JP4309202B2 - ソート用流動細胞測光計用ソートブロック及び液体収集装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、流動細胞測光計システムに関する。より具体的には、本発明は、エラーの場合に収集容器に向かう粒子の流れを中断可能にすることによってソートの完全性を保ちつつ、エアロゾルの収集を通して安全性を保証する粒子収集のための改良されたシステムに関する。

流動細胞測光計は、多数の異なる用途において、細胞又はビーズのような粒子の分析のためにしばしば用いられている。システムは、光学的標識の検出により、粒子形態の測定と粒子特徴の評価との両方を可能にする。多数の粒子の寸法及び色を識別できれば、多様な用途が可能になり、この技術に、分析された目的物から情報を取得するための高い能力が与えられる。

ここで用いられる粒子とは、流動細胞測光計により光学的に分析され、計数され、又はソートされ得るあらゆる個別の標的を意味する。この一群には、細胞、細胞の断片及びビーズが含まれる。

流動細胞測光計システムにおいて、標的粒子を含む液体が、容器からフローセルの中に送られる。フローセルは、粒子を、検出位置を通過して流れる個々の粒子のストリームに分離する。粒子は個々の液滴として流れることができるが、屈折からの光学的ノイズを減らすためには、粒子のストリームがキュベットを通って流れるようにすることが好ましい場合が多く、該キュベットにおいて流れのストリーム内の粒子が分析される。検出位置において、合焦された照射光ビーム（レーザービームの場合が多い）が、通過する粒子を照射する。

通過する粒子により散乱された光が、前方及び側方の散乱検出器により検出され、粒子形態の測定が可能になる。粒子から放出された光は集光され、検出光学系に伝送される。粒子（一般に細胞又はビーズ）は、特徴的な励起及び蛍光放射波長を有する１つ以上の色素でもって標識付けられ得る。色素は結合剤（例えば、モノクローナル抗体）と共に用いられ、ビーズ又は細胞に関連する特定の抗原の標的化を可能にする。光ビームスプリッタが、集光された光を成分波長に分離する。これらのビームは、帯域フィルタを通して光検出器（例えば、光電子増倍管）に向けられる。各々の色素に関連する特定の波長が、１つの検出器により個々に検出される。

粒子は、フローセルを通過した後、細胞ソート操作のためにソーティングブロックの中に入ることができる。フローセルのノズルが、流れストリームを個々の液滴に分解し、各々の液滴は１つ以上の粒子を含み得る。粒子が収集されるべき場合には、帯電システムにより液滴に電荷が与えられる。液滴は、次に、ソートブロックの帯電偏向板を通過してストリームに落ちる。帯電した液滴は、該液滴に印加された電荷に依存して、２つの方向のうち１つに偏向される。非帯電液滴は偏向されず、ソートされなかった粒子として収集される。帯電液滴は偏向され、ソートブロックを出て、収集容器に入る。粒子が細胞である場合には、ソートされた細胞は、次に、付加的な手順のために用いられる。異なるレベルの正又は負の電荷を印加することにより、単一のソート手順で、流れストリームを４つの容器にソートすることができる。

細胞ソータには多数の潜在的な問題がある。第一に、ソータが作動不良を起こした場合には、粒子がエアロゾルとしてソートブロックを通して噴霧されることがある。容器内のソートされた粒子が汚染され、再ソートする必要性が生じる。そのような作動不良は、フローセルの遮断を含むことがあり、それによりソートブロックを通して流れストリームがエアロゾル化されて微細なミストになることがある。さらに、圧力の変化は、ソートノズルからの噴霧をもたらすことがある。或いは、帯電システムにおけるエラーは、粒子を誤った方向に向けることがある。この作動不良による噴霧は、ソートされた粒子の汚染をもたらし、ソート時間を無駄にする。繰り返される細胞のソーティングはまた、細胞の生命力及び生存能力に悪影響を及ぼす。

第二の潜在的な問題は、ソートノズルにより発生されたエアロゾルである。粒子はソートされて液滴になり、容器に落ちる。粒子は、流れの方向と液滴の重量が、該液滴をソート容器に引き込むか又はソートされなかった細胞用の収集装置の中に引き込むように作用するのに十分な寸法である。しかしながら、液滴の形成の際に、ある流体はソート用ブロックにおいてエアロゾルを形成することがある。エアロゾルは、ソートブロック内の空気に懸濁することができる微細なミストからなる。ソートブロックが気密でない場合には、エアロゾルがソートブロックから漏れることがあり、ユーザは該エアロゾルに曝される。このことは、特に、血球のソートが共通の流動細胞測光法手順である場合には危険である。ＨＩＶ又は肝炎ウィルスのようなウィルスが、ソートブロックからエアロゾルとして漏れることがある。流動細胞測光計のユーザは、この場合、このウィルスに曝されることがある。放射性物質が用いられる場合には、該放射性物質に対するユーザの暴露が、発生されたエアロゾルによる危険を与える。

潜在的な危険は、非特許文献１に評価されている。この刊行物に記される安全のための提言は、使用後に消毒物質での機器の除染、（ソートストリームに乱気流が生成されないことを保証しながら）エアロゾルを除去するソータの真空閉じ込めシステム、ソートされなかった細胞の廃棄ストリームへの除去、及びエアロゾルの漏れを阻止するためにハウジング内へのソートシステムの封鎖を含んでいる。このハウジングは、一般にフローセル及びソートブロックを収容し、エアロゾルの漏れを阻止するために、封鎖されたチャンバの中にすべての要素を収容している。ハウジングは、次に、ソート工程に続いて、真空により排気され、発生した如何なるエアロゾルもフィルタのカートリッジを通して排気されることを確実にしている。

殆どの流動細胞測光計は、システムのエラーを防ぐのに手動の停止に依存している。しかしながら、フローシステムを停止するのに必要とされる時間において、ソート工程が破綻することがある。閉じ込めハウジングを用いる場合には、該ハウジングは排気され、殺菌され、そして、ソートが繰り返されなければならない。

特許文献１は、システムを包囲し、エアロゾルの漏れを阻止するために、流動細胞測光計の要素を隔離するシステムを開示している。さらに、このシステムは、化学的又は紫外線殺菌器を用いて封鎖領域を殺菌するための構成部品を有する。システムは、正圧を隔離チャンバ内に維持して無菌性を維持し、該隔離チャンバの外側から粒子が入らないことを確実にしている。隔離チャンバは、フローセル、液滴発生装置、帯電システム、偏向システム、セル収集装置を封鎖している。他のシステムのように、かなりの量の空間を封鎖しなければならず、システムの大きさが増すことになる。そのような大きなシステムのために付加的な実験室空間が要求される。

特許文献２は、流動細胞測光計と共に用いるための安全キャビネットを開示している。流動細胞測光計はキャビネット内に封鎖されている。送風／濾過手段が、空気をキャビネットから除去して濾過し、該キャビネット内を負圧に維持している。

特許文献３は、光学的ストリーム評価システムがある要求されたパラメータが満たされていないと判断した場合に、流れストリーム全体を方向転換させるべく、流れ中断器が該流れストリームの中に入れられるシステムを開示している。このストリームは次に、流れの領域に導入されたデフレクタ又はガターにより廃棄される方向に向けられる。

過去の装置は、システムの大きさを犠牲にしてより安全な閉じ込めを達成するものであった。負圧の空気圧をソート用ブロック内に維持するために用いられる吸引器は、かなりの量となり得る収容領域を排気するのに十分なだけの圧力を与えなければならない。さらに、作動不良によりもたらされる噴霧から、ソートされた細胞を保護することができる丈夫なシステムは、現在入手不能である。

米国特許第５，７７６，７８１号明細書 国際公開第０１／８５０８８ Ａ１号パンフレット 米国特許第６，２４８，５９０号明細書 Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ２８：９９−１１７（１９９７）

本発明の目的は、システムのエラーを検出し、流れストリーム全体を集め、該流れストリームを収集容器から分ける手段を与える流動細胞測光計のソートブロックを提供することである。これは、収集された細胞又はビーズが汚染されるのを防ぐ。

本発明のさらに別の目的は、エアロゾルの漏れを阻止するソートブロックを提供することである。

本発明のさらに別の目的は、ソートブロック内に負圧を導入する手段を提供することである。

上記目的は、安全性を高め、ソートされた細胞を汚染から保護する特徴を有する新規なソートブロックにより達成された。

１つの実施形態において、細胞ソートブロックは、頂部及び底部に開放端をもつソートチャンバを定めるべく共に取付けられたブロック本体とブロック面とからなる。Ｏリングが、ブロック面のブロック本体に対する緊密なシールを保証すべく、ブロック面の縁部に沿って存在されてもよい。

ソートブロックは、フローセル、ソートノズル及び帯電システムが該ソートブロックの頂部に取付けられるように設計されている。これらの要素は、これらの構成部品からの空気の漏れがないようにシールを備えて取付けられている。回り道の空気取り入れ口がソートブロックの頂部にパターン加工され、幾らかの空気が該ソートブロックに入ることを可能にすることができる。この空気は、吸引システムによりチャンバから排気された空気の代わりになる。

粒子が検出窓を通過するときに、フローセルは該粒子を光学的に調べる。散乱光と発光した蛍光が集光され流動細胞測光計により検出される。流れストリームは、フローセルを通って液適生成ノズルの中に流れる。

ノズルは、一般に個々の液滴における個々の細胞又はビーズからなる粒子のストリームを発生させ、該粒子のストリームはソートチャンバを通って底部の開放端にまで通過する。対象とされる特定の粒子は、液滴が形成された後、帯電システムにより帯電されてもよい。

粒子は、ストリーム状にソートブロックを通って流れる。粒子デフレクタ（例えば、静電帯電プレート）は、帯電システムにより帯電された標的粒子を偏向させる。偏向の方向及び程度は、帯電の強さと、荷電が正であるか負であるかに依存する。現在、流れストリームは４つの経路の１つに偏向され得る（偏向されなかった液滴の中央ストリームの両側に２つずつ）。液滴の中央ストリームは帯電すなわち偏向されず、元の軌道を維持する。

ソートチャンバにおいて、偏向板とソートブロックの底部の開放端との間には、エアロゾルの吸引、ソートされなかった粒子の収集、及びエラーの場合における流れの中断のための多目的装置が位置されている。この装置は、開口した頂部と閉じた底部とをもつフィンからなり、フィンは、ソートされなかった（すなわち、偏向されなかった粒子）が該開口頂部の中に収集されるように、流れストリームの中に伸長している。フィンの側面の両側には、２つの収集バスケットがある。フィンは、２つのバスケットを越えてソートチャンバの中に延びている。フィン及びバスケット装置は、アクチュエータのアクチュエータ・アームに装着されている。ソート中、アクチュエータは、フィンがソートストリームの中に延びるがバスケットは延び出ないように、引込位置にある。吸引器は、吸引力が該フィンの中のキャビティを通して通されるように、フィンと関連付けられている。液滴の生成により発生したエアロゾルは、収集されるべき液滴の軌道を不利益に変化させることなく、吸引力によってフィン中に収集される。ソートブロックの頂部に近い空気取り入れ口は、空気がチャンバの中に流れ、吸引器により排気された空気に代わることを可能にする。

エラーが検出されると、フィン及びバスケットの両方がソートストリーム中に位置されるようにアクチュエータが作動され、粒子収集装置に取り付けられたアームを伸長させる。偏向された液滴と偏向されなかった液滴との両方が収集される。収集された液滴は、吸引器により吸引ラインに除去される。粒子は容器の中に収集され、その後に再ソートされ得る。アクチュエータを伸長させ、収集バスケットを偏向された粒子のストリーム中に移動させることによって、既に収集容器中に収集された粒子は、汚染されない状態に維持される。光学系、圧力感知システム、コンピュータエラー感知システム及び電気的監視システムを含む多数の異なるエラー感知システムが、システムのエラーを検出するのに用いられてもよい。

この説明においては、最初にシステムの構成部品について述べ、次にシステムの構成部品の断面図の説明と組み合わせて述べる。図２Ａを参照すると、粒子ソートブロックは、ブロック本体２０と、ブロック面１０と、容器ホルダ３０とからなる。ブロック面１０はねじ１２によってブロック本体２０に固定されてもよい。１つの実施形態においては、Ｏリング６０が、ソートブロック本体２０の２つの側部及び底部に沿って配設されている。Ｏリング６０は、ブロック面１０の縁に対して近位にある。ブロック面１０は、ユーザが流れストリームを監視できるように、透明な材料で作られてもよい。このことは、微細なエアロゾルでさえも、封鎖されたソートチャンバから出ることができないようにブロック面をシールすることを可能にする。容器ホルダ３０は、ソートブロックレール６２に定置されるホルダ摺動レールにより、ソートブロック本体２０の所定の位置に保持されてもよい。図３に、頂部摺動レール６３及び底部摺動レール６２が示されている。頂部摺動レール６３は、レールを容器ホルダの適当な位置に固定するための保持用ラッチを有する。図２Ｂに、収集容器ホルダが取り付けられたソートブロックが示されている。面１０は、ソートブロック本体２０に固定されている。容器３０はブロック本体２０に嵌められている。

ソートブロックをフレームに装着するためにボルト９を用いることができる。これらのボルトは、ソートブロックの位置の幾らかの角度調整を可能にする。流動細胞測光計システムにおいて、ソートブロックを流れストリームに位置合わせすることは、粒子のソートのために必要である。液滴のストリームは、偏向板の間の中央に位置されるべきである。この位置合わせを確実にするために、流動細胞測光計は、液滴のストリームをソートブロックに対して向け直すことができる。多数の現在のソートシステムにおいて、フローセル又はソートノズルは３次元でのソート・ストリームのターゲティングを可能にすべく、ｘ−ｙ−ｚステージ上に装着されている。フローセルの装着はさらに、α及びθの角回転を可能にする。このフローセル又はソートノズルのターゲティングは、ソート・ストリームが適切に収集容器に向けられることを確実にする。

しかしながら、ソートノズルが固定位置のフローセルのキュベットの一部である場合には、液滴のストリームをソートブロックに対して位置合わせするために、異なる手段が必要となる。本装置の１つの実施形態においては、ボルト９がこの位置合わせのために用いられ、液滴のストリームが収集容器に流れ、かつ偏向板の間の中央に位置されるのを確実にしている。図２Ｂに見られるように、ボルト９は、ソートブロック本体２０を貫通している。ボルト９は流動細胞測光計のフレームに固定されてもよい。ボルト９を締め付けると、ソートブロックが定位置に固定される。流れストリームがわずかに傾斜された場合には、ボルト９を緩め、ソートブロックを再位置決めすることができる。ボルト９が挿入される細長い穴は、ソートブロックが、フローセルのノズルが弧の頂部にある状態で、弧状に移動することを可能にする。ソートブロックをわずかに移動させることにより、液滴のストリームは偏向板の間の中央に位置され得る。左右の位置決めは前後の位置決めよりも重要であることに注目されたい。本設計は、関連する収集容器、及びレーザ／カメラ監視システムを含むソートブロックのすべての要素が再位置決めされることを可能にし、単一のユニットとして弧状に移動する。このことは、ソートブロックのすべての要素を位置合わせ状態に保ち、一方、偏向されなかった液滴が吸引収集フィンの中に流れるように、偏向板の間の中央に位置される液滴のストリームの位置合わせを保証する。

ソートブロックを再位置決めするための他の方法も利用可能である。例えば、ソートブロックを流動細胞測光計のフレームに固定しているボルトは、該ブロックを１つの軸線に沿って再位置決めすることができ、左右の再位置決めを可能にする。ソートブロックは、該ソートブロックを液滴のストリームの方向に対して再位置決め可能にするステージ上にさらに装着されてもよい。このステージは、角度の再位置決め（例えば、αに向ける）だけを可能にするか、又は、ｘ−ｙ−ｚ及びα、θ移動を可能にする。ソートブロックは、液滴のストリーム源（ノズル）が弧の上部にある状態で弧状に移動できることが好ましい。これは、液滴のストリームがソートブロックの中央に位置されることを可能にする。ソートプレートは、両側において、液滴のストリームから一定の距離に維持されている。偏向されなかった液滴は、収集フィンの開放端の中に流れる。

図２Ａに戻ると、ソートブロック本体２０の頂部表面２４は、フローセル、液滴発生装置（例えば、圧電カラー、噴霧ノズル）、及び液滴帯電システムが装着される領域を与える。発生した液滴は、静電帯電プレート２２の間に向けられる。プレートは、ワイヤ２６に接続された端子２７により帯電される。液滴にある電荷（一般に、アースの両側に対して１００ないし２００ボルトの振幅）は、帯電プレート（一般に、２０００から６０００ボルトまでに帯電される）による偏向を可能にする。知られるように、プレートの電荷又は液滴における電荷を変化させることにより、該液滴の偏向度が変えられる。液滴は、該液滴を４つのソート容器に向ける４つの偏向ソート角にソートされ得る。

図３を参照すると、粒子は、落下するときに、後方の窓穴２８及び直角な側方の窓穴２９を通過する。照射源（例えば、レーザー）は、窓穴２９に置かれた窓を通して照射すべく位置されている。窓穴２８を通して流れストリームを見ているカメラは、照射された流れストリームの画像を捉えることができる。これは、（例えば、液滴の流れパターンが突然変化した場合に）エラーの判断を可能にする。

図２Ａに戻ると、側方窓４２は、側方窓穴において、リテーナ４４によってＯリングに対して保持されている。同様の方法で、後方窓４８はリテーナ４６によりＯリング５０に対して押しつけられている。各々のＯリング４０、５０は、窓をソートブロック本体２０に対してシールし、エアロゾルの漏れを阻止する。

液滴のストリームは、ソートブロック２０のソートチャンバを通り、開口部７０を通り、収集容器ホルダ３０の容器保持ウェル３４内に保持された容器３２中に流れる。ソートブロック２０の底部のＯリングは、該ソートブロック２０を収集容器ホルダ３０に対してシールし、やはりエアロゾルの漏れを阻止する。

図３を参照すると、ソートブロック本体２０には、アクチュエータを保持しているアクチュエータアームが穴２５を通して挿入される。この装置においては、吸引器がエアロゾル収集装置によって空気を引き込む。吸引器により排気された量の空気はソートブロック内に補充される必要がある。フローセル、液滴発生装置又は液滴帯電システムからの少量の漏れは、排気された空気の代わりとするのに十分なものとなり得る。しかしながら、システムをそのような漏れに対してシールすることが好ましい。その場合、図３に見られるように、回り道の空気取り入れ口７２が、ソートブロック２０の頂部にパターン加工される。フィルタを空気取り入れ口７２に用いて（例えば、サブミクロンのフィルタ）、汚染した粒子がソートブロックに入らないようにすること、かつエアロゾルが該ソートブロックから出て行かないことを保証する。

図３における、穴２５を通してソートブロックに挿入された吸引用ユニットが図４及び図５に示されている。フレーム１１０は、ロック用座金１１４を有するねじ１１２によりソートブロックの後部に取付けられる。アクチュエータ１３８はナット１４０によりフレーム１１０に取り付けられる。アクチュエータ１３８は、空気圧シリンダ又は関連するアクチュエータアーム１４２の迅速な伸長を可能にする他の同様の装置であってもよい。アーム１４２の端部に装着されているのは粒子収集装置１４４である。この装置は、中央フィン１４６と２つの側部バスケット１５０、１５２からなる。フィン１４６は、開口したフィン頂部１４８を有している。吸引源からの吸引力は、取付具１６２により取付けられた管１６０を通してアーム１４２に与えられる。アーム１４２は、フィン１４６の中に入る流路を有している。バスケット１５０、１５２の底部における別々の排出穴は、それらが流れストリーム内に位置されたとき、吸引力が該バスケット１５０、１５２を通して引き込まれるのを可能にしている。

図４及び図５に示すように、該フィン及び該バスケットは、バスケットがフィンの両側に固定された状態で、単一のユニットとして用いられる。代替的な実施形態においては、フィンは固定位置にあるが、バスケットが該フィンの両側で伸長しかつ引込むものでもよい。

図６において、フィンの断面が吸引力の経路を示している。アクチュエータアームはフィン及びバスケット装置にポート１７８において取付けられる。アームは、該アームを通り抜ける吸引管がポート１７８に入るようにバスケットに保持され、そこで該吸引管は嵌められかつシールされる。吸引力は、管１７６を通り開口部１７２、１７４に伝わる。フィンの前と後に開口部を有する管を使用することは、エアロゾル及び液滴を該フィン中に引き込むことを助け、かつ跳ね返りがフィンから脱するのを防止する。ここで、真空力が、空気をフィン１４６の内部空間１７０を通して引き込む。このことは、吸引力がフィンの開放端１４８の外に伝えられ、液滴が発生する方向に吸引力をもたらすのを可能にする。開口部１７２は、フィン１４６の側面のバスケットの中に延びている。バスケットの壁は、該バスケットにより収集された流体が開口部１７２へ流れるように向けるべく、開口部１７２に向けて傾斜されている。

図４及び図５に戻ると、フレーム１１０にカメラ１２８がさらに装着される。カメラ１２８は、座金１３４、１３６をスロット１３７の両側に位置決めし、かつボルト１３２をカメラ本体１２８に締め付けることにより、フレーム１１０に取付けられる。フレーム１１０がソートブロック本体に装着されると、レンズ１３０は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるソートブロック本体２０の背面にある窓５０から画像を収集するように合焦されるであろう。

１つ以上のフィルタが画像の取り込みを改善するためにレンズ１３０の前に用いられ得る。図４及び図５においては、フィルタ１２４及び１２６が、フィルタホルダ１２２に並べて装着されている。フィルタホルダ１２２は、アーム１２１によってアクチュエータ１２０に取付けられている。アクチュエータ１２０は、フィルタ１２４、１２６の選択された１つがレンズ１３０の正面に位置されるようにフィルタホルダ１２２を動かすべく、作動される。アクチュエータ１２０はナット１１８によりフレーム延長部１１６に取付けられている。本発明のフィルタシステムは２つのフィルタを備えるように図示されているが、より多くの数のフィルタを用いてもよい。

図１Ａを参照すると、同じく断面で示されたカメラ、フィルタ、及び吸引器の付加的な要素と共に、図２Ｂの断面が示されている。断面図において、ブロック２０及び関連するブロック面１０は、ソートされた細胞がその中を通過する（矢印aにより示される）内部チャンバを定めている。カメラ１２８のレンズ１３０は、フィルタ１２４（フィルタホルダ１２２上に保持されている）を通し、かつ窓５０を通してソートブロックの内部に向くように位置決めされている。カメラに対して直角に向けられるレーザービームのような照射源が、ソートブロックの内部チャンバを通る液滴を照射する。これらの液滴は、カメラ１２８により監視され、ソートストリームの途切れ及び起こり得るエラーの早期検出が可能になる。

カメラ１２８はボルト１２５によりフレーム１１０に固定されている。フレーム１１０はねじ又はボルトによりソートブロック２０に固定されている。アクチュエータ１３８はまた、ナット１４０によりフレーム１１０に固定されている。アクチュエータ１３８は、アーム１４２を係合位置及び非係合位置に移動させることができる。図１Ａにおいては、アームは非係合位置にある。

アーム１４２の端部には粒子収集装置１４４が装着されている。フィン１４６は、粒子収集装置１４４からソートブロックを通って流れる液滴の経路の中に延びている。フィン１４６は、少なくとも、ソートされなかった液滴（すなわち、ソートシステムにより偏向されなかった液滴）を収集するのに十分な遠さまでソートブロックの中に延びていなければならない。この位置は、液滴発生装置の配置に依存するが、一般にはソートチャンバの中間にある。図示の実施形態においては、フィン１４６の遠端部は、ブロック面１０の背面により作られる平面の縁まで延びている。これは、ソートブロックの内部チャンバ内に空気の一様な層流を発生させるために好ましい。引込位置（第１位置）においては、側部の収集バスケット（図１Ａには示されていない）は液滴ストリームの経路内に存しない。管１６０からの真空源は、アーム１４２における管、かつ管１７６を通って伝わり、そして吸引源を生成する。該吸引源は、偏向されなかった液滴及び全ての吸引された液体をフィンの中に引き込み、その一方で、偏向された液滴がフィンの両側を通過するのを許容する。偏向された液滴は、穴７０を通過し、ソートブロックの下の収集容器の中に入る。

システムセンサがエラーを示した場合には（例えば、カメラ１２８、電子機器監視、圧力監視、コンピュータシステムのエラー、手動判断などによるエラー検出）、収集バスケットが、ソートブロックにおけるすべての液滴及び液体を収集するように伸長され、この液体が開口部７０から収集容器の中に通過することを阻止する。図１Ｂには、アーム１４２がアクチュエータ１３８により伸長され、粒子収集装置１４４がソートブロックチャンバの内部に伸長している状態の図１Ａにおける断面図が示されている。フィン１４６は、ブロック面１０のノッチ１４の中に伸長している。フィン１４６の開口頂部は、伸長位置においても該フィン１４６の開口頂部が、矢印aの方向に流れているエアロゾル又は液滴を収集できるのに十分な距離だけ後方に粒子収集装置１４４に延在している。吸引により、エアロゾル及び液滴がソートブロックの内部から吸引ライン１６０の中に引き込まれ、該吸引ライン１６０は、フィンか又はフィンとバスケットにより収集された粒子を回収容器の方向に流すことができ、この後に回収し及び再ソートすることを可能にする。収集バスケットは、フィン１４６の両側から延び、如何なる液体も開口部７０を通過して収集容器の中に入らないことを確実にする。バスケットは、開口部７０の全体を遮断するのに十分なだけ広く、アクチュエータがこの第２位置に係合されたとき、如何なる液体も収集容器に到達しないようにする。

本発明を多数の異なる方法で用いることができることを理解されたい。本発明のソートブロックは、図示のように、一体化された収集容器ホルダと併せて用いることができる。さらに、ソートブロックは単独で用いられ、キャビネットの上方に装着され得る。キャビネットは、特許文献２において述べられるものと同様であってよい。ブロックは、開口部上方のキャビネットに取付られ、ソートブロックの底部Ｏリングは、該ソートブロックがキャビネットに装着されている領域からエアロゾルが出て行かないことを確実なものにする。開口部は、収集容器につながる。

ソートされた粒子がキャビネットの中に入るときに、該粒子を多数の容器のいずれかに向けることができる。例えば、多ウェルプレートを、キャビネット内のｘ、ｙ方向に移動可能なプラットフォーム上に置くことができる。ソートされた粒子は、プラットフォーム上に保持された多ウェルプレートの容器に入ることができる。コンピュータ制御により、（例えば、ソートされるべき新しいサンプルから粒子を収集するように）指示されたときに、プレートをｘ、ｙ軸に沿って移動させることができる。標準寸法の９６ウェルマイクロプレートは、多数の異なる自動システム上で、収集された粒子の後続する分析を可能にする。さらに、収集された粒子のプレートのロボットによる処理は、労働の必要性を減らし、かつシステムの処理能力を増加させる。

キャビネットが用いられる場合には、如何なる漏れたエアロゾルも確実に収集されるように該キャビネット内に負圧が維持されよう。空気は、サブミクロンのフィルタ付きの取り入れ口を通して導入され、吸引器により排気される。このキャビネットを使用しても、閉鎖を要する領域は大幅に減り、本発明の使用により、システムの構成部品へのアクセスが大幅に改善される。

可能性のある別の実施形態において、本発明の吸引ユニットは、より開かれたシステム・アーキテクチャを用いる流動細胞測光計に装備され得る。この吸引ユニットは、フィンを、流れストリームの中に伸長させて、偏向されなかった液滴を収集するために用いる。アクチュエータは、必要に応じて、偏向された粒子を収集するためにバスケットを伸長させることができる。この構成部品自体は、エアロゾルを収容するために細胞測光計全体がキャビネット内に収容されるシステムを含む多数のシステムに用いることができる。フィンの使用により、層流をソートノズルからフィンの開口部に流し、エアロゾル及びソートされなかった液滴を収集することが可能になる。したがって、フィン及びバスケットの吸引器及び収集された流れストリームを、多数の流動細胞測光計システムの１つの要素として用いてエアロゾルを吸引し、ソートされた液滴の汚染を阻止することができる。

ソートブロック、カメラ、及び引込められた状態の吸引／収集装置の断面図である。 図１Ａの吸引／収集装置が伸長された状態の断面図である。 図１Ａ及び１Ｂのソートブロック及び容器ホルダの分解図である。 図２Ａのソートブロック及び容器ホルダの斜視図である。 ソートブロックの斜視図である。 光学的流れモニタリング及び吸引／流れストリーム収集システムの分解図である。 図４のシステムの斜視図である。 吸引／流れストリームの収集装置のフィンの断面図である。

符号の説明

１０ ブロック面
２０ ブロック本体
３０ 容器ホルダ
１３８ アクチュエータ
１４２ アクチュエータアーム
１４６ フィン
１５０、１５２ バスケット

Claims (27)

1. 細胞のソートブロックであって、
   開口した頂部と、開口した底部と、細長い内部チャンバとを有するブロック本体と、
   前記内部チャンバの４つの側面を封鎖するために前記本体にシールされたブロック面であって、前記チャンバが、それを通して液滴が流れストリームとして前記チャンバの中に導入され得る頂部チャンバ開口と、それを通して液滴が前記チャンバを出て収集容器の中に流れる開口したチャンバ底部とを有する、ブロック面と、
   前記チャンバを通過する帯電液滴を偏向させるように配設された粒子デフレクタと、
   ハウジングの頂部開口に面する開口したフィン頂部と、フィンのスロットを定める閉じたフィン底部とを有するフィンであって、粒子デフレクタと底部開口との間に配置され、偏向された粒子が前記フィンの２つの側面の一側に偏向され、偏向されなかった粒子が前記開口したフィン頂部の中に入るように前記内部チャンバの深さまで延びているフィンと、
   前記フィンのスロットを通して空気を排気する吸引源であって、前記チャンバ内に負圧の空気圧をもたらし、前記内部チャンバ内の空気を前記開口したフィンのスロットの中に移動させる吸引源と、
   を備えることを特徴とする細胞のソートブロック。
2. 前記ブロック本体の頂部表面に、ソートブロックの外側から内部チャンバの内側にガスが移動するのを許容する回り道の取り入れ経路をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のソートブロック。
3. 前記ブロック面は、透明であることを特徴とする請求項１に記載のソートブロック。
4. 前記ブロック面と前記ブロック本体との間にＯリングをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のソートブロック。
5. 前記フィンは、アクチュエータに取付けられていることを特徴とする請求項１に記載のソートブロック。
6. フィンの側面に取付けられた一対の収集バスケットをさらに備え、前記アクチュエータは、前記収集バスケットを第１位置と第２位置との間で移動させることができ、前記第１位置においては、前記バスケットは前記流れストリームの外に位置され、前記第２位置においては、前記バスケットは前記流れストリーム内に位置され、前記開口したチャンバ底部を通る液滴の流れを遮断することを特徴とする請求項５に記載のソートブロック。
7. エラーセンサをさらに含み、前記エラーセンサによってエラーが感知されると、アクチュエータが作動され、フィン及び収集バスケットを第２位置に移動させ、これによりフローセルから生じる流れストリームを収集することを特徴とする請求項６に記載のソートブロック。
8. 前記バスケットは、バスケット及びフィンの両方が単一のユニットとして移動するように前記フィンに固定されていることを特徴とする請求項６に記載のソートブロック。
9. 前記エラーセンサは、前記流れストリームに向けられたレーザーと、前記流れストリームを監視するカメラとを含むことを特徴とする請求項７に記載のソートブロック。
10. 前記カメラの前に位置された少なくとも１つのフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項９に記載のソートブロック。
11. 前記少なくとも１つのフィルタは、フィルタホルダに配設された２つのフィルタからなり、前記ブロックは前記フィルタホルダに結合されたフィルタアクチュエータをさらに含み、それにより、前記フィルタアクチュエータの作動により前記カメラの前に異なるフィルタを移動させることを特徴とする請求項１０に記載のソートブロック。
12. 前記エラーセンサは、フローセル監視装置、圧力監視装置、及びコンピュータエラーセンサからなる群の１つであることを特徴とする請求項７に記載のソートブロック。
13. 前記収集バスケットの各々は、収集バスケット内に前記吸引源と連通する穴を有することを特徴とする請求項６に記載のソートブロック。
14. 収集された液滴は、回収ラインにより回収され、回収液体容器に送られることを特徴とする請求項１３に記載のソートブロック。
15. 収集容器ホルダに置かれた複数の容器が、偏向された液滴の経路内に保持されるように、前記ソートブロック本体に結合された前記収集容器ホルダをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のソートブロック。
16. ブロックハウジングと収集容器ホルダとの間に気密なシールが形成されるように前記ブロックハウジングと前記収集容器ホルダとの間にＯリングをさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のソートブロック。
17. ピボット運動可能な取付け台をさらに含み、前記取付け台は前記ソートブロックがフレームに取付られ、かつ固定されたフローセルの位置に対してピボット運動するのを可能にすることを特徴とする請求項１に記載のソートブロック。
18. 粒子分析のためのフローセルと、前記粒子を含む液滴を生成する液滴発生装置と、帯電システム及び流れストリームにおける帯電液滴をソートするための偏向板と、前記液滴の流れストリームが通る内部チャンバを有する封鎖されたブロック本体と、前記内部チャンバの端部において偏向された液滴を収集するための複数の収集容器と、を有する流動細胞測光計と共に用いるための装置であって、
    開口した端部及び閉じた端部を有するフィンであって、前記偏向板と前記収集容器との間に位置され、前記偏向板に面する前記開口した端部が偏向されなかった液滴を収集するように向けられているフィンと、
    前記開口した端部を通して該開口した端部の正面にある空気が排気されるように前記フィンに連結された吸引器と、
    前記フィンの側部の一対のバスケットであって、開口した端部及び閉じた端部を有し、前記フィンの前端が前記バスケットを越えて伸長している一対のバスケットと、
    前記フィン及びバスケットが取付られたアクチュエータアームと、
    前記アクチュエータアームが前記フィン及びバスケットを引込位置及び伸長位置に位置させ得るように前記アクチュエータアームに機械的に連結されたアクチュエータであって、前記装置が、前記ソート用流動細胞測光計において前記引込位置で用いられるときには、前記フィンの前記開口した端部がソートされなかった粒子の中央ストリームを収集し、前記バスケットはソートされた粒子を収集せず、そして、前記フィン及びバスケットが伸長位置にあるときは、前記バスケットは偏向された粒子を収集するように位置される一方、前記フィンは偏向されなかった粒子を収集し続け、それにより液滴が前記収集容器の中に流れないように遮断する、アクチュエータと、
    を備えることを特徴とする装置。
19. 前記装置は、エラーセンサをさらに含み、該エラーセンサが流動細胞測光計のエラーを検出すると、前記アクチュエータが作動して、前記フィン及びバスケットを前記伸長位置に移動させることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
20. 前記センサは、前記流れストリームを照射する照射源と、前記照射源により照射される液滴を見るカメラとを含み、液滴の流速における変化が前記カメラにより検出され、前記伸長位置へのアクチュエータの移動を始動させることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 前記センサは、圧力センサ、光学センサ、及びコンピュータエラーセンサからなる群から選択されることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
22. ３つの側面を包囲する細長いブロック本体と、
    開口した頂端部及び開口した底端部を有するブロックチャンバを定めるべく、前記ブロック本体に合致して第４の側面を封鎖するブロック面と、
    前記ブロックチャンバを通して導入された液滴のストリームにおける帯電液滴を偏向すべく配設され、偏向されなかった液滴ストリームと、１つ以上の偏向された液滴ストリームとを生成する静電粒子デフレクタと、
    前記ブロック本体に結合されたホルダであって、偏向された液滴を受ける位置で少なくとも２つの収集容器を保持するように設計された液滴収集容器用のホルダと、
    前記チャンバ内で前記デフレクタと前記ホルダとの間に配設されたフィンであって、閉じたフィン底部と前記粒子ストリームに面する開口したフィン頂部とを有するフィンと、
    前記フィンの側面にある一対のバスケットと、
    前記開口したフィン頂部を通して空気を引き込む吸引源と、
    前記フィン及びバスケットが取付けられるアクチュエータアームと、
    前記フィン及びバスケットが第１及び第２の位置の間で移動され得るように、前記アクチュエータアームに機械的に連結されたアクチュエータであって、前記第１位置においては、前記フィンが、偏向されなかった液滴及びエアロゾルを前記開口した端部内に収集する一方、偏向された液滴は前記収集容器に入り、前記第２位置においては、前記フィンはさらに、前記ブロック面のノッチの中に伸長され、前記バスケットは、偏向されたもの、偏向されなかったもの及びエアロゾルが収集され、液滴が前記収集容器に入らないように前記ブロックチャンバの中に伸長される、アクチュエータと、
    前記アクチュエータを作動させるシステムと、
    を備えることを特徴とする流動細胞測光計細胞ソート装置。
23. 前記アクチュエータを作動させる前記システムは、光学エラーセンサ、電子機器監視センサ、圧力センサ、及びコンピュータエラーセンサからなる群から選択されたエラーセンサを含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 前記アクチュエータを作動させる前記システムは、ユーザがアクチュエータを作動させる手動で作動されるスイッチを含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
25. 前記ブロック面と前記ブロック本体との間に第１のＯリングを、前記ブロック本体と前記収集容器ホルダとの間に第２のＯリングをさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
26. 前記吸引源に関連され、前記バスケット及びフィンにより収集された液滴及びエアロゾルがその中に引き込まれるようにされた回収容器をさらに含むことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
27. 前記ブロック面は、透明であることを特徴とする請求項２２に記載の装置。
    

Images