JP4293879B2 - 撹拌装置とそれを用いた粒子分析装置 - Google Patents
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Description
この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、攪拌機と起音波振動子とを一体化してコンパクト化をはかり、小容量の試料撹拌チャンバに適用することが可能な撹拌装置を提供するものである。
この発明における撹拌装置は、サブミクロンから数百ミクロンの径を有する種々の粒子を光学的又は電気的に測定するフローサイトメータのような粒子分析装置に適用できる。
駆動源としては、例えば、DC、ACモータ、ステッピングモータなどが使用可能であり、とくに回転数を管理する場合にはエンコーダ付のモータ(或いはステッピングモータ)を使用することが好ましい。
また、駆動力伝達部材としては、プーリとベルトの組合せた機構や、複数のギアの組合せた機構などを用いることができる。
この場合、棒状の超音波振動子には、例えば、共振周波数20〜50KHZの圧電素子と、長さ50〜100mmの細長いホーンとを組合せたものが好適に用いられる。
支持部材は、撹拌すべき液体を収容する容器に超音波振動子と回転羽根とを傾斜を有して挿入するように形成されてもよい。
また、支持部材は、容器の中心軸と回転羽根の回転中軸を偏心させるように形成されても良い。このような構成をとることにより、撹拌中の粒子懸濁液は容器の中心軸に対して非対称な流れを形成する。それによって、容器の中心軸と回転羽根の回転中心軸が同軸に配置した場合と比較して、粒子懸濁液はより複雑な流れを形成することが可能となり、粒子の分布を一様にする効果が得られる。さらに、容器への粒子懸濁液の注入を容易にする効果が得られる。
上記液体は、対象粒子の材質、密度、粒径などによって選択されるが、それには、生理食塩水や各種有機溶媒などを用いることができ、有機溶媒としては、アセトン、キシレン、ヘプタン、2プロパノール、トルエンなどが挙げられる。
光源には、白色光源、レーザ光源などを用いることができる。
検出部には、ビデオカメラ、CCDカメラのようなカメラやフォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトマルチプライヤチューブのような光検出器を用いることができる。
また、分析部には、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータを用いることができる。
図1はこの発明に係る試料分析装置の流体系と光学系を示す構成説明図である。
同図に示すように、シースフローセルFCは、シース液受給口1と、試料液受給口2と、シース液と試料液の混合液を排出する排出口3を有する。試料液容器(撹拌チャンバ)C1は上部が開放され内部に試料液を貯留し電磁バルブ(以下、バルブという)SV1を介して試料液受給口2に接続されている。
シリンジポンプCL2は2つの吸引・吐出口4a、5aを有し、シリンジポンプCL3は2つの吸引・吐出口6、7を有する。シリンジポンプCL2の吸引・吐出口4aはシリンジポンプCL3の吸引・吐出口6に接続される。
そして、シリンジポンプCL3の吸引・吐出口7はバルブSV7を介してシース液容器C2に接続される。
また、シースフローセルFCには、シース液に包まれて細く絞られた試料液流に光を照射するための光源LSと、試料液流中の粒子を撮像するための対物レンズOLおよびビデオカメラVCが設けられている。
図2は図1に示す第1駆動源8の詳細な構成説明図である。同図に示すように、シリンジポンプCL1、CL2は同一寸法で同一構造を有し、互いに逆方向に直列に支持板13の表面に固定される。シリンジポンプCL1は、シリンダ14と、その先端がシリンダ14内に挿入されるピストン15と、シリンダ14とピストン15との間隙を密閉するパッキン16と、吸引・吐出口4、5にそれぞれ設けられたニップル17、18を備える。
また、支持板13の表面には、対応する従動プーリPL2が設けられ、駆動プーリPL1と従動プーリPL2との間にタイミングベルトTBがピストン15、15aと平行に張設される。そして、タイミングベルトTBと結合部材19とが接続部材CMによって接続される。
図4は図1に示す撹拌装置12と試料液容器C1との詳細を示す拡大断面図である。同図に示すように、支持板27の下面に試料容器C1が取り付けられ、上面に傾斜板28が取り付けられている。
なお、超音波振動子30と撹拌羽根35a、35bは、傾斜板28の傾斜角に対応して試料液容器C1の軸に対して10度だけ傾斜した状態で試料容器C1の中へ挿入されている。
図3は、図1に示す試料分析装置に係る制御系のブロック図である。パーソナルコンピュータ20は、ビデオカメラVCからの画像信号をうけて画像処理を行い粒子の画像データを生成する画像処理部21と、粒子の画像データに基づいて粒子の形態や色調から粒子の認識と計数を行い粒子を系統的に分析する分析部22と、駆動回路部24を制御する制御部23を備える。分析部22における分析結果は、出力部(例えばCRT)25から出力される。
このような構成における試料分析装置の分析動作について説明する。
図1において、シリンジポンプCL1をピストン15がシリンダ14から引き出された状態(吐出動作可能状態)に、シリンジポンプCL2をピストン15aがシリンダ14a内へ押し込まれた状態(吸引動作可能状態)にそれぞれ設定する。また、シリンジポンプCL3も吸引動作可能状態に設定する。
シース液容器C2にはあらかじめ陽圧が印加されているので、シース液は容器C2からバルブSV6、シリンジポンプCL1、バルブSV4、シースフローセルFC、バルブSV2、SV3を通って排出液容器C3へ排出される。
そして、バルブSV2、SV3、SV4、SV6を閉じる。
それによって、シース液がシリンジポンプCL1に充填される。
シース液は容器C2からバルブSV7、シリンジポンプCL3、シリンジポンプCL2、バルブSV5、バルブSV3を通って排出容器C3へ排出される。
そして、バルブSV3、SV5、SV7を閉じる。
それによって、シース液がシリンジポンプCL2、CL3に充填される。
排出された混合液の内、流量Qの混合液はシリンジポンプCL2によって吸引され、流量Qsの混合液はシリンジポンプCL3によって吸引される。
そこで、図3に示すパーソナルコンピュータ20はビデオカメラVCから撮像信号を受けて画像処理を行い、得られた粒子画像に基づいて粒子の種類と数を認識して統計的な分析を行い、分析結果を出力部25に出力する。
C1 試料容器
C2 シース液容器
C3 排出液容器
SV1 電磁バルブ
SV2 電磁バルブ
SV3 電磁バルブ
SV4 電磁バルブ
SV5 電磁バルブ
SV6 電磁バルブ
SV7 電磁バルブ
CL1 シリンジポンプ
CL2 シリンジポンプ
CL3 シリンジポンプ
SM1 ステッピングモータ
SM2 ステッピングモータ
LS 光源
OL 対物レンズ
VC ビデオカメラ
TB タイミングベルト
PL1 駆動プーリ
PL2 従動プーリ
CM 接続部材
1 シース液受給口
2 試料液受給口
3 排出口
4 吸引・吐出口
4a 吸引・吐出口
5 吸引・吐出口
5a 吸引・吐出口
6 吸引・吐出口
7 吸引・吐出口
8 第1駆動源
9 第2駆動源
10 伝達機構
11 伝達機構
12 攪拌装置
13 支持板
14 シリンダ
14a シリンダ
15 ピストン
15a ピストン
16 パッキン
16a パッキン
17 ニップル
17a ニップル
18 ニップル
18a ニップル
19 結合部材
20 パーソナルコンピュータ
21 画像処理部
22 分析部
23 制御部
24 駆動回路部
25 出力部
26 撹拌モータ
27 支持板
28 傾斜板
28a 円形開口
29 ブラケット
30 起音波振動子
31 ベアリング
32 ベアリング固定具
33 プーリ
33a 中心貫通孔
34 ナット
34a 中心貫通孔
35a 撹拌羽根
35b 撹拌羽根
36 ブラケット
37 プーリ
38 ベルト
39a ビス
39b ビス
40 超音波発振器
Claims (5)
- 粒子と液体とを撹拌チャンバ中で撹拌することにより調製された粒子含有液中の粒子を分析する粒子分析装置に用いられる撹拌装置であって、
棒状部分を有する超音波振動子と、
細長の撹拌部材と、
超音波振動子の棒状部分の長手方向に沿って細長の撹拌部材が所定の間隔を隔てて対向するように超音波振動子および撹拌部材を支持する支持部材と、を備え、
支持部材は、挿入された超音波振動子を固定的に支持する超音波振動子支持部と、超音波振動子の棒状部分の軸を中心に、棒状部分に対して所定の間隔を隔てて対向した撹拌部材を回転可能に支持する撹拌部材支持部とを備える撹拌装置。 - 撹拌部材を回転させるための駆動源と、
駆動源の駆動力を撹拌部材に伝達するための駆動力伝達部材とをさらに備える請求項1記載の撹拌装置。 - 撹拌部材支持部は、駆動力伝達部材から伝達された駆動力により回転する回転部材を含み、
撹拌部材は回転部材に固定され、
超音波振動子は、回転部材および撹拌部材に接触することなく超音波振動子支持部に支持される請求項2記載の撹拌装置。 - 支持部材は、撹拌すべき液体を収容する撹拌チャンバに起音波振動子の棒状部分の軸が傾斜した状態で超音波振動子と撹拌部材とを挿入するように形成されてなる請求項1〜3のいずれかに記載の撹拌装置。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の撹拌装置と、
粒子と液体を収容し前記撹拌装置によって撹拌して粒子含有液を調製する撹拌チャンバと、
撹拌チャンバで調製された粒子含有液を試料流に変換するフローセルと、
フローセル中の試料流に光を照射する光源と、
試料流の粒子からの光学情報を検出する検出器と、
検出した光学情報を分析する分析部とを備える粒子分析装置。
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