JP4452194B2 - フローサイトメータ - Google Patents

Description

本発明はフローサイトメータに係り、特にサンプル溶液を安定して供給するフローサイトメータに関する。

フローサイトメータは、サンプル溶液およびシース溶液が供給されるフローチャンバと、このフローチャンバの下部に設けられたフローセルと、フローセル中を通過するサンプル溶液に対してレーザ光を照射するレーザ光源と、サンプルによって散乱された散乱光や蛍光を計測する検出器とを備えた構成である。サンプル溶液は溶媒とサンプルとからなり、このサンプルは細胞やビーズ等である。このサンプル溶液は、サンプル容器に入れられており、サンプル容器に挿入された管により吸い上げられてフローチャンバに供給される。

そしてフローサイトメータは、フローチャンバにおいてサンプル溶液をシース溶液で包み込み、これらの溶液を細長い押し出し流にしてフローセルに供給し、フローセルで通過するサンプル溶液に対して垂直にレーザ光を照射し、検出器でそこから得られる散乱光やサンプルに標識した蛍光色素から励起光を計測することにより、サンプルの持つ情報を計測するものである。

このようなフローサイトメータは、フローセル内におけるサンプル溶液の流れ（サンプル流）が遅い方が高精度の計測を行うことが可能である。すなわちサンプル流が遅いと、溶液中のサンプルがゆっくり流れることになるのでデータ分解能が高くなり、高精度に計測を行える。これに対してサンプル流が速いと、溶液中のサンプルも速く流れることになるのでデータ分解能が低くなり、前述した遅いサンプル流の流れに比べて計測精度が悪くなる。

なお液体中の粒子の浮遊を維持する方法について開示されたものとして、特許文献１が挙げられる。この特許文献１には、サンプル溶液が入れられた容器を、この容器の軸のまわりで、第１の時間区間にわたって第１の速度で回転させた後、第２の時間区間にわたって第１の速度と異なる第２の速度で回転させ、当該回転サイクルを繰り返すことによって粒子浮遊を継続的に維持することが開示されている。
特開２００４−６９７００号公報

フローサイトメータは、精度の高い計測を行う場合、上述したようにフローセル内のサンプル流を遅くする必要がある。しかしながらサンプル流を遅くすると計測に時間がかかるので、サンプル容器に入れられたサンプルは、その重さによりサンプル容器の底に沈殿し、管によって安定して吸い上げられなくなってしまう。
本発明は、計測中においても、サンプル溶液のサンプルをフローセルに安定供給するフローサイトメータを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係るフローサイトメータは、フローセルに供給されるサンプル溶液が入れられたサンプル容器を備えたフローサイトメータであって、前記サンプル容器にはサンプル溶液をフローチャンバに供給するための管の一端が挿入配置し、前記サンプル容器を保持するサポートアームを備え、当該サポートアームの底部には前記サンプル溶液をフローチャンバに供給する管の吸込口に対向する位置で前記サンプル容器の底部に直接接触する超音波振動子を取付け、前記サポートアームに装着した前記サンプル容器に音響流を発生させて、前記サンプル溶液を攪拌可能としたことを特徴としている。

前記サンプル溶液とシース溶液が供給されるフローチャンバを備え、前記サンプル溶液とシース溶液に加える圧力を調整する手段を備えてなることを特徴としている。

超音波発振子を発振させると、超音波はサンプル容器を介してサンプル溶液に伝わる。サンプル溶液には、この超音波によって音響流が発生し、これによって攪拌される。したがってサンプルは、音響流によって攪拌されて浮遊する。そしてフローサイトメータでは、計測中に超音波発振子を発振させ続けるとサンプルが浮遊し続けるので、サンプルをフローセルに安定して供給することができ、安定した計測を行うことができる。
特に、前記サンプル溶液を保持するサポートアームを備え、このサポートアームの底部若しくは側面にサンプル容器に接触する超音波振動子を取付け、前記サポートアームに装着した前記サンプル容器に音響流を発生させて、前記サンプル溶液を攪拌可能とすることで、サンプル溶液の交換が簡単に行える。
更に、前記サンプル溶液とシース溶液が供給されるフローチャンバを備え、前記サンプル溶液とシース溶液に加える圧力を調整することができるので、サンプルがフローセル内を通過する速さを調整することが可能となる。

以下に、本発明に係るフローサイトメータの最良の実施形態について説明する。図１はフローサイトメータの概略構成図である。フローサイトメータ１０は、サンプル容器１２、シースタンク１４、フローセル１６を備えたフローチャンバ１８、レーザ光源２０、検出器２２、およびデータ処理器２４を備えた概略構成である。

サンプル容器１２は、サンプル溶液３０を入れるためのものであり、例えば試験管である。サンプル溶液３０は、細胞やビーズ等のサンプル３２を溶媒３４に混ぜたものである。そしてサンプル容器１２には、サンプル溶液３０をフローチャンバ１８に供給するために、管３６の一端が入れられており、その他端がフローチャンバ１８に接続されている。このサンプル容器１２は、図１の矢印Ａに示すように、サンプル溶液３０に圧力Ａが加えられるようになっている。そしてサンプル容器１２の外部には、サンプル溶液３０に音響流（循環流）を発生させるための超音波発振子３８が設けられている。

図２はサンプル容器に超音波発振子を配設した一例を示す説明図である。超音波発振子３８を設けた具体的一例としては、図２に示すように、サンプル容器１２を保持するサポートアーム４０を設けておき、そのサポートアーム４０の底部に超音波発振子３８を設けておけばよい。この超音波発振子３８を発振させることによって、サンプル溶液３０に音響流を発生させ、サンプル溶液３０を攪拌することが可能になる。なお超音波発振子３８は、サポートアーム４０の側面に設けてあってもよい。

またシースタンク１４は、シース溶液５０を入れるためのものであり、シース溶液５０をフローチャンバ１８に供給するために、管５２の一端が入れられており、他端がフローチャンバ１８に接続されている。そしてシースタンク１４には、図１の矢印Ｂに示すように、シース溶液５０に圧力Ｂが加えられるようになっている。

フローチャンバ１８は、流れ込んだシース溶液５０がサンプル溶液３０を包むようにして、下部に設けられたフローセル１６に向けて細長い押し出し流を形成するものである。このフローセル１６は、透明材料で形成されており、その側方から照射されるレーザ光を透過するものである。このレーザ光の照射によって、サンプル３２に予め蛍光色素を付与しておくと、サンプル３２が蛍光を発する。そしてフローセル１６の側方には、前記レーザ光の光源（レーザ光源２０）が配設されるとともに、レーザ光をサンプル溶液３０に照射することによって発生した散乱光や蛍光を計測する検出器２２が配設されている。
データ処理器２４は、検出器２２に接続されており、検出器２２で計測した散乱光や蛍光を解析することによってフローセル１６を通過した個々のサンプルの特性を得るものである。

次に、フローサイトメータ１０の作用について説明する。まずフローサイトメータ１０に、サンプル溶液３０が入れられたサンプル容器１２がセットされる。この後、超音波発振子３８を発振させて、サンプル容器１２に超音波を加える。この超音波によって、サンプル容器１２内のサンプル溶液３０に音響流が発生する。これによりサンプル溶液３０が攪拌され、サンプル３２がサンプル溶液３０中を浮遊する。そしてサンプル溶液３０に圧力Ａを加えてサンプル溶液３０をフローチャンバ１８に供給するとともに、シース溶液５０に圧力Ｂを加えてシース溶液５０をフローチャンバ１８に供給する。

フローチャンバ１８からは、シース溶液５０に包まれたサンプル溶液３０が細長い押し出し流となってフローセル１６に供給される。この押し出し流は、層流になっている。なおサンプル溶液３０に加える圧力Ａまたはシース溶液５０に加える圧力Ｂを調整することにより、サンプル３２がフローセル１６内を通過する速さを調整することが可能である。

そしてレーザ光源２０からは、フローセル１６を通過しているサンプル溶液３０に対してレーザ光を照射する。すると検出器２２は、サンプル３２がフローセル１６内に照射されているレーザ光を通過することによって散乱された散乱光や、サンプル３２に標識した蛍光色素から蛍光を計測する。当該計測結果はデータ処理器２４に出力され、データ処理器２４で散乱光や蛍光を解析することによってフローセル１６を通過した個々のサンプル３２の特性を得る。

このようなフローサイトメータ１０では、超音波発振子３８を発振させてサンプル容器１２内のサンプル溶液３０に音響流を発生させるので、サンプル容器１２が攪拌され、サンプル３２を浮遊させることができる。そしてフローサイトメータ１０の計測中は、超音波発振子３８を発振させ続けると、サンプル３２の沈殿を防ぐことができ、サンプル容器１２に挿入された管３６によりサンプル３２を常に安定して吸い上げることができ、フローセル１６にサンプル３２を安定して供給することができる。また超音波発振子３８をサンプル容器１２の底部に接触させることによって、サンプル容器１２内のサンプル溶液３０に音響流を発生させることができる。したがってフローサイトメータ１０は、安定した計測を行うことができる。

なお上述した実施形態では、サンプル溶液３０に音響流（循環流）を発生させる手段として超音波発振子３８を用いた形態について説明したが、この形態に限定されることはない。すなわち音響流は、サンプル溶液３０中を強い音波が伝搬すると、この音波によって引き起こされる流れなので、前記手段は、強い音波を発生することができるものであれば如何なるものでもよい。

そして実施形態によっては、サンプル溶液３０に発生される循環流は、音響流に限定されることはないので、サンプル容器１２内に回転体等を入れてこの回転体を回転させ、サンプル溶液３０に循環流を形成してもよい。
また超音波発振子３８は、サンプル容器１２と直に接触していなくともよい。すなわち超音波発振子３８とサンプル容器１２との間には、超音波発振子３８から発せられた超音波を伝搬可能な媒質も設けておいてもよい。これにより前記媒質を介して超音波発振子３８から発せられた超音波をサンプル溶液３０に伝えることもできる。
さらに超音振動子３８は、１個設ける実施形態ばかりでなく、複数個設けた実施形態であってもよい。

フローサイトメータの概略構成図である。 サンプル容器に超音波発振子を配設した一例を示す説明図である。

符号の説明

１０………フローサイトメータ、１２………サンプル容器、１６………フローセル、１８………フローチャンバ、３０………サンプル溶液、３８………超音波発振子、５０………シース溶液。

Claims (2)

1. フローセルに供給されるサンプル溶液が入れられたサンプル容器を備えたフローサイトメータであって、
   前記サンプル容器にはサンプル溶液をフローチャンバに供給するための管の一端が挿入配置し、
   前記サンプル容器を保持するサポートアームを備え、当該サポートアームの底部には前記サンプル溶液をフローチャンバに供給する管の吸込口に対向する位置で前記サンプル容器の底部に直接接触する超音波振動子を取付け、前記サポートアームに装着した前記サンプル容器に音響流を発生させて、前記サンプル溶液を攪拌可能としたことを特徴とするフローサイトメータ。
2. 前記サンプル溶液とシース溶液が供給されるフローチャンバを備え、前記サンプル溶液とシース溶液に加える圧力を調整する手段を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のフローサイトメータ。

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