JP2749906B2 - Particle measurement device - Google Patents

Particle measurement device

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JP2749906B2
JP2749906B2 JP1260707A JP26070789A JP2749906B2 JP 2749906 B2 JP2749906 B2 JP 2749906B2 JP 1260707 A JP1260707 A JP 1260707A JP 26070789 A JP26070789 A JP 26070789A JP 2749906 B2 JP2749906 B2 JP 2749906B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は微小な粒子が浮遊する浮遊液中の個々の被検
粒子を一個ずつ分離して測定を行う粒子測定装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a particle measuring apparatus that separates and measures individual test particles in a suspension in which fine particles are suspended, one by one.

[従来の技術] 従来、粒子浮遊液中の多数の粒子を1個ずつ分離する
方法として、第11図に示すようなシースフロー方式が一
般に知られている。これは粒子浮遊液とシース液をそれ
ぞれ加圧装置により加圧して、粒子浮遊液をシース液で
包むようにして流し、流体力学的に収斂させて粒子浮遊
液を細い流れにし、個々の粒子を1個ずつ一列に流して
分離する方法である。
[Prior Art] Conventionally, as a method of separating many particles in a particle suspension liquid one by one, a sheath flow method as shown in FIG. 11 is generally known. In this method, the particle suspension and the sheath liquid are each pressurized by a pressurizing device, and the particle suspension is flowed so as to be wrapped in the sheath liquid. This is a method in which the components are flown in a row and separated.

又、血液等の試料を用意して、このシースフロー方式
により分離した試料中の個々の細胞を光学的方法等を利
用して測定し、細胞解析や細胞分取を行う装置が、フロ
ーサイトメータやセルソータの名称で実用化されてい
る。
In addition, a device such as a blood cytometer, which prepares a sample such as blood, measures individual cells in the sample separated by the sheath flow method using an optical method or the like, and performs cell analysis and cell sorting, is a flow cytometer. And has been put to practical use under the name of cell sorter.

第11図はフローサイトメータの構成の一例であり、上
記シースフロー方式で分離され、フローセル内を一列に
流れる個々の細胞に測定用エネルギ、例えば光源からの
光ビームを照射し、細胞への光照射による光学的反作
用、例えば細胞から発する散乱光や蛍光を検出器で測光
するものである。測光した出力を基に信号処理部にて粒
子解析の種類、大きさ等の演算が行なわれる。
FIG. 11 shows an example of the configuration of a flow cytometer, in which individual cells that are separated by the above-mentioned sheath flow method and flow in a line in the flow cell are irradiated with measurement energy, for example, a light beam from a light source, and the light to the cells is irradiated. An optical reaction caused by irradiation, for example, scattered light or fluorescence emitted from cells is measured by a detector. Based on the photometric output, the signal processing unit calculates the type and size of the particle analysis.

又、第12図はセルソータの構成の一例を示すものであ
る。血液等の細胞浮遊液が外部の加圧装置によりノズル
内に導かれ、シースフロー原理によってノズル内では細
胞浮遊液を軸とした層流が形成され、ノズル出口のオリ
フイス(70〜100μm)では、細胞浮遊液の平均径が15
〜20μmのジエツト流として空中に放出される。空中に
出たジエツト流にノズル先端から100〜200μmの所で光
源24からの励起光を照射する。予め蛍光染色されている
細胞に励起光が照射されると、細胞から散乱光及び蛍光
が放射され、検出器25及び26でそれぞれを検出して電気
信号に変換する。一方、ノズルは加振回路27の制御によ
って振動子21で40KHz程度に加振されており、オリフイ
スを出たジエツト流はノズル先端から数mm下方で均一な
液滴となる。細胞から検出された信号が予め決められた
条件を満たすかどうかに応じて、信号処理部29からチヤ
ージング回路28へ信号が送られ、液滴化に同期してチヤ
ージング信号がノズルに加えられ、液滴が軽く帯電させ
られる。所望の細胞を含む帯電した液滴が強い電場を生
じる2つの電極22、23間を通過する間に、静電気によっ
て液滴は細胞の種類等に応じて右又は左方向へ偏向され
て振り分けられ、別々の試験管に集められる。
FIG. 12 shows an example of the configuration of a cell sorter. A cell suspension such as blood is guided into the nozzle by an external pressurizing device, and a laminar flow centered on the cell suspension is formed in the nozzle by the sheath flow principle. At an orifice (70 to 100 μm) at the nozzle outlet, Average cell suspension diameter is 15
Released into the air as a jet stream of 2020 μm. Excitation light from a light source 24 is applied to the jet stream that has flown out into the air at a position 100 to 200 μm from the nozzle tip. When excitation light is applied to cells that have been previously stained with fluorescent light, scattered light and fluorescent light are emitted from the cells, and are detected by detectors 25 and 26 and converted into electrical signals. On the other hand, the nozzle is vibrated at about 40 KHz by the vibrator 21 under the control of the vibrating circuit 27, and the jet flow exiting the orifice becomes uniform droplets several mm below the nozzle tip. Depending on whether the signal detected from the cell satisfies a predetermined condition, a signal is sent from the signal processing unit 29 to the charging circuit 28, and a charging signal is added to the nozzle in synchronization with the formation of the droplet, and the liquid is discharged. The drops are lightly charged. While the charged droplet containing the desired cell passes between the two electrodes 22 and 23 that generate a strong electric field, the droplet is deflected to the right or left depending on the type of cell and the like by the static electricity, and is distributed. Collected in separate test tubes.

[発明が解決しようとしている課題] 上記フローサイトメータやセルソータに利用されるシ
ースフロー方式では、細胞浮遊液及びシース液をノズル
に導くのに加圧系で各液を加圧することによって導いて
いるが、そのための配管及びポンプ等の加圧装置が必要
なため、装置が大掛かりで制御も複雑になる問題点を有
している。
[Problems to be Solved by the Invention] In the sheath flow method used in the flow cytometer and the cell sorter, the cell suspension and the sheath liquid are guided to the nozzle by pressurizing each liquid with a pressurizing system. However, since a pressurizing device such as a pipe and a pump for that purpose is required, there is a problem that the device is large and the control is complicated.

又、シースフロー方式は、細胞浮遊液及びシース液へ
の加圧力によって流れの流速が決り、この流速及び細胞
浮遊液の希釈の度合いによって粒子の分離の時間間隔が
決められるが、この間隔を広い範囲で変更することは困
難であった。
In the sheath flow method, the flow velocity of the flow is determined by the pressure applied to the cell suspension and the sheath liquid, and the time interval for separating particles is determined by the flow velocity and the degree of dilution of the cell suspension. It was difficult to change in scope.

又、装置の小型化が困難で、複数の装置を高密度に並
列に並べて処理能力を高めることは困難で非現実的であ
った。
Further, it is difficult to reduce the size of the device, and it is difficult and impractical to increase the processing capacity by arranging a plurality of devices in parallel at high density.

[発明の目的] 本発明の目的は、従来のシースフロー方式とは違った
方式を利用する新規な粒子測定装置を提供することであ
る。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide a novel particle measuring device using a method different from the conventional sheath flow method.

[課題を解決する溜めの手段] 上述の課題を解決する本発明は、粒子浮遊液中の個々
の粒子を分離して測定を行う装置において、粒子浮遊液
を収納し開口を有する収納部と、該収納部内の液体を加
熱して気泡を発生させることによって前記開口から粒子
を含む液滴を吐出させる手段と、個々の粒子を測定する
測定手段とを有することを特徴とする粒子測定装置であ
る。
[Means of Reserving Means for Solving the Problems] The present invention for solving the above-described problems is directed to an apparatus for separating and measuring individual particles in a particle suspension, wherein a storage unit for storing the particle suspension and having an opening, A particle measuring device, comprising: means for discharging liquid droplets containing particles from the opening by heating the liquid in the storage section to generate bubbles, and measuring means for measuring individual particles. .

[実施例1] 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。第1図〜第4図は本発明の第1実施例の構成図であ
る。
Embodiment 1 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 4 are block diagrams of a first embodiment of the present invention.

図中1は被検粒子である細胞が浮遊する細胞浮遊液を
収容するための、50μm×50μm程度の矩形断面を有す
るノズルで、一端が解放され開口部を形成している。該
ノズルの作成方法の例として、エツチングやフオトレジ
スト工程により基板上に微細な溝を設け、その上に平面
板を張り合せる方法が一般的であるが、これに限定され
るわけでは無い。なおノズル断面のサイズは測定対象と
する被検粒子のサイズに応じてそれに適したサイズとす
る。本実施例ては測定対象を血液と考え、血液中に含ま
れる種々の血球のサイズが5μm〜30μm程度であるこ
とから、ノズルサイズを最大血球サイズよりもやや大き
い50μm×50μmと設定した。
In the figure, reference numeral 1 denotes a nozzle having a rectangular cross section of about 50 μm × 50 μm for accommodating a cell suspension in which cells serving as test particles float, and one end thereof is opened to form an opening. As an example of a method of forming the nozzle, a method is generally used in which a fine groove is provided on a substrate by an etching or photoresist process, and a flat plate is bonded thereon, but the method is not limited thereto. The size of the cross section of the nozzle is set to a size suitable for the size of the test particles to be measured. In this example, the measurement target was blood, and the size of various blood cells contained in the blood was about 5 μm to 30 μm. Therefore, the nozzle size was set to 50 μm × 50 μm, which was slightly larger than the maximum blood cell size.

2は細胞浮遊液を順次ノズル1内に供給する供給口で
ノズル1の出口近傍に接続されている。3はノズル内に
設けられる加熱部であり、具体的には加熱ヒータであっ
て電極が後述の制御回路に接続されている。なお、加熱
部3はノズル外にあってノズル内を加熱するものであっ
ても良い。又、加熱部3は加熱ヒータには限られず、熱
エネルギを発生する手段であれば良く、例えば熱吸収部
材にレーザ光線等の電磁波エネルギを与えて加熱するよ
うな構成をとっても良い。4はノズル1の外側に設けら
れ、加熱ヒータからの熱伝導でノズル1が温度上昇する
のを抑えるための放熱部材である。
Reference numeral 2 denotes a supply port for sequentially supplying the cell suspension into the nozzle 1 and is connected near the outlet of the nozzle 1. Reference numeral 3 denotes a heating unit provided in the nozzle, specifically, a heater, whose electrodes are connected to a control circuit described later. The heating unit 3 may be located outside the nozzle to heat the inside of the nozzle. The heating unit 3 is not limited to a heater, but may be any unit that generates heat energy. For example, the heating unit 3 may be configured to apply electromagnetic wave energy such as a laser beam to a heat absorbing member to heat the heat absorbing member. Reference numeral 4 denotes a heat radiating member provided outside the nozzle 1 for suppressing the temperature of the nozzle 1 from rising due to heat conduction from the heater.

7は測定用エネルギ発生手段としてのレーザ光源、
5、6は光照射による粒子からの光学的反作用を検出す
るためのフオトマル等の検出器で、レーザ光源7から出
射するレーザ光の光軸Oがノズル1の開口から吐出され
る液滴が飛翔する経路の軸lと交差するように、レーザ
光源7が配置されている。検出器5はレーザ光軸O上に
配置され、該検出器5の手前にはレーザビームが直接検
出器に入力するのを防ぐための不図示のビームストツパ
が光軸上に設けられ、光路前方に散乱される散乱光のみ
が検出器5にて測光されるようになっている。又、検出
器6はレーザ光軸O及び液滴吐出軸lのそれぞれに直交
する方向に配され、該検出器6の手前には蛍光波長のみ
を透過する性質の不図示の光学フイルタが設けられ、蛍
光のみが検出器6にて測光されるようになっている。
7 is a laser light source as a measurement energy generating means,
Reference numerals 5 and 6 denote photometric detectors for detecting an optical reaction from particles caused by light irradiation. The optical axis O of the laser light emitted from the laser light source 7 causes droplets ejected from the opening of the nozzle 1 to fly. The laser light source 7 is arranged so as to intersect with the axis l of the path to be moved. The detector 5 is disposed on the laser optical axis O, and a beam stopper (not shown) for preventing a laser beam from being directly input to the detector is provided on the optical axis in front of the detector 5. Only the scattered light to be scattered is measured by the detector 5. The detector 6 is arranged in a direction orthogonal to each of the laser optical axis O and the droplet discharge axis l, and an optical filter (not shown) having a property of transmitting only a fluorescence wavelength is provided in front of the detector 6. , Only the fluorescence is measured by the detector 6.

次に、以上のような構成における動作について説明す
る。
Next, the operation in the above configuration will be described.

十分希釈され、必要に応じて蛍光試薬等で染色処理を
施した血液試料等の測定用試料を用意し、この試料を供
給口2に供給し、そこからノズル1内に供給して第1図
のようにノズル1内を満たした状態とする。
A sample for measurement, such as a blood sample, which has been sufficiently diluted and stained with a fluorescent reagent or the like as necessary, is prepared, and the sample is supplied to the supply port 2 and supplied to the nozzle 1 from FIG. As shown in FIG.

ここで第10図の制御系による制御を具体的に説明す
る。なお、第10図は後述の実施例4の制御系として兼用
されており、本実施例においては加熱ヒータは1つだけ
である。
Here, the control by the control system of FIG. 10 will be specifically described. FIG. 10 is also used as a control system of a fourth embodiment to be described later. In this embodiment, only one heater is provided.

ON−OFF発生回路が、ノズル1内に設けられた加熱ヒ
ータ3を駆動して発熱させると、加熱された細胞浮遊液
内の水分が瞬時に気化して第2図のように気泡8が発生
する。すると気化した分だけ体積が膨張するので、ノズ
ル1の開口付近にある細胞Sがノズルの開口から外側に
押し出され、第3図のように、細胞Sが含まれる細胞浮
遊液がノズル1の外へ吐出される。始め膨張を続けてい
た気泡8は冷却されて収納を始め、体積の縮小により開
口から吐出した細胞浮遊液に対して引込力が働く。これ
により開口から外に吐出した細胞Sを含む細胞浮遊液は
液滴となって第4図に示すように空中に飛翔する。この
吐出の基本原理は例えば特開昭54−59936号公報や特開
昭55−27282号公報に記載される。
When the ON-OFF generating circuit drives the heater 3 provided in the nozzle 1 to generate heat, the water in the heated cell suspension is instantaneously vaporized and bubbles 8 are generated as shown in FIG. I do. Then, the volume expands by an amount corresponding to the vaporization, so that the cells S near the opening of the nozzle 1 are pushed out from the opening of the nozzle, and as shown in FIG. Is discharged to The bubbles 8 that have been expanding initially are cooled and start to be stored, and the volume of the bubbles 8 is reduced, so that a drawing force acts on the cell suspension discharged from the opening. As a result, the cell suspension containing the cells S discharged from the opening becomes droplets and flies into the air as shown in FIG. The basic principle of this ejection is described in, for example, JP-A-54-59936 and JP-A-55-27282.

細胞浮遊液は吐出した分だけ毛細管現象により供給口
2から供給され、、第1図のような状態に戻る。細胞浮
遊液の供給は毛細管現象により自然に行なわれるため、
従来のような加圧系は必要としない。
The cell suspension is supplied from the supply port 2 by the capillary action as much as the discharged liquid, and returns to the state as shown in FIG. Since the supply of cell suspension is performed naturally by capillary action,
No conventional pressurizing system is required.

この気泡の発生と消滅は、第10図のサンプリング同期
回路で作られるサンプリング周波数に従って非常に短時
間の内に行なわれ、1秒間に最高数千個の液滴を連続的
に吐出させることが可能である。これにより多数の細胞
を高速に分離することができる。
The generation and extinction of these bubbles are performed in a very short time according to the sampling frequency created by the sampling synchronization circuit in Fig. 10, and it is possible to continuously discharge up to several thousand droplets per second. It is. Thereby, a large number of cells can be separated at high speed.

ノズルから吐出される液滴は直径50μm〜80μm程度
となるように開口の大きさ及び加熱ヒータの容量が設定
されており、この吐出された液滴中に粒子が1個だけ含
まれるよう粒子浮遊液の希釈度を設定しておく。そして
液滴が測定用エネルギ、即ちレーザビームが照射される
被検部を横切る際に、液滴中に含まれる予め蛍光染色さ
れた細胞による光学的反作用、即ち散乱光及び蛍光が発
生し、検出器5、6から成る検出系にてそれぞれ検出さ
れる。
The size of the opening and the capacity of the heater are set so that the droplet discharged from the nozzle has a diameter of about 50 μm to 80 μm, and the particle is suspended so that only one particle is contained in the discharged droplet. Set the dilution of the solution. Then, when the droplet traverses the portion to be inspected, which is irradiated with the energy for measurement, that is, the laser beam, an optical reaction by the cells previously stained with fluorescence contained in the droplet, that is, scattered light and fluorescence are generated, and the detection is performed. Detectors are detected by a detection system including the detectors 5 and 6, respectively.

検出系からの出力はデータ記憶部に次々と記憶され、
得られた多数の粒子についての測定データから、信号処
理部においてヒストグラムやサイトグラム等の統計処理
を用いて粒子の種類判別や性質の解析等、粒子解析を行
なう。具体的な演算方法については様々な方法が広く一
般に知られているためここでは詳細な説明は省略する。
解析結果はTVモニタへの表示や、プリントアウト等によ
り出力される。
Outputs from the detection system are sequentially stored in the data storage unit,
From the measurement data obtained for a large number of particles, the signal processing unit performs particle analysis such as particle type determination and property analysis using statistical processing such as histograms and cytograms. Since various methods are widely and generally known as specific calculation methods, a detailed description thereof is omitted here.
The analysis result is output on a TV monitor, printed out, or the like.

なお本発明の装置は従来のシースフロー方式とは違っ
て粒子を分離する時間間隔を広い範囲で自由に設定でき
るので、要求される処理速度やノズルの発熱量、耐久性
等の条件を考慮して最適な速度となるようサンプリング
周波数を設定することが好ましい。又、一定周波数で連
続的に駆動するばかりでなく、周波数を変動させたり、
断続的に駆動することも可能である。
In addition, unlike the conventional sheath flow method, the apparatus of the present invention can freely set the time interval for separating particles in a wide range.Therefore, it is necessary to consider conditions such as a required processing speed, a calorific value of the nozzle, and durability. It is preferable to set the sampling frequency so as to obtain an optimum speed. In addition to driving continuously at a constant frequency, changing the frequency,
It is also possible to drive intermittently.

[実施例2] 第5図は本発明の第2実施例の構成図であり、第1図
と同一の符号は同一又は同等の部材を表わす。
Embodiment 2 FIG. 5 is a configuration diagram of a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same or equivalent members.

本実施例は光源7からのレーザビームが照射される被
検部をノズル1の開口に、より接近させることを特徴と
する。即ち、先の実施例では細胞浮遊液を吐出させて液
滴になった状態で細胞にレーザ光を照射して光学測定を
行ったのに対し、本実施例では第5図のように吐出され
た直後の位置において、まだ液滴になる前の状態でレー
ザ光を照射する。
The present embodiment is characterized in that the target portion to be irradiated with the laser beam from the light source 7 is brought closer to the opening of the nozzle 1. That is, in the previous embodiment, the cells were irradiated with a laser beam in a state where the cell suspension was discharged to form droplets, and the cells were subjected to optical measurement, whereas in the present embodiment, the cells were discharged as shown in FIG. Immediately after the irradiation, the laser light is irradiated in a state before the droplets are formed.

[実施例3] 第6図及び第7図はより簡素化された第3実施例の構
成図である。なお、これまでの説明図と同一の符号は同
一もしくは同等の部材を表わす。
[Embodiment 3] Figs. 6 and 7 are simplified block diagrams of a third embodiment. Note that the same reference numerals as those in the above-described explanatory drawings represent the same or equivalent members.

両端に供給口及び吐出口を備えるノズル1に、細胞浮
遊液の供給を供給口から行ない、加熱ヒータ3の加熱に
より個々の細胞を含む液滴をノズル吐出口から吐出させ
る。
A cell suspension is supplied from a supply port to a nozzle 1 having a supply port and a discharge port at both ends, and droplets containing individual cells are discharged from the nozzle discharge port by heating the heater 3.

吐出した液滴の光学測定は先の第1、又は第2実施例
と同様であるため説明は省略する。
The optical measurement of the ejected droplets is the same as in the first or second embodiment, and thus the description is omitted.

[実施例4] 第8図は本発明の第4実施例の構成図である。これま
での説明図と同一の符号は同一もしくは同等の部材を表
わす。
Fourth Embodiment FIG. 8 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention. The same reference numerals as those in the above-described drawings denote the same or equivalent members.

9はノズル1の先端部に設けられた透明材質のセルで
あり、該セル9の内部経路はノズル側がテーパ状で、出
口側は細胞が1個ずつ一列に流れるようにノズル部より
細く絞られた細管となっている。
Reference numeral 9 denotes a transparent material cell provided at the tip of the nozzle 1. The internal path of the cell 9 is tapered on the nozzle side, and the outlet side is narrowed down from the nozzle part so that cells flow one by one in a line. It is a thin tube.

セル9には光源7から光ビームが照射され、該光ビー
ムが照射されるセル9内の細管内の被検部を通過する粒
子からの散乱光及び蛍光を、それぞれ検出器5、6で測
光ようになっている。
The cell 9 is irradiated with a light beam from the light source 7, and the detectors 5 and 6 measure the scattered light and the fluorescent light from particles passing through the test portion in the thin tube in the cell 9 to which the light beam is irradiated. It has become.

加熱ヒータ3の加熱により気泡8が発生すると、膨張
した体積分だけノズル1内の細胞浮遊液が押圧され、セ
ル9の細く絞られた内径部分を細胞が1個ずつ通過し、
開口から吐出される。
When bubbles 8 are generated by the heating of the heater 3, the cell suspension in the nozzle 1 is pressed by the expanded volume, and the cells pass one by one through the narrowed inner diameter portion of the cell 9,
Discharged from the opening.

1回の加熱により1個以上の細胞が次々とセル9の被
検部を通過することもあり得るが、一列に1個ずつ流れ
る限り、個々の細胞の光学計測は可能である。
One heating may cause one or more cells to successively pass through the test portion of the cell 9, but optical measurement of individual cells is possible as long as one cell flows in a row.

本実施例は細胞が空中に吐出されたところを光学測定
するのではなく、透明のセル内を流れる状態で光を照射
して光学測定を行なうために、細胞を含む浮遊液を屈折
率変動や乱反射の影響が無く、常に安定した計測値を得
ることができる。
In the present embodiment, instead of optically measuring the place where cells are ejected into the air, to perform optical measurement by irradiating light in a state where the cells flow through the transparent cell, the suspension containing cells is subjected to refractive index fluctuation and There is no influence of diffuse reflection, and a stable measurement value can always be obtained.

[実施例5] 第9図は本発明の第5実施例の構成図である。細胞浮
遊液を収納して液滴を吐出させるノズルは、断面が非常
に微小である上、エツチング等の工程により簡単に作れ
る構造のため、複数のノズルを高密度に並設することが
容易である。
[Embodiment 5] Fig. 9 is a configuration diagram of a fifth embodiment of the present invention. The nozzle that stores the cell suspension and discharges droplets has a very small cross section and a structure that can be easily made by processes such as etching, so that it is easy to arrange a plurality of nozzles at high density in parallel. is there.

第9図はレーザ光軸上の所定の被検部を中心として、
複数のノズルを放射状に配置したものである。図中11は
先の第1図に示す構造のノズルを複数個(5個)並列に
並べたノズルユニツトであるが、勿論、ノズルの数は5
個に限定されるものでは無い。該ノズルユニツトは一例
として、基板上にエツチングにより複数の微細な溝を設
け、平面板を張り合ることにより作成できる。
FIG. 9 is a diagram of a predetermined test portion on the laser optical axis.
A plurality of nozzles are radially arranged. In the figure, reference numeral 11 denotes a nozzle unit in which a plurality (five) of nozzles having the structure shown in FIG. 1 are arranged in parallel.
It is not limited to the individual. As an example, the nozzle unit can be formed by providing a plurality of fine grooves on a substrate by etching and laminating a flat plate.

12は細胞浮遊液の供給口、13はノズルユニツト11の開
口をそれぞれ示す。なお、各ノズルの構造は第6図のよ
うなものであっても良い。各ノズルはレーザビームが照
射される測定点を中心として放射状に配置されているた
め、順々に吐出される各ノズルからの液滴は必ず同一の
被検部を通過する。これにより測定用の光学系は単一で
済む。
Reference numeral 12 denotes a supply port of the cell suspension, and 13 denotes an opening of the nozzle unit 11. The structure of each nozzle may be as shown in FIG. Since the nozzles are arranged radially around the measurement point irradiated with the laser beam, the droplets sequentially discharged from the nozzles always pass through the same target portion. As a result, a single optical system for measurement is required.

このように構成されたノズルユニツト内のそれぞれの
加熱ヒータの駆動を、第10図に示す制御系により時系列
的に順々に行なうようにして、各ノズルの開口から順々
に液滴を吐出させる。第9図において、サンプリング同
期回路で発生するサンプリング周波数に従って、ON−OF
F発生回路が各ノズルの加熱ヒータを時系列駆動する。
サンプリング周波数は先の単一ノズルの実施例での限界
周波数の数倍の周波数とすることができる。これは複数
のノズルを時系列的に駆動するために、個々のノズルが
駆動される周期は単一ノズルの場合の周期の数分の1と
なるためである。これにより測定速度を大幅に向上させ
ることができる。
The heaters in the nozzle unit configured as described above are sequentially driven in a time series by the control system shown in FIG. 10, and droplets are sequentially discharged from the openings of the nozzles. Let it. In FIG. 9, the ON-OF signal is set according to the sampling frequency generated by the sampling synchronization circuit.
The F generation circuit drives the heater of each nozzle in a time series.
The sampling frequency can be several times the critical frequency in the previous single nozzle embodiment. This is because, in order to drive a plurality of nozzles in chronological order, the cycle in which each nozzle is driven is a fraction of the cycle in the case of a single nozzle. As a result, the measurement speed can be greatly improved.

又、温度上昇に極めて弱い細胞を測定する場合には、
サンプリング周波数を低めに設定するか、ノズルの本数
を増やすことにより、各ノズルの駆動負荷がより小さく
なり、発熱量が減少してノズルの温度上昇による細胞へ
の悪影響を抑えることができる。なお、放熱部材の熱容
量を高めることも温度上昇を抑える有効な手段である。
Also, when measuring cells that are extremely sensitive to temperature rise,
By setting a lower sampling frequency or increasing the number of nozzles, the driving load of each nozzle is further reduced, the amount of heat generated is reduced, and the adverse effect on the cells due to the increased temperature of the nozzle can be suppressed. Increasing the heat capacity of the heat dissipating member is also an effective means for suppressing a rise in temperature.

検出系で測光される散乱光及び蛍光の出力信号は、サ
ンプリング同期回路からのゲート信号に従って検出さ
れ、各ノズルからの吐出液滴毎にデータ記憶部に別々に
記憶される。即ち、各ノズルに供給する細胞浮遊液がそ
れぞれ異なる種類であっても、一度の測定で各種類毎に
区別されて測定データが記憶される。勿論、同じ種類の
検体を並列に測定しても良い。
The output signals of the scattered light and the fluorescence measured by the detection system are detected according to the gate signal from the sampling synchronization circuit, and are separately stored in the data storage unit for each droplet discharged from each nozzle. That is, even if the cell suspension to be supplied to each nozzle is of a different type, measurement data is stored for each type in a single measurement. Of course, the same type of sample may be measured in parallel.

本実施例によれば、多数のノズルを時系列的に順々に
駆動し次々と粒子を吐出させるため、処理能力を飛躍的
に高めることができる。
According to the present embodiment, a large number of nozzles are sequentially driven in time series to discharge particles one after another, so that the processing capacity can be dramatically increased.

又、時系列駆動させるため、各ノズルの駆動負荷を小
さくすることができる。これによりノズルの温度上昇を
抑えることができ、ノズルの耐久性も向上させることが
できる。
In addition, since the nozzles are driven in time series, the driving load on each nozzle can be reduced. Thereby, the temperature rise of the nozzle can be suppressed, and the durability of the nozzle can be improved.

更にはノズルを非常に高密度に並設することができる
ためコンパクトな装置となる上、ノズルの数に拘らず測
定光学系の数は単一で済むため、コスト、スペース的に
も有利である。
Further, since the nozzles can be juxtaposed at a very high density, the apparatus becomes compact, and the number of measuring optical systems is single irrespective of the number of nozzles, which is advantageous in terms of cost and space. .

なお、以上説明してきた全ての実施例は、光学測定を
行なって粒子を解析する所謂フローサイトメータに適用
した実施例であるが、第12図のようなソーテイング機構
を設けてセルソータに適用することも可能である。この
場合、振動子や加圧装置を用いずに細胞浮遊液を液滴化
できるので、非常にコンパクト且つ低コストな装置とな
る。
Note that all the embodiments described above are examples applied to a so-called flow cytometer for analyzing particles by performing optical measurement.However, the present invention is applicable to a cell sorter provided with a sorting mechanism as shown in FIG. Is also possible. In this case, since the cell suspension can be formed into droplets without using a vibrator or a pressurizing device, the device becomes very compact and low-cost.

又、測定用のエネルギが与えられる被検部における個
々の粒子の測定は、上述のような光学的方法によるもの
ばかりでなく、例えば電気インピーダンスを用いた電気
的な測定や電磁エネルギを用いた測定、あるいは光音響
法等、様々な測定方法が可能である。
In addition, the measurement of individual particles in the test portion to which the energy for measurement is applied is not limited to the above-described optical method, but may be, for example, an electrical measurement using an electrical impedance or a measurement using electromagnetic energy. Or various measurement methods such as a photoacoustic method.

又、以上説明してきた全ての実施例は、血液細胞等の
生物分野の微粒子を解析する装置に適用したものである
が、本発明はこれに限定されるものでは無く、例えば工
業用の微粒子を計測する装置等、被検粒子浮遊液を扱う
装置全般に適用することが可能である。
Further, all the embodiments described above are applied to an apparatus for analyzing fine particles in the biological field such as blood cells, but the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to all devices that handle the suspension of test particles, such as a device for measuring.

[発明の効果] 以上本発明によれば、簡単な構成で粒子浮遊液中の個
々の被検粒子を分離することができる。よって低コス
ト、コンパクトな粒子測定装置となる。
[Effect of the Invention] According to the present invention, individual test particles in a particle suspension can be separated with a simple configuration. Therefore, a low-cost and compact particle measuring device can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図乃至第4図は本発明の第1実施例の構成図、 第5図は第2実施例の構成図、 第6図、第7図は第3実施例の構成図、 第8図は第4実施例の構成図、 第9図は第5実施例の構成図、 第10図は制御系のブロツク図、 第11図はシースフロー方式の説明図、 第12図は従来例の構成図、 であり、図中の主な符号は、 1……ノズル、2……供給口、 3……加熱部、4……放熱部材、 5、6……検出器、7……レーザ光源、 11……ノズルユニツト、12……供給口、 13……開口 1 to 4 are diagrams showing the configuration of a first embodiment of the present invention, FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a second embodiment, FIGS. 6 and 7 are diagrams showing the configuration of a third embodiment, FIG. Is a block diagram of the fourth embodiment, FIG. 9 is a block diagram of the fifth embodiment, FIG. 10 is a block diagram of the control system, FIG. 11 is an explanatory diagram of the sheath flow system, and FIG. The main symbols in the drawing are: 1... Nozzle 2, supply port 3, heating unit 4, heat dissipation member 5, 6 detector, 7 laser light source, 11 ... Nozzle unit, 12 ... Supply port, 13 ... Opening

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】粒子浮遊液中の個々の粒子を分離して測定
を行う装置において、粒子浮遊液を収納し開口を有する
収納部と、該収納部内の液体を加熱して気泡を発生させ
ることによって前記開口から粒子を含む液滴を吐出させ
る手段と、個々の粒子を測定する測定手段とを有するこ
とを特徴とする粒子測定装置。
An apparatus for separating and measuring individual particles in a particle suspension, wherein a storage section for storing the particle suspension and having an opening, and heating the liquid in the storage section to generate bubbles. A particle measuring apparatus, comprising: means for discharging droplets containing particles from the opening through the opening; and measuring means for measuring individual particles.
【請求項2】前記測定手段は、光学的な測定手段である
ことを特徴とする請求項1記載の装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said measuring means is an optical measuring means.
【請求項3】前記測定手段は、開口から吐出した液滴が
飛翔する経路上で粒子を測定することを特徴とする請求
項1記載の装置。
3. The apparatus according to claim 1, wherein said measuring means measures particles on a path along which a droplet discharged from the opening flies.
【請求項4】前記測定手段は、開口から吐出する前の収
納部内で粒子を測定することを特徴とする請求項1記載
の装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein said measuring means measures particles in the storage section before discharging from the opening.
【請求項5】前記収納部は複数並べて設けられ、各収納
部の開口から液滴を順次吐出することを特徴とする請求
項1乃至4のいずれか記載の装置。
5. The apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the storage sections are provided side by side, and droplets are sequentially discharged from openings of the respective storage sections.
【請求項6】前記加熱は収納部に設けた加熱ヒータで行
うことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか記載の装
置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein the heating is performed by a heater provided in the storage section.
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