JP5437148B2 - フローサイトメータおよびセルソータ - Google Patents

Description

本願発明は、フローサイトメータおよびセルソータに関し、とりわけ異なる細胞粒子を含む流体フローを順次分析または分別する際、先の流体フローに含まれる細胞粒子が残留して、後の流体フローに含まれることを防止できるフローサイトメータおよびセルソータに関する。

バイオテクノロジの革新的な発展に伴い、医学や生物学を含むさまざま分野で多数の細胞などを自動的に分析するフローサイトメータおよびセルソータの需要がますます増大している。
フローサイトメータは、概略、生体（血液など）から採取された数多くの細胞粒子を蛍光標識試薬などで染色し、これらの細胞粒子を含むサンプル液をシース液で取り囲むシースフローを形成し、フローセル内で一列に配列した個々の細胞粒子にレーザ光を照射して、細胞粒子から生じる散乱光（前方散乱光および側方散乱光）と蛍光標識試薬に依存するさまざまな多色蛍光を測定することにより、細胞を分析するものである。
またフローサイトメータは、個々の細胞粒子から収集された散乱光および蛍光を細胞粒子に固有の識別情報として収集・分析し、サンプルから採取された大量の細胞粒子について統計的に評価することにより、生体の細胞レベルで認知される病変などを診断することを可能にするものである。
さらにセルソータは、個々の細胞粒子からの散乱光と蛍光（固有の識別情報）に基づいて、フローセルから噴出される個々の細胞粒子を含む液滴に選択的に電荷を与え、この液滴が落下する経路上に直流電場を形成することにより、特定の細胞粒子を分取・分別することを可能にするものである。

とりわけ近年、免疫細胞療法や自らの幹細胞による療法の有効性が認められ、こうした分野において研究開発が盛んに行われている。そして、こうした研究開発において、細胞粒子単位の分別技術は必須であるところ、１つのセルソータを用いて、数多くの異なる細胞粒子を連続的に分別するとき、先に分別処理した流体フローに含まれる細胞粒子がセルソータ内の各構成部品に残留して、後に別の流体フローを分別処理する際に混入する可能性があった。すなわちサンプルとしての細胞粒子がセルソータ内にキャリーオーバまたは残留して、別の流体フローを汚染するという問題が指摘されていた。あるいは分別すべき細胞粒子がＨＩＶまたは肝炎ウィルスなどの感染症を引き起こす原因となる場合、係る細胞粒子がセルソータおよびソートチャンバ内に止まらず、空中にも浮遊し得るといったバイオハザードの問題も懸念されている。

たとえば特許文献１に記載されたセルソータは、ＨＩＶまたは肝炎ウィルスを含む流体フローがソートブロックから液滴およびエアロゾルとして漏れたとき、エラーを検出し、フィンを有する収集バスケットを用いて、液滴およびエアロゾルを吸引回収する液体収集装置を備えるものである。

特開２００４−６９７０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたセルソータによれば、ソートブロックからの液滴およびエアロゾルをある程度、吸引回収することができるものの、特に一旦ソートチャンバ等に付着したエアロゾルを吸引回収することは困難である。また特許文献１のセルソータによれば、ソートチャンバ等に付着したエアロゾルが再び蒸散してソートブロック内に浮遊する感染症ウィルスは、液体収集装置が液滴およびエアロゾルを吸引している間においては回収できるが、液体収集装置が停止した後においては空中に拡散し、感染症に対する作業者を含む周囲の従業者が負うリスクを完全に払拭することはできなかった。換言すると、このセルソータによれば、液体収集装置が液滴およびエアロゾルを吸引している間においては、次の分別処理を行うことができなかった。

また特許文献１のセルソータは、サンプルとしての細胞粒子がソートチャンバより上流側にあるサンプル液導管を含むサンプル液供給機構、フローセル、およびストローブブロックにキャリーオーバまたは残留して、別の流体フローを汚染するという問題については、解決する手段を何ら提案するものではなかった。

そこで本願発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、先に分別処理した流体フローに含まれる細胞粒子がシステム内の各構成部品（サンプル液供給機構、流体フロー形成ブロック、ストローブブロック、およびソートチャンバ）に残留して、後に別の流体フローを分別処理する際に混入する可能性を排除または実質的に低減することができるフローサイトメータおよびセルソータを提供することを目的とする。

本願発明の１つの態様に係るシステムは液体フローに含まれる細胞粒子を分析するシステムに関し、サンプル液導管を受容するフローチャンバ、およびフローチャンネルを含むフローセルを構成する流体フロー形成ブロックと、流体フロー形成ブロックから噴出されるジェットフローおよび複数の液滴の所定領域における画像を撮像する撮像部を有するストローブブロックとを備え、流体フロー形成ブロックおよびストローブブロックは、着脱自在に固定される。

またストローブブロックは、受容口とノズルとの間に延びるノズルチャンネルを含むノズルプレートを有し、フローチャンネルは、受容口に対向する吐出口と、フロー方向に垂直な所定の断面が該吐出口に向かって拡大するチャンネル拡大部とを有する。このとき、フローチャンネルの吐出口およびノズルプレートの受容口の前記所定断面における開口距離（Ｌ）が実質的に同じである。

ノズルプレートが流体フロー形成ブロックに着脱可能に固定するとき、流体フロー形成ブロックの吐出口がノズルプレートの受容口に対して所定の公差（ｄ）内で位置合わせされ、開口距離（Ｌ）は、前記公差（ｄ）の１０倍以上であることが好ましい。

好適には、開口距離（Ｌ）は約０．３ｍｍ以上である。

さらに、サンプル液導管は、フローチャンネル中心軸に沿って配置され、その内部に延びる着脱可能に固定されるサンプルチューブを有することが好ましい。

このシステムは、流体フロー形成ブロックを着脱自在に保持し、ストローブブロックに着脱自在に固定されるブロックホルダを有してもよく、ブロックホルダはフローチャンネルの吐出口とストローブブロックの受容口との間に延びる連通路を有し、該連通路は所定断面における開口距離（Ｌ）が吐出口および受容口と実質的に同じとなるように構成してもよい。

このシステムは、フローチャンネルに流れる液体フローに含まれる細胞粒子に励起光を照射する光源を有し、流体フロー形成ブロックは、フローチャンネルに対向するように配置された半球面状または半非球面状の第１の集光レンズを有し、第１の集光レンズは細胞粒子からの蛍光を平行光に変換するものであってもよい。好適には、流体フロー形成ブロックは、第１の集光レンズにより平行光に変換された蛍光を光ファイバに集光する第２の集光レンズを有し、第２の集光レンズは、第１の集光レンズより大きい直径を有するものである。

好適には、このシステムは、流体フロー形成ブロックに着脱自在に固定され、流体フロー形成ブロックに所定の周波数の振動を与える振動器を有し、振動器は、ドーナツ形状を有する。

このシステムは、直流電圧が印加される一対の偏向板を含むソートチャンバをさらに備え、ソートチャンバは、流体フロー形成ブロックおよびストローブブロックに対して着脱自在に固定されることが好ましい。

同様に、一対の偏向板は、ソートチャンバに対して着脱自在に固定されることがより好ましい。

より好適には、ソートチャンバは、偏向板をソートチャンバから取り外した後にストローブブロックに対して取り外され、ストローブブロックは、ソートチャンバに取り付けられたときに、これらの間の隙間を埋めるために配置された袴状カバーを有する。

本願発明の１つの態様に係るシステムによれば、先に分別処理した流体フローに含まれる細胞粒子がシステム内の各構成部品（サンプル液供給機構、流体フロー形成ブロック、ストローブブロック、およびソートチャンバ）に残留して、後に別の流体フローを分別処理する際に混入する可能性を排除または実質的に低減することができる。また、このシステムによれば、感染症ウィルス等の細胞粒子（落下菌）により汚染された各構成部品の流水等による洗浄を支援し、システム内を無菌状態に維持することができる。

本願発明に係るセルソータの全体的構成を示す概略図である。 本願発明に係るセルソータの主要な構成部品を示す分解図である。 本願発明に係るサンプル液導管およびサンプルチューブの下端部を示す一部拡大断面図である。 従来技術に係る流体フロー形成ブロックおよびノズルプレートの一部を拡大した部分拡大断面図である。 本願発明に係る流体フロー形成ブロックおよびノズルプレートの一部を拡大した部分拡大断面図である。 本願発明に係る流体フロー形成ブロック、ブロックホルダおよびノズルプレートの一部を拡大した部分拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して本願発明に係るセルソータなどの、液体フローに含まれる生物学的粒子を分析するシステムの実施形態を説明する。本願発明は、理解を容易にするために、セルソータについて例示的に説明するが、フローサイトメータにも同等に適用することができる。また方向を表す用語（例えば、「上方」および「下方」など）を適宜用いるが、これらの用語は説明のためのものであって、本願発明を限定するものでない。

図１は本願発明に係るセルソータ１の全体的構成を示す概略図であり、図２は主要な構成部品を示す分解図である。セルソータ１は、概略、流体フロー形成ブロック１０と、ストローブブロック２０と、ソートチャンバ３０と、コレクションチューブ４０を含むコレクションチューブホルダ４２とを有する。また図示しないが、セルソータ１は、蛍光標識試薬などで染色された細胞粒子Ｐを含むサンプル液およびシース液を流体フロー形成ブロック１０内に供給するフロー供給機構（サンプル液供給装置およびシース液供給装置）を有する。そして本願発明に係るセルソータ１の上記各構成部品は、詳細後述のように、着脱可能に固定することができるものである。上記各構成部品について以下説明する。

［１．流体フロー形成ブロック］
流体フロー形成ブロック１０は、サンプル液インレット１１およびシース液インレット１２を有し、サンプル液インレット１１に液密に固定されたステンレスなどの硬い金属材料からなるサンプル液導管１３を収容する。流体フロー形成ブロック１０は、サンプル液導管１３を介してサンプル液をフローチャンバ１４内に案内し、シース液インレット１２からシース液をフローチャンバ１４内に案内するものである。このときフローチャンバ１４内に案内されたサンプル液は、シース液に包囲されるように流れ、流体フロー形成ブロック１０のフローチャンネル１５においては、その中心軸Ｃ_Ｆ（図５）に沿って、サンプル液に含まれる蛍光標識された個々の細胞粒子Ｐが一列に配列される。

また流体フロー形成ブロック１０は、所定の周波数（たとえばｆ＝６０ｋＨｚ）で振動するピエゾ圧電素子等を用いた振動器１６を有する。この振動器１６は、後述するノズルプレート２２のノズル２４から噴出されるジェットフローＪＦに振動を与えることにより、その下端部にあるブレイク・オフ・ポイントにおいてジェットフローＪＦから液滴Ｄが分離するものである。このとき各液滴Ｄが上述の蛍光標識された細胞粒子Ｐを１つずつ含むように、振動器１６の周波数が決定される。

セルソータ１は、フローチャンネル１２において一列に配列された個々の細胞粒子Ｐに少なくとも１つの（好適には複数の）レーザビーム（λ）などのコヒーレント光を照射する光源（図示せず）と、個々の細胞粒子Ｐからの散乱光および蛍光を検出して、各細胞粒子Ｐを特徴付ける固有の識別情報を検知する受光部とを有する光学的機構を備える。受光部は、流体フロー形成ブロック１０のフローチャンネル１５に対向するように固定され、細胞粒子からの蛍光を平行光に変換する半球面状または半非球面状の第１の集光レンズ３５と、第１の集光レンズ３５により平行光に変換された蛍光を光学的機構の光ファイバ（ファイバユニット）３７に集光する第２の集光レンズ３６とを有する。第２の集光レンズ３６の径は、像収差が小さくなるように、第１の集光レンズ３５の径より大きくなるように設計されている。

光学的機構に対する流体フロー形成ブロック１０の交換または再配置時において、図１の紙面の左右方向に位置ずれが生じることにより、所定の位置に固定された光ファイバ（ファイバユニット）との距離が変動した場合であっても、第１の集光レンズ３５により平行光に変換されるので、左右方向における位置ずれによる影響を排除することができる。すなわち、蛍光を平行光に変換することにより、左右方向における位置ずれに対する許容度を実質的に増大させることができる。
また、流体フロー形成ブロック１０が光学的機構に対して図１の紙面の奥行き方向および上下方向の位置ずれが生じた場合、第１の集光レンズ３５により補正されるので、同様に位置ずれに対する許容度を実質的に増大させることができる。
このように流体フロー形成ブロック１０を光学的機構に対して着脱した際において、光軸調整の必要性を排除することができる。また、流体フロー形成ブロック１０を光学的機構に対して着脱しない従来式のセルソータ１についても同様に適用することができる。
なお、光学的機構の詳細については、当業者に広く知られた任意のものを採用することができるので、ここではさらなる詳細な説明を省略する。

また本願発明によれば、サンプル液はサンプル液供給装置から可撓性のサンプルチューブ１７を介して供給され、このサンプルチューブ１７はサンプル液導管１３に液密に挿通されるように構成されている（図３）。すなわち本願発明によれば、サンプル液について、異なる細胞粒子を含むものと交換したい場合、サンプル液供給装置およびサンプルチューブ１７のみを交換すれば足り、サンプル液導管１３は汚染されることなく、交換または洗浄する必要がない。またサンプル液導管１３は、上述のように、サンプル液インレット１１に固定され、かつ、フローチャンネル１５の中心軸Ｃ_Ｆ（図５）に沿って正確に位置合わせされているので、サンプル液の交換の際、サンプルチューブ１７をサンプル液導管１３に挿通することにより、蛍光標識された個々の細胞粒子Ｐがフローチャンネル１５の中心軸Ｃ_Ｆに沿って正確に一列に配列されるようにシースフローを形成することができる。

その結果、サンプル液導管１３自体を交換して、再び位置合わせを行っていた従来技術に比較して、サンプル液導管１３の位置合わせに係る煩雑な作業が不要となり、極めて簡便にサンプル液を交換することができる。またサンプル液導管１３に挿通されるサンプルチューブ１７を交換するので、サンプルチューブ１７内に残留（キャリーオーバー）する細胞粒子Ｐを確実に排除することができる。

図３は、本願発明に係るサンプル液導管１３およびサンプルチューブ１７の下端部を示す一部拡大断面図である。図３（ａ）および（ｂ）に示すように、このサンプル液導管１３は、その下端部において狭窄部１３ａを設けることにより、サンプル液導管１３およびサンプルチューブ１７の液密封止性を改善し、サンプルチューブ１７をフローチャンネル１５の中心軸Ｃ_Ｆに位置合わせすることを支援するようにしてもよい。また図３（ｃ）に示すように、下流側のサンプル液チューブ１７の先端部の内径を大きくすることにより、サンプル液導管の先端部から放出される細胞粒子の速度を半径方向の位置によらず一定となるようにしてもよい。

なおサンプルチューブ１７は、たとえば約２５０〜４００μｍの内径を有し、ＰＥＥＫ樹脂、テフロン樹脂（登録商標）、シリコーンゴムまたはタイゴン（登録商標）等の構成材料からなる可撓性チューブであってもよく、サンプル液導管１３は、サンプルチューブ１７より実質的に硬いガラス等の構成材料からなるものであってもよい。

また振動器１６は、ドーナツ形状を有し、流体フロー形成ブロック１０に対してロックねじ等でロックできるように、すなわち流体フロー形成ブロック１０に着脱自在に固定されるものであってもよい。従来、電子部品等の精密機器を含む振動器１６が固定された流体フロー形成ブロック１０を滅菌処理することは困難であったところ、振動器１６を流体フロー形成ブロック１０から取り外せるように構成したので、本願発明の実施形態によれば、取り外した後の流体フロー形成ブロック１０を容易に滅菌処理することができる。

［２．ストローブブロック］
本願発明に係るストローブブロック２０は、レール・ロック機構（図示せず）を用いて、図２に示すように上下方向に移動させることにより、流体フロー形成ブロック１０に着脱自在に固定することができる。
ストローブブロック２０は、固定的な撮像領域におけるジェットフローＪＦおよびこれより分離される液滴Ｄの画像をＣＣＤ等の撮像装置２１を用いて撮像し、液滴間距離等を計測するものである。このとき撮像装置２１は、振動器１６の周波数に同期して断続的に（ストロボのように）点滅するＬＥＤを光源としてジェットフローＪＦおよび液滴Ｄを撮像するため、静止したように見える画像を得ることができる。このとき制御装置（図示せず）は、撮像機構で得られた液滴間距離等を用いて、分別すべき所望の細胞粒子Ｐを含む液滴ＤがジェットフローＪＦから分離する直前のタイミングを算出し、そのタイミングで、光学的機構で検知されたその液滴Ｄに含まれる細胞粒子Ｐの識別情報に応じた極性を有する電圧をノズルプレート２２に選択的に印加する。

図４は、従来技術に係る流体フロー形成ブロック１０’のフローチャンネル１５’およびノズルプレート２２’の一部を拡大した部分拡大断面図である。図４（ａ）は、所定の垂直断面におけるフローチャンネル１５’の幅（距離）をｌ_１、ジェットフローＦＪの幅（距離）をｌ_２とし、フローチャンネル中心軸（一点鎖線）Ｃ_Ｆおよびジェットフロー中心軸（二点鎖線）Ｃ_Ｊとして図示している。

ノズルプレート２２’（またはストローブブロック２０’）は、流体フロー形成ブロック１０’に対して、Ｏリングまたは位置決めピンを介して、図４（ａ）に示すように、完全に正確に位置合わせした状態で、すなわちフローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊとを完全に位置合わせした状態で液密封止されることが好ましい。しかしながら、実際には図４（ｂ）に示すように、フローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊを完全に位置合わせすることは困難であり、約±３０μｍの機械的な位置合わせ公差（ｄ）が生じてしまう。

すなわち、流体フロー形成ブロック１０’のフローチャンネル１５’に対して、Ｏリング等を用いて、ノズルプレート２２’（またはストローブブロック２０’）を位置合わせするとき、約±３０μｍの位置合わせ公差（ｄ）は不可避であった。そしてフローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊとの間に公差（ｄ）の位置ずれが生じると、個々の細胞粒子Ｐがフローチャンネル１５’のジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊからずれて（偏心した位置を）流れることになる。一般に、層流の周辺部における流速は、中心部における流速より小さいことが知られており、ジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊから偏心した位置を流れる細胞粒子Ｐの流速は、ジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊに沿って流れる細胞粒子Ｐの流速より遅くなる。したがって、上記のように、細胞粒子Ｐが液滴Ｄに１つずつ含まれるように、振動器１６の周波数を調整していたところ、細胞粒子Ｐが減速すると、その細胞粒子Ｐの識別情報に基づいて、液滴間距離等により算出されるタイミング（液滴ＤがジェットフローＪＦから分離する直前のタイミング）でジェットフローＪＦに所定の電荷を与えても、その液滴Ｄ内に細胞粒子Ｐが含まれない可能性が高くなる。これにより、フローサイトメータとしての細胞粒子Ｐの分析精度およびセルソータとしての分別精度が阻害されていた。

たとえば、フローチャンネル１５’のフロー方向に垂直な断面（水平断面、幅ｌ_１に相当）は１５０μｍ×１５０μｍまたは２５０μｍ×１６０μｍの寸法を有し、ジェットフローＦＪのフロー方向に垂直な断面（水平断面、幅ｌ_２に相当）は７０μｍ，８５μｍ，１００μｍ，１３０μｍである。このとき公差（ｄ）は、寸法（ｌ_１）に対して１２％〜２０％となる。このように約±３０μｍのわずかな位置合わせ公差（ｄ）が生じても、フローチャンネル１５’の幅ｌ_１に対する公差（ｄ）の相対値が実質的に大きくなり、個々の細胞粒子Ｐの速度に大きなばらつきが生じていた。

図５は、本願発明に係る流体フロー形成ブロック１０のフローチャンネル１５およびノズルプレート２２の一部を拡大した部分拡大断面図である。ノズルプレート２２は、ストローブブロック２０に対し高精度に位置決めできる構造を有しているので、ノズル嵌合精度を向上することができる。ただし上述のように、ノズルプレート２２（またはストローブブロック２０）は、Ｏリング２７ａまたは位置決めピンを用いて位置合わせして液密封止されるが、約±３０μｍの機械的な位置合わせ公差（ｄ）が生じてしまう。

そこで本願発明に係る流体フロー形成ブロック１０は、図５に示すように、フローチャンネル１５と、これに連通する吐出口１８とを有し、吐出口１８に至るフローチャンネル１５の一部が、フロー方向に垂直な断面（水平断面）が吐出口１８に向かって拡大するように構成されている。すなわち本願発明に係る流体フロー形成ブロック１０のフローチャンネル１５は、チャンネル拡大部１９を有する。
一方本願発明に係るノズルプレート２２は、同様に図示したように、受容口２３とノズル２４との間に延びるノズルチャンネル２５を有し、ノズルチャンネル２５の少なくとも一部が、フロー方向に垂直な断面（水平断面）がノズル２４に向かって縮小するように構成されている。すなわち本願発明に係るノズルプレート２２のノズルチャンネル２５は、チャンネル縮小部２６を有する。
そして本願発明に係る流体フロー形成ブロック１０の吐出口１８およびノズルプレート２２の受容口２３のフロー方向に垂直な断面（水平断面）における開口距離（Ｌ、たとえば１ｍｍ）は実質的に同じとなるように構成されている。

このように本願発明によれば、吐出口１８および受容口２３の開口距離（Ｌ）が位置合わせ公差（ｄ）より比較的に大きくなるように構成されているので、フローチャンネル中心軸（一点鎖線）Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸（二点鎖線）Ｃ_Ｊの間に公差（ｄ）の位置ずれが生じた場合であっても、開口距離（Ｌ）に対する公差（ｄ）の位置ずれが相対的に小さくなり、フローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆに沿って流れる流体フローは偏向することなく、ジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊに沿って流れる各細胞粒子Ｐの速度を一定に維持することができる。したがって本願発明によれば、不可避的な位置ずれに起因する各細胞粒子Ｐの速度および液滴Ｄの間隔の変動可能性（変動しやすさ）を相対的に減縮することができる。

具体的には、吐出口１８および受容口２３の水平断面における開口距離（Ｌ）が１ｍｍで、位置合わせ公差（ｄ）が±３０μｍであるとき、寸法（Ｌ）に対する公差（ｄ）による相対的な位置ずれは３％となり、先に説明した従来技術の場合（１２％以上）に比して格段に改善され、細胞粒子Ｐのジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊに沿って配置することができる。こうして本願発明によれば、流体フロー形成ブロック１０またはストローブブロック２０（またはノズルプレート２２）を置換したい場合や、ストローブブロック２０を流水等で洗浄するために一時的に取り外したい場合に、フローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊの間に公差（ｄ）の位置ずれが生じたとしても、各細胞粒子Ｐをジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊに沿って精緻に配置するとともに、その速度を一定に維持して（悪影響を与えることなく）、分析精度および分別精度を良好に維持することができる。

好適には、ノズルプレート２２（またはストローブブロック２０）を流体フロー形成ブロック１０に着脱可能に固定する際の位置合わせ公差（ｄ）に対して、開口距離（Ｌ）を公差（ｄ）の１０倍以上に（相対的な位置ずれを１０％以下に）設定すれば、これまでのセルソータ１より高い精度で細胞粒子Ｐを分析し、分別することができる。換言すると、位置合わせ公差（ｄ）が±３０μｍであるとき、より好適には、開口距離（Ｌ）を公差（ｄ）の２０倍以上となるように（相対的な位置ずれを５％以下に）開口距離（Ｌ）を０．６ｍｍ以上とし、さらに好適には、開口距離（Ｌ）を公差（ｄ）の４０倍以上となるように（相対的な位置ずれを２．５％以下に）開口距離（Ｌ）を１．２ｍｍ以上となるように設計してもよい。なお位置合わせ公差（ｄ）が大きい場合には、それに応じて開口距離（Ｌ）をより大きく設計してもよい。

また流体フロー形成ブロック１０のチャンネル拡大部１９およびノズルプレート２２のチャンネル縮小部２６は、図５においては、その水平断面における幅が直線的に増減するように示したが、これに限定されるものではなく、たとえばチャンネル拡大部１９またはチャンネル縮小部２６が上に凸となるような曲線を有するように形成してもよい。

択一的には、本願発明に係る流体フロー形成ブロック１０は、図６に示すように、その周囲にこれを保持するためのブロックホルダ２８を有していてもよい。ブロックホルダ２８は、流体フロー形成ブロック１０の外径とほぼ同じ内径を有してなり、流体フロー形成ブロック１０を嵌合するように保持するものである。またブロックホルダ２８は、Ｏリング２７ａを介して流体フロー形成ブロック１０と液密にかつ着脱可能に固定され、別のＯリング２７ｂを介してノズルプレート２２と液密にかつ着脱可能に固定されている。さらに、ブロックホルダ２８は、フローチャンネル１５の吐出口１８とノズルプレート２２の受容口２３との間に延びる連通路２９を有し、連通路２９の所定断面における開口距離（Ｌ）が吐出口１８および受容口２３と同一であるように構成されている。このように構成した流体フロー形成ブロック１０も同様に、フローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊの間に公差（ｄ）の位置ずれが生じたとしても、各細胞粒子Ｐをジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊに沿って精緻に配置するとともに、その速度を一定に維持して（悪影響を与えることなく）、分析精度および分別精度を良好に維持することができる。

なお、とりわけ流体フロー形成ブロック１０が石英ガラス等で形成されている場合、Ｏリング２７ａを介して、ブロックホルダ２８等を流体フロー形成ブロック１０に着脱することにより、着脱時の衝撃により流体フロー形成ブロック１０が破損する（クラックが入る）ことを防止することができる。

また図２に示すように、またはストローブブロック２０は、ソートチャンバ３０に対して上下方向に移動させることにより、ソートチャンバ３０に着脱自在に固定されるが、ストローブブロック２０は、下方に移動したとき、ソートチャンバ３０との隙間を埋める袴状カバー（図示せず）を有している。ストローブブロック２０が下方に移動した場合には袴状カバーは、ソートチャンバ３０内に入り込む構造を有する。こうしてストローブブロック２０とソートチャンバ３０の密閉構造を実現でき、エアロゾルの発生を防ぐことができ、気流が変化することを防止し、ジェットフローＪＦおよび液滴Ｄの流れを安定させることができる。

以上のように、異なる粒子径を有する細胞粒子Ｐを分析するために流体フロー形成ブロック１０を交換し、あるいはストローブブロック２０を流水等で洗浄するために一時的に取り外した後においても、流体フロー形成ブロック１０とストローブブロック２０との間に不可避な位置合わせ公差が生じても、個々の細胞粒子Ｐをジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊ上に一列に精緻に配列し、その速度を一定に維持して、細胞粒子Ｐの分析精度および分別精度を良好に維持することができ、フローチャンネル中心軸Ｃ_Ｆとジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊとを実質的に一致させ、ノズル径（幅ｌ_２に相当の７０μｍ，８５μｍ，１００μｍ，１３０μｍ）に対してずれが生じないようにすることができる。すなわち異なる粒子径を有する細胞粒子Ｐを分析するために、異なるノズル径を有するノズルプレート２２に交換しても、個々の細胞粒子Ｐをジェットフロー中心軸Ｃ_Ｊ上に一列に精緻に配列し（ずれをなくし）、その速度を一定に維持して、細胞粒子Ｐの分析精度および分別精度を良好に維持することができる。

［３．ソートチャンバ］
ソートチャンバ３０は、たとえば７０００Ｖの高電圧を印加した一対の偏向板３１を有し、ノズルプレート２２を介して各細胞粒子Ｐの識別情報に応じた極性を有する電圧が選択的に印加された、その細胞粒子Ｐを含む液滴Ｄが一対の偏向板３１の間を自由落下するとき、偏向板３１間の電場により偏向するように構成されている。
本願発明によれば、ソートチャンバ３０の偏向板３１は、ソートチャンバ３０から自在に着脱することができる。またソートチャンバ３０自体も流体フロー形成ブロック１０およびストローブブロック２０に対し、たとえばねじ機構および位置決めピン（ともに図示せず）を用いて精度よく着脱自在に固定することができる。好適には、ソートチャンバ３０は、偏向板３１を取り外した後に取り外される。
またソートチャンバ３０は、前扉（図示せず）を有する密閉式の筐体であってもよく、偏向板３１とともに、ＥＯＧ（エチレンオキサイドガス）による滅菌処理を行うことができる。択一的には、偏向板３１のみをソートチャンバ３０から取り外して流水等で洗浄した後、再びソートチャンバ３０に取り付けるようにしてもよい。

前掲特許文献１に記載されたセルソータにおいては、ソートチャンバ３０や偏向板３１に付着した液滴Ｄ（エアロゾルおよび細胞粒子Ｐ自体）を吸引により回収することは困難であり、こうした液滴Ｄが再び蒸散して感染症ウィルス等の細胞粒子Ｐ（落下菌）がソートブロック内に浮遊することを完全に排除できなかった。これに対し、本願発明に係るソートチャンバ３０および偏向板３１は、容易に着脱して洗浄できるように構成したので、確実に無菌状態に維持することができ、細胞粒子Ｐの空気中への拡散を抑制し、作業者を含む周囲の従業者の感染症のリスクを排除することができる。また本願発明によれば、汚染されたソートチャンバ３０および偏向板３１を別のものと直ちに交換して、次の分別処理を行うことができるので、洗浄が完了するまでの時間、待機することなく、分別処理を遅滞なく実施することができる。

［４．コレクションチューブおよびコレクションチューブホルダ］
複数のコレクションチューブ４０を保持するコレクションチューブホルダ４２は、ソートチャンバ３０内に着脱可能に固定することができる。コレクションチューブ４０は、細胞粒子Ｐの識別情報に基づいて、ソートチャンバ３０の偏向板３１により偏向された液滴Ｄを受容し、回収するものである。なお、コレクションチューブホルダ４２は、図示しない保温器との間で循環する保温水を収容し、回収された液滴Ｄを一定温度に維持するように構成される。必要であれば、回収された液滴Ｄを所定の温度に冷却するようにしてもよい。

したがって、本願発明に係るコレクションチューブホルダ４２は取り外しが容易であるので、サンプル液を交換する際、または定期的な清浄過程において、コレクションチューブ４０またはコレクションチューブホルダ４２に付着した感染症のリスクを伴う細胞粒子Ｐを確実に排除し、完全な無菌状態に維持することができる。

１：セルソータ、
１０：流体フロー形成ブロック、１１：サンプル液インレット、１２：シース液インレット、１３：サンプル液導管、１４：フローチャンバ、１５：フローチャンネル、１６：振動器、１７：サンプルチューブ、１８：吐出口、１９：チャンネル拡大部、
２０：ストローブブロック、２１：撮像装置、２２：ノズルプレート、２３：受容口、２４：ノズル、２５：ノズルチャンネル、２６：チャンネル縮小部、２７：Ｏリング、２８：ブロックホルダ、２９：連通路、
３０：ソートチャンバ、３１：偏向板、３５：第１の集光レンズ、３６：第２の集光レンズ、３７：光ファイバ（ファイバユニット）、
４０：コレクションチューブ、４２：コレクションチューブホルダ、
ＪＦ：ジェットフロー、Ｄ：液滴、Ｃ_Ｆ：フローチャンネル中心軸、Ｃ_Ｊ：ジェットフロー中心軸。

Claims (13)

1. 液体フローに含まれる細胞粒子を分析するシステムであって、
   サンプル液導管を受容するフローチャンバ、およびフローチャンネルを含むフローセルを構成する流体フロー形成ブロックと、
   流体フロー形成ブロックから噴出されるジェットフローおよび複数の液滴の所定領域における画像を撮像する撮像部を有するストローブブロックとを備え、
   流体フロー形成ブロックおよびストローブブロックは、着脱自在に固定され、
   ストローブブロックは、受容口とノズルとの間に延びるノズルチャンネルを含むノズルプレートを有し、
   フローチャンネルは、受容口に対向する吐出口と、フロー方向に垂直な所定の断面が該吐出口に向かって拡大するチャンネル拡大部とを有し、
   フローチャンネルの吐出口およびノズルプレートの受容口の前記所定断面における開口距離（Ｌ）が実質的に同じであり、
   ノズルチャンネルは、フロー方向に垂直な所定の断面が受容口からノズルに向かって縮小するチャンネル縮小部を有することを特徴とするシステム。
2. ノズルプレートが流体フロー形成ブロックに着脱可能に固定されるとき、流体フロー形成ブロックの吐出口がノズルプレートの受容口に対して所定の公差（ｄ）内で位置合わせされ、
   開口距離（Ｌ）は、前記公差（ｄ）の１０倍以上であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 開口距離（Ｌ）は約０．３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. サンプル液導管は、フローチャンネル中心軸に沿って配置され、その内部に延びる着脱可能に固定されるサンプルチューブを有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 流体フロー形成ブロックを着脱自在に保持し、ストローブブロックに着脱自在に固定されるブロックホルダを有し、
   ブロックホルダはフローチャンネルの吐出口とストローブブロックの受容口との間に延びる連通路を有し、該連通路は所定断面における開口距離（Ｌ）が吐出口および受容口と実質的に同じであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. フローチャンネルに流れる液体フローに含まれる細胞粒子に励起光を照射する光源を有し、
   流体フロー形成ブロックは、フローチャンネルに対向するように配置された半球面状または半非球面状の第１の集光レンズを有し、第１の集光レンズは細胞粒子からの蛍光を平行光に変換することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 流体フロー形成ブロックは、第１の集光レンズにより平行光に変換された蛍光を光ファイバに集光する第２の集光レンズを有し、
   第２の集光レンズは、第１の集光レンズより大きい直径を有することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
8. 流体フロー形成ブロックに着脱自在に固定され、流体フロー形成ブロックに所定の周波数の振動を与える振動器を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. 振動器は、ドーナツ形状を有することを特徴とする請求項８に記載のシステム。
10. 直流電圧が印加される一対の偏向板を含むソートチャンバをさらに備え、
    ソートチャンバは、流体フロー形成ブロックおよびストローブブロックに対して着脱自在に固定されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. 一対の偏向板は、ソートチャンバに対して着脱自在に固定されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. ソートチャンバは、偏向板をソートチャンバから取り外した後にストローブブロックに対して取り外されることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
13. ストローブブロックは、ソートチャンバに取り付けられたときに、これらの間の隙間を埋めるために配置された袴状カバーを有することを特徴とする請求項１０に記載のシステム。

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