diameter NL1, NL2, NL3 Normal line

Claims

A first cylindrical portion through which a droplet passes through an internal space;
A light source including a light emitting part and emitting light in a direction intersecting with the axial direction of the first tube part;
And a light receiving unit that is provided to be inclined with respect to the optical axis of the light and receives light refracted by the liquid droplet.

The droplet detection device according to claim 1, wherein the light emitting unit is a light emitting diode.

The droplet detection device according to claim 1, wherein the light receiving unit is a photodiode.

Furthermore, it has the 2nd cylinder part to which the said light source is fixed inside, the lens provided between the said light-receiving part and the said 1st cylinder part, and the 3rd cylinder part in which the said lens is accommodated inside. The droplet detection device according to any one of claims 1 to 3.

A hole is provided in a side portion of the first tube portion,
The droplet detection device according to claim 1, wherein the hole is provided coaxially with the optical axis.

5. The droplet detection device according to claim 4, wherein a part or all of the first cylinder part, the second cylinder part, and the third cylinder part is an optical modeling object formed by optical modeling.

The droplet detection device according to any one of claims 1 to 6,
A droplet generator for generating droplets;
A storage unit comprising a plurality of containers for storing the droplets;
A cell sorter that is disposed between the droplet generation unit and the storage unit and distributes the droplets for each of the plurality of containers;
The droplet detection device is a flow cytometer disposed between the cell sorter and the storage unit.

A table on which the storage unit is placed;
A motor for driving the table;
The flow cytometer according to claim 7, further comprising: a control unit that performs drive control of the motor based on a detection signal from the droplet detection device.

The container of the storage section comprises an opening;
The flow cytometer according to claim 7 or 8, wherein an inner diameter of the first tube portion and a diameter of the opening have the same size.