JP4304633B2 - 標識検出装置及び標識検出方法 - Google Patents
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Description
本発明では、試料に標識された標識物質が、準静電界を用いて検出される。かかる試料の識別方法の実施の形態を説明する前に、まずは、電界について各種観点から説明する。
電界発生源となる微小ダイポールからの距離をrとし、その距離rを隔てた位置をPとした場合、当該位置Pでの電界強度Eは、マックスウェル方程式より、次式
ここで、電界発生源からの距離によって電界強度が変化する割合を、放射電界、誘導電磁界、準静電界で比較する。(2)式における電界EΘのうち、放射電界に関する第3項を距離rで微分すると、次式
一方、これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図1に示すような結果となる。但し、この図1では、1[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を指数で表している。
次に、本発明の一実施の形態を詳述する。
本実施の形態によるフローサイトメトリを図3に示す。このフローサイトメトリ1は、水流系ユニット2、検出系ユニット3、データ処理系ユニット4及び分取系ユニット5によって構成される。
次に、試料を識別するために標的試料に標識される標識物質について説明する。
などがある。
次に、検出系ユニット3の具体的な構成について、図5を用いて説明する。この図5において、検出系ユニット3は、層流管10と、複数の標識物検出部201〜20nとによって構成される。
データ処理系ユニット4は、図10に示すように、CPU(Central Processing Unit)41に対して、各種プログラムが格納されるROM(Read Only Memory)42、当該CPUのワークメモリとしてのRAM(Random Access Memory)43、信号入力部44及び記憶部45を接続することにより構成される。
以上の構成において、このフローサイトメトリ1は、層流LFの外方に設けられた平行平板電極21から、該層流LFの経路準静電界を形成し、その準静電界に、該層流LFのサンプル流SF2に流れる標的試料に標識された圧電体が入ったときに該圧電体に生じる振動(弾性波)を、弾性波検出部23により検出する。
上述の実施の形態においては、標識物質として圧電体を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電歪体を用いるようにしてもよい。なお、電歪体とは、広義には、結晶に電界を印加したとき、該電界の2乗に比例した歪を示すものをいう。この電歪体には、圧電体において必要とされる分極処理操作が不要である、電界の極性を問わない(歪の形が左右対称)などの特徴があるので、圧電体に比して有用となる場合もある。
Claims (12)
- サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出装置であって、
上記サンプル流の経路に準静電界を形成する電界形成手段と、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記準静電界に入ったときに、該粒子に生じる振動を検出する検出手段と
を具えることを特徴とする標識検出装置。 - 上記電界形成手段は、
上記サンプル流の外方に設けられた電界発生源と、
上記サンプル流の断面を含む範囲を、上記電界発生源を基準とする上記準静電界の形成範囲とした場合において、誘導電磁界に比して準静電界の強度が大きい状態となる周波数の信号を、上記電界発生源に出力する出力手段と
を具えることを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - 一の上記電界発生源及び上記検出手段を、上記粒子を検出する単位として、複数の上記電界発生源及び上記検出手段が、振動数の異なる複数の粒子を検出するように、上記サンプル流の流方向に設けられ、
各上記検出手段は、当該検出手段に対応する電界発生源以外の電界発生源の影響を受けない程度の距離だけ離間された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - 上記電界形成手段は、
上記サンプル流を囲む非導電性の管をさらに具え、
上記電界発生源及び上記検出手段は、上記管の内壁と外壁との間に設けられた
ことを特徴とする請求項2に記載の標識検出装置。 - 上記電界形成手段は、
上記サンプル流の外方に、該サンプル流を挟むように対向配置された第1の平行平板電極と、
上記サンプル流の外方であって上記平行平板電極に対するサンプル流の流方向の上下に、該サンプル流を挟むように対向配置された第2及び第3の平行平板電極と、
上記サンプル流の断面を含む範囲を、上記電界発生源を基準とする上記準静電界の形成範囲とした場合に、当該範囲において誘導電磁界に比して準静電界の強度が大きい状態となる周波数の信号を、上記第1の平行平板電極に出力する第1の出力手段と、
上記信号に対して逆位相の信号を、上記第2及び第3の平行平板電極に出力する第2の出力手段と
を具え、
上記逆位相の信号は、
上記第1の平行平板電極の電極間における結合容量と、上記第1の平行平板電極及び上記第2及び第3の平行平板電極の電極間における結合容量とが一致するように、振幅が選定された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - 上記電界形成手段は、
上記サンプル流の外方に設けられた電界発生源と、
上記電界発生源を覆い囲むシールドと、
上記シールドに設けられた貫通孔と、
を具え、
上記貫通孔の半径は、上記電界発生源と、該電界発生源から最も遠い上記シース流の外縁との間の距離以上に形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - 上記サンプル流を囲む管と、
上記管の外壁に対して全反射するように、該外壁に対して所定の入射角で、電磁波を発射する発射源と
を具え、
上記電磁波は、上記電磁波を上記外壁に発射した場合に、該外壁から染み出すエバネッセント場に、上記サンプル流及び上記検出手段が含まれるようにその波長が選定された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - 上記検出手段は、
圧電板と、該圧電板の表面に設けられたIDT(Inter Digital Transducer)と
を具え、
上記出力手段から出力される上記信号の周波数と、上記IDTの中心周波数とが一致するように、上記圧電板の材料及び上記IDTの形状が選択された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - 上記電界形成手段は、
上記サンプル流の経路のうち、該サンプル流から液滴として落ちる経路に準静電界を形成し、
上記検出手段は、
上記液滴に含まれる上記標的物質に標的された上記粒子が上記準静電界に入ったときに該粒子に生じる振動を、上記準静電界のインピーダンス変化により検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。 - サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出装置であって、
上記サンプル流の経路に弾性波を印加する弾性波印加手段と、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記サンプル流を流れているときに、上記弾性波の印加による上記粒子の圧電現象又は電歪現象によって当該粒子に生じる準静電界を検出する検出手段と
を具えることを特徴とする標識検出装置。 - サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出方法であって、
上記サンプル流の経路に準静電界を形成する第1のステップと、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記準静電界に入ったときに、該粒子に生じる振動を検出する第2のステップと
を具えることを特徴とする標識検出方法。 - サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出方法であって、
上記層流の経路に弾性波を印加する第1のステップと、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記サンプル流を流れているときに、上記弾性波の印加による上記粒子の圧電現象又は電歪現象によって当該粒子に生じる準静電界を検出する第2のステップと
を具えることを特徴とする標識検出方法。
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