JP5271665B2 - 偏向板 - Google Patents

Description

本発明は、粒子ソーターの分野に関し、特に、フローサイトメトリーによる粒子ソーティングに関する。

ソーティングフローサイトメーターのような、フロータイプの粒子ソーティングシステムは、粒子の少なくとも１つの測定される特性に基づいて、流動体サンプルにおける粒子を選別するために用いられる。フロータイプの粒子ソーティングシステムでは、流動体サスペンションにおける、分子、検体結合ビーズあるいは個別細胞のような粒子が、粒子検知手段が選別されるべきタイプの流れに含まれる粒子を検知する検出範囲を続々と通り過ぎる。流動体サスペンションは、ノズルから噴射され、流れを一様の別個の滴にばらばらにするように振動させられる。粒子検知手段からの信号あるいは複数信号は、選別されるべきタイプの粒子が検知されるとき、滴の流れから粒子を含む滴を分けるようにソーティング機構を作動させる、出力信号を提供するように処理される。（特許文献１に示されているような）運動液滴捕捉管や静電ソーティングの使用を含む、粒子を選別する（ソーティングする）複数の方法が当該分野で知られている。静電ソーティングにおいて、滴帯電手段は、ソーティングされるべきタイプの粒子を含む滴を、それがジェットストリームから離脱するように電荷をもって帯電させるべく、流れに関係させられる。滴の流れは、一対の対向する帯電偏向板によって定められた横断する静電場を通過させられる。帯電していない滴は、偏向されないで静電場を通過し、中央の容器に集められる。選別されるべきタイプの粒子を含む帯電された滴は、ある方向に、滴の帯電の極性や大小に関連する量、傾けられ、別個の収集容器に集められる。

粒子の検知は、典型的には、粒子が励起光、典型的には１つ以上のレーザーにさらされる、検出範囲を流動体流れが通り過ぎることによって実行され、粒子の光散乱特性や蛍光特性が測定される。粒子やその成分は、検出を容易にするために蛍光色素で標識付けされ得、多数の異なる粒子あるいは成分は、異なる粒子や成分を標識付けするようにスペクトル的に特異な蛍光色素を用いて同時に検出され得る。典型的には、検出は、各特異な色素の蛍光の独立した測定を容易にするように、多数の光検出器を用いて実行される。

典型的に、横断する静電場は、滴の流れの側方に位置する、一対の対向する帯電偏向板によって定められる。偏向板は、例えば、±１０００から±５００ボルトの、異極性の直流の電位差発生源に接続される。偏向板間を通るプラスに帯電した滴は、マイナスの帯電偏向板に向けてそらされ、マイナスに帯電した滴は、プラスに帯電した偏向板に向けてそらされる。偏向板の位置や長さは、そらされた滴が板にぶつかることはないが、板の下に保持された別個の収集容器に集められるように十分にそらされるようにされる。

上で説明されたタイプに類似するソーティングフローサイトメーターが、例えば特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、そして特許文献９に記述されていて、各特許の全内容は、ここで言及することによって組み込まれる。フローソーターは、Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｓｏｒｔｉｎｇ 第２版 （Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ： Ｗｉｌｅｙ−Ｌｉｓｓ， Ｉｎｃ．， １９９０）のＴｏｒｅ Ｌｉｎｄｍｏ、Ｄｏｎａｌｄ Ｃ． Ｐｅｔｅｒｓ、そしてＲｉｃｈａｒｄ Ｇ． Ｓｗｅｅｔによる「Ｆｌｏｗ Ｓｏｒｔｅｒｓ ｆｏｒ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｃｅｌｌｓ」の１４５〜１６９頁に、そして、Ｓｈａｐｉｒｏ、２００３、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｃｙｔｏｍｅｔｒｙ （Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ａｎｄ Ｓｏｎｓ， Ｉｎｃ． Ｈｏｂｏｌｋｅｎ， ＮＪ）に記述されていて、その両方はここで言及することにより組み込まれる。商業的に利用できるソーティングフローサイトメーターは、ＢＤＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｓａｎ Ｊｏｓｅ， ＣＡ）によって製造された、ＢＤＦＡＣＳＶａｎｔａｇｅ（登録商標）のソーティングフローサイトメーターや、ＢＤＦＡＣＳＡｒｉａ（登録商標）のソーティングフローサイトメーターを含む。

米国特許第５０３０００２号明細書 米国特許第３８２６３６４号明細書 米国特許第４６６７８３０号明細書 米国特許第５４８３４６９号明細書 米国特許第５７００６９２号明細書 米国特許第６３７２５０６号明細書 米国特許第６８０９８０４号明細書 米国特許第６８８０４１４号明細書 米国特許第７２０１８７５号明細書

フロータイプの粒子ソーターの使用において生じる１つの問題は、ソートチャンバー内の空気中に浮遊したままであり得るエアロゾルから液滴が形成される間の、望まれていない形成に起因する。エアロゾル粒子は、偏向板上に着き得、偏向板に濡れることをもたらす。板に印加される高電圧のため、板の湿潤は、アーク放電や、偏向板の帯電のロスをもたらし得、それ故に、ソーターの適切な働きを妨げる。

本発明は、濡れることに対して抵抗する、フローサイトメーターのような、フロータイプの静電粒子ソーターで使用する偏向板を提供する。本発明の偏向板は、多孔性の導電材料から作られる。好ましい実施形態において、本発明の偏向板は、焼結工程を用いて作られた金属板を含む。

多孔性の偏向板は、偏向板の一方の面（「内面」）がソートチャンバーの内部に接し、サンプル流れに面し、偏向板の他方の面（「外面」）がソートチャンバーの外部に接するように、ソーターに保持される。稼動中、空気が多孔性の偏向板を通してソートチャンバーの中へ流れるように、圧力差が、偏向板の内面に接するソートチャンバーの内部と、偏向板の外面に接するソートチャンバーの外部との間に維持される。圧力の違いは、偏向板の外面に加圧空気を提供することによって、あるいは、ソートチャンバー内の空気圧力を減じることによって、維持され得る。偏向板を通した空気の流れは、板における流動体滴の形成を妨げ、形成された如何なる液滴をも急速に無くす。

ある実施形態において、多孔性の偏向板は、板の後ろにプレナムを形成するホルダーに保持され、ソートチャンバーの外部の源泉からプレナムの中への空気入口を含む。プレナムは、多孔性の偏向板を通してプレナムを出る空気が、空気入口を通して補給されるように、空気入口および多孔性の偏向板を除いて、完全に囲まれている。ある実施形態において、加圧空気は、ソートチャンバー内の圧力よりも高いプレナム内部の圧力を維持するように、空気入口を通してプレナムの中へ供給される。他の実施形態において、空気入口は、ソートチャンバーの外部の大気に開き、ソートチャンバー内部の圧力は、吸引装置を用いてより低い圧力に維持される。どちらの場合においても、空気は、空気入口を通してプレナムの中へ流れ、偏向板を通してソートチャンバーの中へ出る。

ある実施形態において、多孔性の偏向板は、偏向板の内面がソートチャンバーの内部に接し、そして偏向板の外面がソートチャンバーの外部に接するように、囲まれたソートチャンバーの壁に保持されると共にその壁の一部を形成する。空気は、吸引装置によってソートチャンバーから抜かれ、抜かれた空気は、多孔性の偏向板を通してソートチャンバーの中へ流れる空気によって置換される。

ある側面において、本発明は、多孔性の偏向板と、この板を保持し、そして板の後にプレナムを形成する板ホルダーと、そして、プレナムの内部の中へ空気を供給するための空気入口とを備える、フロータイプの静電粒子ソーターで用いる偏向板装置を提供する。偏向板装置は、偏向板へ電荷を提供するために、偏向板に接続される電極をさらに含み得る。

別の側面において、本発明は、フロータイプのソーターで用いるソートチャンバーを提供し、そのソートチャンバーは、ソートチャンバーの壁に位置付けられる多孔性の偏向板を、偏向板がソートチャンバーの壁の一部を形成するように、備える。空気は、吸引装置によって、ソートチャンバーから抜かれ、抜かれた空気は、多孔性の偏向板を通してソートチャンバーの中へ流れる空気によって置き換えられる。

別の側面において、本発明は、本発明の多孔性の偏向板を少なくとも１つ含む、フローサイトメーターのようなフロータイプの静電粒子ソーターを提供する。

別の側面において、本発明は、本発明の偏向板装置を少なくとも１つ含む、フローサイトメーターのようなフロータイプの静電粒子ソーターを提供する。

別の側面において、本発明は、多孔性の偏向板を備える囲まれたソートチャンバーを含むフローサイトメーターを提供し、多孔性の偏向板は、各偏向板の内面がソートチャンバーの内部にさらされ、そして偏向板の外面がソートチャンバーの外部に接するように、位置付けられる。したがって、本発明は、
ａ）囲まれたソートチャンバーと、
ｂ）ソートチャンバーの内部に液滴の流れを提供することができると共に選択的に帯電された液滴の流れを提供することができる、ソートチャンバーの頂部に取り付けられるフローセルと、
ｃ）ソートチャンバーの内部に、サンプル流れから液滴を受けるように位置付けられる、複数の収集容器と、
ｄ）液滴の流れにおける帯電した液滴をそらすように配置された、複数のガス透過性の偏向板であって、内面がソートチャンバーの内部にあり、液滴の流れに向けて位置付けられ、そして、外面がソートチャンバーの外部に関係させられる、複数のガス透過性の偏向板と、
ｅ）ソートチャンバーの内部からガスを排出するためにソートチャンバーに接続される吸引装置であって、吸引装置は、ガスがコンテナの外部からガス透過性の偏向板を通してチャンバーに入るように、ソートチャンバー内の圧力を減じる、吸引装置と
を備える、フロータイプの静電粒子ソーターを示す。

囲まれたソートチャンバーを有するフロータイプの静電粒子ソーターの、ある実施形態において、ガス透過性の偏向板の各々は、偏向板の外面を内部に含むプレナムを形成するホルダーに保持され、ホルダーは、プレナムをソートチャンバーの外部とつなぐ空気入口を、コンテナの外側からガス透過性の偏向板を通してチャンバーに入るガスが、プレナムの中に空気入口を通過して入り、ガス透過性の偏向板を通して出るように、備える。

囲まれたソートチャンバーを有するフロータイプの静電粒子ソーターの他の実施形態において、ガス透過性の偏向板の各々は、偏向板がソートチャンバーの壁の一部を形成するようにソートチャンバーの壁に取り付けられ、偏向板の内面は、ソートチャンバーの内部にさらされ、そして、ガス透過性の偏向板の外面は、ソートチャンバーの外部と接する。

ここで用いられるように、「ソートチャンバー」は、静電ソーティングが行われる領域に関する。必然的に、その用語は、物理的に定められるチャンバー、および、一部だけのエンクロージャを有するあるいはエンクロージャさえもない、より開いた構成の両方を含むことになっている。典型的には、粒子ソーターは、間をサンプル流れが移動する偏向板を囲む、囲まれた領域あるいは部分的に囲まれた領域を含む。この領域は、選別される材料を閉じ込めて、そして汚染から守るために用いられる物理的なエンクロージャによって定められ、あるいは、器具それ自体の最も近い壁によって単に定められ得る。しかし、ソーティングは、最低限の構造を用いて実行され得、サンプル流れは、両側を偏向板によって囲まれた開いた領域を通して移動する。この用語、ソートチャンバーは、ソーティングが行われる領域を、この領域を定める物理的構造の程度に関係なく、ここでは指すように用いられる。

ここで用いられるように、「囲まれたソートチャンバー」は、チャンバーの中へのガスそしてチャンバーからのガスの動きを制御可能であるように壁によって囲まれたソートチャンバーに関する。本発明において、囲まれたソートチャンバーからのガスの動きは、吸引装置に接続された出口を通してあり、囲まれたソートチャンバーの中へのガスの動きは、本発明のガス透過性の偏向板であるだろう。

図１および２は、静電粒子ソーティングを採用するソーティングフローサイトメーター１００の要素を表す。フローサイトメーター１００は、フローセル１０２を含む。フローサイトメーターは、選別されるべき粒子を含む流動体サンプルを収容するサンプル容器１０６と、そしてシース流動体を含むシース容器１０８とをさらに含む。フローサイトメーターは、フローセル１０２に、サンプル流動体とシース流動体との両方を運ぶ。フローセル１０２内では、シース流動体はサンプル流動体を囲み、結合されたシース流動体とサンプル流動体とは、サンプル流れ（「フロー流れ」あるいは「粒子流れ」）として、開口部１１０を通してフローセル１０２を出る。フローセル１０２は、粒子を含まないシース流動体によって囲まれた、粒子含有サンプル流動体が、フロー流れの中央に流体力学的に集中させられるように、設計されている。

レーザー１２１からの励起光は、（観察範囲あるいは調べポイントとしても知られている）検出範囲１２２のフロー流れにレンズ１２４によって集中させられる。図示したように、検出範囲は、フローセルの下方であって、サンプル流れが元のままであるポイントに広がる。検出ポイントがフローセルの外側にあるフローサイトメーターは、空気内流れのサイトメーターに言及される。もう１つの選択肢として、流動体通路でのキュベットのような、底部に光電送部を有するフローセルが、流動体通路に配置された検出範囲で、用いられ得る。キュベットを利用するソーティングフローサイトメーターは、特許文献９に記述されていて、ここで言及することによって組み込まれる。

振動装置１１４は、サンプル流れの圧力に振動を与えるために提供される。表されているように、振動装置は、フローセルの本体に取り付けられ、フローセル全体を振動させる。もう１つの選択肢として、振動器が、開口部１１０のノズルに接続され得、あるいは、流動体に直接的に振動を与えるように構成され得る。フローセルやノズルを振動させること無しに、流動体に直接的に振動を与える振動器を有する、ソーティングフローサイトメーターが、特許文献９に記述されていて、ここで言及することによって組み込まれる。振動器、典型的には圧電素子は、交流電圧源１１６に接続され、その出力電圧の振幅、振動数、位相は、制御装置１１８によって制御される。

サンプル流れは、開口部１１０を出た後、液滴離脱ポイント１１２で離れて液滴になるまでのある距離の間、依然として元のままである。振動装置１１４の振動の結果として生じるサンプル流れの圧力の変動は、サンプル流れに、液滴離脱ポイント１１２で、離れて単独の液滴１３６になることを生じさせる。液滴離脱ポイント１１２が現れる、開口部１１０からのその距離、および、液滴が形成される頻度あるいは割合は、流動体圧力によって、そして、振動装置１１４の振動の振幅および振動数によって、決定され、それらは制御装置１１８によって制御される。

液滴離脱ポイント１１２を見るために、ＬＥＤアレイのような光源１１９は、液滴離脱ポイント１１２を含むサンプル流れの範囲に位置付けられ得る。制御装置１１８は、カメラあるいは他の光学観察装置のような検出器１２０が、液滴離脱ポイント１１２を含むサンプル流動体流れの範囲を調査するために用いられ得るように、所望の頻度でフラッシュするべく光源１１９を制御することができる。

フローサイトメーター１００は、例えば、光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェ・フォトダイオード、フォトダイオード、あるいはいずれかの他の適当な光検出装置であり得る、光検出器１２６、１２８をさらに含む。検出器１２６は、前方散乱光と称される、励起ビームに対してロー・アングルで粒子によって散乱された励起光を検出するために位置付けられる。オブスケレーションバー１２９は、散乱しない励起光が検出器１２６に入るのを妨げるように励起ビーム路に直接的に位置付けられる。検出器１２８は、側方散乱光と称される、励起ビームに対してほぼ直角に粒子によって散乱された励起光を検出するために位置付けられる。

検出器１２６、１２８は、また、サンプル流れにおける粒子から発せられた蛍光性光を検出することができる。フィルター１３０、１３１は、検出される波長の範囲を選択するように、それぞれ検出器１２６、１２８の光受信領域の前方に位置付けられ得る。検出器１２６、１２８は、代表的なものを示す目的で、別個の検出器として示されているが、典型的には、複数の検出器は、各検出器が異なる範囲の波長を検出するように適合された、一組のダイクロイック・ミラーのような、波長分離光学と共に用いられる。典型的に、蛍光性光は、検出器１２８を用いて検出され、それは直接励起光からの干渉を最小限にするために、励起ビームに対して直角にある。

検出器１２６、１２８の各々は、受ける光を、所与のサンプリングタイムで検出範囲１２２を通過する粒子の特性を表すように制御装置１１８によって判断される電気信号に転換する。粒子は、測定された特性に基づいて同定される。

静電ソーティングの際、フロー流れは、所定の粒子を含む液滴が形成されているちょうどそのとき、帯電させられ、したがって、所定の粒子を含む、帯電された液滴を生み出す。制御装置１１８は、帯電ユニット１３２を制御し、それは、フローセル１０２におけるサンプル流動体とシース流動体との混合物に接触する出力電極１３４を含む。検出範囲１２２における所定の粒子（すなわち選別されるべき粒子）の検出に続いて、制御装置１１８は、粒子が検出範囲１２２から、液滴離脱範囲１１２まで移動し、かつサンプル流動体流れから離脱した液滴に存在する時間に対応する遅延時間でサンプル流れを帯電するように、帯電ユニット１３２を制御する。結果として生じた液滴１３６は、所定の粒子を含み、液滴離脱時にサンプル流れに加えられる電荷を保持する。

帯電された液滴１３６は、離脱ポイント１１２からの降下を続け、それぞれ＋２５００Ｖ、−２５００Ｖのような異極性の直流電位が加えられた、偏向板１３８、１４０間を通過する。液滴１３６に加えられる電荷の極性によって、液滴１３６は、偏向板１３８に引き付けられると共に偏向板１４０によってはじかれ、あるいは逆もまた同様である。例えば、負電位が偏向板１４０に加えられると共に正電位が偏向板１３８に加えられたと仮定すれば、正電荷が液滴１３６に加えられた場合、液滴１３６は、偏向板１４０に引き付けられると共に偏向板１３８によってはじかれるだろう。逆に、負電荷が、液滴１３６に加えられた場合、液滴１３６は、偏向板１３８に引き付けられると共に偏向板１４０によってはじかれるだろう。

さらに示されているように、フローサイトメーター１００は、複数の収集容器１４２、１４４、１４６を含む。負に帯電された液滴は、収集容器１４２に向かって、偏向板１３８、１４０に加えられた電位差によって方向付けられるだろう。正にも負にも帯電されていない液滴１３６は、偏向板１３８、１４０に加えられた電位差によって偏向させられず、中央の収集容器１４４の中へそれらの本来の路を進み続けるだろう。正に帯電された液滴１３６は、収集容器１４６に向かって、偏向板１３８、１４０に加えられた電位差によってそらされるだろう。

図１および図２に示されているように、粒子は、液滴離脱のときに加えられた電荷の極性に基づいて２つの収集容器の内の一方に選別され、あるいは、帯電されていないままの粒子は中央の容器に集められる。中央路からの偏向の度合いは、液滴の帯電の大きさによって制御され得、粒子は液滴離脱のときに加えられる電荷の極性や大きさの両方に基づいて、４つの収集容器あるいはそれより多い収集容器（非帯電の粒子を集める中央の収集容器の各側に２つ）の内の１つに選別され得る。

制御装置１１８は、所定の粒子を含む帯電された粒子を得るために、所定の粒子が検出範囲を通過するときと同じ粒子が液滴の中に組み込まれるときとの間の時間である、落下遅延時間の原因となるサンプル流れの帯電時間を正確に制御しなければならない。落下遅延を測定し、調節する技術は、例えば特許文献５、６に記述されていて、各々はここで言及することによって組み込まれる。

多孔性の偏向板
本発明の多孔性の偏向板は、導電材料製のガス透過性の板からなる、あるいはそのガス透過性の板を含む。ガス透過性の導電板は、好ましくは、焼結工程を経て作られた金属板からなり、そのプロセスは当該分野でよく知られている。もう１つの選択肢として、金属板は、板を通してのガスの通過を許容するように適した大きさの複数の小さな穴を有して製造され得る。

本発明の多孔性の導電偏向板は、フロータイプの粒子ソーターで使用するために適した長さおよび幅を有するだろう。本発明の偏向板は、当該分野でよく知られている金属の偏向板によって示される電気特性と基本的に同一の電気特性を示す。所与の応用において用いるために適したフロータイプの粒子ソーターでの使用に適したフロー流れに関連した偏向板の寸法や位置は、金属の偏向板に適用できる分野での教示に定期的にしたがって選定されるだろう。

ここで用いられるように、サンプル流れに面する偏向板の表面は、「内面」と称され、サンプル流れから離れた方を向く、偏向板の反対の表面は、「外面」と称される。

粒子ソーティングの大部分の応用は、セルソーティングを含み、大気環境において実行される。しかし、幾つかの応用が、不活性ガスのような、幾つかの他のガス環境での粒子の選別を必要とすることが期待される。便宜上、本発明では、多孔性の偏向板を貫流する空気を用いて、板上での流動体液滴の形成を妨げることが、ここでは第１に説明される。しかし、任意の適したガスが、本発明の多孔性の偏向板で用いられ得ることが明らかだろう。

偏向板装置（図３〜図４）
図３および図４は、それぞれ、本発明の偏向板装置の実施形態の側面図および前方に斜めになった図を表す。多孔性の偏向板３０は、ホルダー３１に保持され、ホルダー３１は、偏向板３０の後にプレナム３４を形成する。電極３２は、偏向板３０に対して電気的接続を提供し、電位差でその板を帯電するために使われる。空気入口３３は、加圧空気をプレナム３４の中に提供するために正圧空気源に取り付けられ得る。空気入口３３は、好ましくは、空気供給管（不図示）への容易な接続を助長するように、バーブスタイルのコネクタのようなコネクタで外見上は終端させられる。

ホルダー３１は、好ましくは、プラスチックのような非導電材料から作られ、偏向板３０を保持してプレナム３４を作るのに役立つ。もう１つの選択肢として、ホルダー３１は、導電材料から作られ得、その場合、電極３２が偏向板３０の帯電を可能にするようにホルダー３１と接触することのみを必要とし、あるいは、非導電材料と導電材料とのある組み合わせから作られ得る。電極（帯電ポスト）３２は、また、所定の位置に偏向板装置を保持するために用いられる、構造部材として役立ち得る。別の実施形態において、電極３２は、空気入口３３（例えば中空の金属管）として働く路を備え得、それは別個の空気入口に対する必要性を排除する。

実際面では、偏向板装置は、偏向板がサンプル流れに面するように粒子ソーターのソートチャンバーに位置付けられる。空気入口３３は、偏向板の内面に沿った、フローセル内部の圧力よりも高い圧力で、プレナム３４の内部に空気（あるいは他のガス）を供給するために用いられる。幾つかの実施形態において、ソートチャンバーは、大気圧に維持され、加圧空気は空気入口を通してプレナムの中に流れ込まされる。他の実施形態において、ソートチャンバーは、減じられた圧力に維持され、大気圧の空気が、空気入口を通じて入ることが許容される。いずれの場合も、偏向板を横切る圧力勾配は、空気に、多孔性の金属偏向板３１を通して、ソートチャンバーの中に、流れ出ることをもたらす。偏向板を通しての空気の流れは、偏向板上の水滴の形成を減じ、偏向板上に形成されるあらゆる水滴の急速な蒸発をももたらす。

開いたソートチャンバー（図５）
図５は、ソーティングが、頂部と底部とが大気に開いたソートチャンバー５０１内で行われる、本発明の実施形態の正面図を表す。フローセル５０２は、サンプル流れが頂部開口部を通してチャンバー５０１の内部の中に入れられるように位置づけられる。偏向板装置は、ホルダー５１に取り付けられると共に電極５２と接触する偏向板５０を含み、ソートチャンバー内に保持される。電極５２は、偏向板に電荷を提供するために、電源に接続される。

（サンプル流れの左の偏向板が正に帯電し、サンプル流れの右の対応する偏向板が負に帯電していると仮定すれば、）複数の収集容器５４２、５４４、５４６は、負に帯電した液滴、非帯電の液滴、そして正に帯電した液滴を、それぞれ収集するように位置付けられている。

空気入口５３は、ホルダー５１と偏向板５０とによって形成されたプレナム内に正圧を提供するように加圧空気源に接続され、したがって、（サンプル流れに面する）偏向板の内面に対して（プレナム内部の）偏向板の外面の圧力を増加させる。プレナム内部の増加した圧力は、空気に、多孔性の金属偏向板５０を通して流れ出ることをもたらすだろう。

ソートチャンバー５０１は、サンプル流れ路と偏向板との側方に位置する壁によって定められるように表されているが、この物理的構造は必要でないことが明らかであろう。偏向板が、液滴流れの側方位置に保持されることで十分である。

囲まれたソートチャンバー（図６〜図７）
図６は、完全に囲まれたソートチャンバー内でソーティングが行われる、本発明の実施形態の正面の内部の図を表す。図６は、チャンバー６０１の内部を示し、チャンバーの前方壁は示されていない。フローセル６０２は、透明なプラスチックあるいは任意の他の適した材料のような、実質的に透明な材料で作られるキュベット６０３を含み、それを通るフロー路を有する。フローセル６０２は、フローセルとチャンバー６０１の頂部との間の空気の漏れが実質的にないように、そして、サンプル流れがチャンバー６０１の内部の中に入れられるように、チャンバー６０１の頂部に取り付けられる。サンプル検出範囲は、チャンバー６０１上部のキュベットに位置付けられる。もう１つの選択肢として、サンプル検出範囲は、チャンバー６０１内部に位置付けられ得、外部の励起光での検出範囲の照射や、検出範囲からの放射光の収集を可能にするように、チャンバー６０１は壁に透明な窓を含むだろう。

収集コンテナ６０５は、複数の収集容器６４２、６４４、６４５を保持し、収集コンテナ６０５とチャンバー６０１との間の空気の漏れが実質的にないようにチャンバー６０１の底部に取り付けられる。収集容器６４４は、出口６０４を含み、それは選別されなかった（非帯電の）粒子と空気とを吸引するように真空源に接続されるので、チャンバー６０１内部の圧力を減じることができる。

偏向板装置は、ホルダー６１に取り付けられると共に電極６２に接触する偏向板６０を含み、チャンバー６０１内部に位置付けられる。電極６２は、偏向板に電荷を提供するために電源に接続される。空気入口６３は、偏向板６０とホルダー６１とによって形成されるプレナムの中に大気圧の空気を提供するように密閉されたチャンバー６０１の外側につけられる。出口６０４を通してチャンバー６０１の内部から吸引される空気は、入口６３を通してプレナムの中に流れて多孔性の金属偏向板６０を通して出る空気によって置き換えられる。

図７は、図６に示される本発明の実施形態の分解正面図を表し、フローセル６０２および収集コンテナ６０５がチャンバー６０１から分離している。

本発明のソートチャンバーは、付加的な要素を含み得る。図６および図７に表わされた実施形態において、密閉されたソートチャンバーは、複数のコンポーネント（チャンバー６０１、フローセル６０２および収集コンテナ６０５）から組み立てられ、特許文献８にて説明される密閉されたソートチャンバーに類似する。特許文献８は、ここで言及することによって組み込まれ、エアロゾルの吸引用の汎用装置を有する密閉されたソートチャンバー、選別されない粒子の収集、そしてエラーの場合の選別の中断を説明し、それは出口６０４の代わりに本発明で役立ち得る。特許文献８で説明される密閉されたソートチャンバーでは、密閉されたソートチャンバーから吸引される空気が、ソートブロックの小さな空気通路を通してソートチャンバーの中に流れる空気によって置き換えられるのに対して、本発明では、密閉されたソートチャンバーから吸引される空気は、本発明の多孔性の偏向板を通してソートチャンバーの中へ流れる空気によって置き換えられる。特許文献８で説明される他の要素は、本発明と共に用いられ得、ブロック本体とブロック面とを有するソートブロック（チャンバー６０１に類似）を含み、Ｏ−リングが、ブロック本体に対するブロック面の堅固なシールを保証するように、面の縁部に沿って存在する。

ソーティングが密閉されたソートチャンバーで行われる本発明の実施形態は、有害材料をソーティングする際のように、機器オペレーターを含む外部環境からのサンプルの完全な隔離を必要とする応用例で、あるいは、無菌のセルソーティングのような、サンプルの汚染が避けられることが必要である応用例で、特に役立つ。全てのエアロゾルは、密閉されたチャンバー内に含まれ得、出口（例えば出口６０４）を通して吸い出され得、偏向板を通してチャンバーの中へ流れる正の空気は、如何なるエアロゾルの漏れをも妨げる。完全なソートチャンバーは、使用前と同様に殺菌され得、および／あるいは、完全なユニットと取り替えられ得、チャンバーの外側のあらゆるコンポーネントの汚染の機会、あるいは、これまでのソートからのサンプルの汚染の機会を最小限にする。

囲まれたソートチャンバー（図８〜図９）
図８は、ソーティングが完全に囲まれたチャンバー８０１内で行われる、本発明の実施形態の正面の内部の図を表す。図８は、チャンバー８０１の内部を示し、チャンバーの前方壁は示されていない。この実施形態において、多孔性の偏向板８０は、チャンバー８０１の壁に取り付けられ、そしてその壁の一部を形成し、偏向板の各々の内面は、チャンバーの内壁の一部を形成し、そして偏向板の外面は、チャンバーの外部の大気に曝される。したがって、多孔性の偏向板は、空気がチャンバー８０１の中に流れるように路を提供し、出口８０４を通してチャンバー８０１の内部から吸引される空気は、多孔性の偏向板を通してチャンバーの中へ流れる空気によって置き換えられる。

図８に示されているように、フローセル８０２は、チャンバー８０１の内部の中に直接的にフロー流れを出し、そしてサンプル検出範囲はチャンバー８０１の内部に位置付けられる。この実施形態において、チャンバー８０１は、外部の励起光での検出範囲の照明や、検出範囲からの放射光の収集を可能にするように、壁に透明な窓を含むだろう。もう１つの選択肢として、キュベットを有するフローセルは、検出範囲がチャンバー８０１の上部に位置付けられるように、用いられ得、図６に示されるものに類似する。

図９は、図８に示される完全に囲まれたソーティングチャンバーの前方に斜めになった図を示す。この図において、ソーティングチャンバー８０１は、適当な位置に、フロントカバーを有して示されている。偏向板８０は、チャンバー８０１の側壁の一部を形成して示されていて、その外面は周囲の大気に曝されている。

多孔性の偏向板をチャンバーの壁に直接的に組み込むことは、ソートチャンバーを含むパーツの数を低減し、製造コストの節約を潜在的に提供する。これは、特に、完全なソートチャンバーが、汚染の機会を最小限にするように各ソート後に配置される、応用例に適合する。完全なチャンバーは、偏向板を含み、使用前に殺菌され得、そして、サンプルをソーティングした後取り替えられ得る。好ましくは、チャンバーは、チャンバーの交換がフローセルの位置決めに影響しないように、単純な圧入結合を用いてフローセルに結合され得る。

本発明の幾つかの典型的な実施形態は、上で詳細に説明されたけれども、当業者は、本発明の新規な教示や利点から大いに逸脱することなしに、典型的な実施形態において多くの変更が可能であることを容易に理解するだろう。したがって、全てのそのような変更は、特許請求の範囲で定められるような本発明の範囲内に含まれることが意図される。

本発明の実施形態に係る装置を採用するフローサイトメーターの概略的な斜視図である。 図１に示されるフローサイトメーターの一部を正面から見た概略図である。 本発明の偏向板装置の実施形態の側面図を示す。 図３に示される偏向板装置の前方に斜めになった図を示す。 空気入口を通してソートチャンバーの外側に対して通気孔をつけられた、ソートチャンバー内部に位置付けられた偏向板装置を備える本発明のソートチャンバーの実施形態の正面から見た内部の図を示す。 空気入口を通してソートチャンバーの外側に対して通気孔をつけられた、ソートチャンバー内部に位置付けられた偏向板装置を備える本発明の密閉されたソートチャンバーの実施形態の正面から見た内部の図を示し、ソートチャンバーは密閉されている。 図６に示されるソートチャンバーの分解図を示す。 ソートチャンバーの壁に位置付けられた多孔性の偏向板を備える、本発明の密閉されたソートチャンバーの実施形態を正面から見た内部の図を示す。 図８に示される密閉されたソートチャンバーの前方に斜めになった図を示す。

符号の説明

１００ フローサイトメーター
１３８、１４０ 偏向板

Claims (15)

1. フロータイプの静電粒子ソーターで用いる偏向板装置であって、
   各々が導電材料から作られる一対の対向するガス透過性の帯電偏向板であって、垂直方向の滴の流れにおけるそらされた滴およびそらされない滴が該ガス透過性の板に実質的にぶつからないように垂直方向の滴の流れの側方に位置するように位置づけられる一対の対向するガス透過性の帯電偏向板と、
   プレナムが前記ガス透過性の板の後に形成されるように関連する前記ガス透過性の板を各々が保持するホルダーと
   を備え、
   前記ホルダーは、前記プレナムの中への空気入口を備え、そして、
   前記プレナムは、前記空気入口を通して提供される加圧空気が前記ガス透過性の偏向板を通して前記プレナムを出るように、前記空気入口および前記ガス透過性の板を除いて、完全に囲まれていることを特徴とする偏向板装置。
2. 前記偏向板は、焼結工程を経て作られた金属板であることを特徴とする請求項１に記載の偏向板装置。
3. 前記ホルダーは、非導電材料から作られ、そして、
   前記偏向装置は、前記偏向板に接続される電極を、電荷が前記電極を介して前記偏向板に加えられ得るように、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の偏向板装置。
4. 前記ホルダーは、導電材料から作られることを特徴とする請求項１に記載の偏向板装置。
5. 請求項１に記載の偏向板装置を少なくとも１つ備えることを特徴とするフロータイプの静電粒子ソーター。
6. 請求項２に記載の偏向板装置を少なくとも１つ備えることを特徴とするフロータイプの静電粒子ソーター。
7. 請求項３に記載の偏向板装置を少なくとも１つ備えることを特徴とするフロータイプの静電粒子ソーター。
8. 請求項４に記載の偏向板装置を少なくとも１つ備えることを特徴とするフロータイプの静電粒子ソーター。
9. 加圧ガスを前記偏向板装置の前記プレナムに提供するように構成されたガス供給源をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載のフロータイプの静電粒子ソーター。
10. 加圧ガスを前記偏向板装置の前記プレナムに提供するように構成されたガス供給源をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のフロータイプの静電粒子ソーター。
11. 加圧ガスを前記偏向板装置の前記プレナムに提供するように構成されたガス供給源をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載のフロータイプの静電粒子ソーター。
12. 加圧ガスを前記偏向板装置の前記プレナムに提供するように構成されたガス供給源をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のフロータイプの静電粒子ソーター。
13. ｆ）囲まれたソートチャンバーと、
    ｇ）前記ソートチャンバーの内部に液滴の流れを提供することができると共に選択的に帯電された液滴の流れを提供することができる、前記ソートチャンバーの頂部に取り付けられるフローセルと、
    ｈ）前記ソートチャンバーの内部に、前記サンプル流れから液滴を受けるように位置付けられる、複数の収集容器と、
    ｉ）前記液滴の流れにおける帯電した液滴をそらすように配置された、複数のガス透過性の偏向板であって、各板は内面と外面とを有し、前記内面が、前記ソートチャンバーの内部にあり、前記液滴の流れに向けて位置付けられ、そして、前記外面が、前記ソートチャンバーの外部に関係させられる、複数のガス透過性の偏向板と、
    ｊ）前記ソートチャンバーの内部からガスを排出するために前記ソートチャンバーに接続される吸引装置であって、前記吸引装置は、ガスが前記コンテナの外部から前記ガス透過性の偏向板を通して前記チャンバーに入るように、前記ソートチャンバー内の圧力を減じる、吸引装置と
    を備えることを特徴とするフロータイプの静電粒子ソーター。
14. 前記ガス透過性の偏向板の各々は、前記偏向板の前記外面を内部に含むプレナムを形成するホルダーに保持され、前記ホルダーは、前記プレナムを前記ソートチャンバーの外部とつなぐ空気入口を、前記コンテナの外部から前記ガス透過性の偏向板を通して前記チャンバーに入る前記ガスが、前記プレナムの中に前記空気入口を通過して入り、前記ガス透過性の偏向板を通して出るように、備えることを特徴とする請求項１３に記載のフロータイプの静電粒子ソーター。
15. 前記ガス透過性の偏向板の各々は、前記偏向板が前記ソートチャンバーの壁の一部を形成するように前記ソートチャンバーの壁に取り付けられ、前記偏向板の内面は、前記ソートチャンバーの内部にさらされ、そして、前記ガス透過性の偏向板の外面は、前記ソートチャンバーの外部と接することを特徴とする請求項１３に記載のフロータイプの静電粒子ソーター。