JP6863377B2

JP6863377B2 - 微小粒子測定装置及び微小粒子測定装置の洗浄方法

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Publication number: JP6863377B2
Application number: JP2018522327A
Authority: JP
Inventors: 啓嗣酒井; 正昭阿部; 月原　浩一; 浩一月原; 秋山　昭次; 昭次秋山; 長谷川　真一; 真一長谷川
Original assignee: Sony Corp; Sony Group Corp
Current assignee: Sony Corp; Sony Group Corp
Priority date: 2016-06-10
Filing date: 2017-03-07
Publication date: 2021-04-21
Anticipated expiration: 2037-03-07
Also published as: DE112017002897B4; JPWO2017212718A1; US11112345B2; WO2017212718A1; DE112017002897T5; US20200319081A1

Description

本技術は、微小粒子測定装置及び微小粒子測定装置の洗浄方法に関する。

近年、再生医療・細胞治療の研究が盛んに進められており、細胞を迅速に評価する手法としてフローサイトメーターのニーズが高まっている。フローサイトメーターは、解析の対象となる微小粒子を流体中に整列させた状態で流し込み、該微小粒子にレーザー光等を照射することにより、各微小粒子から発せられた蛍光や散乱光を検出することで微小粒子の解析、分取を行う分析手法であり、再生医療・細胞治療の研究において細胞を解析するツールとして使用されている。これらの研究では、細胞が汚染されるリスクを低減する必要があるため、無菌環境で処理可能なフローサイトメーターが求められている。

例えば、特許文献１には、蛍光標識試薬などで染色された細胞をフローセル内で一列に配列するための流路系と、細胞にレーザー光を照射して散乱光や蛍光を検出するための光学系と、フローセル外の空間に吐出された液滴の移動方向を制御するための分取系と、からなるフローサイトメーター（微小粒子測定装置）が開示されている。

特開２００７−４６９４７号公報

上述したような装置においては、液滴形成の際に発生するエアロゾル等の汚染物質が発生し、このエアロゾルが次のサンプルを汚染するというリスクがある。このような、サンプル間でのクロスコンタミネーションやサンプルの汚染等の問題は、特に、フローサイトメーターの分野では大きな障害となっている。

そこで、本技術では、コンタミネーションのリスクを低減可能な技術を提供することを主目的とする。

本技術では、まず、分析対象となる微小粒子に対して光を照射する光照射部と、前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する光検出部と、前記光検出部と接続され、前記光検出部で検出した光の検出値を解析する解析部と、を少なくとも有し、前記光検出部は、前記検出位置より移動可能である微小粒子測定装置を提供する。
本技術に係る微小粒子測定装置において、前記光検出部は、前方散乱光検出部であっても良い。
また、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記検出位置は、前記微小粒子を挟んで前記光照射部と対向する位置であり、前記微小粒子から生じる光を検出可能なよう予め設定された位置であっても良い。
更に、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記光検出部と接続し、所定の回転軸を定める回転軸部を更に有し、前記光検出部は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転可能であっても良い。この場合、前記光検出部は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転しながら上昇可能であっても良い。
加えて、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記光検出部は、前記検出位置に対して水平方向又は上下方向のうち少なくとも一方向へ移動可能であっても良い。
また、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記光照射部と前記解析部が格納された筐体を更に有し、前記光検出部は、前記筐体から完全分離可能であっても良い。
更に、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記解析部は、前記光検出部と電気的に接続されていても良い。
加えて、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記光検出部は、前記微小粒子から生じる光を受光する受光素子を有していても良い。この場合、前記光検出部は、前記光照射部と前記受光素子との間に配置され、前記微小粒子から生じる光を一部遮光する遮光部を有していても良い。
また、本技術に係る微小粒子測定装置において、前記光照射部と前記解析部が格納された筐体と、前記筐体に対して着脱可能なカバーと、を更に有し、前記光検出部は、前記カバーにより覆われることが可能であっても良い。

また、本技術では、分析対象となる微小粒子に対して光を照射する光照射部と、前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する光検出部と、前記光検出部と接続され、前記光検出部で検出した光の検出値を解析する解析部と、を少なくとも有し、前記光検出部は、前記検出位置より移動可能である微小粒子測定装置において、前記光検出部を、前記検出位置より移動させて、前記微小粒子測定装置を洗浄する微小粒子測定装置の洗浄方法も提供する。

本技術において、「微小粒子」には、細胞や微生物、リポソーム等の生体関連微小粒子、或いはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子等の合成粒子などが広く含まれるものとする。

生体関連微小粒子には、各種細胞を構成する染色体、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ（細胞小器官）などが含まれる。細胞には、動物細胞（例えば、血球系細胞など）及び植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌等の細菌類、タバコモザイクウイルス等のウイルス類、イースト菌等の菌類などが含まれる。更に、生体関連微小粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体等の生体関連高分子も包含され得る。また、工業用粒子は、例えば、有機又は無機高分子材料、金属等であっても良い。有機高分子材料には、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等が含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料等が含まれる。金属には、金コロイド、アルミ等が含まれる。これらの微小粒子の形状は、一般には球形であるのが普通であるが、本技術では、非球形であっても良く、また、その大きさ、質量等も特に限定されない。

本技術によれば、コンタミネーションのリスクを低減可能である。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であっても良い。

本技術に係る微小粒子測定装置１００の第１実施形態を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る微小粒子測定装置１００の第２実施形態を模式的に示す模式概念図である。光検出部１０４を移動させる際の様子の一例を示す模式図である。Ａは、本技術に係る微小粒子測定装置１００において、後述する微小粒子測定用チップＭに光照射部１０３から光が照射された際の様子を示す模式図であり、Ｂは、遮光部Ｓの形態の一例を示す模式図である。本技術に係る微小粒子測定装置１００の第３実施形態を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る微小粒子測定装置１００の第４実施形態を模式的に示す模式概念図である。Ａ及びＢは、本技術に係る微小粒子測定装置１００に使用可能な微小粒子測定用チップＭの構成の一例を示す模式図である。Ａ〜Ｃは、本技術に係る微小粒子測定装置１００に使用可能な微小粒子測定用チップＭのオリフィスＭ１の構成の一例を示す模式図である。シース液送液部１の実施形態の一例を示す模式図である。流体制御部１０２の実施形態の一例を示す模式図である。接続部材Ｃの実施形態の一例を示す模式図である。図１１で示した実施形態の接続部材Ｃの模式端面図である。

以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
１．微小粒子測定装置１００（第１実施形態及び第２実施形態）
（１）光照射部１０３
（２）光検出部１０４
（３）解析部１０５
２．微小粒子測定装置１００（第３実施形態及び第４実施形態）
（１）流路Ｐ
（１−１）微小粒子測定用チップＭ
（１−２）フローセルＰ
（２）サンプル送液部１０１
（３）流体制御部１０２
（４）接続部材Ｃ
（５）光照射部１０３
（６）光検出部１０４
（７）解析部１０５
（８）分取部１０６（荷電部１０６１を含む）
（９）記憶部１０７
（１０）表示部１０８
（１１）入力部１０９
（１２）制御部１１０
（１３）その他
３．微小粒子測定装置の洗浄方法

１．微小粒子測定装置１００
図１は、本技術に係る微小粒子測定装置１００の第１実施形態を模式的に示す模式概念図である。
本技術に係る微小粒子測定装置１００は、光照射部１０３と、光検出部１０４と、解析部１０５と、を少なくとも有するものである。また、必要に応じて、光照射部１０３と解析部１０５とを格納する筐体１０００を更に備えていても良い。

以下、各部について詳細に説明する。

（１）光照射部１０３
光照射部１０３では、分析対象となる微小粒子に対して光を照射する。光照射部１０３から照射される光の種類は特に限定されないが、粒子から蛍光や散乱光を確実に発生させるためには、光方向、波長、光強度が一定の光が好ましい。具体的には、例えば、レーザー、ＬＥＤ等を挙げることができる。レーザーを用いる場合、その種類も特に限定されないが、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム−ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、又は半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を１種又は２種以上自由に組み合わせて用いることができる。第１実施形態に示す微小粒子測定装置１００では筐体１０００内部に格納され配置される。一方で、筐体１０００に格納されない場合には、以下に説明する光検出部１０４と同様に所定の照射位置から移動可能に構成することもできる。

（２）光検出部１０４
光検出部１０４では、前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する。第１の実施形態に係る微小粒子測定装置１００では、光検出部１０４は、前記検出位置より移動可能であることを特徴とする。微小粒子が流れる周囲はエアロゾル等によるコンタミネーションのリスクが高く、この周囲に配置されている光検出部１０４や筐体１０００等はサンプル毎に洗浄を行うことが望まれ、光検出部１０４を前記検出位置より移動させることで、この洗浄操作が可能となり、オペレータの負担が軽減する。

また、エアロゾル等の汚染物質の除去もスムーズに行うことができることから、エアロゾルによるコンタミネーションのリスクや、オペレータへの感染・暴露等のバイオハザードのリスクも低減できる。

本技術において、光検出部１０４は、流路内を通流する微小粒子に光を照射し、該照射により前記微小粒子から発生される蛍光（ＦＬ）、前方散乱光（ＦＳＣ）及び後方散乱光（ＢＳＣ）等の光成分を検出する。これらの蛍光及び必要な散乱光成分は、微小粒子の光学的情報（特性）を得る上で重要な光成分である。図２は、蛍光、前方散乱光、後方散乱光を受光する検出部を別体とした微小粒子測定装置１００の第２の実施形態を模式的に示す概念図である。

前方散乱光検出部１０４１は、光源より出射された光（励起光）を照射された微小粒子から発生する前方散乱光を検出する。前方散乱光は、光源からの光の光軸に対して、一般的に、６°〜９°程度の角度で励起光を照射された微小粒子から散乱する光であり、主に微小粒子の大きさに関する情報が得られる。第２の実施形態における前方散乱光検出部１０４１は、図２に示すように、微小粒子を挟んで光照射部１０３と対抗する位置に配置することが望ましい。

また、第２の実施形態における蛍光検出部１０４２は蛍光が照射光の入射方向とは異なる方向にも放射されることから、本技術では、例えば、流路Ｐを基準に光照射部１０３と同じ側や９０度側面の側に、蛍光検出部１０４２を配置することも可能である。

更に、第２の実施形態における後方散乱光検出部１０４３は、後方散乱光が照射光の光軸に対して約１８０°方向に微小粒子から散乱する光であることから、光照射部１０３と同じ側に配置することが望ましい。後方散乱光は、微小粒子の内部構造に関する情報が得られる散乱光であり、同様の情報が得られる散乱光として側方散乱光がある。側方散乱光は照射光の光軸に対して約９０°方向に微小粒子から散乱する光であることから、微小粒子に対して光照射部１０３から直角の位置に配置されることが望ましい。

以上の通り、各光検出部は、微小粒子から生じる光を検出可能なよう予め設定された位置とすることができる。

第２の実施形態で示す微小粒子測定装置１００では、蛍光検出部１０４２、後方散乱光検出部１０４３は筐体１０００に格納されていることから、前方散乱光検出部１０４１が移動可能であることが好ましい。一方でこの形態には限定されず、筐体１０００がない場合には、全ての光検出部が移動可能であって良く、筐体１０００の配置によっては前方散乱光検出部１０４１以外の光検出部のみが移動可能であっても良い。

更に、本技術では、図３に示すように、光検出部１０４と接続し、所定の回転軸を定める回転軸部１０１１を更に有し、光検出部１０４は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転可能であるものとすることができる。これにより、オペレータが容易に光検出部１０４を移動させることができる。この場合の回転角度は特に限定されず、例えば、図３に示すように、９０°程度とすることができる。

この場合、光検出部１０４は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転しながら上昇可能であっても良い。これにより、移動される光検出部１０４が、光検出部１０４の真下の面と擦れることを防ぐことができ、オペレータは容易に光検出部１０４を移動させることができる。

また、本技術では、光検出部１０４は、上述した回転移動により移動可能であるのみならず、前記検出位置に対して水平方向又は上下方向のうち少なくとも一方向へ移動可能であっても良い。

また、本技術では、上述した少なくとも光照射部１０３と解析部１０５とを格納する筐体１０００に対して、光検出部１０４を完全分離可能とすることができる。これにより、筐体１０００の洗浄が容易となり、エアロゾル等によるコンタミネーションのリスクを低減できる。

更に、本技術では、上述した筐体１０００に対して着脱可能なカバーを有し、光検出部１０４は、前記カバーにより覆われることが可能であるものとすることができる。これにより、光検出部１０４に塵等のゴミなどが侵入することを防ぐことができる。

本技術では、光検出部１０４は、微小粒子からの光の検出ができれば、その種類は特に限定されず、公知の光検出器を自由に選択して採用することができる。例えば、蛍光測定器、散乱光測定器、透過光測定器、反射光測定器、回折光測定器、紫外分光測定器、赤外分光測定器、ラマン分光測定器、ＦＲＥＴ測定器、ＦＩＳＨ測定器、その他各種スペクトラム測定器、複数の光検出器をアレイ状に並べた、所謂、マルチチャンネル光検出器等を、１種又は２種以上自由に組み合わせて採用できる。

また、本技術では、光検出部１０４は、前記微小粒子から生じる光を受光する受光素子を有することが好ましい。受光素子としては、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子等のエリア撮像素子、ＰＭＴ、フォトダイオード等が挙げられる。

更に、本技術では、光検出部１０４を異なる検出波長域を有する複数の受光素子から構成することもできる。光検出部１０４を異なる検出波長域を有する複数の受光素子から構成することで、連続した波長域における光の強度を蛍光スペクトルとして計測することができる。具体的には、例えば、受光素子を一次元に配列したＰＭＴアレイ又はフォトダイオードアレイ、或いは、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の２次元受光素子等の独立した検出チャネルが複数並べられたものが挙げられる。

一方で、上述の移動式の光検出部１０４を採用した場合に、固定式の光検出部に比べると取付け位置の再現性の誤差が生じやすいことが分かった。例えば、固定式が２０μｍ程度の誤差で固定されるのに対して、移動式は取付時に１００μｍ程度の誤差が生じる可能性がある。この誤差が、結果として、測定誤差等に繋がる。

更に、一般的に使用される光ファイバーを持つ光検出部では、移動時のダメージを含めて信頼性の心配がある。更に、この光ファイバーは、例えば、φ２５０μｍのものを使った場合は、許容される誤差が５０μｍ程度となり、取付位置の再現性の低い移動式の光検出部では、この許容範囲を超えて問題となるケースが想定される。

また、光ファイバーとしてφ７５０μｍ程度の大口径のものを使えば、取付位置の再現性は確保できるが、その代わりに開口数（NA）の小さい光学系となり、焦点距離が長くなる関係から、装置自体が巨大化してしまう。

別の方法として、コリメータレンズと集光レンズの倍率を調整して設計することも可能ではあるが、これには高NAで単焦点のレンズが必要となり、装置全体としてはコストアップとなる。

そこで、本技術における光検出部１０４では、レンズ光学系を使用することなく、直接受光素子ＰＤへ照射する構成とすることが好ましい。例えば、図４で示した光検出部１０４は、受光素子ＰＤと更に遮光部Ｓを有し、遮光部Ｓは光照射部１０３と受光素子ＰＤとの間に配される。図４のＡでは、後述する微小粒子測定用チップＭに光照射部１０３から光が照射された際の様子を示す模式図であり、図４のＢは、遮光部Ｓの形態の一例を示す模式図である。

図４に示すように遮光部Ｓを介した散乱光を直接受光素子ＰＤへ照射する構成とすることで、ＰＤのサイズが、例えば、□１０ｍｍである場合は、そのずれ量自体は３００μｍ程度のずれが存在したとしても、問題ないレベルとすることができる。

これにより、取付位置の誤差に起因する測定誤差を低減でき、装置自体の巨大化も抑制することができる。また、高価な光学部品を大きく削減でき、装置自体のコストダウンを図ることもできる。

遮光部Ｓは、微小粒子から生じる光を遮ることができれば、その材質等は特に限定されない。また、遮光部Ｓの形態も特に限定されないが、例えば、図４のＢで示したような形態とすることができる。

（３）解析部１０５
解析部１０５では、光検出部１０４と接続され、光検出部１０４で検出した微小粒子に対する光の検出値を解析する。その他にも解析部１０５では、各種の情報処理、並びに、光照射部１０３、光検出部１０４等の制御が行われても良い。

本技術では、解析部１０５は、光検出部１０４と電気的に接続されているものとすることができる。これにより、光検出部１０４はより自由度を持って移動させることが可能となる。

解析部１０５では、例えば、光検出部１０４より受け取った光の検出値を補正し、各微小粒子の特徴量を算出することができる。具体的には、受光した蛍光、前方散乱光及び後方散乱光の検出値より微小粒子の大きさ、形態、内部構造等を示す特徴量を算出する。また、算出した特徴量と事前に入力部１０９より受け取った分取条件等に基づき分取判断を行い、分取制御信号を生成することもできる。

解析部１０５は、本技術に係る微小粒子測定装置１００では必須ではなく、光検出部１０４によって検出された光の検出値に基づいて、外部の解析装置等を用いて微小粒子の状態等を解析することも可能である。例えば、解析部１０５は、パーソナルコンピュータや、ＣＰＵにて実施しても良く、更に記録媒体（不揮発性メモリ（ＵＳＢメモリ等）、ＨＤＤ、ＣＤ等）等を備えるハードウェア資源にプログラムとして格納し、パーソナルコンピュータやＣＰＵによって機能させることも可能である。更に、解析部１０５は各部とネットワークを介して接続されていても良い。

２．微小粒子測定装置１００
図５は、本技術に係る微小粒子測定装置１００の第３実施形態を模式的に示す模式概念図であり、図６は、本技術に係る微小粒子測定装置１００の第４実施形態を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る微小粒子測定装置１００は、必要に応じて、流路Ｐ、サンプル送液部１０１、流体制御部１０２、分取部１０６、荷電部１０６１、記憶部１０７、表示部１０８、入力部１０９、制御部１１０等を備えていても良い。

図５中、サンプル送液部１０１からの送液が可能な送液チューブＣ１１、シース液送液部１からの送液が可能な送液チューブＣ２１、排液部３への排液が可能な排液チューブＣ４１は、必要に応じて適宜取り外しが可能であり、これらの部材を使い捨て（ディスポーザブル）としても良い。更に、後述する微小粒子測定用チップＭも、必要に応じて同様の取り扱いとすることができる。

以下、各部について詳細に説明する。

（１）流路Ｐ
流路Ｐは、本技術に係る微小粒子測定装置１００に予め備えていても良いが、市販の流路Ｐや流路Ｐが設けられた使い捨てのチップなどを、微小粒子測定装置１００に設置して解析又は分取を行うことも可能である。

本技術に係る微小粒子測定装置１００に用いることができる流路Ｐの形態は特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、図５の微小粒子測定装置１００に示すような２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板内に形成した流路Ｐに限らず、図６の微小粒子測定装置１００に示すように、従来のフローサイトメーターで用いられているようなフローセルからなる流路Ｐも、本技術に係る微小粒子測定装置１００に用いることができる。

また、流路Ｐの流路幅、流路深さ、流路断面形状も、層流を形成し得る形態であれば特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、流路幅１ｍｍ以下のマイクロ流路も、本技術に係る微小粒子測定装置１００に用いることが可能である。特に、流路幅１０μｍ以上１ｍｍ以下程度のマイクロ流路は、本技術に係る微小粒子測定装置１００により好適に用いることができる。

（１−１）微小粒子測定用チップＭ
図７は、図５の微小粒子測定装置１００に使用可能な微小粒子測定用チップＭの構成の一例を示す模式図であり、図８は、図５の微小粒子測定装置１００に使用可能な微小粒子測定用チップＭのオリフィスＭ１の構成の一例を示す模式図である。図７のＡは上面模式図、図７のＢはＡ中のＰ−Ｐ断面に対応する断面模式図を示す。また、図８のＡは上面図、図８のＢは断面図、図８のＣは正面図を示す。なお、図８のＢは、図７のＡ中のＰ−Ｐ断面に対応する。

微小粒子測定用チップＭは、サンプル流路Ｍ２が形成された基板層Ｍａ、Ｍｂが貼り合わされてなる。基板層Ｍａ、Ｍｂへのサンプル流路Ｍ２の形成は、金型を用いた熱可塑性樹脂の射出成形により行うことができる。熱可塑性樹脂には、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等の、微小粒子測定用チップの材料として従来公知のプラスチックを採用できる。

また、微小粒子測定用チップＭには、微小粒子を含むサンプルを導入するサンプル導入部Ｍ３と、シース液を導入するシース導入部Ｍ４、サンプル流が導入されシース液と合流するサンプル流路Ｍ２が形成される。シース導入部Ｍ４から導入されたシース液は、２方向に分かれて送液された後、サンプル導入部Ｍ３から導入されたサンプル液との合流部において、サンプル液を２方向から挟み込むようにしてサンプル液に合流する。これにより、合流部において、シース液層流の中央にサンプル液層流が位置された３次元層流が形成される。

図７のＡで示したＭ５は、サンプル流路Ｍ２に詰まりや気泡が生じた際に、サンプル流路Ｍ２内に負圧を加えて流れを一時的に逆流させて詰まりや気泡を解消するための吸引流路を示す。吸引流路Ｍ５の一端には、真空ポンプ等の負圧源に接続される吸引開口部Ｍ５１が形成されている。また、吸引流路Ｍ５の他端は、連通口Ｍ５２においてサンプル流路Ｍ２に接続している。

３次元層流は、送液方向に対する垂直断面の面積が送液方向上流から下流へ次第にあるいは段階的に小さくなるように形成された絞込部Ｍ６１（図７参照）、Ｍ６２（図８のＡ及びＢ参照）において層流幅を絞り込まれる。その後、３次元層流は、流路の一端に設けられたオリフィスＭ１から流体ストリームとなって排出される。

オリフィスＭ１から射出される流体ストリームは、以下に記述する振動素子１０６ａがオリフィスＭ１に振動を印可することにより液滴化される。オリフィスＭ１は基板層Ｍａ、Ｍｂの端面方向に開口しており、その開口位置と基板層端面との間には切欠部Ｍ１１が設けられている。切欠部Ｍ１１は、オリフィスＭ１の開口位置と基板端面との間の基板層Ｍａ、Ｍｂを、切欠部Ｍ１１の径Ｌ１がオリフィスＭ１の開口径Ｌ２よりも大きくなるように切り欠くことによって形成されている（図８のＣ参照）。切欠部Ｍ１１の径Ｌ１は、オリフィスＭ１から吐出される液滴の移動を阻害しないように、オリフィスＭ１の開口径Ｌ２よりも２倍以上大きく形成されていることが好ましい。

（１−２）フローセルＰ
フローセルＰは、サンプルを導入するサンプル導入部Ｐ３、シース液を導入するシース導入部Ｐ４、シース液とサンプルが合流しシース液層流の中央にサンプル液層流が位置された層流を構成する流路Ｐ２及びオリフィスＰ１とからなる。オリフィスＰ１からは流体ストリームが放出され、微小粒子測定装置が１００備える以下に記述する光照射部１０３及び光検出部１０４により微小粒子の特性検出が行われる。

（２）サンプル送液部１０１
サンプル送液部１０１は、サンプルを以下で説明するサンプル送液チューブ及びサンプル導入連結部Ｃ１を介して、サンプル導入部Ｍ３、Ｐ３へ送液する。例えば、サンプル送液部１０１は、サンプルを含む試験管又はウェルプレート等からノズルを介してサンプルを吸引・送液する、又は、サンプルを含む試験管等を格納可能な格納部に圧力をかけることでサンプルを送液することも可能である。

（３）流体制御部１０２
流体制御部１０２は、シース液導入部Ｍ４へシース液を導入するシース液送液部１を有する。図９は、シース液送液部１の実施形態の一例を示す模式図であり、シース液格納部１０を取り付け可能な支持部１１と密閉部１２とを含む。例えば、シース液格納部１０内のシース液は密閉部１２に対する圧力により、上述したシース液送液チューブ２及びシース液導入連結部Ｃ２を介して、シース液導入部Ｍ４へ送液する。

図１０は、流体制御部１０２の実施形態の一例を示す模式図であり、流体制御部１０２は、更に排液部３を備える。例えば、ポンプ機能等により上述した排液チューブ及び排液連結部Ｃ４を介して吸引開口部Ｍ５１からサンプル流路Ｍ２内の詰りや気泡等を回収する。また、排液部３は以下にて説明する分取部１０６において分取されなかった液滴やエアロゾル等を吸引するため、分取部１０６と接続することも可能である。

また、流体制御部１０２は、図１０に示すように、シース液送液部１と排液部３とを設置可能な設置台４を備えても良い。排液制御部は、設置台４に設けることも可能であるが、以下に記述する制御部１１０の１つとして設置台４以外の場所に設けることも可能である。

更に、流体制御部１０２は、微小粒子測定装置１００と別体に形成されても良いし、微小粒子測定装置１００の一部として形成されても良い。

（４）接続部材Ｃ
図１１は、図５の微小粒子測定装置１００において、微小粒子測定用チップＭとサンプル送液部１０１・流体制御部１０２との間を接続する接続部材Ｃの実施形態の一例を示す模式図である。この実施形態の接続部材Ｃは、サンプル導入部Ｍ３に連結するサンプル導入連結部Ｃ１と、シース液導入部Ｍ４に連結するシース液導入連結部Ｃ２と、液滴の少なくとも一部に対して電荷を付与する荷電用電極部Ｃ３と、吸引開口部Ｍ５１に連結する排液連結部Ｃ４を有し、サンプル導入連結部Ｃ１、シース液導入連結部Ｃ２及び排液連結部Ｃ４は、前記基板における各対応位置に連結するように位置決めされている。

微小粒子測定用チップＭ及び微小粒子測定装置１００に対して着脱自在な接続部材Ｃを用いることで、微小粒子測定用チップＭと接触する箇所が取り外し可能となり、コンタミネーションのリスクを低減できる。また、前述した微小粒子測定用チップＭや接続部材Ｃをサンプル毎に使い捨てにすることで、サンプルを変更する際に行われる洗浄操作の手間が省け、オペレータの負担を低減できる。

また、荷電用電極部Ｃ３は、シース液導入連結部Ｃ２と接触し、シース液を通じて前記液滴の少なくとも一部に対して電荷を付与するものとすることができる。荷電用電極部Ｃ３の構成は特に限定されないが、例えば、図１２に示すように、荷電部１０６１と接続する接続部Ｃ３１／Ｃ３２と、シース液導入連結部Ｃ２と接触する接触部Ｃ３３と、からなるものとすることができる。荷電部１０６１の詳細については、後述する（８）分取部１０６以下にて記載する。

また、接続部Ｃ３１／Ｃ３２及び接触部Ｃ３３は、金属からなるものとすることが好ましい。なお、これらの接続部Ｃ３１／Ｃ３２及び接触部Ｃ３３に用いられる金属も、サンプル毎に使い捨てとすることで、サンプルを変更する際に行われる洗浄操作の手間が省け、オペレータの負担を低減できる。

また、シース液導入連結部Ｃ２は、図１１及び１２に示すように、シース液送液部１からの送液が可能な送液チューブＣ２１、サンプル送液部１０１からの送液が可能な送液チューブＣ１１、排液部３に排液可能な排液チューブＣ４１を有していても良い。これらチューブも同様に微小粒子測定用チップＭ及び微小粒子測定装置１００に対して着脱可能に構成され、サンプル毎に使い捨てにすることが可能である。

（５）光照射部１０３
光照射部１０３は、前述したものに対応するので、ここでは説明を割愛する。

（６）光検出部１０４
光検出部１０４は、前述したものに対応するので、ここでは説明を割愛する。なお、図５及び図６では光検出部１０４を単体の光検出部として示したが、光検出部１０４は、複数の光検出部を含むことも可能である。

（７）解析部１０５
解析部１０５は、前述したものに対応するので、ここでは説明を割愛する。

（８）分取部１０６（荷電部１０６１を含む）
分取部１０６は、液滴を発生させる振動素子１０６ａ、荷電された液滴を所望の方向へ変更する偏向板１０６ｂ、液滴を収集する収集容器を少なくとも有する。荷電部１０６１は図５及び６上、別途定義したが、分取部１０６の一部であり、解析部１０５により生成された分取制御信号に基づき荷電を行う。

図５で示した微小粒子測定装置１００では、振動素子１０６ａは上述した通りオリフィスＭ１に振動を加えることにより液滴を生成する。荷電部１０６１は上述したシース液流導入連結部Ｃ２と連結する荷電用電極部Ｃ３と接続し、微小粒子測定用チップＭのオリフィスＭ１から吐出された液滴を解析部１０５により生成された分取制御信号に基づきプラス又はマイナスに荷電する。

一方で、図６で示した微小粒子測定装置１００では、振動素子１０６ａはオリフィスＭ１から吐出される流体ストリームに振動を加えることにより液滴を生成し、荷電部１０６１は解析部１０５により生成された分取制御信号に基づき液滴をプラス又はマイナスに荷電する。

そして、荷電された液滴は、電圧が印加された偏向板（対向電極）１０６ｂによって、その進路が所望の方向へ変更され、分取される。

なお、用いる振動素子１０６ａは特に限定されず、公知のものを自由に選択して用いることができる。一例としては、ピエゾ振動素子等を挙げることができる。また、流路Ｐへの送液量、吐出口の径、振動素子１０６ａの振動数等を調整することにより、液滴の大きさを調整し、微小粒子を一定量ずつ含む液滴を発生させることができる。

（９）記憶部１０７
記憶部１０７では、光検出部１０４で検出された値、解析部１０５にて算出された特徴量、分取制御信号、入力部１０９にて入力された分取条件等の測定に関わるあらゆる事項を記憶する。

微小粒子測定装置１００において、記憶部１０７は必須ではなく、外部の記憶装置を接続しても良い。記憶部１０７としては、例えば、ハードディスク等を用いることができる。更に、記憶部１０７は各部とネットワークを介して接続されていても良い。

（１０）表示部１０８
表示部１０８では、光検出部１０４で検出された値、解析部１０５にて算出された特徴量等の測定に関わるあらゆる事項を表示することができる。好ましくは、表示部１０８は、解析部１０５にて算出された各微小粒子に対する特徴量がスキャッタグラムとして表示することができる。

微小粒子測定装置１００において、表示部１０８は必須ではなく、外部の表示装置を接続しても良い。表示部１０８としては、例えば、ディスプレイ、プリンタ等を用いることができる。

（１１）入力部１０９
入力部１０９は、オペレータ等のユーザーが操作するための部位である。ユーザーは、入力部１０９を通じて、制御部１１０にアクセスし、本技術に係る微小粒子測定装置１００の各部を制御することができる。好ましくは、入力部１０９は、表示部に表示されたスキャッタグラムに対して注目領域を設定し、分取条件を決定することが可能である。

微小粒子測定装置１００において、入力部１０９は必須ではなく、外部の操作装置を接続しても良い。入力部１０９としては、例えば、マウス、キーボード等を用いることができる。

（１２）制御部１１０
制御部１１０は、サンプル送液部１０１、流体制御部１０２、光照射部１０３、光検出部１０４、解析部１０５、分取部１０６、荷電部１０６１、記憶部１０７、表示部１０８及び入力部１０９のそれぞれを制御可能に構成されている。制御部１１０は各部に対して別々に配置されても良く、更に微小粒子測定装置１００の外部に備えても良い。例えば、パーソナルコンピュータや、ＣＰＵにて実施しても良く、更に記録媒体（不揮発性メモリ（ＵＳＢメモリ等）、ＨＤＤ、ＣＤ等）等を備えるハードウェア資源にプログラムとして格納し、パーソナルコンピュータやＣＰＵによって機能させることも可能である。更に、制御部１１０は各部とネットワークを介して接続されていても良い。

（１３）その他
本技術に係る微小粒子測定装置１００は、バイオセーフティキャビネット内に格納可能である。バイオセーフティキャビネット内に格納することにより、ユーザーを含む周囲への飛散やサンプルの汚染を防止することが可能である。流体制御部１０２は、バイオセーフティキャビネット内に格納する必要はなく、バイオセーフティキャビネット壁面の開口部にて各チューブを介して微小粒子測定装置１００と接続可能である。

また、微小粒子測定装置１００の各部は、サンプルの汚染を防止するため、洗浄可能に構成されている。特に、サンプルと接触する可能性のあるサンプル送液部１０１、流路Ｐ及び分取部１０６を含む筐体１０００は洗浄可能に構成されていることが望ましい。

３．微小粒子測定装置の洗浄方法
本技術に係る微小粒子測定装置の洗浄方法では、分析対象となる微小粒子に対して光を照射する光照射部１０３と、前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する光検出部１０４と、光検出部１０４と接続され、光検出部１０４で検出した光の検出値を解析する解析部１０５と、を少なくとも有し、光検出部１０４は、前記検出位置より移動可能である微小粒子測定装置１００において、光検出部１０４を、前記検出位置より移動させて、微小粒子測定装置１００を洗浄する。微小粒子測定装置１００や、光照射部１０３、光検出部１０４及び解析部１０５については、前述したものに対応するので、ここでは説明を割愛する。

なお、本技術では、以下の構成を取ることもできる。
（１）
分析対象となる微小粒子に対して光を照射する光照射部と、
前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する光検出部と、
前記光検出部と接続され、前記光検出部で検出した光の検出値を解析する解析部と、
を少なくとも有し、
前記光検出部は、前記検出位置より移動可能である微小粒子測定装置。
（２）
前記光検出部は、前方散乱光検出部である、（１）に記載の微小粒子測定装置。
（３）
前記検出位置は、前記微小粒子を挟んで前記光照射部と対向する位置であり、前記微小粒子から生じる光を検出可能なよう予め設定された位置である、（１）又は（２）に記載の微小粒子測定装置。
（４）
前記光検出部と接続し、所定の回転軸を定める回転軸部を更に有し、
前記光検出部は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転可能である、（１）から（３）のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
（５）
前記光検出部は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転しながら上昇可能である、（４）に記載の微小粒子測定装置。
（６）
前記光検出部は、前記検出位置に対して水平方向又は上下方向のうち少なくとも一方向へ移動可能である、（１）から（５）のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
（７）
前記光照射部と前記解析部が格納された筐体を更に有し、
前記光検出部は、前記筐体から完全分離可能である、（１）から（６）のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
（８）
前記解析部は、前記光検出部と電気的に接続されている、（１）から（７）のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
（９）
前記光検出部は、前記微小粒子から生じる光を受光する受光素子を有する、（１）から（８）のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
（１０）
前記光検出部は、前記光照射部と前記受光素子との間に配置され、前記微小粒子から生じる光を一部遮光する遮光部を有する、（９）に記載の微小粒子測定装置。
（１１）
前記光照射部と前記解析部が格納された筐体と、
前記筐体に対して着脱可能なカバーと、を更に有し、
前記光検出部は、前記カバーにより覆われることが可能である、（１）から（１０）のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
（１２）
分析対象となる微小粒子に対して光を照射する光照射部と、前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する光検出部と、前記光検出部と接続され、前記光検出部で検出した光の検出値を解析する解析部と、を少なくとも有し、前記光検出部は、前記検出位置より移動可能である微小粒子測定装置において、
前記光検出部を、前記検出位置より移動させて、前記微小粒子測定装置を洗浄する微小粒子測定装置の洗浄方法。

１００：微小粒子測定装置
１０１：サンプル送液部
１０２：流体制御部
１０３：光照射部
１０４：光検出部
１０４１：前方散乱光検出部
１０４２：蛍光検出部
１０４３：後方散乱光検出部
１０５：解析部
１０６：分取部
１０６ａ：振動素子
１０６ｂ：偏向板
１０６１：荷電部
１０７：記憶部
１０８：表示部
１０９：入力部
１１０：制御部
１１１：光学フィルタ
１０００：筐体
１０１１：回転軸部
１：シース液送液部
１０：シース液格納部
１１：支持部
１２：密閉部
２：シース液送液チューブ
３：排液部
４：設置台
Ｐ：流路
Ｒ１：レーザー光線
Ｒ２：散乱光
ＢＳＣ：後方散乱光
ＦＬ：蛍光
ＦＳＣ：前方散乱光
Ｓ：遮光部
ＰＤ：受光素子
Ｍ：微小粒子測定用チップ
Ｍａ、Ｍｂ：基板層
Ｍ１：オリフィス
Ｍ１１：切欠部
Ｍ２：サンプル流路
Ｍ３：サンプル導入部
Ｍ４：シース導入部
Ｍ５：吸引流路
Ｍ５１：吸引開口部
Ｍ５２：連通口
Ｍ６１、Ｍ６２：絞込部
Ｍ７：ストレート部
Ｌ１：切欠部Ｍ１１の径
Ｌ２：オリフィスＭ１の開口径
Ｃ：接続部材
Ｃ１：サンプル導入連結部
Ｃ１１：サンプル送液部からの送液が可能な送液チューブ
Ｃ１１１：チューブ固定部
Ｃ２：シース液導入連結部
Ｃ２１：シース液送液部からの送液が可能な送液チューブ
Ｃ３：荷電用電極部
Ｃ３１、Ｃ３２：接続部
Ｃ３３：接触部
Ｃ４：排液連結部
Ｃ４１：排液部への排液が可能な排液チューブ

Claims

分析対象となる微小粒子に対して光を照射する光照射部と、
前記微小粒子から生じる光を所定の検出位置で検出する光検出部と、
前記光検出部と接続され、前記光検出部で検出した光の検出値を解析する解析部と、
を少なくとも有し、
前記光検出部は、前記検出位置より移動可能であり、
前記光検出部と接続し、所定の回転軸を定める回転軸部を更に有し、
前記光検出部は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転可能である、微小粒子測定装置。
前記光検出部は、前方散乱光検出部である、請求項１に記載の微小粒子測定装置。
前記検出位置は、前記微小粒子を挟んで前記光照射部と対向する位置であり、前記微小粒子から生じる光を検出可能なよう予め設定された位置である、請求項１又は２に記載の微小粒子測定装置。
前記光検出部は、前記検出位置に対して前記所定の軸を中心として回転しながら上昇可能である、請求項１から３のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
前記光検出部は、前記検出位置に対して水平方向又は上下方向のうち少なくとも一方向へ移動可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
前記光照射部と前記解析部が格納された筐体を更に有し、
前記光検出部は、前記筐体から完全分離可能である、請求項１から５のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
前記解析部は、前記光検出部と電気的に接続されている、請求項１から６のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
前記光検出部は、前記微小粒子から生じる光を受光する受光素子を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
前記光検出部は、前記光照射部と前記受光素子との間に配置され、前記微小粒子から生じる光を一部遮光する遮光部を有する、請求項８に記載の微小粒子測定装置。
前記光照射部と前記解析部が格納された筐体と、
前記筐体に対して着脱可能なカバーと、を更に有し、
前記光検出部は、前記カバーにより覆われることが可能である、請求項１から９のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。