JP6554100B2 - フローサイトメーターにおいて流体ストリームから液滴を分離及び／又は帯電させるタイミング及び／又は位相の調整 - Google Patents

フローサイトメーターにおいて流体ストリームから液滴を分離及び／又は帯電させるタイミング及び／又は位相の調整 Download PDF

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Description

フローサイトメーターは、流体ストリーム内の種々のタイプの粒子を分析し分別するための有用な装置である。これらの細胞及び粒子は、分析及び／又は分離のために収集される生物学的サンプル又は物理的サンプルとすることができる。サンプルは、フローサイトメーターを通して粒子を輸送するためにシース流体と混合される。粒子は、生物学的細胞、較正ビード、物理的サンプル粒子、又は他の関心粒子を含むことができ、それらは、本明細書ではまとめて「粒子（particles）」と呼ばれる。これらの粒子の分別及び分析は、研究者及び臨床医の両者に価値ある情報を提供することができる。さらに、分別される粒子は、種々の目的で使用されて、多種多様な所望の結果を達成することができる。
米国仮特許出願第６１／６５９，５２８号 米国特許出願第１３／９１８，１５６号
本発明の一実施形態は、フローサイトメーターにおいてシース流体の流体ストリームから液滴を分離するタイミング又は位相を調整する方法であって、
前記流体ストリームから前記液滴が分離されている間に、前記液滴を電荷パルス信号によって帯電させて、帯電した液滴のストリームを生成する工程と、
前記流体ストリームから前記液滴を分離する前記タイミング又は位相を調整する工程と、
複数のタイミング又は位相設定について前記帯電した液滴から電荷を収集する工程と、
前記タイミング又は位相設定について前記帯電した液滴から収集された前記電荷を測定して、複数の収集帯電液滴信号を生成する工程と、
最大の大きさを有する、前記複数の収集帯電液滴信号のうちの１つの収集帯電液滴信号を判定する工程と、
前記最大の大きさを有する前記収集帯電液滴信号に対応する、前記複数のタイミング又は位相設定のうちの１つのタイミング又は位相設定で前記フローサイトメーターを動作させる工程と、
を含む、方法を有することができる。
本発明の一実施形態は、フローサイトメーターにおいてシース流体の流体ストリームから形成される液滴を分離するタイミング又は位相を調整するシステムであって、
前記流体ストリームを形成するノズルと、
前記ノズルに接続される電荷パルス発生器であって、前記液滴が前記流体ストリームから分離するときに前記ノズルを通る前記流体ストリームを帯電させる電荷パルスを発生させて、帯電した液滴を生成する、電荷パルス発生器と、
前記帯電した液滴を受取り、前記帯電した液滴からの電荷を蓄積するように配設された電荷収集器と、
前記電荷収集器に接続された電位計であって、前記蓄積された電荷を検出し、蓄積電荷信号を発生する、電位計と、
前記蓄積電荷信号に応答して前記タイミング又は位相を調整するコントローラーと、
を備える、システムを更に含むことができる。
本発明の一実施形態は、フローサイトメーターにおいてシース流体の流体ストリームからの液滴を帯電させる電荷信号のタイミング又は位相を調整する方法であって、
前記流体ストリームから前記液滴が分離されている間に、前記液滴を電荷パルス信号によって帯電させて、帯電した液滴のストリームを生成する工程と、
前記電荷信号の前記タイミング又は位相を調整する工程と、
複数のタイミング又は位相設定について前記帯電した液滴から電荷を収集する工程と、
前記タイミング又は位相設定について前記帯電した液滴から収集される前記電荷を測定して、複数の収集帯電液滴信号を生成する工程と、
最大の大きさを有する、前記複数の収集帯電液滴信号のうちの１つの収集帯電液滴信号を判定する工程と、
前記最大の大きさを有する前記収集帯電液滴信号に対応する、前記複数のタイミング又は位相設定のうちの１つのタイミング又は位相設定で前記フローサイトメーターを動作させる工程と、
を含む、方法を更に有することができる。
本発明の一実施形態は、フローサイトメーターにおいてシース流体の流体ストリームから形成される液滴を帯電させる電荷パルス信号のタイミング又は位相を調整するシステムであって、
前記流体ストリームを形成するノズルと、
前記ノズルに接続される電荷パルス発生器であって、前記液滴が前記流体ストリームから分離するときに前記ノズルを通る前記流体ストリームを帯電させる電荷パルスを発生させて、帯電した液滴を生成する、電荷パルス発生器と、
前記帯電した液滴を受取り、前記帯電した液滴からの電荷を蓄積するように配設された電荷収集器と、
前記電荷収集器に接続された電位計であって、前記蓄積された電荷を検出し、蓄積電荷信号を発生する、電位計と、
前記蓄積電荷信号に応答して前記電荷パルス信号の前記タイミング又は位相を調整するコントローラーと、
を備える、システムを更に有することができる。
本発明の一実施形態は、フローサイトメーターにおいて流体ストリームから形成される液滴に印加される電荷信号の振幅を、流体ストリーム内で前記液滴上に実質的に均一な電荷を生成するように調整する方法であって、
前記液滴の複数の電荷シリーズ（charge series：電荷列）を発生させる工程と、
前記電荷シリーズのそれぞれについて、先行する液滴の電界によって影響を受けた前記液滴を、影響を受けた液滴として識別する工程と、
前記影響を受けた液滴を静電界内で分離する工程と、
前記影響を受けた液滴を導電性収集器内に収集する工程と、
前記複数の電荷シリーズの各電荷シリーズについて、前記影響を受けた液滴の前記導電性収集器内の蓄積電荷を検出して、蓄積電荷の大きさを取得する工程と、
前記影響を受けた液滴の前記蓄積電荷の大きさを使用して、前記複数の電荷シリーズの各電荷シリーズ内に存在する液滴について前記電荷信号の大きさを調整する工程と、
を含む、方法を更に有することができる。
本発明の一実施形態は、フローサイトメーターにおいて流体ストリームから形成される液滴に印加される電荷パルス信号の電荷振幅を、前記液滴上に実質的に均一な電荷を生成するように調整するシステムであって、
帯電した液滴を得るように、前記流体ストリームから分離する直前に、液滴を帯電させる電荷の大きさを有する前記電荷パルス信号を、制御信号に応答して発生させる電荷パルス発生器と、
前記帯電した液滴を収集し、或る電荷の大きさを有する電荷を蓄積する少なくとも１つの導電性収集器と、
前記少なくとも１つの導電性収集器に接続された電位計であって、前記電荷の大きさを検出し、電荷の大きさ信号を発生する、電位計と、
前記電荷の大きさ信号を受信し、前記制御信号を発生するプロセッサであって、前記制御信号は、先行する液滴の電界によって影響を受けた電荷を有する液滴、及び先行する液滴の電界によって影響を受けていない液滴を生成する、前記液滴の複数の電荷シリーズを生成し、該プロセッサは、該複数の電荷シリーズについて、前記影響を受けた液滴についての前記電荷の大きさ信号と前記影響を受けていない液滴についての前記電荷の大きさ信号とを比較して、前記制御信号の前記電荷の大きさを変更し、該制御信号は、前記フローサイトメーターの動作中に前記液滴を均一な大きさに帯電させる、プロセッサと、
を備える、システムを更に有することができる。
フローサイトメーター内の流体ストリームから液滴を分離するためのタイミング及び位相調整システムの一実施形態を示す概略ブロック図である。 図１に示す実施形態で使用される可能性がある電荷パルス回路の一実施形態の概略ブロック図である。 圧電式電圧発生器回路の一実施形態の概略ブロック図である。 圧電式電圧発生器回路の一実施形態の概略ブロック図である。 本発明の別の実施形態の等角図である。 本発明の種々の実施形態のコントローラーによって実施される種々のプロセスを示すワークフロー図である。 コントローラーの動作を示すフロー図である。 デファナー（defanner）の一実施形態の概略図である。 図７に示す帯電した液滴の電界の影響を示す概略図である。 図７に示す電荷パルス発生器が発生する電荷パルスの電荷の大きさを調整するためのフロー図である。 蓄積される較正電荷を発生するプロセスを示すフロー図である。
図１は、フローサイトメーター内の流体ストリームから液滴を分離するためのタイミング及び位相調整システム１００の一実施形態を示す概略ブロック図である。図１に示すように、サンプルリザーバー１０４は、導管１０６によってノズル１０２に接続される。サンプルリザーバー１０４は、図１に示すフローサイトメーターによって分離されるサンプル粒子を提供する。シースリザーバー１０８もまた、ノズル１０２に接続され、シース流体を導管１１０によってノズル１０２に供給する。シース流体の実質的に一定の圧力を維持するための種々のプロセスは、特許文献１に開示されており、この出願は、この出願が開示し教示している全てについて、引用することにより明確に本明細書の一部をなす。導管１１０によって供給されるシース流体は、ノズル１０２内でサンプル流体と結合され、ノズル１０２から出て下方に流れて、流体ストリーム１１４を形成する。ノズルは、圧電アクチュエーター１１２を含み、圧電アクチュエーター１１２は、流体ストリーム１１４内に振動を発生して、流体ストリーム１１４を液滴分離点１１６で液滴に分割させる。圧電アクチュエーター１１２は、図２に関してより詳細に開示される圧電式電圧発生器１５２に応答して動作する。
図１に示すフローサイトメーター等のフローサイトメーターが液滴を分離する方法は、正電圧及び負電圧に帯電した偏向プレート１２４、１２６によって液滴が偏向され得るように、液滴に電荷パルスを印加することによる。液滴が液滴分離点１１６で流体ストリーム１１４から分離された後でも分離される前でもなく、分離される間に、電荷パルス発生器１５０からの電荷パルスをストリーム１１４に印加することによって液滴が帯電する。こうして、流体ストリーム１１４は帯電し、液滴が流体ストリーム１１４から分離するときに、流体ストリーム１１４上の電荷が液滴ストリーム１２２内の液滴に伝達される。流体ストリーム１１４があまりにも早く帯電される場合、流体ストリーム１１４上の電荷は次第に消えることになり、液滴ストリーム１２２内の液滴は、わずかな電荷を有するだけであるか電荷を有しないことになる。電荷パルスが、あまりにも遅くに、すなわち、液滴が流体ストリーム１１４から分離した後に印加される場合、液滴は電荷を有しないことになる。その理由は、電荷が流体ストリーム１１４に印加されるとき、液滴がこのストリームに既につながっていないからである。
したがって、電荷パルスによって液滴ストリーム１２２内の液滴を適切に帯電させるため、電荷パルスは、液滴が流体ストリーム１１４から分離する前ではなく、分離する間に流体ストリーム１１４に印加されなければならない。圧電アクチュエーター１１２の強度及び周波数並びに電荷パルス発生器１５０が発生する電荷パルスのタイミングは、電荷パルスが適切な時間に流体ストリーム１１４に印加されるように調整することができる。圧電式電圧発生器１５２は、コントローラー１４６が発生する制御信号１５７に応答して動作する。
図１に同様に示すように、電荷パルス発生器１５０及び圧電式電圧発生器１５２はコントローラー１４６によって制御される。コントローラー１４６は、圧電式電圧発生器１５２の動作パラメーターを変動させて、圧電アクチュエーター１１２の強度及び周波数を変動させ、それにより、流体ストリームからの液滴の分離のタイミング及び位相を変化させる。さらに、液滴ストリーム１２２内の液滴が流体ストリーム１１４から分離する地点である液滴分離点１１６の場所もまた変化する場合がある。電荷パルス発生器１５０は、流体ストリーム１１４に印加される電荷パルス信号のタイミング及び／又は位相をコントローラー１４６が制御できるように、コントローラー１４６が発生する制御信号１５６によって制御される。こうして、コントローラー１４６は、液滴分離点１１６と電荷パルス発生器１５０からの電荷パルス信号のタイミングとの両方を調整することができるため、電荷パルス信号は、適切な時間に印加されて、液滴ストリーム１２２内の液滴上の電荷を最適化する。
図１に更に示すように、正及び負のＤＣ電荷が、図１に示すフローサイトメーターの動作中に偏向プレート１２４、１２６に印加される。偏向プレート１２４、１２６に印加される正及び負の電荷はＤＣ電界を生じ、このＤＣ電界は、液滴上の正又は負の電荷に応じて、液滴ストリーム１２２内の帯電した液滴が別個の偏向液滴ストリーム１２８、１３０になるように初期速度及び重力によって偏向し落下させる。帯電していない液滴は、非偏向液滴ストリーム１３２を形成し、非偏向液滴ストリーム１３２は廃棄物収集器１４０内に直接落下する。導電性メッシュ１３４が収集器１３８、１４０、１４２上に設置される。電荷を含む偏向液滴ストリーム１２８、１３０及び非偏向液滴ストリーム１３２からの液滴が導電性メッシュ１３４に衝当すると、液滴の電荷が導電性メッシュ１３４に伝達される。導電性メッシュは、消散する前に、所定の短時間にわたって液滴からの電荷を蓄積する。導電性メッシュ１３４は、ワイヤ１３６によって電位計１４４に接続され、電位計１４４は、導電性メッシュ１３４上の蓄積された電荷を検出する。電位計１４４は、所定の時間の間の導電性メッシュ１３４上の蓄積された電荷を示す、コントローラー１４６に送信される出力信号を発生する。電位計１４４の出力は、蓄積時間の間の導電性メッシュ１３４上の蓄積電荷の大きさを示す。こうして、コントローラー１４６は、所定の時間にわたって、導電性メッシュ１３４と交差する所定の数の液滴上の電荷の量を判定することができ、その電荷の量は、液滴が適切に帯電しているかどうかを示す。その後、コントローラー１４６は、電荷パルス発生器１５０のタイミング及び／又は位相及び／又は圧電式電圧発生器１５２の動作パラメーターを自動的に変更するようにプログラムすることができる。同時に、電荷パルスがノズル１０２に印加される瞬間にカメラ１１８がストリームの画像を取得できるように、コントローラーは、制御信号１７８を使用してストロボ１２０を調整することができ、ストリームの画像はディスプレイ１４８上に表示される。コントローラー１４６がプログラムされる方法は、図６に示すフロー図においてより完全に開示される。
図２は、電荷パルス発生器１５０の概略ブロック図である。図２に示すように、電荷パルス発生器１５０は、コントローラー１４６（図１）から制御信号１５６を受信する。制御信号１５６を受信すると、電荷パルス発生器１５０は、高電圧増幅器１６２に印加される電荷パルスを発生する。高電圧増幅器１６２は、高速な応答を提供し、ノズル１０２（図１）内に位置付けられる帯電電極１６４に印加される狭い帯電パルスを発生するように設計される。帯電パルスの立上り時間が、非常に急峻であり、かつ、パルスの継続時間が狭いため、帯電パルスは、図１に示すように、液滴が流体ストリーム１１４から分離する直前に、狭い時間枠内で印加されることができる。
図３Ａは、圧電式電圧発生器回路の概略ブロック図である。圧電式電圧発生器１５２は、コントローラー１４６から制御信号１５７を受信する。コントローラー１４６から制御信号１５７を受信すると、圧電式電圧発生器１５２は、反転演算増幅器１７０及び非反転演算増幅器１７２に印加される出力１５９を発生する。反転電圧１７４は圧電アクチュエーター１１２の一方の側に印加され、非反転電圧１７６は圧電アクチュエーター１１２の別の側に印加される。こうして、圧電アクチュエーターは、反転電圧１７４及び非反転電圧１７６の印加の周波数及び大きさに従って振動する。
図３Ｂは、ストロボ回路の概略図である。図３Ｂに示すように、制御信号１７８は、コントローラー１４６から電流ブースター回路１８０によって受信される。電流ブースター１８０は、コントローラー１４６からの制御信号１７８をブーストし、電流ブースト済み信号１８２をストロボ１２０に印加する。電流ブースター１８０から電流ブースト済み信号１８２を受信すると、ストロボ１２０は、液滴分離点１１６で流体ストリーム１１４を照明する光信号を放出する。
図４は、タイミング及び／又は位相調整装置４００の概略図である。図４に示すように、ノズル４０２は、サンプルリザーバー４０４及びシースリザーバー４０６に結合される。サンプルリザーバー４０４はサンプル粒子を提供し、一方、シースリザーバー４０６はシース流体を提供する。ノズル４０２は、サンプルリザーバー４０４からのサンプル粒子及びシースリザーバー４０６からのシース流体を含む流体ストリーム４０８を発生する。始動時及び他の時間中、ノズル４０２は、シースリザーバー４０６からのシース流体だけを用いて動作し、サンプルリザーバー４０４からのサンプル粒子を含まない場合がある。いずれの場合も、流体ストリームは、ノズル４０２の底部の針を通して生成される。流体ストリームは、下方向に液滴分離点４１０まで流れる。液滴分離点で、流体ストリーム４０８は個々の液滴に分離する。圧電アクチュエーター４５２は、流体ストリーム４０８内に振動を引起し、その振動により、次に、流体ストリームが液滴分離点４１０で液滴ストリーム４１２に分割される。圧電アクチュエーター４５２に関する信号の変動は、圧電アクチュエーター４５２の振動の変化を引起すことができ、その振動の変化は、次に、液滴分離点４１０の場所の変化を引起すことができる。さらに、シースリザーバー４０６からのシース流体の圧力の変化もまた、液滴分離点４１０の場所を変化させることができる。そのため、シースリザーバー４０６からのシース流体の圧力は、特許文献２に開示されているように、非常に正確な方法で維持されなければならず、この出願は、この出願が開示し教示している全てについて、引用することにより明確に本明細書の一部をなす。
図４に同様に示すように、ストロボ４２２は、流体ストリーム４０８に近接しかつ液滴分離点４１０に隣接して位置付けられる。カメラ４２４は、液滴分離点４１０において流体ストリーム４０８の画像を生成するように整列される。ストロボ４２２が閃光すると、画像信号４２６が生成され、コントローラー４３２に送信される。ストロボ４２２は、コントローラー４３２からの制御信号４５０によって動作する。ストロボのタイミングは、カメラ４２４が、液滴分離点４１０と液滴分離点４１０の上方及び下方にある他の点とで画像を捕捉することを可能にするため、ユーザーは、単にストロボ４２２のタイミングを調整することによって、液滴ストリーム４１２の液滴が流体ストリーム４０８から分離する直前、分離中、及び分離後の流体ストリーム４０８を観察することができる。液滴ストリーム４１２が生成されると、液滴ストリーム４１２は、被帯電プレート４１４と４１６との間を通過する。フローサイトメーターの動作中、ＤＣ電界が被帯電プレート４１４と４１６との間にセットアップされる。その後、液滴ストリーム４１２内の帯電した液滴は、電界内で偏向される。タイミング及び／又は位相調整装置４００の始動及び較正中に、被帯電プレート４１４、４１６に電荷は印加されず、液滴ストリーム４１２は、液滴ストリーム４１２内の液滴が帯電している場合があっても、図４の実施形態に示すように偏向なしで下方に落下する。液滴ストリーム４１２内の帯電した液滴は、下方に廃棄物ストリーム収集器４１８まで落下し、廃棄のために廃棄物チューブ４２０を通って外に出る。廃棄物ストリーム収集器４１８は、廃棄物ストリーム収集器４１８内の開口を少なくとも部分的に覆う導電性メッシュ４１９を有する。導電性メッシュは、２２ゲージ以下のワイヤ等の細い銅ワイヤから構築される、銅メッシュ等の薄いワイヤメッシュとすることができる。導体４２１が、導電性メッシュ４１９に導電的に接続される。帯電した液滴からの電荷は、更なる液滴が導電性メッシュと交差するにつれて導電性メッシュ上に蓄積される。電位計４２８は、導電性メッシュ４１９上の蓄積電荷を読取り、この蓄積電荷を示す、コントローラー４３２に印加される出力信号４３０を発生する。出力信号４３０は、導電性メッシュ４１９上に蓄積され電位計４２８によって検出された電荷の大きさを示す。
図４に同様に示すように、コントローラー４３２は、導電性メッシュ４１９から、蓄積電荷の大きさを示す信号４３０を読取り、蓄積電荷のその大きさを記録する。電荷パルス発生器４３８及び圧電式電圧発生器４４０もまたコントローラー４３２に接続される。コントローラー４３２は、電荷パルス発生器４３８に印加される制御信号４４２を発生する。応答して、電荷パルス発生器４３８は、ノズル４０２を通して流体ストリーム４０８に印加される一連の電荷パルス信号４４６を発生する。流体ストリーム４０８内のシース流体は導電性である。その理由は、溶解塩がシース流体内に存在する結果としてシース流体が自由イオンを含むからである。ここでも、液滴分離点４１０における流体ストリーム４０８からの液滴の分離の後ではなく、分離中に、流体ストリーム４０８に電荷パルス信号４４６を印加することが望ましい。こうして、流体ストリーム４０８に印加される電荷は、液滴ストリーム４１２内の液滴に伝達される。したがって、電荷パルス発生器４３８が発生する電荷パルス信号４４６のタイミング及び位相は、液滴が完全に帯電されるかどうかを決定する。ここでも、電荷パルス発生器４３８からの電荷パルスがあまりに早く印加される場合、流体ストリーム４０８上の電荷は、液滴が流体ストリーム４０８から離脱する前に著しく消散する場合がある。パルスがあまりに遅く印加される場合、液滴が流体ストリーム４０８に導電的に接続されていないため、液滴は電荷を有しないことになる。
図４に同様に示すように、画像信号４２６は、カメラ４２４によって発生され、コントローラー４３２に印加される。コントローラー４３２は、画像信号４３４を格納し、ディスプレイ４３６に送信する。こうして、システムのユーザーは、液滴が流体ストリーム４０８から離脱するときの液滴の画像を観察することができる。
図４に同様に示すように、圧電式電圧発生器４４０は、コントローラー４３２から制御信号４４４を受信する。制御信号４４４に応答して、圧電式電圧発生器４４０は、圧電アクチュエーター４５２に印加される圧電アクチュエーター信号４４８を発生する。圧電アクチュエーター信号４４８は、圧電アクチュエーター４５２の動作の大きさ及び周波数を制御する。圧電アクチュエーター４５２の振動の周波数及び大きさの変動は、圧電アクチュエーター信号４４８に応答して、滴下時間及び液滴分離点４１０の場所の変動をもたらす。こうして、液滴分離点４１０の場所並びに液滴を分離する位相は、コントローラー４３２からの圧電制御信号４４４を変動させることによって変動させることができる。
図５は、廃棄物ストリーム収集器５００の一実施形態の断面図である。廃棄物ストリーム収集器５００は、図４の実施形態において利用されて、液滴ストリーム５１６内の帯電した液滴から電荷を収集することができる。図４に関して上記で示したように被帯電プレート４１４、４１６は帯電していないため、液滴ストリーム５１６内の帯電した液滴は偏向しない。位相及び分離場所を較正し調整するプロセスは、始動シナリオ中に、又は、被帯電プレート４１４、４１６が帯電していないときに走行するサンプル間で行うことができる。システムは、シース流体の流体ストリームを単に走行させて、液滴ストリーム５１６を発生させることができる。液滴ストリーム５１６はまた、サンプルビードを含むことができ、サンプルビードは、サンプルをシミュレートして、液滴が適切に形成されることを保証する。この点に関して、液滴ストリーム５１６内の帯電した液滴は、廃棄物ストリーム収集器キャビティ５１０内に落ち、導電性メッシュ５０６に衝当する。収集チャンバー５０２、５０４は、液滴ストリーム５１６内の液滴が飛び散り収集チャンバー５０２、５０４に入るのを防止する廃棄物ストリーム収集器５００内の廃棄物ストリーム収集器キャビティ５１０を形成する。導電性メッシュ５０６は、廃棄物ストリーム収集器キャビティ５１０内の種々の位置に位置付けられて、帯電した液滴が導電性メッシュ５０６と交差することを保証することができる。例えば、導電性メッシュ５０６は、廃棄物ストリーム収集器５００内でより高い場所に配設されて、液滴ストリーム５１６内の帯電した液滴が、廃棄物ストリーム収集器キャビティ５１０の他の部分ではなく、導電性メッシュ５０６と最初に交差することを保証することができる。導電性メッシュ５０６は、金属プレート５０８上に取付けることができるため、液滴ストリーム５１６内の帯電した液滴が、導電性メッシュ５０６と衝当してばらばらになる場合、電荷を金属プレート５０８上で収集することができる。その場合、図５に示すように、ワイヤ５１２を導電性メッシュ５０６及び金属プレート５０８の両方に接続することができる。代替的に、金属プレート５０８は、プラスチック等の非導電性材料とすることができるため、電荷は、より大きな金属表面内に消散しない。その場合、ワイヤ５１２は、単に導電性メッシュ５０６に接続されることになる。その後、液滴ストリーム５１６からの帯電した液滴は、導電性メッシュ５０６上に電荷を堆積させ、廃棄物チューブ５１４を通して下に流れる。帯電した液滴を偏向するよう偏向プレートがアクティブ化されていないため、収集チャンバー５０２、５０４は、液滴ストリーム５１６内の帯電した液滴を全く収集しない。ワイヤ５１２を介して電位計が検出できる十分な電荷を導電性メッシュ５０６上に蓄積するために多数の帯電した液滴が必要とされる場合がある。セットアップ中に、タイミング及び／又は位相調整装置１００、４００は、第１のシリーズの設定について、指定された時間の間動作され、その後、設定が変更され、第２の等しい時間の間動作され得るため、これらの時間の間の変化を比較することができる。
図６は、本明細書で開示される実施形態１００、４００のコントローラー１５８、４３２の動作を示すフロー図である。ステップ６０２にて、プロセスが始動する。ステップ６０４にて、コントローラーは、電荷パルス発生器及び圧電式電圧発生器について初期設定を使用する。これらの設定は、使用された最後の設定とすることができるか、又は、装置の以前の設定の平均から導出される標準的設定とすることができる。代替的に、設定は、これらの装置の動作範囲の端にある場合があるため、装置は、全動作範囲又は狭い動作範囲にわたって増分される可能性がある。ステップ６０６にて、ストロボの動作は、電荷パルス発生器が発生する電荷パルスと同期される。ステップ６０８にて、データが、コントローラーによって電位計から読取られる。その点に関して、収集された電荷パルスの大きさが、電荷パルス発生器及び圧電式電圧発生器の初期設定について読取られ格納される。ステップ６１０にて、所望の設定範囲が試験されたかどうかが判定される。換言すれば、初期設定は、装置の動作範囲の一端にある場合があり、その場合、その設定は、圧電式電圧発生器及び／又は電荷パルス発生器の全設定範囲を試験するように変動されることができるため、全範囲について結果が取得できる。代替的に、試験パラメーターのより狭いセットが、タイミング及び位相の調整の最適設定を選択するために利用される可能性がある。所望の数の設定が較正プロシージャにおいて利用されなかった場合、プロセスはステップ６１２に進み、ステップ６１２にて設定が変更される。ステップ６１２にて、圧電式電圧発生器及び／又は電荷パルス発生器の動作パラメーターが増分される。その点に関して、圧電式電圧発生器は、位相を修正するため個々に調整される可能性がある。代替的に、電荷パルス発生器のタイミング及び位相は、ストリームが帯電する時間を修正するため個々に変更される可能性がある。さらに、圧電式電圧発生器及び電荷パルス発生器はともに、同時に調整されて、電荷パルスの位相とタイミングとの両方を調整することができる。所望の設定範囲が試験されたとステップ６１０にて判定される場合、プロセスはステップ６１４に進む。ステップ６１４にて、コントローラーは、電位計によって検出される最大電荷に基づいて圧電式電圧発生器及び／又は電荷パルス発生器についての最適設定を決定する。ステップ６１６にて、プロセスが終了する。
したがって、種々の実施形態は、帯電した液滴の収集された電荷に基づいて、流体ストリーム４０８から液滴を分離する最適なタイミング及び位相を取得する自動化方法を開示する。
図７は、デファナー７００の一実施形態の概略図である。デファナー７００は、電荷パルス発生器７２４が発生した電荷パルスの大きさを調整して、図８に関して以下で述べるように、今にもストリーム７０４から分離されようとしており、以前に分離済みの１つ又は複数の液滴７０８の電界からの誘起電荷を有する、液滴７０６等の液滴の電荷の変動を補償する。
図７に示すように、ノズル７０２は流体ストリーム７０４を生成する。流体ストリーム７０４は、液滴形成部７０７等の液滴形成部が流体ストリーム７０４内で生成されるように、図１に関して上記で開示したように圧電アクチュエーターによって振動し、その結果、流体ストリーム７０４から液滴が離脱する。液滴７０６がストリーム７０４から分離する直前に、電荷パルス発生器７２４が流体ストリーム７０４内で電荷を発生させるため、液滴が流体ストリーム７０４から分離するとき液滴が帯電する。液滴のそれぞれに関する電荷の量は、電荷パルス発生器７２４が発生する電荷パルスの大きさによって主に決定される。図７に示すように、正偏向プレート７１０及び負偏向プレート７１２は、帯電した液滴を左方向又は右方向に偏向させる。帯電した粒子に関する電荷の量並びに正偏向プレート７１０及び負偏向プレート７１２上の電圧は、液滴７０８の偏向量を制御する。
正偏向プレート７１０及び負偏向プレート７１２が発生する静電界を通過するとき液滴７０８のそれぞれの液滴が同じ量だけ偏向するように、液滴７０８のそれぞれの液滴上に均一な振幅の電荷を得ることが望ましい。本明細書で開示するデファニング（defanning）プロセスは、電荷パルス発生器７１０が発生する電荷パルスの大きさの変更が液滴７０８のそれぞれの液滴において均一な電荷を生成することを可能にする。
図７に同様に示すように、偏向された帯電液滴は、導電性収集チューブ７１４及び導電性収集チューブ７１６によって収集される。名目上帯電されていない粒子は、導電性メッシュ７２０を通過し、廃棄物ライン７１８内に廃棄される。液滴７０８のそれぞれの液滴上の均一な電荷は、偏向液滴ストリームが、或る程度小さな開口を有する場合がある導電性収集チューブ７１４及び導電性収集チューブ７１６に対して均等にセンタリングされることを保証する。こうして、偏向液滴は、導電性収集チューブ７１４、７１６を外れないか、部分的に外れないか、又は導電性収集チューブ７１４、７１６内に飛び散らない。
図７に更に示すように、導電性収集チューブ７１４、導電性メッシュ７２０、及び導電性収集チューブ７１６は全て電位計７２１に接続される。電位計７２１は、導電性収集チューブ７１４、７１６及び導電性メッシュ７２０のそれぞれの上の電荷を精密に測定することができる。電位計７２１は、非常に精密な測定装置であり、収集チューブ７１４、７１６及びワイヤメッシュ７２０のそれぞれの上の電荷を高精度で測定することができる。デファナー７００の較正中、これらの装置のそれぞれの上の電荷は、コントローラー／分析器７２２に送信され、コントローラー／分析器７２２は、電荷情報を分析し、種々のシリーズの電荷パルスについて較正情報を格納する。こうして、コントローラー／分析器７２２は、デファナー７００の動作中に、電荷パルス振幅を変更するよう電荷パルス発生器７２４を制御する制御信号を発生することができる。
図８は、帯電した液滴の電界の影響８００を示す概略図である。図８に示すように、液滴８０６は、流体ストリーム８０４から分離されて間もない。液滴８０６が流体ストリーム８０４から分離される直前に流体ストリーム８０４が電荷パルス発生器８２２からの電荷パルスによって正に帯電したため、液滴８０６は正電荷を有する。液滴８０６上の正電荷は、液滴８０６から外側に突出する電界８１６を生成する。通常、液滴８０６は、約５００ミクロンの流体ストリームからの最大分離に達する。液滴８０６上の正電荷は十分に大きく、また、液滴８０６と、流体ストリーム８０４につながる最後の形成中の液滴８０８との間の分離距離は、十分に小さいため、電界８１６は流体ストリーム８０４内のイオンに影響を及ぼす。もちろん、液滴８０６は、液滴８０６が流体ストリーム８０４から分離した直後に、流体ストリーム８０４及び形成中の液滴８０８に著しく近い。液滴８０６と形成中の液滴８０８との間の距離は、徐々に増加し、ついには、上記で示した５００ミクロンの最大分離に達する。もちろん、液滴８０６が流体ストリーム８０４に対して近ければ近いほど、流体ストリーム８０４内のイオンに対する電界８１６の影響は大きい。その理由は、電界８１６の強度が距離とともにほぼ２乗で減少するからである。液滴が完全な球として形成された場合、電界は１／ｒ２として減少することになる。ここで、ｒは電界の供給源からの距離である。しかし、液滴は、流体ストリーム８０４から分離した後、主液滴と結合する衛星液滴の存在を伴って形成されることが多い。衛星液滴は、それ自身の電荷量を運ぶことになる。同様に、主液滴及び衛星液滴はともに、それらの電荷によらず、他の主液滴及び衛星液滴から放射する電界に影響を及ぼすことになる。さらに、主液滴及び衛星液滴は完全な球でない。したがって、電界８１６の１／ｒ２の減少は非常に粗い近似である。
図８に示す流体ストリーム８０４は、正イオンと負イオンの両方を有する生理食塩水である。液滴８０６が正電荷を有するため、電界８１６は、形成中の液滴８０８において、また、低い程度に、形成中の液滴８１０、８１２、８１４において等、流体ストリーム８０４の下側部分において、正イオンを跳ね返し、負イオンを引寄せる。もちろん、電界８１６が距離とともに２乗で減少するため、形成中の液滴８０８における反発力及び吸引力は、最大であり、また、隣接する形成中の各液滴８１０、８１２、８１４において２乗で低下する。一例において、形成中の液滴８０８がストリーム８０４から分離するとき、形成中の液滴８０８が、正電荷又は負電荷で帯電するようスケジュールされるのではなく、中性のままである場合、形成中の液滴８０８は、わずかに負の電荷を有することになる。その理由は、液滴８０６が発生する電界８１６のために、流体ストリーム８０４内の負イオンが形成中の液滴８０８に移動し、流体ストリーム８０４内の正イオンが形成中の液滴８０８から離れるためである。同じことが、低い程度であるが、液滴８１０について当てはまる。その理由は、液滴８１０が流体ストリーム８０４から今にも分離しそうであるときに、正に帯電した液滴８０６が液滴８１０からより遠くにあるからである。換言すれば、液滴８１２が流体ストリーム８０４から今にも分離しそうであるときに、液滴８０６は液滴８１２から更に５００ミクロンの所にあることになる。したがって、形成中の液滴８１０が流体ストリーム８０４から今にも分離しそうであるときに、液滴８０６が発生する電界８１６は、形成中の液滴８１０に対して非常に少ない影響を及ぼす。その理由は、電界８１６が距離とともに２乗で低下するからである。
したがって、流体ストリーム８０４から分離した帯電した液滴は、流体ストリーム８０４から分離する直前に、流体ストリーム８０４から今にも分離しそうである形成中の液滴８０８等の形成中の液滴に対して影響を及ぼすとともに、形成中の他の液滴８１０、８１２、８１４に対して２乗で減少する影響を及ぼす可能性がある。
上記で示した例において、液滴８０６上の正電荷は、形成中の液滴８０８を、電界８１６が存在しなかった場合に形成中の液滴８０８がなるよりもわずかに大きな負にさせる。これは、形成中の液滴８０８が帯電するか否か（中性であるか否か）によらず、又は、形成中の液滴８０８が正に帯電する場合にも負に帯電する場合にも当てはまる。同じことが、形成中の液滴８０８に対する先行する液滴８１８の影響について当てはまる。先行する液滴８１８、８２０等の液滴８０６に先行する１つ又は複数の先行する液滴が正電荷を有する場合、液滴８１８、８２０からの電界８１７、８１９は、それぞれ、電界８１６に付加されて、液滴８０８、８１０、８１２、８１４に更に影響を及ぼすことになる。先行する液滴８１８、８２０が負電荷を有する場合、液滴８１８、８２０からの電界８１７、８１９は、それぞれ、正電界８１６から減算されることになる。したがって、分離済み液滴からの１つ又は複数の電界の影響は、新しく分離される各液滴上の電荷を変更することになる。したがって、液滴上の電荷の履歴は、発生される電荷パルス８２４の大きさを決定するときに重要である。
流体ビームから分離した液滴からの１つ又は複数の電界の影響を検出するため、図７の実施形態が使用されて、液滴ストリーム７０８内の意図的に帯電させた液滴と中性の液滴との両方の上の電荷を直接測定することができる。導電性収集チューブ７１４は、電位計７２１に接続され、負に帯電した液滴を収集する。対照的に、意図的に正に帯電された液滴ストリーム７０８内の液滴は、導電性収集チューブ７１６内に収集される。もちろん、偏向電界の方向が反転される場合、チューブ内に収集される電荷の極性もまた反転されることになる。意図的に帯電されなかった液滴ストリーム７０８内の液滴は、導電性メッシュ７２０によって収集される。個々の液滴上の個々の電荷を測定することが難しいため、液滴のシリーズからの電荷が、収集され、液滴の数にわたって平均化されて、個々の液滴上の電荷を判定することができる。正確なデータを取得するため、液滴は、同様の条件下で生成されなければならない。図８に示す例において、液滴８０６は、意図的に正に帯電した液滴とすることができ、一方、先行する液滴８１８、８２０は、中性の液滴である。形成中の液滴８０８を負に帯電することができる。多数の粒子にわたって平均化することができる電荷を電位計７２１が記録できるように、このシリーズが多数回繰返されて、多数の電荷を蓄積することができる。本例において、導電性収集チューブ７１４上の電荷は、形成中の液滴８０８等の複数の形成中の液滴からの負電荷の蓄積である。その後、総電荷が、液滴の総数によって除算されて、形成中の液滴８０８のそれぞれの液滴についての平均電荷を取得することができる。
上記で説明したように、形成中の液滴８０８は、電界８１６によって影響を受けたため、形成中の液滴８０８上の負電荷は、電界８１６からの誘起負電荷によって、形成中の液滴８０８が電荷パルス８２４から受ける電荷よりもわずかに大きな負になる。こうして、形成中の液滴８０８に対する電界８１６の影響を判定し、隔離することができる。この同じプロセスが使用されて、先行する液滴８１８が帯電している場合、形成中の液滴８０８に対する先行する液滴８１８からの電界８１７の影響を判定することができる。このシナリオにおいて、先行する液滴８１８は、正に帯電することができ、液滴８０６及び先行する液滴８２０は、名目上、中性である、すなわち、電荷パルス８２４によって帯電していない。その場合、電界８１６及び電界８１９は、１次的に存在しない。電界８１７は、その後、形成中の液滴８０８に対して何らかの影響を及ぼす場合がある。ここでも、先行する液滴８１８が正に帯電していると仮定すると、電界８１７は、負イオンが、流体ストリーム８０４の底部に向かって移動し、形成中の液滴８０８に入るようにさせることになり、一方、流体ストリーム８０４内の正イオンは、跳ね返され、形成中の液滴８０８から離れることになる。これにより、形成中の液滴８０８が、電界８１７の影響により、わずかにより大きく負に帯電することになる。形成中の液滴８０８は、その後、分離直前に電荷パルス８２４によって負に帯電することができるため、形成中の液滴８１０は、導電性収集チューブ７１４内に収集され、他の電界の影響から隔離されることができる。ここでも、液滴のシリーズは、こうして帯電することができ、導電性収集チューブ７１４上の導電性電荷の結果が平均されて、形成中の液滴８１０に対する液滴８０６からの電界８１６の影響を判定することができる。
電荷の種々の組合せが、所望に応じて利用されて、形成中の液滴８０８に対する液滴８０６及び先行する液滴８１８、８２０からの電界の影響を分析することができる。これらの電界の影響がコントローラー／分析器７２２によって判定されると、コントローラー／分析器７２２は、形成中の各液滴８０８について電荷パルス発生器７２４が発生する電荷パルスの振幅を調整することができるため、ストリーム８０４から分離された液滴８０６のそれぞれの液滴は、実質的に均一な電荷を有し、正偏向プレート７１０及び負偏向プレート７１２の静電界によって実質的に均一な量だけ偏向される。その後、種々の電荷シナリオ及び液滴７０８上に存在する場合がある電荷の組合せについて電荷パルスの振幅を調整するプロセスは、プロセッサ又は状態機械とすることができるコントローラー／分析器７２２によって決定することができる。
この較正プロセス及び分析は、システムの始動中等に定期的に使用することができるため、デファニングプロセスは、日ごとに変動する場合がある種々の処理動作について調整することができる。こうして、システムの非常に正確な較正を達成することができる。
図９は、図７に示す電荷パルス発生器７２４が発生する電荷パルスの電荷の大きさを調整するためのフロー図９００を示す。図９に示すように、プロセスは、第１の試験電荷シリーズ９０２を発生することによって開始する。例えば、試験電荷シリーズは、４つ目の液滴ごとに正に帯電した液滴を発生することを含むことができる。ステップ９０４にて、図９に示すように、試験電荷シリーズが、図８に示すようなフローサイトメーター内の液滴に印加される。ステップ９０６にて、導電性収集チューブ７１４、７１６及び導電性メッシュ７２０内の蓄積電荷が検出される。４つ目ごとの粒子が正に帯電される、上記で示した例において、わずかに負の電荷が、デファナー７００の導電性メッシュ７２０上に蓄積されることになる。導電性メッシュ７２０上のわずかに負の電荷は、電界８１６が、流体ストリーム８０４内の負イオンを流体ストリーム８０４の底部分に引寄せさせる結果であるため、形成中の液滴８０８が流体ストリーム８０４から分離すると、中性の形成中の液滴は、実際にはわずかに負になる。液滴８１８の電界８１７から形成中の液滴８０８上に及ぼされる影響はずっと少なく、液滴８２０の電界８１９によって形成中の液滴８０８上に及ぼされる影響は、無視できるか又は存在しない。
別の例において、液滴８０６である４つ目ごとの液滴は、正に帯電することができ、一方、５つ目ごとの液滴、すなわち形成中の液滴８０８は、流体ストリーム８０４から分離すると、負に帯電される。このシナリオにおいて、液滴８０６の電界８１６は、流体ストリーム８０４内で、正イオンを跳ね返し、負イオンを引寄せるため、形成中の液滴８０８は、流体ストリーム８０４から分離するとき、電界８１６の影響がない場合に形成中の液滴８０８が有することになる負電荷よりもわずかに大きな負である負電荷を有することになる。そして、この例において、４つ目ごとの液滴は正に帯電し、５つ目ごとの液滴は負に帯電する。残りの液滴は中性である。負に帯電した形成中の液滴８０８は、導電性収集チューブ７１４内に偏向され、中性液滴及び正に帯電した液滴８０６から隔離される。この同じ電荷シリーズを使用して導電性収集チューブ７１４内に複数の負に帯電した液滴を蓄積することによって、形成中の液滴８０８に対する液滴８０６からの電界８１６の影響は、導電性収集チューブ７１４によって収集される負の液滴の更なる負電荷を測定することによって測定され隔離されることができる。換言すれば、負に帯電した液滴は、導電性収集チューブ７１４内に隔離され、形成中の液滴８０８に対する電界８１６の影響が隔離される。この更なる負電荷が、液滴の数によって除算されて、それぞれの個々の負の液滴上の余分な電荷を判定することができる。こうして、液滴８０６からの電界８１６の影響は、この電荷シリーズを使用して隔離し測定することができる。
同様に、形成中の液滴８０８に対する電界８１７の影響は、異なる電荷シリーズを使用して測定することができる。例えば、液滴８１８は正に帯電されることができ、一方、液滴８０６は帯電されない（中性である）。形成中の液滴８０８は、分離直前に負に帯電することができる。こうして、形成中の液滴８０８は、他の液滴から分離され、導電性収集チューブ７１４内に収集されて、導電性収集チューブ７１４内の電荷を測定することによって電界８１７の影響を判定することができる。このプロセスは、形成中の液滴８０８に対する電界８１７の影響を隔離して、電荷パルス発生器８２２からの電荷パルス８２４の大きさの調整を決定する。液滴８０６と、はるかに低い程度に、先行する液滴８１８とは、流体ストリーム８０４内でのイオンの移動に効果的に影響を及ぼし得る電界を有することになる唯一の液滴である。先行する液滴８２０等の液滴は、電界を有するが、この電界は、形成中の液滴８０８の場所において非常に小さいため、流体ストリーム８０４内のイオンに測定できるほどに影響を及ぼさない。電界８１６及び電界８１７のそれぞれの隔離された影響は、液滴上で一貫性のある電荷を達成するために電荷パルス８２４が修正されなければならない量を確定することを可能にする。
図９のステップ９０８にて、更なる電荷シリーズがチェックされる必要があるかどうかが判定される。更なる電荷シリーズがチェックされる必要がある場合、更なる電荷シリーズがステップ９１０にて発生される。その後、プロセスは、ステップ９０４に戻り、新しい電荷シリーズがフローサイトメーター内の液滴に印加される。更なる電荷シリーズがチェックされる必要がない場合、プロセスはステップ９１２に進む。ステップ９１２にて、流体ストリームに対する帯電した液滴からの電界の影響が、導電性収集チューブ７１４、７１６及び導電性メッシュ７２０内の測定された蓄積電荷から判定される。このプロセスは、上記でより詳細に説明されており、１つ又は複数の電界の影響は、液滴に対するこれらの電界の影響を識別することによって隔離することができる。導電性収集チューブ７１４、７１６及び導電性メッシュ７２０内の測定された蓄積電荷は、較正試験電荷シリーズからの蓄積電荷と比較され、それは、図１０に関して以下でより詳細に説明される。その点に関して、電界によって影響を受けた液滴の測定された蓄積電荷は、蓄積された較正電荷と比較されて、先行する液滴からの電界によって影響を受けた液滴に影響を及ぼした電荷の大きさを判定する。図１０は、蓄積される較正電荷を発生する方法を開示する。

図９のステップ９１４にて、システムは、流体ストリームから分離される各液滴について存在する電荷シリーズを検出する。ステップ９１６にて、電荷パルス８２４の大きさが電荷シリーズに基づいて各液滴について確定される。例えば、液滴８０６が正電荷を有し、先行する液滴８１８が正電荷を有する場合、形成中の液滴８０８に対する電界８１６の影響が、先行する液滴８１８の電界８１７の影響に付加されて、形成中の液滴８０８に対する全体的な影響を確定する。先行する液滴８１８が負に帯電し、液滴８０６が正に帯電する場合、形成中の液滴８０８に対する先行する液滴８１８の電界８１７の影響は、正に帯電した液滴８０６の電界８１６の影響から減算される。こうして、液滴８０６及び先行する液滴８１８、８２０上の電荷の履歴に基づく各電荷シリーズ及び各電荷シリーズについての電界の影響が確定されて、電荷パルス８２４を作成することができ、電荷パルス８２４は、均一な電荷を有し、実質的に均一な量だけ偏向する液滴を生成するために修正される。
上述したように、決定ブロック９０８は、更なる電荷シリーズがチェックされる必要があるかどうかを判定する。これらの電荷シリーズのうちの１つの電荷シリーズは、図１０に開示されるプロセス１０００とすることができる。この点に関して、図９のステップ９１２にて、流体ストリームから分離する前に電界によって影響を受けた液滴の蓄積電荷と、電界によって実質的に影響を受けなかった液滴の蓄積電荷との比較が、ステップ９１２の説明に関して上記で述べた方法で行われる。
再び図１０を参照すると、蓄積される較正電荷を発生させるプロセスは、ステップ１００２における較正試験電荷シリーズの発生で始まる。図１０のステップ１００２における較正試験電荷シリーズは、図８に示す電荷パルス８２４等の電荷パルスによって、３つ目ごとの、４つ目ごとの、又は５つ目ごと等の液滴を帯電させることを含む場合がある。液滴８０６が正に帯電され、形成中の液滴８０８が負に帯電され、導電性収集チューブ７１４内に蓄積される上記で示した例において、較正電荷は、３つ目ごとの、４つ目ごとの、又は５つ目ごと等の液滴が負に帯電され、導電性収集チューブ７１４内に蓄積される電荷シリーズによって生成することができる。電荷較正シリーズ内の帯電した液滴が、３つ目の液滴であるか、４つ目の液滴であるか、５つ目の液滴であるか等は、先行する液滴のうちの任意の液滴の電界から、形成中の液滴８０８を所望に応じて隔離することに依存する。上記で示したように、電界８１９は、通常、流体ストリーム８０４内のイオンに対して測定できる影響を及ぼさない。しかし、先行する液滴の電界からの影響が全く存在しないことを保証するため、電荷シリーズ内の４つ目か、５つ目か、６つ目か等の液滴が帯電するように、より大きなアイソレーションが所望される場合がある。
図１０のステップ１００４にて、較正試験電荷シリーズが、その後、図８に示すフローサイトメーター内の液滴に印加される。ステップ１００６にて、導電性収集チューブ７１４、７１６のうちの少なくとも一方の電荷が測定されて、蓄積される較正電荷を提供する。この蓄積される較正電荷は、その後、ステップ１０１０にて確定され、較正プロセス中に走行される蓄積電荷と比較するために使用することができる。
本発明の上記の説明は、例証及び説明のために提示されたものである。本発明の上記の説明は、網羅的であるように意図されるものでもなければ、開示される厳密な形態に本発明を限定するように意図されるものでもなく、上記教示に照らして、他の変更及び変形が可能とすることができる。実施形態は、本発明の原理及びその実用的な用途を最もよく説明し、それにより、当業者が、想定される特定の使用に適した種々の実施形態及び種々の変更形態において本発明を最良に利用することを可能にするために、選択され述べられたものである。添付の特許請求の範囲は、従来技術によって制限される場合を除いて、本発明の他の代替の実施形態を含むとみなされることを意図するものである。

Claims (14)

  1. フローサイトメーターにおいてシース流体の流体ストリームからの液滴を帯電させる電荷パルス信号のタイミング又は位相を調整する方法であって、
    前記シース流体をノズルを通して流すことによって流体ストリームを形成する工程であって、前記流体ストリームは前記ノズルを出た後に複数の液滴に分離する工程；
    較正中に、前記ノズルに電荷パルス信号を印可する工程であって、前記電荷パルス信号が前記ノズルに電荷を印可させるときに、前記ストリームから分離する各液滴が帯電した液滴になり、前記電荷パルス信号が前記ノズルに電荷を印可させないときに、前記ストリームから分離する各液滴が帯電していない液滴として残る工程；
    前記較正中に、前記帯電した液滴と帯電していない液滴を電荷収集器中に受取る工程；
    前記較正中に、複数の時間のために、前記帯電した液滴からの電荷を前記電荷収集器を用いて収集する工程であって、前記電荷パルス信号のタイミング、位相、並びにタイミング及び位相からなる群より選択されるパラメーターが前記時間のそれぞれについて異なる工程；
    前記帯電した液滴から収集される前記電荷を、前記各時間のそれぞれの間に電位計を用いて測定して、複数の対応する収集された帯電液滴信号を生成する工程であって、各収集された帯電液滴信号が、前記電位計による測定値に基づく前記対応する各時間についての蓄積電荷を示す工程；
    最大の大きさを有する、前記複数の収集された各帯電液滴信号のうちの１つの収集された帯電液滴信号を判定する工程；及び
    前記最大の大きさを有する前記収集された帯電液滴信号に対応する前記時間についての電荷パルス信号タイミング、位相、又はタイミング及び位相に基づき、電荷パルス信号タイミング、位相、又はタイミング及び位相で前記フローサイトメーターを動作させる工程、
    を含む方法。
  2. 前記電荷収集器が、前記フローサイトメーター中の廃棄物ストリーム収集器内に配設された導電性メッシュを含む請求項１に記載の方法。
  3. 前記電荷収集器が、前記フローサイトメーター中の廃棄物ストリーム収集器及び前記フローサイトメーターの液滴収集器からなる群より選択される収集器の金属表面を含む請求項１に記載の方法。
  4. 各時間が同一の期間である請求項１に記載の方法。
  5. 前記電荷パルス信号タイミングのみが各時間に関して異なる請求項１に記載の方法。
  6. 前記電荷パルス信号位相のみが各時間に関して異なる請求項１に記載の方法。
  7. 前記電荷パルス信号タイミング及び位相のうち少なくとも一つが各時間に関して異なる請求項１に記載の方法。
  8. フローサイトメーターにおいてシース流体の流体ストリームから形成される液滴を帯電させる電荷パルス信号のタイミング又は位相を調整するシステムであって、
    前記流体ストリームを形成するように構成されたノズル；
    前記ノズルに接続され、前記流体ストリームが前記ノズルを通過する際に、前記流体ストリームに電荷を付与する電荷パルス信号を発生するように構成された電荷パルス発生器であって、前記電荷パルス発生器が電荷パルス信号を発生しているときにその後に前記流体ストリームから分離する各液滴が帯電した液滴になり、前記電荷パルス発生器が電荷パルス信号を発生していないときに、前記流体ストリームから分離する各液滴が帯電していない液滴として残る電荷パルス発生器；
    較正中に、前記帯電した液滴と帯電していない液滴の双方を受取るように配設され、前記帯電した液滴からの電荷を蓄積するように構成された電荷収集器；、
    前記電荷収集器に電気的に接続された電位計であって、前記電荷収集器により蓄積された電荷を検出し、収集帯電液滴信号を発生する電位計；
    コントローラーであって、
    前記較正中に前記フローサイトメーターを動作させて複数の異なる時間中に液滴を生成させ、
    タイミング、位相、並びにタイミング及び位相からなる群より選択される前記電荷パルス信号の一つ又は複数のパラメーターが前記各時間のそれぞれについて異なるように設定し、
    各時間について、かつ前記電位計から、その時間内に前記電荷収集器により蓄積された電荷を示す収集帯電液滴信号を得、
    前記複数の収集帯電液滴信号のうちの最大の大きさを有する収集帯電液滴信号を判定し、さらに、
    前記最大の大きさを有する前記収集された帯電液滴信号に対応する前記時間についてのタイミング、位相、又はタイミング及び位相に基づき、前記電荷パルス信号タイミング、位相、又はタイミング及び位相で前記フローサイトメーターを動作させるように構成されたコントローラーを含むシステム。
  9. 前記電荷収集器が、前記フローサイトメーターの廃棄物ストリーム収集器中に配設された導電性メッシュを含む請求項８に記載のシステム。
  10. 前記電荷収集器が、液滴収集器及び廃棄物ストリーム収集器からなる群より選択される収集器の金属表面を含む請求項８に記載のシステム。
  11. 前記コントローラーが、さらに、各時間を同一の期間にするように構成されている請求項８に記載のシステム。
  12. 前記コントローラーが、さらに、前記電荷パルス信号のタイミングのみを各時間に関して設定するよう構成されている請求項８に記載のシステム。
  13. 前記コントローラーが、さらに、前記電荷パルス信号の位相のみを各時間に関して設定するよう構成されている請求項８に記載のシステム。
  14. 前記コントローラーが、さらに、前記電荷パルス信号のタイミング及び位相のうち少なくとも一つを各時間に関して設定するよう構成されている請求項８に記載のシステム。
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