JP6508265B2 - PARTICLE SEPARATING DEVICE AND PARTICLE SEPARATING METHOD - Google Patents

PARTICLE SEPARATING DEVICE AND PARTICLE SEPARATING METHOD Download PDF

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Description

本技術は、粒子分取装置及び粒子分取方法に関する。より詳しくは、光学的手法などにより分析した結果に基づいて粒子を分別して回収する技術に関する。   The present technology relates to a particle sorting apparatus and a particle sorting method. More specifically, the present invention relates to a technique for separating and collecting particles based on the result of analysis by an optical method or the like.

従来、細胞、微生物及びリポソームなどの生体関連粒子の分析には、フローサイトメトリー(フローサイトメーター)を用いた光学的測定方法が利用されている。フローサイトメーターは、フローセルやマイクロチップなどに形成された流路内を通流する粒子に光を照射し、個々の粒子から発せられた蛍光や散乱光を検出して、分析する装置である。   Heretofore, an optical measurement method using flow cytometry (flow cytometer) has been used for analysis of biologically relevant particles such as cells, microorganisms and liposomes. A flow cytometer is an apparatus that irradiates light to particles flowing in a flow channel formed in a flow cell, a microchip, or the like, and detects and analyzes fluorescence or scattered light emitted from each particle.

フローサイトメーターには、分析結果に基づいて、特定の特性を有する粒子のみを分別して回収する機能を備えたものもあり、特に細胞を分取対象とした装置は「セルソータ」と呼ばれている。セルソータの分取方式としては、主に、粒子を含む液滴を帯電させて分離する液滴荷電方式が採用されている(例えば、特許文献1参照。)。液滴荷電方式の装置では、フローセルやマイクロチップなどから排出される流体を液滴化して、その液滴にプラス(+)又はマイナス(−)の電荷を付与し、偏向板などにより進行方向を変更することで所定の容器に回収する。   Some flow cytometers have a function to separate and collect only particles having specific characteristics based on the analysis results, and in particular, an apparatus for separating cells is called "cell sorter". . As a sorting method of a cell sorter, a droplet charging method in which droplets containing particles are charged and separated is mainly adopted (for example, see Patent Document 1). In a droplet charging type device, fluid discharged from a flow cell or microchip is formed into droplets, positive (+) or negative (-) charges are applied to the droplets, and the traveling direction is determined by a deflection plate or the like. Collect in a specified container by changing.

しかしながら、液滴荷電方式などの液滴を形成する分取方式は、測定環境の変化や液圧変動の影響を受けやすいという問題がある。そこで、従来、マイクロチップ内で分取を行う粒子分取装置も提案されている(特許文献2参照)。この特許文献2に記載の粒子分取装置は、回収対象の粒子をマイクロチップ内の負圧吸引部に吸引して分取するため、液滴化や荷電が不要であり、粒子にダメージを与えることなく、高速でかつ安定して分取を行うことができる。   However, the separation method such as the droplet charging method, which forms droplets, has a problem that it is susceptible to changes in the measurement environment and fluid pressure fluctuations. Therefore, conventionally, a particle sorting apparatus for sorting in a microchip has also been proposed (see Patent Document 2). Since the particle sorting apparatus described in Patent Document 2 sucks the particles to be recovered to the negative pressure suction portion in the microchip and separates the particles, there is no need for dropletization or charging, and the particles are damaged. It is possible to carry out the separation at high speed and stably.

特開2009−145213号公報JP, 2009-145213, A 特開2012−127922号公報JP, 2012-127922, A

従来の粒子分取装置では、一般に、光検出部での検出時間から一定時間後に回収対象の粒子の取得動作を行うよう制御されている。そして、検出から取得までの時間は、液圧や検出位置から分取位置までの距離などに基づいて、予め設定されている。しかしながら、このように到達時間を固定した制御方法は、粒子の通流速度が変動すると、回収物の純度や取得率が低下するという問題がある。   In the conventional particle sorting apparatus, generally, it is controlled to perform an operation of acquiring particles to be collected after a predetermined time from the detection time in the light detection unit. The time from detection to acquisition is preset based on the fluid pressure, the distance from the detection position to the dispensing position, and the like. However, in the control method in which the arrival time is fixed in this way, there is a problem that when the flow rate of particles fluctuates, the purity and the acquisition rate of the recovered material decrease.

一方、特許文献1に記載の装置では、粒子の通流速度の変動による純度低下を防止するため、粒子毎に移動速度を検出し、その移動速度に基づいて各粒子に電荷を付与するタイミングを制御している。しかしながら、荷電液滴方式の場合、各粒子がどの液滴に属するかのみ判断すればよいが、マイクロチップ内で分取を行う装置の場合、近接する粒子それぞれの属性に加え、流体機構的特性を考慮する必要がある。ここで、「粒子の属性」とは、その粒子が分取対象の粒子か否かなどであり、「流体機構的特性」とは、取得動作のパルス信号の立ち上がり時に発生する逆流などである。   On the other hand, in the device described in Patent Document 1, in order to prevent a decrease in purity due to fluctuations in particle flow velocity, the movement velocity is detected for each particle, and the timing for applying charge to each particle is determined based on the movement velocity. I have control. However, in the case of the charged droplet method, it is only necessary to judge to which droplet each particle belongs, but in the case of an apparatus which performs sorting in a microchip, in addition to the attributes of the adjacent particles, fluid mechanical characteristics Need to be considered. Here, the “attribute of particle” is, for example, whether or not the particle is a particle to be separated, and the “fluid mechanical property” is a reverse flow or the like generated at the rise of the pulse signal of the acquisition operation.

また、荷電液滴方式では液滴に対して制御を行うが、特許文献2に記載されているようなマイクロチップ内で分取を行う装置では、個々の粒子に対して制御を行う必要がある。更に、荷電液滴方式と、マイクロチップ内で分取する方式とでは、取得位置に達するまでの経路や、粒子の到達に影響を与える因子が異なる。以上の理由から、特許文献1に記載の技術を、マイクロチップ内で分取を行う特許文献2に記載の装置に、単純に適用することはできない。   Moreover, although control is performed on droplets in the charged droplet method, in an apparatus for performing separation in a microchip as described in Patent Document 2, it is necessary to control individual particles. . Furthermore, the charged droplet method and the method for sorting within the microchip differ in the route to the acquisition position and the factors that affect the arrival of particles. For the above reasons, the technique described in Patent Document 1 can not simply be applied to the apparatus described in Patent Document 2 which performs sorting in a microchip.

そこで、本開示は、マイクロチップ内において効率よく粒子を分取することができる粒子分取装置及び粒子分取方法を提供することを主目的とする。   Therefore, the present disclosure is mainly intended to provide a particle sorting apparatus and a particle sorting method capable of efficiently sorting particles in a microchip.

本開示に係る粒子分取装置は、流路を通流する粒子に第一照射光を照射する第一光照射部と、前記粒子に前記第一照射光とは異なる位置で第二照射光を照射する第二光照射部と、前記粒子から発せられた光を検出する光検出部と、前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、前後の粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間差を算出し、分取モードと前記算出された前後の粒子の到達時間差に基づいて、前記粒子の分取を制御する分取制御部と、を少なくとも有し、前記流路及び前記分取部は、マイクロチップ内に設けられる。
前記第二照射光は、前記第一照射光と波長が異なっていてもよい。
本開示に係る粒子分取装置は、前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、各粒子が前記分取部に到達する時間を個別に算出する算出部、を更に有していてもよい。その場合、前記算出部は、前記時間より、前後の粒子が前記分取部に到達する時間差を算出してもよい。
前記粒子は、生体関連粒子であってもよい。
本開示に係る粒子分取装置は、前記粒子を含むサンプル液が導入されるサンプル液導入流路と、シース液が導入される1対のシース液導入流路と、を更に有していてもよい。
前記第一光照射部は、2以上の光源を備えていてもよい。その場合、前記2以上の光源は、それぞれ異なる波長の光を出射してもよい。
前記光検出部は、PMT(Photo Multiplier Tube)、CCD、及びCMOS素子からなる群より選ばれるいずれか1以上のエリア撮像素子から構成されていてもよい。
前記光検出部では、前方散乱光、側方散乱光、レイリー散乱光、及びミー散乱光からなる群より選ばれるいずれか1以上の光を検出してもよい。
前記分取制御部は、ユーザーにより選択された分取モードに応じて、前記粒子を取得又は非取得と判断してもよい。その場合、前記分取制御部は、前記到達時間差が閾値以下の粒子は、非回収と判断してもよい。
前記分取部は、前記流路に連通する負圧吸引部を有していてもよい。その場合、前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記算出部で算出された前記時間に基づいて、前記負圧吸引部の動作を制御してもよい。
前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記算出部で算出された前記時間に基づいて、前記分取部に前記粒子を回収するタイミングを制御してもよい。
In the particle sorting device according to the present disclosure, a first light irradiation unit that irradiates the first irradiation light to the particles flowing through the flow path, and the second irradiation light at a position different from the first irradiation light to the particles From the detection time difference between the light originating from the first irradiation light and the light originating from the second irradiation light, the second light irradiation part for irradiation, the light detection part for detecting the light emitted from the particles, and the front and back A separation control unit that calculates the time difference between the particles reaching the separation unit communicating with the flow path, and controls the separation of the particles based on the difference in arrival time of the particles before and after the separation mode and the calculated mode. And the flow path and the sorting unit are provided in the microchip.
The second irradiation light may be different in wavelength from the first irradiation light.
The particle sorting device according to the present disclosure individually calculates the time for each particle to reach the sorting portion from the detection time difference between the light originating from the first irradiation light and the light originating from the second irradiation light. A calculation unit may be further included. In that case, the calculation unit may calculate, from the time, the time difference between the front and back particles reaching the sorting unit.
The particles may be biorelevant particles.
The particle sorting device according to the present disclosure may further include a sample liquid introduction channel into which the sample liquid containing the particles is introduced, and a pair of sheath liquid introduction channels into which the sheath liquid is introduced. Good.
The first light irradiation unit may include two or more light sources. In that case, the two or more light sources may emit light of different wavelengths.
The light detection unit may be configured of any one or more area imaging elements selected from the group consisting of photomultiplier tubes (PMTs), CCDs, and CMOS elements.
The light detection unit may detect any one or more lights selected from the group consisting of forward scattered light, side scattered light, Rayleigh scattered light, and Mie scattered light.
The sorting control unit may determine that the particles are obtained or not obtained according to the sorting mode selected by the user. In that case, the separation control unit may determine that the particles whose arrival time difference is less than or equal to the threshold value are not collected.
The fractionating unit may have a negative pressure suction unit in communication with the flow path. In that case, the separation control unit may control the operation of the negative pressure suction unit based on the data of each particle detected by the light detection unit and the time calculated by the calculation unit. .
The separation control unit controls the timing of collecting the particles in the separation unit based on the data of each particle detected by the light detection unit and the time calculated by the calculation unit. Good.

本開示に係る粒子分析システムは、流路を通流する粒子に第一照射光を照射する第一光照射部と、前記粒子に前記第一照射光とは異なる位置で第二照射光を照射する第二光照射部と、前記粒子から発せられた光を検出する光検出部と、を少なくとも有する、微小粒子測定装置と、前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、前後の粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間差を算出し、分取モードと前記算出された前後の粒子の到達時間差に基づいて、前記粒子の分取を制御する分取制御部、を少なくとも有する、制御装置と、を少なくとも有し、前記流路及び前記分取部は、マイクロチップ内に設けられる。
また、本開示に係る粒子分取方法は、流路を通流する粒子に第一照射光を照射する第一光照射工程と、前記粒子に前記第一照射光とは異なる位置で第二照射光を照射する第二光照射工程と、前記粒子から発せられた光を検出する光検出工程と、前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、前後の粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間差を算出し、分取モードと前記算出された前後の粒子の到達時間差に基づいて、前記粒子の分取を制御する分取制御工程と、を少なくとも有し、前記流路及び前記分取部は、マイクロチップ内に設けられる。
Particle analysis system according to the present disclosure includes a first light irradiation part for irradiating the first irradiation light to particles passing through the flow channel, the second irradiation light at a position different from the first irradiation light to the particles A microparticle measurement apparatus comprising at least a second light irradiation unit to be irradiated and a light detection unit to detect light emitted from the particles, light derived from the first irradiation light and the second irradiation light From the detection time difference of the derived light, calculate the time difference for the front and back particles to reach the separation part communicating with the flow path, and based on the separation time of the separation mode and the calculated before and after particles, At least a control unit having at least a sorting control unit for controlling the sorting, wherein the flow path and the sorting unit are provided in the microchip.
In the particle sorting method according to the present disclosure, a first light irradiation step of irradiating the particles flowing through the flow channel with the first irradiation light, and the second irradiation at the position different from the first irradiation light to the particles From the second light irradiation process of irradiating light, the light detection process of detecting light emitted from the particles, and the detection time difference between the light derived from the first irradiation light and the light derived from the second irradiation light, Separation control which calculates the time difference between the front and back particles reaching the separation part communicating with the flow path, and controls the separation of the particles based on the difference in arrival time between the separation mode and the calculated before and after particles. And the flow path and the sorting unit are provided in the microchip.

本開示によれば、分取制御部で、光検出部で検出された各粒子のデータと、到達時間算出部で算出された到達時間に基づいて、粒子を回収するか否かを判断しているため、粒子の取得性能を向上させることができる。   According to the present disclosure, the sorting control unit determines whether to collect the particles based on the data of each particle detected by the light detection unit and the arrival time calculated by the arrival time calculation unit. Therefore, the particle acquisition performance can be improved.

本開示の第1の実施形態に係る粒子分取装置の構成を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the composition of the particle sorting device concerning a 1st embodiment of this indication. 図1に示す光検出部7での検出データを示す図である。It is a figure which shows the detection data in the light detection part 7 shown in FIG. 本開示の第1の実施形態の変形例に係る粒子分取装置の到達時間算出部8及び分取制御部9の回路構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the arrival time calculation part 8 of the particle | grain separation apparatus which concerns on the modification of 1st Embodiment of this indication, and the distribution control part 9. As shown in FIG. A及びBは図3に示すイベント検出回路での処理を示す図である。A and B are figures which show the process in the event detection circuit shown in FIG. A及びBは図3に示すゲーティング回路での距離を示す図である。A and B are figures which show the distance in the gating circuit shown in FIG. 取得優先モードの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of acquisition priority mode. A及びBは粒子が近接している場合の検出データを示す図である。A and B are figures which show the detection data in case particle | grains adjoin. 純度優先モードの動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of purity priority mode.

以下、本開示を実施するための形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
なお、本開示は、以下に示す各実施形態に限定されるものではない。また、説明は、以下
の順序で行う。

1.第1の実施の形態
(分取制御部を備える粒子分取装置の例)
2.第1の実施の形態の変形例
(モード切り替え機能を備える粒子分取装置の例)
Hereinafter, an embodiment for carrying out the present disclosure will be described in detail with reference to the attached drawings.
In addition, this indication is not limited to each embodiment shown below. The description will be made in the following order.

1. First Embodiment (Example of Particle Sorting Device Having Sorting Control Unit)
2. Modification of First Embodiment (Example of Particle Sorting Device Having Mode Switching Function)

<1.第1の実施の形態>
先ず、本開示の第1の実施形態に係る粒子分取装置について説明する。図1は本開示の第1の実施形態の粒子分取装置の概略構成を示す図である。また、図2は光検出部7での検出データを示す図である。
<1. First embodiment>
First, a particle sorting device according to a first embodiment of the present disclosure will be described. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a particle sorting device according to a first embodiment of the present disclosure. FIG. 2 is a view showing detection data in the light detection unit 7.

[装置の全体構成]
図1に示すように、本実施形態の粒子分取装置1は、光学的手法などにより分析した結果に基づいて粒子10を分別して回収するものである。この粒子分取装置1は、例えば、流路1、分取部2、励起光照射部3、速度検出用光照射部4、光検出部7、到達時間算出部8及び分取制御部9などを備えている。
[Overall configuration of device]
As shown in FIG. 1, the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment separates and recovers the particles 10 based on the result of analysis by an optical method or the like. The particle sorting apparatus 1 includes, for example, a flow path 1, a sorting unit 2, an excitation light irradiating unit 3, a speed detecting light irradiating unit 4, a light detecting unit 7, an arrival time calculating unit 8, a sorting control unit 9, and the like. Is equipped.

[粒子10について]
本実施形態の粒子分取装置1により分析され、分取される粒子10には、細胞、微生物及びリボゾームなどの生体関連粒子、又はラテックス粒子、ゲル粒子及び工業用粒子などの合成粒子などが広く含まれる。
[About particle 10]
The particles 10 to be analyzed and separated by the particle sorting apparatus 1 of the present embodiment include cells, bio-related particles such as microorganisms and ribosomes, or synthetic particles such as latex particles, gel particles and particles for industrial use, etc. included.

生体関連粒子には、各種細胞を構成する染色体、リボゾーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)などが含まれる。また、細胞には、植物細胞、動物細胞及び血球系細胞などが含まれる。更に、微生物には、大腸菌などの細菌類、タバコモザイクウイルスなどのウイルス類、イースト菌などの菌類などが含まれる。この生体関連粒子には、核酸や蛋白質、これらの複合体などの生体関連高分子も包含され得るものとする。   Biologically relevant particles include chromosomes constituting various cells, ribosomes, mitochondria, organelles (cellular organelles) and the like. The cells also include plant cells, animal cells and blood cells. Furthermore, microorganisms include bacteria such as E. coli, viruses such as tobacco mosaic virus, and fungi such as yeast. The biorelevant particle may include biorelevant polymers such as nucleic acids, proteins, and complexes thereof.

一方、工業用粒子としては、例えば有機高分子材料、無機材料又は金属材料などで形成されたものが挙げられる。有機高分子材料としては、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレートなどを使用することができる。また、無機材料としては、ガラス、シリカ及び磁性材料などを使用することができる。金属材料としては、例えば金コロイド及びアルミニウムなどを使用することができる。なお、これら粒子の形状は、一般には球形であるが、非球形であってもよく、また大きさや質量なども特に限定されない。   On the other hand, as particles for industrial use, those formed of, for example, an organic polymer material, an inorganic material, or a metal material can be mentioned. As the organic polymer material, polystyrene, styrene / divinylbenzene, polymethyl methacrylate and the like can be used. Further, as the inorganic material, glass, silica, magnetic material and the like can be used. As the metal material, for example, gold colloid and aluminum can be used. The shape of these particles is generally spherical, but may be non-spherical, and the size, mass, etc. are not particularly limited.

[流路1]
流路1は、マイクロチップ内に形成されており、分取対象分取対象とする粒子10を含む液体(サンプル液)が導入される。ここで、流路1を備えるマイクロチップは、ガラスや各種プラスチック(PP、PC、COP、PDMSなど)により形成することができる。また、マイクロチップの材質は、励起光照射部3及び速度検出用光照射部4から照射される光に対して透過性を有し、自家蛍光が少なく、波長分散が小さいために光学誤差が少ない材質とすることが望ましい。
[Flow path 1]
The flow path 1 is formed in the microchip, and a liquid (sample liquid) containing particles 10 to be separated and to be separated is introduced. Here, the microchip provided with the flow path 1 can be formed of glass or various plastics (PP, PC, COP, PDMS, etc.). Further, the material of the microchip is transparent to the light irradiated from the excitation light irradiation unit 3 and the speed detection light irradiation unit 4 and has less autofluorescence and less optical error due to small wavelength dispersion. It is desirable to use a material.

一方、流路1の成形は、ガラス製基板のウェットエッチングやドライエッチングによって、またプラスチック製基板のナノインプリントや射出成型、機械加工によって行うことができる。そして、マイクロチップは、例えば流路1などを成形した基板を、同じ材質又は異なる材質の基板で封止することで形成することができる。   On the other hand, the channel 1 can be formed by wet etching or dry etching of a glass substrate, or by nanoimprinting, injection molding, or machining of a plastic substrate. The microchip can be formed, for example, by sealing a substrate obtained by molding the channel 1 or the like with a substrate of the same material or a different material.

なお、図1には、流路1における励起光や速度検出用光が照射される部分のみを示しているが、これより上流側に、粒子10を含むサンプル液が導入されるサンプル液導入流路と、シース液が導入される1対のシース液導入流路が設けられていてもよい。この場合、シース液導入流路は、サンプル液導入流路に両側から合流し、その合流点よりも下流側に流路1が設けられる。そして、流路1内においては、サンプル流の周囲をシース流で囲み、層流を形成した状態で液が通流し、サンプル液中の粒子10は、その通流方向に対して略1列に並んで通流する。   Although FIG. 1 shows only a portion of the flow path 1 to which excitation light and speed detection light are irradiated, the sample liquid introduction flow into which the sample liquid containing the particle 10 is introduced upstream of this A channel and a pair of sheath fluid introduction channels into which the sheath fluid is introduced may be provided. In this case, the sheath fluid introduction channel joins the sample fluid introduction channel from both sides, and the channel 1 is provided downstream of the junction point. Then, in the flow channel 1, the sheath flow is surrounded by the sheath flow to form a laminar flow, and the liquid flows therethrough, and the particles 10 in the sample liquid are arranged in approximately one row with respect to the flow direction. It flows side by side.

[分取部2]
分取部2は、回収対象の粒子10を分取するものであり、マイクロチップ内に形成されている。この分取部2は、流路13の下流側端部に連通し、吸引流路21及び負圧吸引部22などで構成されている。負圧吸引部22は、所定のタイミングで回収対象の微小粒子を吸引することができれば、その構成は特に限定されるものではないが、例えば、アクチュエータ(図示せず)などにより、負圧吸引部22の体積を任意のタイミングで拡張可能な構成とすることができる。
[Distribution Division 2]
The sorting unit 2 is for sorting the particles 10 to be collected, and is formed in the microchip. The fractionating unit 2 communicates with the downstream end of the flow passage 13 and includes a suction flow passage 21 and a negative pressure suction unit 22. The configuration of the negative pressure suction unit 22 is not particularly limited as long as it can suction the fine particles to be collected at a predetermined timing. For example, the negative pressure suction unit may be an actuator (not shown) or the like. The 22 volumes can be configured to be expandable at any timing.

[励起光照射部3]
励起光照射部3には、レーザ光などの励起光を発生する光源31と、スポット形状を成形する光学系32、ミラー33などが設けられている。そして、例えばマイクロチップ内に形成された流路1内を通流する粒子10に励起光を照射する。なお、図1には光源31が1個の場合を例に示しているが、本開示はこれに限定されるものではなく、2以上の光源31が設けられていてもよく、その場合、各光源31から異なる波長の光を出射してもよい。
[Excitation light irradiation unit 3]
The excitation light irradiator 3 is provided with a light source 31 for generating excitation light such as laser light, an optical system 32 for shaping a spot shape, a mirror 33 and the like. Then, for example, the particle 10 flowing in the flow path 1 formed in the microchip is irradiated with excitation light. In addition, although the case where one light source 31 is shown as an example in FIG. 1, this indication is not limited to this, Two or more light sources 31 may be provided, In that case, each Light of different wavelength may be emitted from the light source 31.

[速度検出用光照射部4]
速度検出用光照射部4には、速度検出用光を発生する光源41と、スポット形状を成形する光学系42、ミラー43などが設けられている。そして、例えばマイクロチップ内に形成された流路1内を通流する粒子10に、前述した励起光とは異なる位置で速度検出用光を照射する。この速度検出用光は、励起光と同じ波長の光としてもよいが、装置構成の簡素化の観点から、励起光と波長が異なる光を用いることが好ましい。
[Light irradiator 4 for speed detection]
The speed detection light irradiator 4 is provided with a light source 41 for generating the speed detection light, an optical system 42 for shaping the spot shape, a mirror 43 and the like. Then, for example, the particle 10 flowing in the flow path 1 formed in the microchip is irradiated with the velocity detection light at a position different from the excitation light described above. The speed detection light may be light of the same wavelength as the excitation light, but it is preferable to use light having a wavelength different from that of the excitation light from the viewpoint of simplification of the apparatus configuration.

[光検出部7]
光検出部7は、流路1を通流する粒子10から発生する光(散乱光・蛍光など)を検出するものであり、0次光除去部材71、ミラー72a〜72d、光検出器73a〜73dなどで構成されている。光検出器73a〜73dには、例えばPMT(Photo Multiplier Tube)や、CCDやCMOS素子などのエリア撮像素子を用いることができる。
[Light detection unit 7]
The light detection unit 7 detects light (scattered light, fluorescence, etc.) generated from the particles 10 flowing through the flow channel 1, and the zero-order light removing member 71, mirrors 72a to 72d, and light detectors 73a to 73 73d and so on. For the photodetectors 73a to 73d, for example, an area imaging device such as a photomultiplier tube (PMT) or a CCD or a CMOS device can be used.

光検出部7では、例えば、光検出器73aで励起光に由来する前方散乱光を、光検出器73bで速度検出用光に由来する散乱光を、光検出器73c,73dで蛍光を、それぞれ検出する。なお、光検出部7での検出対象光はこれらに限定されるものではなく、側方散乱光、レイリー散乱やミー散乱などを検出してもよい。そして、光検出部7で検出された光は、電気信号に変換される。   In the light detection unit 7, for example, forward scattered light derived from the excitation light by the light detector 73a, scattered light derived from the speed detection light by the light detector 73b, and fluorescence by the light detectors 73c and 73d, respectively. To detect. The light to be detected by the light detection unit 7 is not limited to these, and side scattered light, Rayleigh scattering, Mie scattering, or the like may be detected. Then, the light detected by the light detection unit 7 is converted into an electrical signal.

[到達時間算出部8]
励起光に由来する光と速度検出用光に由来する光の検出時間差から、各粒子10が流路に連通する分取部2に到達する時間を個別に算出する。到達時間の算出方法は、特に限定されるものではないが、例えば、図2に示すように、光検出部7で検出された励起光に由来する前方散乱光(Ch1のデータ)と、速度検出用光に由来する前方散乱光(Ch2のデータ)の検出時間差から各粒子10の到達時間を算出する。
[Arrival time calculation unit 8]
From the detection time difference between the light derived from the excitation light and the light derived from the speed detection light, the time for each particle 10 to reach the separation unit 2 communicating with the flow path is individually calculated. Although the calculation method of arrival time is not particularly limited, for example, as shown in FIG. 2, forward scattered light (data of Ch1) derived from the excitation light detected by the light detection unit 7 and speed detection The arrival time of each particle 10 is calculated from the detection time difference of forward scattered light (data of Ch2) derived from the use light.

ここで、分取部2への到達時間は、例えば、下記数式1に示す単純な線形近似式により算出することができる。なお、下記数式1におけるL1は励起光照射位置と速度検出用光照射位置との距離、L2は速度検出用光照射位置から分取部2の吸引流路21までの距離である(図1参照)。また、下記数式1におけるT1は励起光に由来する光の検出時間であり、T2は速度検出用光に由来する光の検出時間であり、(T1−T2)はこれらの検出時間差である(図2参照)。   Here, the arrival time to the fractionating unit 2 can be calculated, for example, by a simple linear approximation formula shown in the following Equation 1. Note that L1 in the following formula 1 is the distance between the excitation light irradiation position and the speed detection light irradiation position, and L2 is the distance from the speed detection light irradiation position to the suction flow channel 21 of the sorting unit 2 (see FIG. 1) ). Moreover, T1 in the following formula 1 is a detection time of light derived from excitation light, T2 is a detection time of light derived from speed detection light, and (T1-T2) is a difference between these detection times (see FIG. 2).

Figure 0006508265
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なお、分取部2への到達時間の算出方法は、上記数式1に示す線形計算方法に限定されるものではなく、多項式近似やルックアップテーブルなど、他の算出方法を用いてもよい。   Note that the method of calculating the arrival time to the sorting unit 2 is not limited to the linear calculation method shown in Equation 1 above, and another calculation method such as polynomial approximation or a look-up table may be used.

[分取制御部9]
分取制御部9は、粒子10の分取を制御するものであり、光検出部7で検出された各粒子10のデータと、到達時間算出部8で算出された到達時間に基づいて、粒子10を回収するか否かを判断する。この分取制御部9では、例えば、前後の粒子10の到達時間差を算出し、算出された到達時間差が予め設定された閾値以下の粒子は、「非回収」と判断する。これにより、粒子10が近接して通流している場合に、回収対象の粒子の前後の粒子を巻き込んで取得してしまうことを防止できる。
[Distribution control unit 9]
The separation control unit 9 controls the separation of the particles 10, and based on the data of each particle 10 detected by the light detection unit 7 and the arrival time calculated by the arrival time calculation unit 8, It is determined whether to collect 10 or not. The fractionating control unit 9 calculates, for example, the arrival time difference between the front and back particles 10, and determines that the calculated arrival time difference is equal to or less than a preset threshold value as "non-collection". This makes it possible to prevent the particles before and after the particles to be collected from being caught and acquired when the particles 10 flow close to each other.

また、分取制御部9は、前述した判断結果に基づいて、例えば、負圧吸引部22の動作を制御するなどして、分取部2に粒子10を回収するタイミングを制御する。これにより、目的とする粒子の取得精度を向上させ、純度や取得率が高い分取を行うことが可能となる。   Further, the separation control unit 9 controls the timing of collecting the particles 10 in the separation unit 2 by, for example, controlling the operation of the negative pressure suction unit 22 based on the determination result described above. As a result, it is possible to improve the acquisition accuracy of the target particles and to perform the separation with high purity and acquisition rate.

[動作]
次に、本実施形態の粒子分取装置の動作について説明する。本実施形態の粒子分取装置により粒子を分取する際は、マイクロチップ内に設けられたサンプルインレットに、分取対象の粒子を含むサンプル液が、シースインレットにシース液が、それぞれ導入される。そして、流路1を通流する粒子10に励起光を照射すると共に、励起光とは異なる位置で粒子10に速度検出用光を照射する。このとき、図1に示すように、励起光及び速度検出用光が1つの集光レンズ5によって集光され、粒子10に照射されてもよいが、それぞれ別の集光レンズで集光されてもよい。
[Operation]
Next, the operation of the particle sorting device of the present embodiment will be described. When the particles are separated by the particle separation device of the present embodiment, the sample liquid containing particles to be separated is introduced into the sheath inlet, respectively, to the sample inlet provided in the microchip. . Then, the particle 10 flowing through the flow channel 1 is irradiated with excitation light, and the particle 10 is irradiated with velocity detection light at a position different from the excitation light. At this time, as shown in FIG. 1, the excitation light and the speed detection light may be condensed by one condensing lens 5 and may be irradiated to the particle 10, but it is condensed by different condensing lenses. It is also good.

次に、検出部7において、各粒子10から発せられた光を検出し、到達時間算出部8において、励起光に由来する光と速度検出用光に由来する光の検出時間差から、分取部2に各粒子10が到達する時間を、個別に算出する。このとき、図1に示すように、励起光に由来する光及び速度検出用光に由来する光が、1つの集光レンズ6によって集光され、検出部7の0次光除去部材71に集光されてもよいが、それぞれ別の集光レンズで集光されてもよい。   Next, the detection unit 7 detects the light emitted from each particle 10, and the arrival time calculation unit 8 separates the separation unit from the detection time difference between the light derived from the excitation light and the light derived from the speed detection light. The time for each particle 10 to reach 2 is calculated individually. At this time, as shown in FIG. 1, the light derived from the excitation light and the light derived from the speed detection light are condensed by one condensing lens 6 and collected in the zero-order light removing member 71 of the detection unit 7. Although it may be lighted, it may be collected by separate condensing lenses.

その後、分取制御部9において、検出部7で検出された各粒子10の光学特性データと、到達時間算出部8で算出した分取部2への到達時間とから、粒子10を回収するか否かを判断する。そして、その判断結果に基づいて、分取制御部9は、分取部2に粒子10を回収するタイミングを制御する。例えば、分取部2が流路1に連通する負圧吸引部22を有する場合は、分取制御部9は、負圧吸引部22に設けられたアクチュエータなどの動作を制御する。   Thereafter, in the separation control unit 9, whether the particles 10 are recovered from the optical characteristic data of each particle 10 detected by the detection unit 7 and the arrival time to the separation unit 2 calculated by the arrival time calculation unit 8 Decide whether or not. Then, based on the determination result, the sorting control unit 9 controls the timing of collecting the particles 10 in the sorting unit 2. For example, when the fractionating unit 2 includes the negative pressure suction unit 22 communicating with the flow path 1, the fractionating control unit 9 controls the operation of an actuator or the like provided in the negative pressure suction unit 22.

以上詳述したように、本実施形態の粒子分取装置では、個々の粒子について、分取部への到達時間を算出し、各粒子の光学特性データだけでなく、分取部への到達時間も考慮して、粒子を回収するか否かを判断している。これにより、粒子の通流位置や通流状態にかかわらず、高純度又は高取得率で、粒子を分取することが可能となる。その結果、従来の粒子分取装置に比べて取得性能を向上させることができる。   As described above in detail, in the particle sorting apparatus according to the present embodiment, the arrival time to the sorting unit is calculated for each particle, and the arrival time to the sorting unit as well as the optical characteristic data of each particle is calculated. In addition, it is determined whether or not to collect particles. This makes it possible to separate particles with high purity or a high acquisition rate regardless of the flowing position or flowing state of particles. As a result, the acquisition performance can be improved as compared to the conventional particle sorting apparatus.

また、本実施形態の粒子分取装置は、個々の粒子について到達時間を算出しているため、環境温度変化や供給タンク残量などによる流量変化の影響を受けにくい。これにより、流量制御を高精度に行う必要がなくなるため、低価格の圧力制御デバイスを採用することができ、流路部品管理や組立精度管理を簡素化することが可能となり、製造コストを低減することができる。   Further, the particle sorting apparatus of the present embodiment calculates the arrival time for each particle, and therefore, is not easily affected by the flow rate change due to the environmental temperature change or the remaining amount of the supply tank. As a result, since it is not necessary to perform flow control with high accuracy, a low-cost pressure control device can be adopted, and it becomes possible to simplify flow path component management and assembly accuracy management, and reduce manufacturing costs. be able to.

<2.第1の実施の形態の変形例>
次に、本開示の第1の実施形態の変形例に係る粒子分取装置について説明する。本変形例の粒子分取装置では、回収するか否かを判断する際に、「純度」を優先するか、「取得率」を優先するかを、ユーザーが選択可能となっている。
<2. Modification of First Embodiment>
Next, a particle sorting device according to a modification of the first embodiment of the present disclosure will be described. In the particle sorting device of the present modification, the user can select whether to prioritize "purity" or "acquisition ratio" when determining whether or not to recover.

図3は本変形例の粒子分取装置の到達時間算出部8及び分取制御部9の回路構成を示すブロック図である。また、図4A及び図4Bはイベント検出回路での処理を示す図であり、図5A及び図5Bはゲーティング回路での距離を示す図である。「純度優先モード」又は「取得率優先モード」での分取は、例えば、図3に示す構成の回路で実現することができる。   FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration of the arrival time calculation unit 8 and the separation control unit 9 of the particle sorting device of the present modification. 4A and 4B are diagrams showing processing in the event detection circuit, and FIGS. 5A and 5B are diagrams showing distance in the gating circuit. The separation in the “purity priority mode” or the “acquisition ratio priority mode” can be realized, for example, by the circuit having the configuration shown in FIG.

[イベント検出回路]
イベント検出回路は、Ch1及びCh2の検出信号でトリガーをかけて各Chの波形を読み込み、図4Aに示す幅、高さ、面積を計算する。そして、励起光に由来する前方散乱光に関するCh1の検出データと、速度検出用光に由来する前方散乱光に関するCh2の検出データについては、波形中心の時間を計算し、検出時間とする。
[Event detection circuit]
The event detection circuit is triggered by the detection signals of Ch1 and Ch2, reads the waveform of each Ch, and calculates the width, height, and area shown in FIG. 4A. Then, for the detection data of Ch1 regarding the forward scattered light derived from the excitation light and the detection data of Ch2 regarding the forward scattered light derived from the light for speed detection, the time of the waveform center is calculated and used as the detection time.

そして、図4Bに示すように、イベント検出回路では、各粒子10について、時系列に取得されるCh1(励起光に由来する前方散乱光)及びCh2(速度検出用光に由来する前方散乱光)の検出信号を関連付け、各粒子の検出データ(イベント)をパケット化する。パケットは、以降の処理が進むにつれ更新される項目を含み、Flagは基本的に1/0で、各ロジックで判断する取得/非取得に対応する。なお、検出時間は、Ch1及びCh2のトリガー時間を使用することもできる。   Then, as shown in FIG. 4B, in the event detection circuit, Ch1 (forward scattered light derived from excitation light) and Ch2 (forward scattered light derived from speed detection light) acquired in time series for each particle 10 The detection signal of each particle is associated, and the detection data (event) of each particle is packetized. The packet includes an item updated as the subsequent processing proceeds, and Flag is basically 1/0, corresponding to acquisition / non-acquisition determined by each logic. The detection time can also use the trigger time of Ch1 and Ch2.

[到達時間計算回路]
到達時間計算回路は、Ch1及びCh2の検出時間(T1,T2)を使用して、上記数式1などから到達時間を算出し、それを、イベントパケットの”Sorting Time”とする。
Arrival time calculation circuit
The arrival time calculation circuit uses the detection times (T1, T2) of Ch1 and Ch2 to calculate the arrival time from the above equation 1 or the like, and uses it as the "Sorting Time" of the event packet.

[ゲーティング回路]
ゲーティング回路は、予め設定した閾値に基づいて、粒子10の「取得/非取得」を判断し、イベントパケットの”Gate Flag”を設定する。例えば、ゲーティング取得動作開始前に、制御用コンピュータ上のGUIなどで、図5Aに示すヒストグラムチャートや、図5Bに示す2Dチャートなどをプロットし、取得する粒子の集団(目的とする特性を持つ粒子集団)を例えば幾何形状などで括り、指定する。
[Gating circuit]
The gating circuit determines “acquisition / non-acquisition” of the particle 10 based on a preset threshold value, and sets “Gate Flag” of the event packet. For example, before starting the gating acquisition operation, the histogram chart shown in FIG. 5A or the 2D chart shown in FIG. Particle groups are specified by, for example, geometric shapes.

なお、「取得/非取得」を判断するパラメータ(閾値)は、各Chで取得された検出データの幅、高さ及び面積のいずれでもよく、これらを組み合わせてもよい。   The parameter (threshold value) for determining “acquisition / non-acquisition” may be any of the width, height, and area of the detection data acquired in each Ch, or may be a combination of these.

[出力待ち行列回路]
出力待ち行列回路は、各粒子10の検出データ(イベント)を、分取部到達時間(”Sorting Time”)に基づき、分取部到達順に並べ替える。その後、「純度優先」や「取得率優先」などのユーザーにより選択された分取モードに応じて、「取得/非取得」の判断を行う。そして、その結果に基づいて、”Sort Flag”を設定する。
[Output queue circuit]
The output queue circuit rearranges detection data (events) of each particle 10 in the order of arrival at the separation unit based on the arrival time of the separation unit (“Sorting Time”). Thereafter, in accordance with the sorting mode selected by the user, such as "purity priority" or "acquisition ratio priority", "acquisition / non-acquisition" determination is performed. Then, based on the result, "Sort Flag" is set.

粒子10が近接して通流している場合、一回の取得動作で前後の粒子10も巻き込み、複数の粒子10を分取部2に回収してしまう可能性がある。そして、「純度優先モード」と、「取得率優先モード」とでは、この粒子10が近接している場合の「取得/非取得」の判断方法が異なる。図6は取得優先モードの動作を示す図である。また、図7A及び図7Bは粒子が近接している場合の検出データを示す図である。更に、図8は純度優先モードの動作を示す図である。   When the particles 10 flow in close proximity, it is possible that the particles 10 before and after may also be involved in one acquisition operation, and the plurality of particles 10 may be collected in the separation unit 2. And, in the “purity priority mode” and the “acquisition rate priority mode”, the determination method of “acquisition / non-acquisition” when the particles 10 are close to each other is different. FIG. 6 is a diagram showing the operation in the acquisition priority mode. 7A and 7B are diagrams showing detection data in the case where particles are close to each other. Furthermore, FIG. 8 is a diagram showing the operation of the purity priority mode.

「取得率優先モード」は、捕獲粒子の純度が下がっても取得粒子数を多くするモードであり、図6に示すように、粒子10が近接して通流している場合でも、分取対象の粒子を回収する。これに対して、「純度優先モード」は、捕獲粒子の純度を高めるモードであり、取得粒子と非取得粒子が近接してきた場合、一緒に捕獲されてしまうことを防止するため、敢えてその取得粒子を「非取得」と判断する。   The “acquisition priority mode” is a mode in which the number of acquired particles is increased even if the purity of the captured particles decreases, and as shown in FIG. Collect the particles. On the other hand, the "purity priority mode" is a mode to increase the purity of capture particles, and when the acquisition particles and non-acquisition particles come close, they are dared to be captured to prevent them from being captured together. Is judged as "not acquired".

特に「純度優先モード」の場合、図8に示すように、後から検出された粒子10の検出データ(イベント)が、前の粒子10と近接している場合、前のイベントの「取得/非取得」も再度判断が必要となる。ここで、図7Aに示すΔT1は、設定値で、ひとつ後の粒子を巻き込む時間である(T1=Tn+ΔT1)。また、ΔT2も設定値で、ひとつ前の粒子を巻き込む時間である(T2=Tn+ΔT2)。   In particular, in the case of the "purity priority mode", as shown in FIG. 8, when the detection data (event) of the particle 10 detected later is close to the previous particle 10, "acquisition / non-generation of the previous event" is performed. "Acquisition" also needs to be judged again. Here, ΔT1 shown in FIG. 7A is a set value, which is a time for which the next particle is involved (T1 = Tn + ΔT1). Further, ΔT2 is also a set value, which is a time for which the immediately preceding particle is involved (T2 = Tn + ΔT2).

[出力タイミング生成回路]
出力タイミング生成回路は、出力待ち行列の最も先に取得するイベントの時刻(Sorting time)を読み出し、Clock Counter値と比較して、その時刻に出力タイミング信号を生成する。
[Output timing generation circuit]
The output timing generation circuit reads the time (Sorting time) of the event acquired first in the output queue, compares it with the Clock Counter value, and generates an output timing signal at that time.

[出力信号生成回路]
出力信号生成回路は、出力タイミング信号を検知し、分取部2のアクチュエーションデバイスを制御する波形信号を出力する。
[Output signal generation circuit]
The output signal generation circuit detects an output timing signal, and outputs a waveform signal that controls the actuation device of the separation unit 2.

本変形例の粒子分取装置は、回収するか否かを判断する際に、「純度」を優先するか、「取得率」を優先するかを、ユーザーが選択可能となっているため、目的に応じた分取が可能となる。なお、本変形例における上記以外の構成及び効果は、前述した第1の実施形態と同様である。   In the particle sorting apparatus of this modification, the user can select whether to prioritize "purity" or "acquisition ratio" when determining whether or not to collect the particles, so that the purpose is It will be possible to carry out the sorting according to the The remaining configuration and effects of the present modification are similar to those of the aforementioned first embodiment.

また、本開示は、以下のような構成をとることもできる。
(1)
流路を通流する粒子に励起光を照射する励起光照射部と、
前記粒子に前記励起光とは異なる位置で速度検出用光を照射する速度検出用光照射部と、
前記粒子から発せられた光を検出する光検出部と、
前記励起光に由来する光と前記速度検出用光に由来する光の検出時間差から、各粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間を個別に算出する到達時間算出部と、
前記粒子の分取を制御する分取制御部と、を有し、
前記流路及び前記分取部はマイクロチップ内に設けられており、
前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記到達時間算出部で算出された到達時間に基づいて、前記粒子を回収するか否かを判断する粒子分取装置。
(2)
前記分取制御部は、前後の粒子の到達時間差を算出し、該到達時間差が閾値以下の粒子は、非回収と判断する(2)に記載の粒子分取装置。
(3)
前記速度検出用光は前記励起光と波長が異なる(1)又は(2)に記載の粒子分取装置。
(4)
前記到達時間算出部は、前記励起光に由来する散乱光と前記速度検出用光に由来する散乱光の検出時間差から各粒子の到達時間を算出する(3)に記載の粒子分取装置。
(5)
前記励起光照射部は、異なる波長の光を出射する2以上の光源を備える(1)〜(4)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(6)
前記分取部は、前記流路に連通する負圧吸引部を有する(1)〜(5)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(7)
前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記到達時間算出部で算出された到達時間に基づいて、前記負圧吸引部の動作を制御する(6)に記載の粒子分取装置。
(8)
前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記到達時間算出部で算出された到達時間に基づいて、前記分取部に前記粒子を回収するタイミングを制御する(1)〜(7)のいずれかに記載の粒子分取装置。
(9)
マイクロチップ内に設けられた流路を通流する粒子に励起光を照射する励起光照射工程と、
前記粒子に前記励起光とは異なる位置で速度検出用光を照射する速度検出用光照射工程と、
前記粒子から発せられた光を検出する光検出工程と、
前記励起光に由来する光と前記速度検出用光に由来する光の検出時間差から、前記マイクロチップ内に設けられ前記流路に連通する分取部に、各粒子が到達する時間を、個別に算出する到達時間算出工程と、
前記光検出工程で検出した各粒子のデータと、前記到達時間算出工程で算出した到達時間に基づいて、前記粒子を回収するか否かを判断する分取制御工程と、
を有する粒子分取方法。
(10)
前記分取制御工程は、前後の粒子の到達時間差を算出し、該到達時間差が閾値以下の粒子は、非回収と判断する(9)に記載の粒子分取方法。
(11)
前記速度検出用光として前記励起光とは波長が異なる光を用いる(9)又は(10)に記載の粒子分取方法。
(12)
前記到達時間算出工程は、前記励起光に由来する散乱光と前記速度検出用光に由来する散乱光の検出時間差から各粒子の到達時間を算出する(11)に記載の粒子分取方法。
(13)
前記励起光照射工程は、2以上の光源からそれぞれ異なる波長の光を出射する(9)〜(12)のいずれかに記載の粒子分取方法。
(14)
前記分取部は前記流路に連通する負圧吸引部を有し、
前記分取制御工程は、前記光検出工程で検出した各粒子のデータと、前記到達時間算出工程で算出した到達時間に基づいて、前記負圧吸引部の動作を制御する(9)〜(13)のいずれかに記載の粒子分取方法。
(15)
前記分取制御工程は、前記光検出工程で検出した各粒子のデータと、前記到達時間算出工程で算出した到達時間に基づいて、前記分取部に前記粒子を回収するタイミングを制御する(9)〜(14)のいずれかに記載の粒子分取方法。
Further, the present disclosure can also be configured as follows.
(1)
An excitation light irradiation unit that irradiates excitation light to particles flowing through the flow path;
A speed detection light irradiator for irradiating the particle with speed detection light at a position different from the excitation light;
A light detection unit that detects light emitted from the particles;
An arrival time calculation unit that individually calculates the time for each particle to reach the separation unit communicating with the flow path from the detection time difference between the light derived from the excitation light and the light derived from the speed detection light;
A separation control unit that controls the separation of the particles;
The flow path and the separation unit are provided in a microchip,
The separation control unit determines whether to collect the particles based on the data of each particle detected by the light detection unit and the arrival time calculated by the arrival time calculation unit. apparatus.
(2)
The particle sorting device according to (2), wherein the fractionating control unit calculates an arrival time difference between front and back particles, and determines that particles having the arrival time difference less than or equal to a threshold are not collected.
(3)
The particle sorting apparatus according to (1) or (2), wherein the light for velocity detection has a wavelength different from that of the excitation light.
(4)
The particle sorting apparatus according to (3), wherein the arrival time calculation unit calculates the arrival time of each particle from a detection time difference between scattered light derived from the excitation light and scattered light derived from the speed detection light.
(5)
The particle separation apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the excitation light irradiation unit includes two or more light sources that emit light of different wavelengths.
(6)
The particle sorting apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the sorting unit has a negative pressure suction unit in communication with the flow path.
(7)
The separation control unit controls the operation of the negative pressure suction unit based on the data of each particle detected by the light detection unit and the arrival time calculated by the arrival time calculation unit (6). Particle separation device as described.
(8)
The separation control unit controls timing of collecting the particles in the separation unit based on data of each particle detected by the light detection unit and the arrival time calculated by the arrival time calculation unit. The particle | grain separation apparatus in any one of (1)-(7).
(9)
An excitation light irradiation step of irradiating excitation light to particles flowing through a flow path provided in the microchip;
A speed detection light irradiation step of irradiating the particles with speed detection light at a position different from the excitation light;
A light detection step of detecting light emitted from the particles;
From the difference in detection time between the light derived from the excitation light and the light derived from the speed detection light, the time for each particle to reach the separation section provided in the microchip and communicated with the flow path is individually determined. Attainment time calculation process to calculate
A separation control step of determining whether to collect the particles based on data of each particle detected in the light detection step and the arrival time calculated in the arrival time calculation step;
Method of particle separation having.
(10)
The method for separating particles according to (9), wherein the separation control step calculates an arrival time difference between front and back particles, and determines that the arrival time difference is less than or equal to a threshold value as non-recovery.
(11)
The particle sorting method according to (9) or (10), wherein light having a wavelength different from that of the excitation light is used as the speed detection light.
(12)
The arrival time calculation step calculates the arrival time of each particle from the detection time difference between the scattered light derived from the excitation light and the scattered light derived from the speed detection light (11).
(13)
The said excitation light irradiation process radiate | emits the light of a respectively different wavelength from 2 or more light sources, The particle | grain separation method in any one of (9)-(12).
(14)
The sorting unit has a negative pressure suction unit in communication with the flow path,
The fractionating control step controls the operation of the negative pressure suction unit based on the data of each particle detected in the light detection step and the arrival time calculated in the arrival time calculation step (9) to (13) The particle sorting method according to any one of the above.
(15)
The separation control step controls the timing of collecting the particles in the separation part based on the data of each particle detected in the light detection step and the arrival time calculated in the arrival time calculation step (9 The particle | grain separation method in any one of-).

1 流路
2 分取部
3 励起光照射部
4 速度検出用光照射部
5、6 対物レンズ
7 光検出部
8 到達時間算出部
9 分取制御部
10 粒子
21 吸引流路
22 負圧吸引部
31、41 光源
32、42 光学系
33、43、72a〜72d ミラー
71 0次光除去部材
73a〜73d 光検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 flow path 2 separation part 3 excitation light irradiation part 4 light irradiation part 5 for speed detection 5 6 objective lens 7 light detection part 8 arrival time calculation part 9 separation control part 10 particle 21 suction flow path 22 negative pressure suction part 31 , 41 light source 32, 42 optical system 33, 43, 72a to 72d mirror 71 0th order light removing member 73a to 73d photodetector

Claims (16)

流路を通流する粒子に第一照射光を照射する第一光照射部と、
前記粒子に前記第一照射光とは異なる位置で第二照射光を照射する第二光照射部と、
前記粒子から発せられた光を検出する光検出部と、
前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、前後の粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間差を算出し、分取モードと前記算出された前後の粒子の到達時間差に基づいて、前記粒子の分取を制御する分取制御部と、
を少なくとも有し、
前記流路及び前記分取部は、マイクロチップ内に設けられ
前記分取部は、前記流路に連通する負圧吸引部を有する、粒子分取装置。
A first light irradiation unit that irradiates the first irradiation light to particles flowing through the flow path;
A second light irradiator for irradiating the particles with a second irradiation light at a position different from the first irradiation light;
A light detection unit that detects light emitted from the particles;
From the detection time difference between the light derived from the first irradiation light and the light derived from the second irradiation light, the time difference for the particles before and after to reach the separation part communicating with the flow path is calculated, and the separation mode and A separation control unit that controls the separation of the particles based on the calculated arrival time difference between before and after the particles;
Have at least
The flow path and the separation unit are provided in a microchip ,
The particle sorting apparatus , wherein the sorting unit has a negative pressure suction unit in communication with the flow path .
前記第二照射光は、前記第一照射光と波長が異なる、請求項1に記載の粒子分取装置。   The particle sorting device according to claim 1, wherein the second irradiation light is different in wavelength from the first irradiation light. 前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、各粒子が前記分取部に到達する時間を個別に算出する算出部、
を更に有する、請求項1又は2に記載の粒子分取装置。
A calculation unit that individually calculates the time for each particle to reach the separation unit from the detection time difference between the light derived from the first irradiation light and the light derived from the second irradiation light,
The particle sorting apparatus according to claim 1, further comprising
前記算出部は、前記時間より、前後の粒子が前記分取部に到達する時間差を算出する、請求項3に記載の粒子分取装置。   The particle sorting device according to claim 3, wherein the calculation unit calculates a time difference in which particles before and after reach the sorting unit from the time. 前記粒子は、生体関連粒子である、請求項1から4のいずれか一項に記載の粒子分取装置。   The particle sorting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the particles are biorelevant particles. 前記粒子を含むサンプル液が導入されるサンプル液導入流路と、
シース液が導入される1対のシース液導入流路と、
を更に有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の粒子分取装置。
A sample liquid introduction channel into which a sample liquid containing the particles is introduced;
A pair of sheath fluid introduction channels into which the sheath fluid is introduced;
The particle sorting device according to any one of claims 1 to 5, further comprising
前記第一光照射部は、2以上の光源を備える、請求項1から6のいずれか一項に記載の粒子分取装置。   The particle sorting apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first light irradiation unit includes two or more light sources. 前記2以上の光源は、それぞれ異なる波長の光を出射する、請求項7に記載の粒子分取装置。   The particle sorting device according to claim 7, wherein the two or more light sources emit light of different wavelengths. 前記光検出部は、PMT(Photo Multiplier Tube)、CCD、及びCMOS素子からなる群より選ばれるいずれか1以上のエリア撮像素子から構成される、請求項1から8のいずれか一項に記載の粒子分取装置。   The light detection unit according to any one of claims 1 to 8, wherein the light detection unit includes one or more area imaging devices selected from the group consisting of a photo multiplier tube (PMT), a CCD, and a CMOS device. Particle separation device. 前記光検出部では、前方散乱光、側方散乱光、レイリー散乱光、及びミー散乱光からなる群より選ばれるいずれか1以上の光を検出する、請求項1から9のいずれか一項に記載の粒子分取装置。   10. The light detection unit according to any one of claims 1 to 9, wherein any one or more lights selected from the group consisting of forward scattered light, side scattered light, Rayleigh scattered light, and Mie scattered light are detected. Particle separation device as described. 前記分取制御部は、ユーザーにより選択された分取モードに応じて、前記粒子を取得又は非取得と判断する、請求項1から10のいずれか一項に記載の粒子分取装置。   The particle sorting device according to any one of claims 1 to 10, wherein the sorting control unit determines that the particles are obtained or not obtained according to a sorting mode selected by a user. 前記分取制御部は、前記到達時間差が閾値以下の粒子は、非回収と判断する、請求項11に記載の粒子分取装置。   The particle sorting device according to claim 11, wherein the sorting control unit determines that particles having the arrival time difference equal to or less than a threshold are not collected. 前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記算出部で算出された前記時間に基づいて、前記負圧吸引部の動作を制御する請求項3又は4に記載の粒子分取装置。 The distribution control unit according to claim 3 or 4 , wherein the operation of the negative pressure suction unit is controlled based on data of each particle detected by the light detection unit and the time calculated by the calculation unit. Particle separation device as described. 前記分取制御部は、前記光検出部で検出された各粒子のデータと、前記算出部で算出された前記時間に基づいて、前記分取部に前記粒子を回収するタイミングを制御する、請求項3又は4に記載の粒子分取装置。   The separation control unit controls timing of collecting the particles in the separation unit based on data of each particle detected by the light detection unit and the time calculated by the calculation unit. The particle | grain separation apparatus of claim 3 or 4. 流路を通流する粒子に第一照射光を照射する第一光照射部と、前記粒子に前記第一照射光とは異なる位置で第二照射光を照射する第二光照射部と、前記粒子から発せられた光を検出する光検出部と、を少なくとも有する、微小粒子測定装置と、
前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、前後の粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間差を算出し、分取モードと前記算出された前後の粒子の到達時間差に基づいて、前記粒子の分取を制御する分取制御部、を少なくとも有する、制御装置と、
を少なくとも有し、
前記流路及び前記分取部は、マイクロチップ内に設けられ
前記分取部は、前記流路に連通する負圧吸引部を有する、粒子分析システム。
A first light irradiator for irradiating the particles flowing through the channel with the first irradiation light, a second light irradiator for irradiating the particles at a position different from the first irradiation light, and the second light irradiator; A microparticle measurement device having at least a light detection unit that detects light emitted from particles;
From the detection time difference between the light derived from the first irradiation light and the light derived from the second irradiation light, the time difference for the particles before and after to reach the separation part communicating with the flow path is calculated, and the separation mode and A control device having at least a separation control unit for controlling the separation of the particles based on the calculated arrival time difference between the front and back particles;
Have at least
The flow path and the separation unit are provided in a microchip ,
The particle analysis system , wherein the sorting unit has a negative pressure suction unit in communication with the flow path .
流路を通流する粒子に第一照射光を照射する第一光照射工程と、
前記粒子に前記第一照射光とは異なる位置で第二照射光を照射する第二光照射工程と、
前記粒子から発せられた光を検出する光検出工程と、
前記第一照射光に由来する光と前記第二照射光に由来する光の検出時間差から、前後の粒子が前記流路に連通する分取部に到達する時間差を算出し、分取モードと前記算出された前後の粒子の到達時間差に基づいて、前記粒子の分取を制御する分取制御工程と、
を少なくとも有し、
前記流路及び前記分取部は、マイクロチップ内に設けられ
前記分取部は、前記流路に連通する負圧吸引部を有する、粒子分取方法。
A first light irradiation step of irradiating the particles flowing through the flow path with the first irradiation light;
A second light irradiation step of irradiating the particles with a second irradiation light at a position different from the first irradiation light;
A light detection step of detecting light emitted from the particles;
From the detection time difference between the light derived from the first irradiation light and the light derived from the second irradiation light, the time difference for the particles before and after to reach the separation part communicating with the flow path is calculated, and the separation mode and A separation control step of controlling the separation of the particles based on the calculated arrival time difference between before and after the particles;
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The flow path and the separation unit are provided in a microchip ,
The particle sorting method , wherein the sorting portion has a negative pressure suction portion in communication with the flow path .
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