JP6885052B2 - Particle counting device and particle counting method - Google Patents

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Description

本発明は、吐出させた液滴に含まれる粒子を計数する粒子計数装置及び粒子計数方法に関する。 The present invention relates to a particle counting device and a particle counting method for counting particles contained in ejected droplets.

近年、幹細胞技術の進展に伴い、複数の細胞をインクジェットにより吐出して組織体を形成する技術の開発が行われている。細胞を代表とする粒子状の物質を含む液滴を吐出する際に、吐出された液滴中の粒子状の物質の数がどの程度含まれているかを受光することが重要である。 In recent years, with the progress of stem cell technology, the development of a technique for forming a tissue by ejecting a plurality of cells by inkjet has been carried out. When ejecting a droplet containing a particulate matter typified by a cell, it is important to receive light on how many particulate matter is contained in the ejected droplet.

このような機能を備えた装置の一例として、液状体に含まれる粒状体の個数を受光する吐出装置を提案されている(例えば、特許文献1参照)。この吐出装置では、吐出装置のキャビティとノズルとの間に設けられた検出部を通過する液状体に含まれる粒子の個数を検出することができる。 As an example of an apparatus having such a function, a discharge apparatus that receives light on the number of granules contained in the liquid material has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In this discharge device, the number of particles contained in the liquid material passing through the detection unit provided between the cavity of the discharge device and the nozzle can be detected.

本発明は、吐出された液滴に含まれる粒子の計数精度を向上させることができる粒子計数装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a particle counting device capable of improving the counting accuracy of particles contained in the discharged droplets.

上記課題を解決するための手段としての本発明の粒子計数装置は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出手段と、前記液滴吐出手段から吐出された前記液滴に前記光を照射する光照射手段と、前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する2以上の受光手段と、2以上の前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数手段とを有する。 The particle counting device of the present invention as a means for solving the above problems includes a droplet ejection means for ejecting particles containing particles capable of emitting light when irradiated with light, and a droplet ejection means for ejecting the particles. Based on the light irradiation means for irradiating the droplets with the light, two or more light receiving means for receiving light emission from the particles irradiated with the light, and the light emission received by the two or more light receiving means. It has a particle counting means for counting the particles contained in the droplets.

本発明によると、吐出された液滴に含まれる粒子の計数精度を向上させることができる粒子計数装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a particle counting device capable of improving the counting accuracy of particles contained in the discharged droplets.

図1は、本発明の粒子計数装置の一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the particle counting device of the present invention. 図2は、図1に示した粒子計数装置における2つの受光手段の位置関係の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship between the two light receiving means in the particle counting device shown in FIG. 図3は、図2に示した位置関係とした2つの受光手段により得られる発光の画像の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of an image of light emission obtained by the two light receiving means having the positional relationship shown in FIG. 図4Aは、2つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。FIG. 4A is an explanatory diagram showing an example of a simulation image of the luminance value of the emission and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface when the two emissions overlap. 図4Bは、2つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の他の一例を示す説明図である。FIG. 4B is an explanatory diagram showing another example of a simulation image of the luminance value of the emission and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface when the two emissions overlap. 図4Cは、2つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の他の一例を示す説明図である。FIG. 4C is an explanatory diagram showing another example of a simulation image of the luminance value of the emission and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface when the two emissions overlap. 図5Aは、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。FIG. 5A is an explanatory diagram showing an example of a simulation image of the brightness value of light emission and the shape on the light receiving surface of light emission when the particles are present in the vicinity of the outer edge portion of the droplet. 図5Bは、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の他の一例を示す説明図である。FIG. 5B is an explanatory diagram showing another example of a simulation image of the brightness value of light emission and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface when the particles are present in the vicinity of the outer edge portion of the droplet. 図6Aは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の一例を示す画像である。FIG. 6A is an image showing an example of the luminance value of the light emitted by the light receiving means and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface. 図6Bは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の他の一例を示す画像である。FIG. 6B is an image showing another example of the luminance value of the light emitted by the light receiving means and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface. 図6Cは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の他の一例を示す画像である。FIG. 6C is an image showing another example of the luminance value of the light emitted by the light receiving means and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface. 図7は、2以上の受光手段により受光された発光の輝度値に基づき粒子の個数を判定する検量線の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing an example of a calibration curve for determining the number of particles based on the luminance value of the light emitted by two or more light receiving means. 図8は、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of a flow for counting particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means using the particle counting apparatus of the present invention. 図9は、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing another example of the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means using the particle counting apparatus of the present invention. 図10は、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart showing another example of the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means using the particle counting apparatus of the present invention. 図11は、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 11 is a flowchart showing another example of the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means using the particle counting apparatus of the present invention. 図12は、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 12 is a flowchart showing another example of the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means using the particle counting apparatus of the present invention. 図13は、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing another example of the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means using the particle counting apparatus of the present invention. 図14は、本発明の粒子計数装置の他の一例を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing another example of the particle counting device of the present invention. 図15は、本発明の粒子計数装置の更に他の一例を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram showing still another example of the particle counting device of the present invention. 図16は、本発明の粒子計数装置を用いて、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を所定の数にするフローの一例を示すフローチャートである。FIG. 16 is a flowchart showing an example of a flow in which the number of particles contained in the droplets landing on the adherend is set to a predetermined number by using the particle counting device of the present invention. 図17は、本発明の粒子計数装置を用いて、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を所定の数にするフローの他の一例を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart showing another example of a flow in which the number of particles contained in the droplets landing on the adherend is set to a predetermined number by using the particle counting device of the present invention.

(粒子計数装置及び粒子計数方法)
本発明の粒子計数装置は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出手段と、液滴吐出手段から吐出された液滴に光を照射する光照射手段と、光を照射された粒子からの発光を受光する2以上の受光手段と、2以上の受光手段により受光した発光に基づき、液滴に含まれる粒子を計数する粒子計数手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
また、本発明の粒子計数装置における各手段は通信可能に接続されており、粒子計数手段が計数した粒子の数に基づいて液滴吐出手段を制御することが好ましい。更に、本発明の粒子計数装置は、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を計数した結果に基づいて液滴吐出手段を制御するフィードバックユニットを有することが好ましい。
(Particle counting device and particle counting method)
The particle counting device of the present invention includes a droplet ejection means for ejecting droplets containing particles capable of emitting light when irradiated with light, and a light irradiation means for irradiating the droplets ejected from the droplet ejection means with light. It has two or more light receiving means for receiving light emitted from particles irradiated with light, and a particle counting means for counting particles contained in the droplet based on the light emitted by the two or more light receiving means. Further, if necessary, other means are provided.
Further, it is preferable that each means in the particle counting device of the present invention is communicably connected and the droplet ejection means is controlled based on the number of particles counted by the particle counting means. Further, the particle counting device of the present invention preferably has a feedback unit that controls the droplet ejection means based on the result of counting the particles contained in the droplets landing on the adherend.

本発明の粒子計数方法は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出工程と、吐出された液滴に光を照射する光照射工程と、光を照射された粒子からの発光を2以上の受光手段により受光する受光工程と、2以上の受光手段により受光した発光に基づき、液滴に含まれる粒子を計数する粒子計数工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
また、本発明の粒子計数方法は、粒子計数工程で計数した粒子の数に基づいて液滴吐出工程における液滴の吐出を制御する第一のフィードバック工程を含むことが好ましい。更に、本発明の粒子計数方法は、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を計数した結果に基づいて液滴吐出工程における液滴の吐出を制御する第二のフィードバック工程を含むことが好ましい。
The particle counting method of the present invention includes a droplet ejection step of ejecting droplets containing particles capable of emitting light when irradiated with light, a light irradiation step of irradiating the ejected droplets with light, and irradiation of light. It includes a light receiving step of receiving the light emitted from the particles by two or more light receiving means and a particle counting step of counting the particles contained in the droplet based on the light received by the two or more light receiving means, and further necessary. Other steps are included accordingly.
Further, the particle counting method of the present invention preferably includes a first feedback step of controlling the ejection of droplets in the droplet ejection step based on the number of particles counted in the particle counting step. Further, the particle counting method of the present invention may include a second feedback step of controlling the ejection of the droplet in the droplet ejection step based on the result of counting the particles contained in the droplet landing on the adherend. preferable.

本発明の粒子計数方法は、本発明の粒子計数装置により好適に行うことができる。
以下、本発明の粒子計数装置の説明を通して本発明の粒子計数方法の詳細についても明らかにする。
The particle counting method of the present invention can be preferably performed by the particle counting device of the present invention.
Hereinafter, the details of the particle counting method of the present invention will be clarified through the description of the particle counting device of the present invention.

本発明の粒子計数装置は、特許文献1の吐出装置では、液滴を吐出させる前、すなわち吐出ノズル開口に至る前の液滴に含まれる粒子を計数しているため、実際に吐出させた液滴に含まれる粒子の個数と必ずしも一致せず、粒子の計数精度が低下するという知見に基づくものである。 In the ejection device of Patent Document 1, the particle counting device of the present invention counts the particles contained in the droplet before ejecting the droplet, that is, before reaching the opening of the ejection nozzle. It is based on the finding that the number of particles contained in the droplet does not always match and the counting accuracy of the particles decreases.

また、吐出させた液滴に含まれる粒子を計数する場合、本発明の粒子計数装置のように、液滴に光を照射して粒子を発光させ、粒子からの発光に基づき粒子を計数するときには、以下の問題がある。
吐出させた液滴は大気圧などにより球体あるいは楕円体となり、粒子を受光する方向において奥行きをもつため、粒子が重なりやすい。それゆえ、粒子からの発光が重なると粒子が受光しにくくなるという問題がある。また、粒子を受光する方向において奥行きがあることから、受光手段の奥側に存在する粒子からの発光は、液滴を通過する分だけ、屈折や散乱などにより発光の輝度値が減衰するため、受光手段に対する液滴の中の位置に起因して発光の輝度値がばらつきやすいという問題がある。更に、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合、光を照射して粒子を発光させると、粒子からの発光が液滴の球面内側に反射してぼやけやすいという問題がある。
本発明の粒子計数装置は、吐出させた液滴に含まれる粒子を計数する場合、これらの問題により、発光の輝度値に基づく検量線を明確に引くことが難しく、粒子の個数を判定することが困難になり、粒子の計数精度が低下するという本発明者らが見出した知見に基づくものである。
Further, when counting the particles contained in the discharged droplets, when the particles are irradiated with light to emit light and the particles are counted based on the light emission from the particles, as in the particle counting device of the present invention. , There are the following problems.
The ejected droplets become spherical or ellipsoidal due to atmospheric pressure or the like, and have a depth in the direction of receiving the particles, so that the particles tend to overlap. Therefore, there is a problem that it becomes difficult for the particles to receive light when the light emission from the particles overlaps. In addition, since there is a depth in the direction in which the particles are received, the brightness value of the light emission from the particles existing on the back side of the light receiving means is attenuated by refraction or scattering as much as it passes through the droplets. There is a problem that the brightness value of light emission tends to vary depending on the position in the droplet with respect to the light receiving means. Further, when the particles are present near the outer edge of the droplet, when the particles are irradiated with light to emit light, there is a problem that the light emitted from the particles is reflected inside the spherical surface of the droplet and is easily blurred.
When counting the particles contained in the ejected droplets, the particle counting device of the present invention makes it difficult to clearly draw a calibration line based on the brightness value of light emission due to these problems, and determines the number of particles. This is based on the findings found by the present inventors that it becomes difficult to count particles and the counting accuracy of particles decreases.

<液滴吐出手段及び液滴吐出工程>
液滴吐出手段は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる手段である。
液滴吐出工程は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる工程であり、液滴吐出手段により好適に行うことができる。
<Drop ejection means and droplet ejection process>
The droplet ejection means is a means for ejecting droplets containing particles that can emit light when irradiated with light.
The droplet ejection step is a step of ejecting droplets containing particles capable of emitting light when irradiated with light, and can be preferably performed by the droplet ejection means.

液滴吐出手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電素子を用いた圧電加圧方式、ヒータを用いたサーマル方式、静電引力によって液を誘導する静電方式、圧電素子を用いたメンブレン振動方式等のインクジェットヘッドなどが挙げられる。これらの中でも、メンブレン振動方式のインクジェットヘッドが好ましい。
メンブレン振動方式のインクジェットヘッドは、振動による慣性力で液滴を吐出する方式であり、インクジェットヘッドの上部を大気解放することが可能であるため、特に粒子が細胞である場合、細胞に対する熱、電場、圧力などのダメージを低減できる。
メンブレン振動方式のインクジェットヘッドに用いる圧電素子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を用いた素子が好ましい。
The droplet ejection means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a piezoelectric pressurizing method using a piezoelectric element, a thermal method using a heater, or an electrostatic attraction method is used to induce a liquid. Examples thereof include an inkjet head of an electrostatic method and a membrane vibration method using a piezoelectric element. Among these, a membrane vibration type inkjet head is preferable.
The membrane vibration type inkjet head is a method of ejecting droplets by the inertial force due to vibration, and the upper part of the inkjet head can be released to the atmosphere. Therefore, especially when the particles are cells, the heat and electric field on the cells are generated. , Damage such as pressure can be reduced.
The piezoelectric element used in the membrane vibration type inkjet head is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an element using lead zirconate titanate (PZT) is preferable.

発光可能な粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、蛍光タンパク質を発現する細胞、蛍光色素により染色された染色細胞、蛍光色素により染色された無機微粒子、蛍光色素により染色された有機ポリマー粒子などが挙げられる。 The particles capable of emitting light are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, cells expressing a fluorescent protein, stained cells stained with a fluorescent dye, inorganic fine particles stained with a fluorescent dye, and the like. Examples thereof include organic polymer particles dyed with a fluorescent dye.

蛍光色素により染色された有機ポリマー粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、SPHERO Fluorescent Nile Red particles(ベイバイオサイエンス株式会社製、1%(w/v)、直径10μm〜14μm)などが挙げられる。
蛍光タンパク質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、緑色蛍光タンパク質(GFP;Green Fluorescent Protein)、赤色蛍光タンパク質(RFP;Red Fluorescent Protein)、黄色蛍光タンパク質(YFP;Yellow Fluorescent Protein)などが挙げられる。
染色細胞における蛍光色素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルトラッカーオレンジ、セルトラッカーレッドなどが挙げられる。
The organic polymer particles dyed with the fluorescent dye are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, SPHERO Fluorescent Nile Red parts (manufactured by Bay Bioscience Co., Ltd., 1% (w / v)) , Diameter 10 μm to 14 μm) and the like.
The fluorescent protein is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, green fluorescent protein (GFP; Green Fluorescent Protein), red fluorescent protein (RFP; Red Fluorescent Protein), and yellow fluorescent protein (YFP). ; Yellow Fluorescent Protein) and the like.
The fluorescent dye in the stained cells is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include cell tracker orange and cell tracker red.

なお、粒子が凝集する場合、液滴吐出手段に充填する粒子を含む懸濁液の粒子の濃度を調整することにより、懸濁液中の粒子の濃度と、懸濁液中の粒子の個数とがポアソン分布に従う理論から、懸濁液中の粒子の個数を数個以下に調整することができる。
懸濁液の液成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水などが挙げられる。
液滴の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、25μm以上150μm以下が好ましい。液滴の直径が25μm以上であれば、液滴の径が小さくなく、内包する粒子の直径が小さいものだけになりにくく、適用できる粒子の種類が少なくなりにくい。150μm以下であれば、液滴としては問題なく、液滴を吐出するためには、インクジェットヘッドの穴径を大きくする必要もなく、液滴の吐出が不安定となりにくい。
また、液滴の直径をRとし、粒子の直径をrとすると、R>3rであることが好ましい。R>3rであると、粒子の直径が液滴の直径に対して大きくないため、液滴の縁の影響を受けにくく、粒子の計数精度が低下しにくい。
When the particles are agglomerated, the concentration of the particles in the suspension and the number of particles in the suspension can be adjusted by adjusting the concentration of the particles in the suspension containing the particles to be filled in the droplet ejection means. From the theory that follows the Poisson distribution, the number of particles in the suspension can be adjusted to a few or less.
The liquid component of the suspension is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include ion-exchanged water.
The diameter of the droplet is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 25 μm or more and 150 μm or less. When the diameter of the droplet is 25 μm or more, the diameter of the droplet is not small, the diameter of the contained particles is small, and the types of applicable particles are not reduced. If it is 150 μm or less, there is no problem as a droplet, and in order to eject the droplet, it is not necessary to increase the hole diameter of the inkjet head, and the ejection of the droplet is unlikely to become unstable.
Further, assuming that the diameter of the droplet is R and the diameter of the particle is r, it is preferable that R> 3r. When R> 3r, since the diameter of the particles is not large with respect to the diameter of the droplets, it is less likely to be affected by the edges of the droplets, and the counting accuracy of the particles is less likely to decrease.

<光照射手段及び光照射工程>
光照射手段は、液滴吐出手段から吐出された液滴に光を照射する手段である。
光照射工程は、吐出された液滴に光を照射する工程であり、光照射手段により好適に行うことができる。
<Light irradiation means and light irradiation process>
The light irradiation means is a means for irradiating the droplets ejected from the droplet ejection means with light.
The light irradiation step is a step of irradiating the discharged droplets with light, and can be preferably performed by the light irradiation means.

光照射手段としては、液滴吐出手段による液滴の吐出に同期して光を照射できることが好ましい。これにより、液滴吐出手段から吐出された液滴に、光をより確実に照射することができる。
ここで、同期するとは、前記液滴が吐出されて所定位置に達したときに前記光照射手段が前記光を照射することを意味する。つまり、前記光照射手段は、前記液滴吐出手段による前記液滴の吐出に対して、所定時間だけ遅延して前記光を照射する。
As the light irradiation means, it is preferable that light can be irradiated in synchronization with the ejection of droplets by the droplet ejection means. As a result, the droplets ejected from the droplet ejection means can be more reliably irradiated with light.
Here, "synchronizing" means that the light irradiating means irradiates the light when the droplets are ejected and reach a predetermined position. That is, the light irradiating means irradiates the light with a delay of a predetermined time with respect to the ejection of the droplet by the droplet ejection means.

光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固体レーザー、半導体レーザー、色素レーザーなどが挙げられる。
固体レーザーとしては、例えば、YAGレーザー、ルビーレーザー、ガラスレーザーなどが挙げられる。
YAGレーザーの市販品としては、例えば、Explorer ONE−532−200−KE(スペクトラ・フィジックス株式会社製)などが挙げられる。
これらの中でも、パルス発振によりパルス光を照射できることが好ましい。
The light irradiation means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a solid-state laser, a semiconductor laser, and a dye laser.
Examples of the solid-state laser include a YAG laser, a ruby laser, and a glass laser.
Examples of commercially available YAG lasers include Explorer ONE-532-200-KE (manufactured by Spectra Physics Co., Ltd.).
Among these, it is preferable that pulsed light can be irradiated by pulse oscillation.

パルス光のパルス幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、10μs以下が好ましく、1μs以下がより好ましい。
単位パルスあたりのエネルギーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、集光の有無等の光学系に大きく依存するが、0.1μJ以上が好ましく、1μJ以上がより好ましい。
The pulse width of the pulsed light is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 10 μs or less, and more preferably 1 μs or less.
The energy per unit pulse is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and largely depends on the optical system such as the presence or absence of light collection, but 0.1 μJ or more is preferable, and 1 μJ or more is more preferable. ..

<受光手段及び受光工程>
受光手段は、光を照射された粒子からの発光を受光する手段である。
受光工程は、光を照射された粒子からの発光を2以上の受光手段により受光する工程であり、受光手段により好適に行うことができる。
<Light receiving means and light receiving process>
The light receiving means is a means for receiving light emitted from the particles irradiated with light.
The light receiving step is a step of receiving light emitted from the particles irradiated with light by two or more light receiving means, and can be preferably performed by the light receiving means.

本発明の粒子計数装置は、2以上の受光手段を有する。粒子計数装置が2以上の受光手段を有することにより、1の受光手段により発光が重なった状態を受光した場合であっても、他の受光手段により発光が重なっていない状態を受光できていれば、他の受光手段により受光された発光に基づいて、液滴に含まれる粒子を精度よく計数することができる。 The particle counting device of the present invention has two or more light receiving means. If the particle counting device has two or more light receiving means, even if one light receiving means receives the overlapping state, the other light receiving means can receive the non-overlapping state. , Particles contained in the droplet can be accurately counted based on the light emitted by other light receiving means.

光を照射された粒子からの発光は、粒子から全方位に発せられる。このため、2以上の受光手段としては、発光を受光可能な位置に配されれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、それぞれの受光方向とのなす角が0°とならない位置に配されることが好ましい。発光の重なりが少ない状態の情報が得られる点で有利である。 The light emitted from the irradiated particles is emitted from the particles in all directions. Therefore, the two or more light receiving means are not particularly limited as long as they are arranged at positions where light can be received, and can be appropriately selected according to the purpose, but the angle formed by each light receiving direction is 0 °. It is preferable to arrange it in a position where it does not become. It is advantageous in that information on a state in which there is little overlap of light emission can be obtained.

2以上の受光手段のうち少なくとも1の受光手段は、その受光方向が他の受光手段の受光方向と略直交方向に位置するように配されることが好ましい。これにより、1の受光手段及び他の受光手段を用いた場合、1の受光手段及び他の受光手段により受光した情報のうち、いずれかの情報を選択する際に、発光の重なりが少ない状態の情報を選択できる。なお、略直交とは、80°以上100°以下を意味する。 It is preferable that at least one of the two or more light receiving means is arranged so that the light receiving direction thereof is located substantially orthogonal to the light receiving direction of the other light receiving means. As a result, when one light receiving means and another light receiving means are used, there is little overlap of light emission when selecting any of the information received by the one light receiving means and the other light receiving means. You can select information. In addition, substantially orthogonal means 80 ° or more and 100 ° or less.

上記の2の受光手段以外の受光手段における受光方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。受光手段が2以上の場合、2以上の受光手段を同一平面上に位置するように配されるとき、隣り合う受光手段の受光方向がなす角を、360°を受光手段の個数で等分した角度になるようにすることが好ましい。例えば、3の受光手段を同一平面上に位置するように配されるときは、隣り合う受光手段の受光方向をそれぞれ120°となる位置するように配されることが好ましい。 The light receiving direction in the light receiving means other than the above 2 light receiving means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. When there are two or more light receiving means, when two or more light receiving means are arranged so as to be located on the same plane, the angle formed by the light receiving directions of adjacent light receiving means is equally divided by the number of light receiving means at 360 °. It is preferable to make the angle. For example, when the three light receiving means are arranged so as to be located on the same plane, it is preferable that the three light receiving means are arranged so that the light receiving directions of the adjacent light receiving means are respectively 120 °.

受光手段は、その受光方向が液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配されることが好ましく、すべての受光手段がその受光方向が液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配されることがより好ましい。これにより、受光手段の位置を調整しやすくすることができ、粒子計数装置の構造が複雑にならない点で有利である。
なお、コントラストを向上するため、光照射手段から出射される光が直接入射しない位置に受光手段を配置することが好ましい。
The light receiving means is preferably arranged so that the light receiving direction is located substantially orthogonal to the droplet ejection direction, and all the light receiving means are located in the light receiving direction substantially orthogonal to the droplet ejection direction. It is more preferable that they are arranged in such a manner. This makes it easy to adjust the position of the light receiving means, which is advantageous in that the structure of the particle counting device is not complicated.
In order to improve the contrast, it is preferable to arrange the light receiving means at a position where the light emitted from the light irradiating means is not directly incident.

受光手段としては、受光面の略法線方向に受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を得ることが好ましい。これにより、粒子計数手段は、発光の輝度値に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第一の計数処理、及び、発光の受光面における形状の情報に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行うことができるため、粒子の計数精度を向上させることができる。 As the light receiving means, it is preferable to obtain information on the brightness value of the light emitted in the substantially normal direction of the light receiving surface and the shape of the light emitted on the light receiving surface. As a result, the particle counting means counts the particles contained in the droplet based on the brightness value of the light emission, and counts the particles contained in the droplet based on the shape information on the light receiving surface of the light emission. Since at least one of the second counting processes for counting can be performed, the counting accuracy of particles can be improved.

受光手段としては、液滴吐出手段による液滴の吐出に同期して発光を受光できることが好ましい。これにより、液滴吐出手段から吐出された液滴に、光照射手段から光が照射され、粒子からの発光をより確実に受光することができる。
なお、ここで、同期するとは、例えば、液滴が吐出されて所定位置に達したときに液滴に光が照射され、粒子が発光するタイミングで、受光手段が発光を受光することを意味する。つまり、受光手段は、液滴吐出手段による液滴の吐出、及び光照射手段による光の照射に対して、それぞれ所定時間だけ遅延して発光を検出する。
As the light receiving means, it is preferable that light emission can be received in synchronization with the ejection of droplets by the droplet ejection means. As a result, the droplets ejected from the droplet ejection means are irradiated with light from the light irradiation means, and the light emitted from the particles can be received more reliably.
Here, "synchronization" means that, for example, when the droplets are ejected and reach a predetermined position, the droplets are irradiated with light, and the light receiving means receives the light emission at the timing when the particles emit light. .. That is, the light receiving means detects the light emission with a delay of a predetermined time with respect to the ejection of the droplet by the droplet ejection means and the irradiation of light by the light irradiation means.

受光手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1次元素子、2次元素子等を有するカメラなどが挙げられる。これらの中でも、2次元素子を有するカメラが好ましい。受光手段が2次元素子を有するカメラであると、発光の輝度値のみならず、発光の受光面における形状を得やすい点で有利である。 The light receiving means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a camera having a one-dimensional element, a two-dimensional element, and the like. Among these, a camera having a two-dimensional element is preferable. When the light receiving means is a camera having a two-dimensional element, it is advantageous in that not only the brightness value of the light emission but also the shape of the light receiving surface of the light emission can be easily obtained.

1次元素子としては、例えば、フォトダイオード、フォトセンサなどが挙げられる。これらの中でも、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオードが好ましい。1次元素子が光電子増倍管、アバランシェフォトダイオードであると、高感度な測定が可能となる。
2次元素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)撮像素子、ゲートCCDなどが挙げられる。
受光手段としては、CMOS撮像素子を有するカメラが好ましい。
CMOS撮像素子を有するカメラの市販品としては、高感度カメラ(pco.edge、sCMOS、株式会社東京インスツルメンツ製)が好ましい。
Examples of the one-dimensional element include a photodiode and a photosensor. Among these, photomultiplier tubes and avalanche photodiodes are preferable. If the one-dimensional element is a photomultiplier tube or an avalanche photodiode, highly sensitive measurement is possible.
Examples of the two-dimensional element include a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image pickup device, a gate CCD, and the like.
As the light receiving means, a camera having a CMOS image sensor is preferable.
As a commercially available camera having a CMOS image sensor, a high-sensitivity camera (pco.edge, sCMOS, manufactured by Tokyo Instruments Co., Ltd.) is preferable.

なお、光照射手段が照射する光と比較して粒子からの発光が弱い場合、受光手段の受光面側に光の波長域を減衰させるフィルタを設置してもよい。フィルタを設置することにより、ノイズの少ない状態で受光手段が発光を受光できる。
フィルタとしては、例えば、光の波長を含む特定波長域を減衰させるノッチフィルタなどが挙げられる。
If the light emitted from the particles is weaker than the light emitted by the light irradiating means, a filter that attenuates the wavelength range of the light may be installed on the light receiving surface side of the light receiving means. By installing the filter, the light receiving means can receive light emission with less noise.
Examples of the filter include a notch filter that attenuates a specific wavelength region including a wavelength of light.

前述のように、光照射手段から照射される光は、パルス光が好ましいが、連続発振させた光としてもよい。この場合、吐出された飛翔中の液滴に連続発振させた光が照射されるタイミングで受光手段が発光を受光可能となるように制御することが好ましい。 As described above, the light emitted from the light irradiating means is preferably pulsed light, but may be continuously oscillated light. In this case, it is preferable to control the light receiving means so that the light emission can be received at the timing when the continuously oscillated light is irradiated to the ejected flying droplets.

<粒子計数手段及び粒子計数工程>
粒子計数手段は、2以上の受光手段により受光した発光に基づき、液滴に含まれる粒子を計数する手段である。
粒子計数工程は、2以上の受光手段により受光した発光に基づき、液滴に含まれる粒子を計数する工程であり、粒子計数手段により好適に行うことができる。
<Particle counting means and particle counting process>
The particle counting means is a means for counting particles contained in a droplet based on the light emitted by two or more light receiving means.
The particle counting step is a step of counting the particles contained in the droplet based on the light emitted by two or more light receiving means, and can be preferably performed by the particle counting means.

粒子計数手段は、発光の輝度値に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第一の計数処理、及び、発光の受光面における形状の情報に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行うことが好ましい。
次に、粒子計数手段が行う第一の計数処理及び第二の計数処理について説明する。
The particle counting means has a first counting process for counting the particles contained in the droplet based on the brightness value of the light emission, and a second counting process for counting the particles contained in the droplet based on the shape information on the light receiving surface of the light emission. It is preferable to perform at least one of the two counting processes.
Next, the first counting process and the second counting process performed by the particle counting means will be described.

[発光の輝度値に基づいて粒子を計数する第一の計数処理]
発光の輝度値に基づいて粒子を計数する第一の計数処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(1)少なくとも2の受光手段が受光した発光の輝度値に基づき、あらかじめ取得した検量線を用いて粒子の個数を判定する処理、(2)受光手段が受光した発光の個数のうち最も多い発光の個数を粒子の個数として計数する処理などが挙げられる。
[First counting process for counting particles based on the brightness value of light emission]
The first counting process for counting particles based on the brightness value of light emission is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, (1) light emission received by at least two light receiving means. Examples include a process of determining the number of particles using a calibration curve acquired in advance based on a luminance value, and (2) a process of counting the number of light emission that is the largest among the number of light emitted by the light receiving means as the number of particles. Be done.

上記(1)の処理では、発光が透過可能な粒子であれば、発光が重なる場合でも、発光の総輝度値により検量線を用いて粒子の個数を判定することができる。発光が透過しない粒子であっても、2以上の受光手段から発光の輝度値を得るため、発光が重なっていない、あるいは発光の重なりが少ない発光の輝度値に基づいて、粒子を計数することができる。 In the process (1) above, as long as the particles are capable of transmitting light emission, the number of particles can be determined using a calibration curve based on the total brightness value of the light emission even when the light emission overlaps. Even for particles that do not transmit light, in order to obtain the brightness value of light emission from two or more light receiving means, it is possible to count the particles based on the brightness value of light emission that does not overlap or has little overlap of light emission. it can.

上記(2)の処理では、それぞれの受光手段が受光した発光の輝度値に基づいて、輝度値が所定の範囲内にある発光の個数をそれぞれ求め、求めた発光の個数のうち最も多い発光の個数を粒子の個数として計数することができる。 In the process (2) above, the number of light emission whose brightness value is within a predetermined range is obtained based on the brightness value of the light emission received by each light receiving means, and the largest number of light emission among the obtained number of light emission is obtained. The number can be counted as the number of particles.

これらの中でも、上記(1)の処理が好ましい。第一の計数処理が上記(1)の処理であると、粒子の個数を計数する精度が高まる点で有利である。
第一の計数処理を行う場合、受光手段としては、1次元素子を用いてもよく、2次元素子を用いてもよい。
Among these, the treatment of (1) above is preferable. If the first counting process is the process (1) above, it is advantageous in that the accuracy of counting the number of particles is improved.
When performing the first counting process, a one-dimensional element may be used or a two-dimensional element may be used as the light receiving means.

[発光の受光面における形状の情報に基づいて粒子を計数する第二の計数処理]
発光の受光面における形状の情報に基づいて粒子を計数する第二の計数処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、(3)発光の受光面における形状の曲率半径を求め、求めた曲率半径のうち所定の範囲内にある曲率半径の中心の個数を粒子の個数として計数する処理、(4)発光の受光面における形状の外周の長さが所定の範囲内にある発光の個数を計数する処理、(5)発光の受光面における形状の外周の変曲点の個数を粒子の個数として計数する処理、(6)発光の受光面における形状の外周の接線の傾きの符号が変わる回数を粒子の個数として計数する処理などが挙げられる。
[Second counting process for counting particles based on shape information on the light emitting surface]
The second counting process for counting particles based on the shape information on the light receiving surface of light emission is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, (3) the shape on the light receiving surface of light emission. The number of centers of the radius of curvature within a predetermined range of the obtained radius of curvature is counted as the number of particles. (4) The length of the outer circumference of the shape on the light receiving surface of light emission is predetermined. Processing to count the number of light emission within the range, (5) Processing to count the number of inflection points on the outer circumference of the shape on the light receiving surface as the number of particles, (6) Processing to count the number of curvatures on the outer circumference of the shape on the light receiving surface of light emission Examples include counting the number of times the sign of the inclination of the tangent changes as the number of particles.

上記(3)の処理では、曲率半径が所定の範囲より小さい場合、粒子からの発光以外の屈折した光や散乱した光などが受光されているため、曲率半径が所定の範囲より小さい発光は除外する。また、曲率半径が所定の範囲より大きい場合、粒子が液滴の外辺部近傍に存在しているとき、光を照射して粒子を発光させると、粒子からの発光が液滴の球面内側に反射する現象により、液滴の外辺部が発光して見えるため、粒子からの発光ではないと判定して除外する。発光の受光面における形状の情報に基づき算出した曲率半径のうち所定の範囲内にある曲率半径を算出した際の円の中心の個数を粒子の個数として計数することができる。 In the process (3) above, when the radius of curvature is smaller than the predetermined range, refracted light or scattered light other than the light emitted from the particles is received, so light emission having the radius of curvature smaller than the predetermined range is excluded. To do. In addition, when the radius of curvature is larger than a predetermined range, when the particles are present near the outer edge of the droplet, when the particles are irradiated with light to emit light, the light emitted from the particles is inside the spherical surface of the droplet. Since the outer edge of the droplet appears to emit light due to the reflection phenomenon, it is judged that the emission is not from the particles and is excluded. The number of centers of the circle when the radius of curvature within a predetermined range is calculated out of the radius of curvature calculated based on the shape information on the light receiving surface of light emission can be counted as the number of particles.

上記(4)の処理は、上記(3)の処理における曲率半径を発光の受光面における形状の外周の長さに置き換えたものである。 The process (4) above replaces the radius of curvature in the process (3) with the length of the outer circumference of the shape on the light receiving surface of light emission.

上記(5)の処理では、例えば、2つの発光が重なったときには変曲点の個数が2個になり、3つの発光が重なったときには変曲点の個数が3個になるため、変曲点の個数を粒子の個数として計数することができる。 In the process of (5) above, for example, when two light emissiones overlap, the number of inflection points becomes two, and when three light emissiones overlap, the number of inflection points becomes three. Can be counted as the number of particles.

上記(6)の処理では、例えば、2つの発光が重なったときには接線の傾きの符号が2回変わり、3つの発光が重なったときには接線の傾きの符号が3回変わるため、接線の傾きの符号が変わる回数を粒子の個数として計数することができる。 In the process (6) above, for example, when two emissions overlap, the sign of the slope of the tangent changes twice, and when three emissions overlap, the sign of the inclination of the tangent changes three times. Can be counted as the number of particles.

これらの中でも、上記(3)の処理が好ましい。すなわち、粒子計数手段が、発光の受光面における形状の情報に基づき曲率半径を算出し、所定の範囲内にある曲率半径を算出した際の円の中心の個数を粒子の個数として計数する第二の計数処理を行うことがより好ましい。第二の計数処理が上記(3)の処理であると、粒子が複数であっても計数が容易となり、粒子を計数する精度が高まる点で有利である。 Among these, the treatment of (3) above is preferable. That is, the particle counting means calculates the radius of curvature based on the information of the shape on the light receiving surface of light emission, and counts the number of centers of the circle when the radius of curvature within a predetermined range is calculated as the number of particles. It is more preferable to carry out the counting process of. When the second counting process is the process of (3) above, it is advantageous in that counting is easy even if there are a plurality of particles, and the accuracy of counting the particles is improved.

第二の計数処理を行う場合、受光手段としては、2次元素子を用いることが好ましい。受光手段が2次元素子であれば、2次元画像を得やすい点で有利である。
受光手段から得られた2次元画像に基づいて、発光の受光面における形状に基づいて曲率半径を算出するための画像処理を行うソフトウェアを用いてもよい。
画像処理を行うソフトウェアとしては、例えば、ImageJ(アメリカ国立衛生研究所製、オープンソース)などが挙げられる。
When performing the second counting process, it is preferable to use a two-dimensional element as the light receiving means. If the light receiving means is a two-dimensional element, it is advantageous in that a two-dimensional image can be easily obtained.
Based on the two-dimensional image obtained from the light receiving means, software that performs image processing for calculating the radius of curvature based on the shape of the light emitting surface on the light receiving surface may be used.
Examples of software that performs image processing include ImageJ (manufactured by the National Institutes of Health, open source).

[第一の計数処理と第二の計数処理の順序]
第一の計数処理と第二の計数処理の順序としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒子計数手段が、第一の計数処理を行い、粒子を計数できないと判定したとき、第二の計数処理を行い、粒子を計数することが好ましい。
第一の計数処理のほうが第二の計数処理よりも処理速度が速いため、第一の計数処理を先に行う。第一の計数処理の際に、例えば、粒子からの発光が液滴の球面内側に反射する現象のため、発光の輝度値に基づいて検量線により粒子を計数することが困難な場合がある。この場合、あらかじめ検量線に判定不可領域を設けておくことにより、第一の計数処理では粒子を計数できないと判定し、第二の計数処理に切り換えることにより、液滴に含まれる粒子の計数精度を向上させることができる。
[Order of first counting process and second counting process]
The order of the first counting process and the second counting process is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, but the particle counting means performs the first counting process and cannot count the particles. When it is determined, it is preferable to perform a second counting process to count the particles.
Since the processing speed of the first counting process is faster than that of the second counting process, the first counting process is performed first. During the first counting process, for example, because the light emitted from the particles is reflected inside the spherical surface of the droplet, it may be difficult to count the particles by a calibration curve based on the brightness value of the light emission. In this case, by providing a non-determinable region on the calibration curve in advance, it is determined that the particles cannot be counted by the first counting process, and by switching to the second counting process, the counting accuracy of the particles contained in the droplets is increased. Can be improved.

[粒子計数手段による第一のフィードバック工程]
第一のフィードバック工程では、被付着物としてのウェル内に着弾した液滴に含まれる粒子の数を1個にしたい場合、粒子計数手段が、飛翔液滴に含まれる粒子の数が0個であると判定したとき、液滴吐出手段に液滴を更に吐出させるように制御することが好ましい。また、粒子の数が1個ではないと判定した飛翔液滴を被付着物に付着させないようにすることがより好ましい。これにより、被付着物の汚損を防止することができる。更に、粒子の個数が1個以上であると判定した飛翔液滴が被付着物に着弾した後、被付着物に着弾した位置とは別の位置に次の液滴を着弾させるなどの次工程に移行するようにしてもよい。
[First feedback process by particle counting means]
In the first feedback step, when it is desired to reduce the number of particles contained in the droplet landed in the well as an adherend to one, the particle counting means uses zero particles in the flying droplet. When it is determined that there is, it is preferable to control the droplet ejection means to further eject the droplet. Further, it is more preferable to prevent the flying droplets, which are determined to have a number of particles other than one, from adhering to the adherend. As a result, it is possible to prevent the adherend from being soiled. Further, after the flying droplets determined to have one or more particles land on the adherend, the next droplet is landed at a position different from the position where the droplets landed on the adherend. You may want to move to.

また、第一のフィードバック工程では、ウェル内に着弾させる液滴に含まれる粒子の数を所定の数にしたい場合、粒子計数手段が、飛翔液滴に含まれる粒子の数が所定の数未満であると判定したとき、液滴吐出手段に液滴を更に吐出させるように制御することが好ましい。また、飛翔液滴に含まれる粒子の数が0個又は所定の数以上であると粒子計数手段が判定したとき、飛翔液滴を被付着物に着弾させないようにすることが好ましい。この点、飛翔液滴に含まれる粒子を計数して液滴吐出手段にフィードバックする工程のほうが、後述する、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を計数して液滴吐出手段にフィードバックする工程よりも生産性の面で有利である。
なお、液滴吐出手段により所定の回数の液滴を吐出した後に、後述する記憶手段に記憶した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を読み出し、吐出させた各々の液滴に含まれる粒子を計数するようにしてもよい。
Further, in the first feedback step, when it is desired to set the number of particles contained in the droplets to be landed in the well to a predetermined number, the particle counting means means that the number of particles contained in the flying droplets is less than the predetermined number. When it is determined that there is, it is preferable to control the droplet ejection means to further eject the droplets. Further, when the particle counting means determines that the number of particles contained in the flying droplets is 0 or a predetermined number or more, it is preferable to prevent the flying droplets from landing on the adherend. In this regard, the step of counting the particles contained in the flying droplets and feeding them back to the droplet ejection means is a process of counting the particles contained in the droplets landing on the adherend and feeding them back to the droplet ejection means, which will be described later. It is more productive than the process.
After ejecting the droplets a predetermined number of times by the droplet ejection means, the brightness value of the emission and the shape information on the light receiving surface of the emission stored in the storage means described later are read out and included in each of the ejected droplets. The particles to be generated may be counted.

粒子計数手段は、本発明の粒子計数装置の各動作を制御するCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、メインメモリなどを有し、粒子計数装置全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。 The particle counting means includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a main memory, etc. that control each operation of the particle counting device of the present invention, and includes the entire particle counting device. Various processes are executed based on the control program for controlling the operation.

<フィードバックユニット>
フィードバックユニットは、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を計数することができ、また、計数した粒子の数に基づいて液滴吐出手段をフィードバック制御することができる。
フィードバックユニットは、撮像手段と、粒子計数手段とを有する。
以下、フィードバックユニットの粒子計数手段と、本発明の粒子計数装置の粒子計数手段とを識別するため、前述の粒子計数装置の粒子計数手段を「第一の粒子計数手段」と称し、フィードバックユニットの粒子計数手段を「第二の粒子計数手段」と称することがある。
<Feedback unit>
The feedback unit can count the particles contained in the droplets that have landed on the adherend, and can feedback-control the droplet ejection means based on the number of the counted particles.
The feedback unit includes an imaging means and a particle counting means.
Hereinafter, in order to distinguish between the particle counting means of the feedback unit and the particle counting means of the particle counting device of the present invention, the particle counting means of the above-mentioned particle counting device is referred to as a "first particle counting means", and the feedback unit is used. The particle counting means may be referred to as a "second particle counting means".

撮像手段としては、光照射手段と、ダイクロイックミラーと、対物レンズと、撮像素子と、スキャン部とを有する。
以下、フィードバックユニットの光照射手段と、本発明の粒子計数装置の光照射手段とを識別するため、前述の粒子計数装置の光照射手段を「第一の光照射手段」と称し、フィードバックユニットの光照射手段を「第二の光照射手段」と称することがある。
The image pickup means includes a light irradiation means, a dichroic mirror, an objective lens, an image pickup device, and a scanning unit.
Hereinafter, in order to distinguish between the light irradiation means of the feedback unit and the light irradiation means of the particle counting device of the present invention, the light irradiation means of the particle counting device described above is referred to as a "first light irradiation means", and the feedback unit The light irradiation means may be referred to as a "second light irradiation means".

撮像手段には、着弾した液滴を観察可能な位置に対物レンズが設置されている。撮像手段の第二の光照射手段から発せられたレーザー光は、ダイクロイックミラーを介して対物レンズを通過し、被付着物としてのウェル内の蛍光粒子に照射される。蛍光粒子から発せられた蛍光は、対物レンズを通過して撮像素子に入射することにより画像情報が取得できる。 An objective lens is installed in the imaging means at a position where the landed droplets can be observed. The laser beam emitted from the second light irradiation means of the imaging means passes through the objective lens through the dichroic mirror and irradiates the fluorescent particles in the well as an adherend. Image information can be obtained by passing the fluorescence emitted from the fluorescent particles through the objective lens and incident on the image sensor.

第二の光照射手段としては、例えば、固体レーザー、半導体レーザー、色素レーザー、LEDなどが挙げられる。光照射手段のレーザー光を、ウェル内に着弾した液滴内に存在する蛍光粒子に照射すると、蛍光粒子が発光するため、粒子の計数精度が向上する。 Examples of the second light irradiation means include a solid-state laser, a semiconductor laser, a dye laser, and an LED. When the fluorescent particles existing in the droplets landed in the wells are irradiated with the laser light of the light irradiation means, the fluorescent particles emit light, so that the counting accuracy of the particles is improved.

対物レンズとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、高倍率のレンズを用いると計数精度が向上するが、視野が狭くなるため、視野外に液滴が着弾しやすくなり、カウントエラー頻度が高くなりやすい。一方、低倍率のレンズを用いると視野が広がるためカウントエラー頻度を下げることができるが、10μm以下の細胞を捉えにくくなる。
対物レンズで10μm以下の細胞を捉える場合、液滴吐出手段の着弾位置精度から、0.5mm角程度の視野の対物レンズを用いることが好ましい。市販品としては、例えば、無限補正対物レンズ M−PLAN APO 5X(株式会社ミツトヨ製)などが挙げられる。
The objective lens is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, if a high-magnification lens is used, the counting accuracy is improved, but the field of view is narrowed, so that the droplets land outside the field of view. It becomes easy, and the count error frequency tends to be high. On the other hand, if a low-magnification lens is used, the field of view is widened, so that the frequency of count errors can be reduced, but it becomes difficult to capture cells of 10 μm or less.
When capturing cells of 10 μm or less with an objective lens, it is preferable to use an objective lens with a field of view of about 0.5 mm square from the viewpoint of the landing position accuracy of the droplet ejection means. Examples of commercially available products include an infinite correction objective lens M-PLAN APO 5X (manufactured by Mitutoyo Co., Ltd.).

撮像素子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、粒子の画像を取得する場合には、例えば、CCD、CMOS、ゲートCCD等の2次元素子などが挙げられる。また、発光の輝度値に基づき粒子数を判定する場合には、撮像素子として、例えば、フォトダイオード、フォトセンサ等の1次元素子を用いてもよい。高感度の撮像素子が必要な場合には、光電子増倍管やアバランシェフォトダイオードなどを用いることが好ましい。
第二の光照射手段を用いない場合、被付着物に着弾した液滴内の蛍光粒子は液滴周縁部の影に隠れてしまい、図5Bに示すように粒子の計数が困難になってしまう。このため、液滴が着弾した後、乾燥するまでの間に撮像するようにタイムディレイを設けることが好ましい。第二の光照射手段を用いる場合、液滴内の蛍光粒子が蛍光を発することにより、蛍光粒子の確認が容易になるため、液滴が乾燥する前に撮像することが可能である。
なお、第二の光照射手段が発するレーザー光と比較すると蛍光粒子が発する蛍光が弱いため、撮像素子の前段(受光面側)にレーザー光の波長域を減衰させるフィルタを設置してもよい。これにより、撮像素子において、非常にコントラストの高い蛍光粒子の画像を得やすくなる。フィルタとしては、例えば、レーザー光の波長を含む特定波長域を減衰させるノッチフィルタなどが挙げられる。
The image pickup device is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. In the case of acquiring an image of particles, for example, a two-dimensional element such as a CCD, CMOS, or gate CCD can be used. Further, when determining the number of particles based on the brightness value of light emission, a one-dimensional element such as a photodiode or a photosensor may be used as the image sensor. When a high-sensitivity image sensor is required, it is preferable to use a photomultiplier tube, an avalanche photodiode, or the like.
When the second light irradiation means is not used, the fluorescent particles in the droplet landing on the adherend are hidden in the shadow of the peripheral portion of the droplet, which makes it difficult to count the particles as shown in FIG. 5B. .. For this reason, it is preferable to provide a time delay so that an image is taken after the droplet has landed and before it dries. When the second light irradiation means is used, the fluorescent particles in the droplet emit fluorescence, which facilitates confirmation of the fluorescent particles, so that it is possible to take an image before the droplet dries.
Since the fluorescence emitted by the fluorescent particles is weaker than that of the laser light emitted by the second light irradiation means, a filter for attenuating the wavelength range of the laser light may be installed in the front stage (light receiving surface side) of the image pickup element. This makes it easier to obtain an image of fluorescent particles having extremely high contrast in the image sensor. Examples of the filter include a notch filter that attenuates a specific wavelength region including the wavelength of laser light.

スキャン部は、対物レンズの焦点位置を移動させ、蛍光粒子をスキャンして撮像するためのものである。蛍光粒子に対する焦点位置がずれると画像のコントラストが悪化し、取得した画像から粒子数を正確に計数することが困難となりやすい。このため、ウェル内に液滴が着弾した後、スキャン部により複数枚の画像を取得することにより、コントラストの高い画像を選択して取得することが可能となる。 The scanning unit is for moving the focal position of the objective lens to scan and image fluorescent particles. If the focal position with respect to the fluorescent particles shifts, the contrast of the image deteriorates, and it tends to be difficult to accurately count the number of particles from the acquired image. Therefore, after the droplet has landed in the well, a plurality of images are acquired by the scanning unit, so that an image having high contrast can be selected and acquired.

フィードバックユニットは、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を計数することができ、また、得られた計数値と、第一の粒子計数手段により得られた計数値とを比較した結果を液滴吐出手段にフィードバックすることができる。
被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を計数する方法としては、前述した、第一の計数処理、第二の計数処理などの方法を適用することができる。
The feedback unit can count the particles contained in the droplets landing on the adherend, and compares the obtained count value with the count value obtained by the first particle counting means. It can be fed back to the droplet ejection means.
As a method for counting the particles contained in the droplets that have landed on the adherend, the above-mentioned methods such as the first counting process and the second counting process can be applied.

フィードバックユニットは、撮像素子として2次元素子を用いた場合、画像処理により蛍光粒子の発光している箇所の面積値を算出し、予め設定された閾値と比較することにより、液滴に含まれる粒子を計数することができる。この場合、フィードバックユニットは、画像の形状に基づく個数判定アルゴリズムを有することが好ましい。
また、フィードバックユニットは、撮像素子として1次元素子を用いた場合、得られた発光の輝度値に基づき、予め設定された閾値と比較することにより、液滴に含まれる粒子を計数することができる。
When a two-dimensional element is used as the image sensor, the feedback unit calculates the area value of the part where the fluorescent particles are emitting light by image processing and compares it with a preset threshold value to obtain the particles contained in the droplets. Can be counted. In this case, the feedback unit preferably has a number determination algorithm based on the shape of the image.
Further, when a one-dimensional element is used as the image pickup device, the feedback unit can count the particles contained in the droplet by comparing with a preset threshold value based on the obtained luminance value of light emission. ..

なお、本発明の粒子計数装置は、飛翔中の液滴に含まれる粒子を計数することに限定するものではなく、飛翔中の液滴に含まれる粒子を計数せずに、フィードバックユニットを用いて、被付着物に着弾した後の液滴に含まれる粒子を計数してもよい。 The particle counting device of the present invention is not limited to counting the particles contained in the flying droplets, and uses a feedback unit without counting the particles contained in the flying droplets. , The particles contained in the droplet after landing on the adherend may be counted.

[第二の粒子計数手段による第二のフィードバック工程]
第二のフィードバック工程では、被付着物としてのウェル内に着弾した液滴に含まれる粒子の数を1個にしたい場合、第二の粒子計数手段が、着弾した液滴に含まれる粒子の数が0個であると判定したとき、液滴吐出手段に液滴を更に吐出させるように制御することが好ましい。更に、第二の粒子計数手段が、着弾した液滴に含まれる粒子の数が1個以上であると判定したとき、着弾した位置とは別の位置に着弾させるなどの次工程に移行するようにしてもよい。
[Second feedback step by the second particle counting means]
In the second feedback step, when it is desired to reduce the number of particles contained in the droplet landed in the well as an adherend to one, the second particle counting means is the number of particles contained in the landed droplet. When it is determined that the number of particles is 0, it is preferable to control the droplet ejection means to further eject the droplets. Further, when the second particle counting means determines that the number of particles contained in the landed droplet is one or more, it shifts to the next step such as landing at a position different from the landed position. It may be.

また、第二のフィードバック工程では、着弾した液滴に含まれる粒子の数を所定の数にしたい場合、第二の粒子計数手段が、着弾した液滴に含まれる粒子の数が所定の数未満であると判定したとき、液滴吐出手段に液滴を更に吐出させるように制御することが好ましい。また、着弾した液滴に含まれる粒子の数が所定の数を超えたと第二の粒子計数手段が判定したとき、被付着物に着弾した位置とは別の位置に次の液滴を着弾させるなどの次工程に移行するようにしてもよい。
なお、液滴吐出手段より所定の回数の液滴を吐出した後に、後述する記憶手段に記憶した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を読み出し、吐出させた各々の液滴に含まれる粒子を計数するようにしてもよい。
Further, in the second feedback step, when it is desired to set the number of particles contained in the landed droplet to a predetermined number, the second particle counting means uses the second particle counting means to reduce the number of particles contained in the landed droplet to a predetermined number. When it is determined that the above is true, it is preferable to control the droplet ejection means to further eject the droplets. Further, when the second particle counting means determines that the number of particles contained in the landed droplet exceeds a predetermined number, the next droplet is landed at a position different from the position where the landed object is landed. You may move to the next process such as.
After ejecting the droplets a predetermined number of times from the droplet ejection means, the brightness value of the emission and the shape information on the light receiving surface of the emission stored in the storage means described later are read out and included in each of the ejected droplets. The particles to be generated may be counted.

以上のように、フィードバック工程は、第一又は第二の粒子計数手段が液滴吐出手段にフィードバックする工程であり、フィードバックユニットにより好適に行うことができる。 As described above, the feedback step is a step in which the first or second particle counting means feeds back to the droplet ejection means, and can be preferably performed by the feedback unit.

<その他の手段及びその他の工程>
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光学系、駆動手段、記憶手段、被付着物を有することが好ましい。
その他の工程としては、その他の手段により好適に行われる。
<Other means and other processes>
The other means are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but preferably include an optical system, a driving means, a storage means, and an object to be adhered.
Other steps are preferably performed by other means.

光学系としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光照射手段から出射された光を液滴に集光させるためのレンズ、光をフィルタリングして受光手段が発光を受光しやすくするためのフィルタなどが挙げられる。 The optical system is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a lens for condensing light emitted from a light irradiating means into droplets and a light receiving means for filtering light are used. Examples thereof include a filter for facilitating the reception of light emission.

駆動手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液滴吐出手段が圧電加圧方式によるインクジェットヘッドである場合、液滴吐出手段に駆動電圧を入力する手段などが挙げられる。この場合、駆動手段が圧電素子を変形させることにより微小な液滴を吐出させることができる。 The drive means is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, when the droplet discharge means is an inkjet head by a piezoelectric pressurization method, a means for inputting a drive voltage to the droplet discharge means. And so on. In this case, the driving means can deform the piezoelectric element to eject minute droplets.

記憶手段としては、受光手段により受光された発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を記憶できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、RAMなどが挙げられる。 The storage means is not particularly limited as long as it can store the luminance value of the light emitted by the light receiving means and the shape information of the light emitting surface on the light receiving surface, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include RAM. ..

吐出された液滴が付着する被付着物は、特に制限はなく、適宜選択することができ、例えば、粒子が細胞である場合、ウェルなどが挙げられる。 The adherend to which the ejected droplets adhere is not particularly limited and may be appropriately selected. For example, when the particles are cells, wells and the like can be mentioned.

ここで、本発明における粒子計数装置の一例について図面を参照して説明する。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
Here, an example of the particle counting device in the present invention will be described with reference to the drawings.
In each drawing, the same components may be designated by the same reference numerals, and duplicate description may be omitted. Further, the number, position, shape, etc. of the following constituent members are not limited to the present embodiment, and can be a preferable number, position, shape, etc. for carrying out the present invention.

図1は、本発明の粒子計数装置の一例を示す説明図である。
図1に示すように、粒子計数装置100は、液滴吐出手段10と、駆動手段20と、光照射手段30と、受光手段41及び42と、粒子計数手段51とを有する。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the particle counting device of the present invention.
As shown in FIG. 1, the particle counting device 100 includes a droplet discharging means 10, a driving means 20, a light irradiating means 30, light receiving means 41 and 42, and a particle counting means 51.

液滴吐出手段10は、キャビティ11に蛍光粒子201を含む蛍光粒子懸濁液200を収容し、キャビティ11に配置された図示しない圧電素子の変形により、蛍光粒子201を含んだ球体あるいは楕円体の液滴210を、図3中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出することができる。 The droplet ejection means 10 accommodates a fluorescent particle suspension 200 containing fluorescent particles 201 in the cavity 11, and a spherical or ellipsoid containing the fluorescent particles 201 is formed by deformation of a piezoelectric element (not shown) arranged in the cavity 11. The droplet 210 can be ejected from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG.

駆動手段20は、液滴吐出手段10の圧電素子と電気的に接続されており、圧電素子に駆動電圧を印加し、圧電素子を変形させることにより液滴210を吐出させる。 The driving means 20 is electrically connected to the piezoelectric element of the droplet discharging means 10, and a driving voltage is applied to the piezoelectric element to deform the piezoelectric element to discharge the droplet 210.

光照射手段30は、駆動手段20と電気的に接続されており、駆動手段20から同期信号を入力される。同期信号を入力された光照射手段30は、液滴吐出手段10による液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。 The light irradiation means 30 is electrically connected to the drive means 20, and a synchronization signal is input from the drive means 20. The light irradiating means 30 to which the synchronization signal is input irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210 by the droplet discharging means 10.

2つの受光手段41及び42は、いずれも光照射手段30を介して駆動手段20と電気的に接続されており、駆動手段20から同期信号を入力される。同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報をそれぞれ得る。 Both the two light receiving means 41 and 42 are electrically connected to the driving means 20 via the light irradiating means 30, and a synchronization signal is input from the driving means 20. The light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiation means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface, respectively.

粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報に基づき、液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数する。 The particle counting means 51 is a liquid based on information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 received by the two light receiving means 41 and 42, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. The fluorescent particles 201 contained in the droplet 210 are counted.

図2は、図1に示した粒子計数装置における2つの受光手段の位置関係の一例を示す説明図である。なお、図2では、液滴の吐出方向を紙面奥行き方向としており、ノズル12の直下には、被付着物300が配置されている。
図2に示すように、光照射手段30、ミラー60、及びレンズ70は、光照射手段30により照射されたレーザー光Lがミラー60に反射してレンズ70を介して吐出方向に吐出された液滴(図2中のノズル12の位置)に集光されるように配置されている。
2つの受光手段41及び42は、吐出方向を法線とする平面上に、受光手段41の受光方向D1と、受光手段42の受光方向D2とがなす角を90°として配置されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of the positional relationship between the two light receiving means in the particle counting device shown in FIG. In FIG. 2, the ejection direction of the droplet is the depth direction of the paper surface, and the adherend 300 is arranged directly below the nozzle 12.
As shown in FIG. 2, the light irradiation means 30, the mirror 60, and the lens 70 are liquids in which the laser beam L irradiated by the light irradiation means 30 is reflected by the mirror 60 and discharged in the discharge direction through the lens 70. It is arranged so as to be focused on droplets (position of the nozzle 12 in FIG. 2).
The two light receiving means 41 and 42 are arranged on a plane whose normal is the discharge direction, with an angle formed by the light receiving direction D1 of the light receiving means 41 and the light receiving direction D2 of the light receiving means 42 being 90 °.

図3は、図2に示した位置関係とした2つの受光手段により得られる発光の画像の説明図である。図3では、受光手段41が受光した発光の輝度及び発光の受光面における形状を1つの画像P1に示し、受光手段42が受光した発光の輝度及び発光の受光面における形状を1つの画像P2に示している。
図3に示すように、画像P1では発光が重なっていないが、画像P2では発光が重なっている。
画像P1及び画像P2から発光の輝度に基づいて蛍光粒子201を計数するとき、上記(1)又は(2)の処理のいずれかを行い、蛍光粒子201の個数を計数してもよい。
画像P1及び画像P2から発光の受光面における形状に基づいて粒子201を計数するとき、上記(3)〜(6)の処理のいずれかを行い、蛍光粒子201の個数を計数してもよい。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an image of light emission obtained by the two light receiving means having the positional relationship shown in FIG. In FIG. 3, the brightness of the light emitted by the light receiving means 41 and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface are shown in one image P1, and the brightness of the light emitted by the light receiving means 42 and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface are shown in one image P2. Shown.
As shown in FIG. 3, the light emission does not overlap in the image P1, but the light emission overlaps in the image P2.
When counting the fluorescent particles 201 from the image P1 and the image P2 based on the brightness of light emission, either the above processing (1) or (2) may be performed to count the number of fluorescent particles 201.
When counting the particles 201 from the image P1 and the image P2 based on the shape of the light emitting surface on the light receiving surface, any of the above processes (3) to (6) may be performed to count the number of fluorescent particles 201.

図4A〜図4Cは、2つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。図4A〜図4Cでは、発光が透過可能な粒子を想定しており、画像の濃淡が発光の輝度を示し、淡色であるほど発光の輝度が高いことを示している。 4A to 4C are explanatory views showing an example of a simulation image of the luminance value of the emission and the shape of the light receiving surface of the emission when the two emissions overlap. In FIGS. 4A to 4C, particles that can transmit light emission are assumed, and the shade of the image indicates the brightness of the light emission, and the lighter the color, the higher the brightness of the light emission.

図4Aに示すように、粒子からの発光の重なり程度であれば、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定できる。
図4Bに示すように、粒子からの発光の重なり程度である場合、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定できないとき、発光の受光面における形状に基づいて発光の受光面における形状の曲率半径を算出し、算出した曲率半径の中心の個数を粒子の個数として判定する。
図4Cに示すように、粒子からの発光が完全に重なった場合でも、輝度が高いほど重なっている粒子の個数が多いと判定できるため、検量線を用いて粒子の個数を判定することができる。
なお、発光が透過しない粒子であっても、2以上の受光手段を有することにより、いずれかの受光手段により発光が重なっていない状態を受光できていれば、粒子同士が接触した重なりでない限り、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定できる。
As shown in FIG. 4A, the number of particles can be determined based on the brightness value of the light emission as long as the light emission from the particles overlaps.
As shown in FIG. 4B, in the case of overlapping light emission from particles, when the number of particles cannot be determined based on the brightness value of light emission, the curvature of the shape on the light receiving surface of light emission is based on the shape of the light receiving surface of light emission. The radius is calculated, and the number of centers of the calculated radius of curvature is determined as the number of particles.
As shown in FIG. 4C, even when the light emission from the particles completely overlaps, it can be determined that the number of overlapping particles increases as the brightness increases, so that the number of particles can be determined using the calibration curve. ..
Even if the particles do not transmit light, as long as the particles can receive light in a state where the light emission does not overlap by having two or more light receiving means, unless the particles are in contact with each other and overlap. The number of particles can be determined based on the brightness value of light emission.

図5A及び図5Bは、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合における発光の輝度及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。図5A及び図5Bでは、図4A〜図4Cと同様に、画像の濃淡が発光の輝度を示し、淡色であるほど発光の輝度が高いことを示している。ただし、液滴の中に粒子が1個含まれており、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する点で図4A〜図4Cと異なる。
図5Aに示すように、液滴の外辺部が発光しており、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定しようとすると、粒子が1個であるか2個であるかの判定が困難であるが、発光の受光面における形状に基づいて粒子の個数を判定すると、液滴の外辺部の発光における曲率半径が大きいため除外することができる。
図5Bに示すように、図5Aの場合と同様に、記発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定しようとすると、粒子が1個であるか2個であるかの判定が困難であるが、発光の受光面における形状に基づいて粒子の個数を判定すると、発光の曲率半径から1個であると判定できる。
5A and 5B are explanatory views showing an example of a simulation image of the brightness of light emission and the shape on the light receiving surface of light emission when the particles are present in the vicinity of the outer edge portion of the droplet. In FIGS. 5A and 5B, similarly to FIGS. 4A to 4C, the shade of the image indicates the brightness of the light emission, and the lighter the color, the higher the brightness of the light emission. However, it differs from FIGS. 4A to 4C in that one particle is contained in the droplet and the particle exists near the outer edge of the droplet.
As shown in FIG. 5A, the outer edge of the droplet emits light, and when trying to determine the number of particles based on the brightness value of the emission, it is determined whether the number of particles is one or two. Although it is difficult, if the number of particles is determined based on the shape of the light emitting surface on the light receiving surface, it can be excluded because the radius of curvature of the outer edge of the droplet is large.
As shown in FIG. 5B, when the number of particles is determined based on the luminance value of the light emission, it is difficult to determine whether the number of particles is one or two, as in the case of FIG. 5A. However, when the number of particles is determined based on the shape of the light emitting surface on the light receiving surface, it can be determined that the number of particles is one from the radius of curvature of the emitted light.

図6A〜図6Cは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の一例を示す画像である。図6A〜図6Cは、粒子としてSPHERO Fluorescent Nile Red particles(ベイバイオサイエンス株式会社製、1%(w/v)、直径10μm〜14μm)、懸濁液の液成分としてイオン交換水を用いて、圧電素子を用いたメンブレン振動方式のインクジェットヘッドを正弦波電圧(20,000Hz、1周期、4.6V)で圧電素子を駆動させ、粒子を含む液滴を直径80μmの球体になるように吐出させ、受光手段として高感度カメラ(pco.edge、株式会社東京インスツルメンツ製)の露光時間を10msに設定し、吐出させた液滴に光照射手段としてのYAGレーザー(Explorer ONE−532−200−KE、スペクトラ・フィジックス株式会社製)が出射したレーザービーム(10kHzで100μJ)を照射して粒子を発光させた状態の画像である。なお、インクジェットヘッド、YAGレーザー、及び高感度カメラを同期させ、YAGレーザーのみを遅れさせるようにディレイ時間を0.1msとした。ただし、上記の条件は、画像が得られる条件であれば、特に制限はなく、用いる機器や吐出する液の物性及び蛍光粒子などにより、適宜選択することができる。 6A to 6C are images showing an example of the brightness value of the light emitted by the light receiving means and the shape of the light emitting surface on the light receiving surface. 6A to 6C show SPHERO Fluorescent Nile Red spheres (manufactured by Bay Biosciences Co., Ltd., 1% (w / v), diameter 10 μm to 14 μm) as particles, and ion-exchanged water as a liquid component of the suspension. A membrane vibration type inkjet head using a piezoelectric element is driven by a piezoelectric element with a sinusoidal voltage (20,000 Hz, 1 cycle, 4.6 V) to eject droplets containing particles into a sphere having a diameter of 80 μm. , The exposure time of a high-sensitivity camera (pco.edge, manufactured by Tokyo Instruments Co., Ltd.) was set to 10 ms as a light receiving means, and the YAG laser (Explorer ONE-532-200-KE) as a light irradiating means for ejected droplets It is an image of a state in which particles are emitted by irradiating a laser beam (100 μJ at 10 kHz) emitted by Spectra Physics Co., Ltd.). The inkjet head, the YAG laser, and the high-sensitivity camera were synchronized, and the delay time was set to 0.1 ms so as to delay only the YAG laser. However, the above conditions are not particularly limited as long as an image can be obtained, and can be appropriately selected depending on the equipment used, the physical characteristics of the discharged liquid, the fluorescent particles, and the like.

図6Aは、奥行きがある球体あるいは楕円体の液滴の中に粒子が2つ存在し、粒子の1つは液滴の中の紙面手前側に存在し、もう1つの粒子は液滴の中の紙面奥側に存在するような受光方向から受光されたときの画像である。
図6Aに示すように、液滴の中の紙面奥側に存在する粒子からの発光は、液滴を通過する分だけ、屈折や散乱などにより発光の輝度値が減衰するため、受光手段に対する液滴の中の位置に起因して発光の輝度値がばらつくときがある。
In FIG. 6A, two particles are present in a deep spherical or ellipsoidal droplet, one of the particles is on the front side of the paper surface in the droplet, and the other particle is in the droplet. It is an image when the light is received from the light receiving direction as if it exists on the back side of the paper surface.
As shown in FIG. 6A, the light emission from the particles existing on the back side of the paper surface in the droplet has the luminance value of the light emission attenuated by refraction or scattering as much as it passes through the droplet, so that the liquid for the light receiving means. The brightness value of light emission may vary depending on the position in the droplet.

図6Bは、奥行きがある球体あるいは楕円体の液滴の中に粒子が3つ存在し、粒子の1つが液滴の外辺部近傍に存在するような受光方向から受光されたときの画像である。
図6Bに示すように、液滴の外辺部近傍に存在する粒子からの発光は、液滴の球面内側に反射するときがある。
FIG. 6B is an image when three particles are present in a deep spherical or ellipsoidal droplet and one of the particles is received from a light receiving direction such that one of the particles is near the outer edge of the droplet. is there.
As shown in FIG. 6B, light emitted from particles existing near the outer edge of the droplet may be reflected inside the spherical surface of the droplet.

図6Cは、奥行きがある球体あるいは楕円体の液滴の中に粒子が1つ存在し、粒子が紙面奥側における液滴の外辺部近傍に存在するような受光方向から受光されたときの画像である。
図6Cに示すように、粒子が紙面奥側における液滴の外辺部近傍に存在する場合の粒子からの発光は、輝度値が低く、受光面における形状が不明瞭となるときがある。
FIG. 6C shows a case where one particle is present in a deep spherical or ellipsoidal droplet and the particle is received from a light receiving direction such that the particle is near the outer edge of the droplet on the inner side of the paper surface. It is an image.
As shown in FIG. 6C, when the particles are present near the outer edge of the droplet on the inner side of the paper surface, the brightness value of the light emitted from the particles is low, and the shape on the light receiving surface may be unclear.

図7は、2以上の受光手段により受光された発光の輝度値に基づき粒子の個数を判定する検量線の一例を示すグラフである。
図7に示すように、発光の輝度値に基づき粒子の個数を判定する検量線を用いることにより、第一の受光手段により受光された発光の輝度値1と、撮像手段により受光された発光の輝度値2に基づいて、粒子の個数を判定することができる。
また、図6A〜図6Cに示したように、発光の輝度値が不明確となり、検量線を求めることができない場合があるため、この場合、境界線近傍の所定の領域において粒子の個数を判定できない領域を判定不可領域として設けるようにする。2つの受光手段により受光された輝度値に基づき判定不可領域にプロットされる場合、輝度値だけでは粒子を計数できないと判定して、発光の受光面における形状の情報に基づき粒子を計数するようにすることが好ましい。
なお、検量線のデータは、粒子の種類や発光条件などに応じてあらかじめ取得し、記憶手段などに記憶させておく。
FIG. 7 is a graph showing an example of a calibration curve for determining the number of particles based on the luminance value of the light emitted by two or more light receiving means.
As shown in FIG. 7, by using a calibration curve that determines the number of particles based on the luminance value of the emission, the luminance value 1 of the emission received by the first light receiving means and the emission received by the imaging means are used. The number of particles can be determined based on the brightness value 2.
Further, as shown in FIGS. 6A to 6C, the luminance value of the light emission becomes unclear and the calibration curve may not be obtained. In this case, the number of particles is determined in a predetermined region near the boundary line. An area that cannot be determined is provided as an area that cannot be determined. When plotting in a non-determinable region based on the brightness value received by the two light receiving means, it is determined that the particles cannot be counted only by the brightness value, and the particles are counted based on the shape information on the light receiving surface of the light emission. It is preferable to do so.
The calibration curve data is acquired in advance according to the type of particles, light emission conditions, etc., and stored in a storage means or the like.

次に、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図8に示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、発光が重なることがない場合、あるいは発光が液滴の球面内側に反射して不明確になることがない場合に用いられる手順である。
Next, using the particle counting device of the present invention, the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means is shown in FIG. 1 according to the step represented by S in the flowchart of the flowchart shown in FIG. Will be explained with reference to.
This flowchart is a procedure used when the light emission does not overlap, or when the light emission is not reflected inside the spherical surface of the droplet and becomes unclear.

S101では、駆動手段20から駆動電圧を印加された液滴吐出手段10により、蛍光粒子201を含んだ液滴210を、図1中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出する。また、駆動手段20は、液滴吐出手段10に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段30及び2つの受光手段41及び42に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段51は、処理をS102に移行させる。 In S101, the droplet ejection means 10 to which the driving voltage is applied from the driving means 20 ejects the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG. Further, the driving means 20 applies a driving voltage to the droplet discharging means 10 and outputs a synchronization signal to the light irradiating means 30 and the two light receiving means 41 and 42. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S102.

S102では、駆動手段20から同期信号を入力された液滴吐出手段10は、液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。また、同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段51は、処理をS103に移行させる。 In S102, the droplet ejection means 10 to which the synchronization signal is input from the driving means 20 irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210. Further, the light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiating means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S103.

S103では、粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数して、本処理を終了する。 In S103, the particle counting means 51 receives information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface, and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface, which are received by the two light receiving means 41 and 42. Based on the above, the fluorescent particles 201 contained in the droplet 210 are counted using the calibration curve shown in FIG. 7, and this process is completed.

次に、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図9に示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、例えば、液滴吐出手段10により吐出させる液滴210に含まれる蛍光粒子201の個数が吐出毎にばらつく場合に用いられる手順である。すなわち、蛍光粒子201の個数のばらつき程度を確認するため、吐出する毎に蛍光粒子201からの発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得て、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値のみに基づき、蛍光粒子201の計数を行う手順である。
Next, using the particle counting device of the present invention, the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means is shown in FIG. 1 according to the step represented by S in the flowchart of the flowchart shown in FIG. Will be explained with reference to.
This flowchart is a procedure used, for example, when the number of fluorescent particles 201 contained in the droplet 210 ejected by the droplet ejection means 10 varies from ejection to ejection. That is, in order to confirm the degree of variation in the number of the fluorescent particles 201, the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 from the fluorescent particles 201, the shape of the light receiving surface of the light emitting L1 and the light receiving surface of the light emitting L2 each time the fluorescence particles 201 are discharged. This is a procedure for counting the fluorescent particles 201 based only on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 by obtaining the shape information in the above.

S201では、駆動手段20から駆動電圧を印加された液滴吐出手段10により、蛍光粒子201を含んだ液滴210を、図1中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出する。また、駆動手段20は、液滴吐出手段10に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段30及び2つの受光手段41及び42に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段51は、処理をS202に移行する。 In S201, the droplet ejection means 10 to which the driving voltage is applied from the driving means 20 ejects the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG. Further, the driving means 20 applies a driving voltage to the droplet discharging means 10 and outputs a synchronization signal to the light irradiating means 30 and the two light receiving means 41 and 42. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S202.

S202では、駆動手段20から同期信号を入力された液滴吐出手段10は、液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。また、同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段51は、処理をS203に移行する。 In S202, the droplet ejection means 10 to which the synchronization signal is input from the driving means 20 irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210. Further, the light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiating means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S203.

S203では、粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数する。その後、粒子計数手段51は、処理をS204に移行する。 In S203, the particle counting means 51 uses the calibration curve shown in FIG. 7 to fluoresce the droplet 210 based on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 received by the two light receiving means 41 and 42. Particle 201 is counted. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S204.

S204では、液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数した粒子計数手段51は、液滴吐出手段10が所定の回数の液滴210を吐出したか否かを判定する。粒子計数手段51は、液滴吐出手段10により液滴210を所定の回数吐出したと判定すると、本処理を終了する。粒子計数手段51は、液滴吐出手段10により液滴210を所定の回数吐出していないと判定すると、処理をS201に戻す。 In S204, the particle counting means 51 that counts the fluorescent particles 201 contained in the droplet 210 determines whether or not the droplet discharging means 10 has discharged the droplet 210 a predetermined number of times. When the particle counting means 51 determines that the droplet discharging means 10 has discharged the droplet 210 a predetermined number of times, the particle counting means 51 ends this process. When the particle counting means 51 determines that the droplet discharging means 10 has not discharged the droplet 210 a predetermined number of times, the process returns to S201.

次に、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図10に示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、例えば、液滴吐出手段10により液滴210を連続して吐出させた後、連続して吐出させた液滴210に蛍光粒子201がどのくらい含まれたのか確認したい場合に用いられる手順である。
Next, using the particle counting device of the present invention, the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means is shown in FIG. 1 according to the step represented by S in the flowchart of the flowchart shown in FIG. Will be explained with reference to.
This flowchart is a procedure used, for example, when it is desired to confirm how much fluorescent particles 201 are contained in the continuously ejected droplet 210 after the droplet 210 is continuously ejected by the droplet ejection means 10. Is.

S301では、駆動手段20から駆動電圧を印加された液滴吐出手段10により、蛍光粒子201を含んだ液滴210を、図1中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出する。また、駆動手段20は、液滴吐出手段10に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段30及び2つの受光手段41及び42に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段51は、処理をS302に移行する。 In S301, the droplet ejection means 10 to which the driving voltage is applied from the driving means 20 ejects the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG. Further, the driving means 20 applies a driving voltage to the droplet discharging means 10 and outputs a synchronization signal to the light irradiating means 30 and the two light receiving means 41 and 42. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S302.

S302では、駆動手段20から同期信号を入力された液滴吐出手段10は、液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。また、同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得る。粒子計数手段51は、液滴210毎に発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を図示しない記憶手段に記憶し、処理をS303に移行する。 In S302, the droplet ejection means 10 to which the synchronization signal is input from the driving means 20 irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210. Further, the light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiating means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. The particle counting means 51 stores information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface, and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface in a storage means (not shown) for each droplet 210. The process shifts to S303.

S303では、液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数した粒子計数手段51は、液滴吐出手段10が所定の回数の液滴210を吐出したか否かを判定する。粒子計数手段51は、液滴吐出手段10により液滴210を所定の回数吐出したと判定すると、処理をS304に移行する。粒子計数手段51は、液滴吐出手段10により液滴210を所定の回数吐出していないと判定すると、処理をS301に戻す。 In S303, the particle counting means 51 that counts the fluorescent particles 201 contained in the droplet 210 determines whether or not the droplet discharging means 10 has discharged the droplet 210 a predetermined number of times. When the particle counting means 51 determines that the droplet discharging means 10 has discharged the droplet 210 a predetermined number of times, the process shifts to S304. When the particle counting means 51 determines that the droplet discharging means 10 has not discharged the droplet 210 a predetermined number of times, the process returns to S301.

S304では、液滴210を所定の回数吐出したと判定した粒子計数手段51は、記憶手段に記憶した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210毎に蛍光粒子201を計数して、本処理を終了する。 In S304, the particle counting means 51 that determines that the droplet 210 has been ejected a predetermined number of times has the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 stored in the storage means, the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface, and the light emitting L2. Based on the shape information on the light receiving surface, the fluorescent particles 201 are counted for each droplet 210 using the calibration curve shown in FIG. 7, and this process is completed.

次に、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図11に示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値のみに基づいて蛍光粒子201の個数を計数できないと判定した場合、発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状に基づいて蛍光粒子201の個数を判定する手順である。
Next, using the particle counting device of the present invention, the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means is shown in FIG. 1 according to the step represented by S in the flowchart of the flowchart shown in FIG. Will be explained with reference to.
When it is determined that the number of fluorescent particles 201 cannot be counted based only on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, this flowchart is based on the shape of the light receiving surface of the light emitting L1 and the shape of the light receiving surface of the light emitting L2. This is a procedure for determining the number of fluorescent particles 201.

S401では、駆動手段20から駆動電圧を印加された液滴吐出手段10により、蛍光粒子201を含んだ液滴210を、図1中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出する。また、駆動手段20は、液滴吐出手段10に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段30及び2つの受光手段41及び42に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段51は、処理をS402に移行する。 In S401, the droplet ejection means 10 to which the driving voltage is applied from the driving means 20 ejects the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG. Further, the driving means 20 applies a driving voltage to the droplet discharging means 10 and outputs a synchronization signal to the light irradiating means 30 and the two light receiving means 41 and 42. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S402.

S402では、駆動手段20から同期信号を入力された液滴吐出手段10は、液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。また、同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段51は、処理をS403に移行する。 In S402, the droplet ejection means 10 to which the synchronization signal is input from the driving means 20 irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210. Further, the light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiating means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S403.

S403では、粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210毎に蛍光粒子201の個数を判定する。このとき、粒子計数手段51は、受光した発光L2の輝度値が図7に示した判定不可領域に含まれないと判定すると、処理をS404に移行する。粒子計数手段51は、判定不可領域に含まれると判定すると、処理をS405に移行する。 In S403, the particle counting means 51 uses the calibration curve shown in FIG. 7 to obtain fluorescent particles for each droplet 210 based on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 received by the two light receiving means 41 and 42. The number of 201 is determined. At this time, when the particle counting means 51 determines that the brightness value of the received light emitting L2 is not included in the undeterminable region shown in FIG. 7, the process shifts to S404. When the particle counting means 51 determines that it is included in the undeterminable region, the process shifts to S405.

S404では、判定不可領域に含まれないと判定した粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数して、本処理を終了する。 In S404, the particle counting means 51 determined not to be included in the undeterminable region is the calibration curve shown in FIG. 7 based on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 received by the two light receiving means 41 and 42. The number of fluorescent particles 201 contained in the droplet 210 is counted using the above, and this process is completed.

S405では、判定不可領域に含まれると判定した粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報、即ち形状データに基づき、曲率半径を求める。
次に、粒子計数手段51は、求めた曲率半径が所定の範囲内であるか否かを判定する。粒子計数手段51は、求めたすべての曲率半径が所定の範囲内であると判定すると、処理をS406に移行し、求めた曲率半径が1つでも所定の範囲内にないと判定すると、処理をS404に移行する。
In S405, the particle counting means 51 determined to be included in the undeterminable region provides information on the shape of the light emitting L1 received by the two light receiving means 41 and 42 on the light receiving surface and the shape information of the light emitting L2 on the light receiving surface, that is, shape data. Based on this, the radius of curvature is obtained.
Next, the particle counting means 51 determines whether or not the obtained radius of curvature is within a predetermined range. When the particle counting means 51 determines that all the obtained radius of curvature is within a predetermined range, the process shifts to S406, and when it is determined that even one of the obtained radius of curvature is not within the predetermined range, the process is performed. Move to S404.

S406では、すべての曲率半径が所定の範囲内であると判定した粒子計数手段51は、求めた曲率半径の中心の個数を液滴210に含まれる蛍光粒子201の個数として計数し、本処理を終了する。 In S406, the particle counting means 51, which determines that all the radius of curvature is within a predetermined range, counts the number of centers of the determined radius of curvature as the number of fluorescent particles 201 contained in the droplet 210, and performs this process. finish.

次に、本発明の粒子計数装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図12に示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1を参照しながら説明する。 Next, using the particle counting device of the present invention, the flow of counting the particles contained in the droplets ejected from the droplet ejection means is shown in FIG. 1 according to the step represented by S in the flowchart of the flowchart shown in FIG. It will be explained with reference to it.

S501では、駆動手段20から駆動電圧を印加された液滴吐出手段10により、蛍光粒子201を含んだ液滴210を、図1中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出する。また、駆動手段20は、液滴吐出手段10に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段30及び2つの受光手段41及び42に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段51は、処理をS502に移行する。 In S501, the droplet ejection means 10 to which the driving voltage is applied from the driving means 20 ejects the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG. Further, the driving means 20 applies a driving voltage to the droplet discharging means 10 and outputs a synchronization signal to the light irradiating means 30 and the two light receiving means 41 and 42. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S502.

S502では、駆動手段20から同期信号を入力された液滴吐出手段10は、液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。また、同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段51は、処理をS503に移行する。 In S502, the droplet ejection means 10 to which the synchronization signal is input from the driving means 20 irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210. Further, the light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiating means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S503.

S503では、粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数する。その後、粒子計数手段51は、処理をS504に移行する。 In S503, the particle counting means 51 uses the calibration curve shown in FIG. 7 to fluoresce the droplet 210 based on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 received by the two light receiving means 41 and 42. Particle 201 is counted. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S504.

S504では、粒子計数手段51は、計数した蛍光粒子201が0個であるか否かを判定する。粒子計数手段51は、計数した蛍光粒子201が0個であると判定すると、処理をS501に移行する。粒子計数手段51は、計数した蛍光粒子201が0個でないと判定すると、本処理を終了する。 In S504, the particle counting means 51 determines whether or not the counted fluorescent particles 201 are 0. When the particle counting means 51 determines that the number of counted fluorescent particles 201 is 0, the process shifts to S501. When the particle counting means 51 determines that the number of counted fluorescent particles 201 is not 0, the particle counting means 51 ends this process.

次に、本発明の粒子計数装置を用いて、粒子計数手段が、吐出させた液滴に含まれる粒子は0個であると判定した場合、液滴吐出手段により液滴を再度吐出させ、蛍光粒子201が計数されるまで繰り返すフローを、図13に示すフローチャートの図中Sで表すステップにしたがって図1を参照しながら説明する。 Next, when the particle counting means determines that the number of particles contained in the discharged droplets is 0 by using the particle counting device of the present invention, the droplet discharging means re-discharges the droplets and fluoresces. The flow of repeating until the particles 201 are counted will be described with reference to FIG. 1 according to the step represented by S in the flowchart of the flowchart shown in FIG.

S601では、駆動手段20から駆動電圧を印加された液滴吐出手段10により、蛍光粒子201を含んだ液滴210を、図1中のD3で示す吐出方向にノズル12から吐出する。また、駆動手段20は、液滴吐出手段10に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段30及び2つの受光手段41及び42に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段51は、処理をS602に移行する。 In S601, the droplet ejection means 10 to which the driving voltage is applied from the driving means 20 ejects the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 from the nozzle 12 in the ejection direction shown by D3 in FIG. Further, the driving means 20 applies a driving voltage to the droplet discharging means 10 and outputs a synchronization signal to the light irradiating means 30 and the two light receiving means 41 and 42. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S602.

S602では、駆動手段20から同期信号を入力された液滴吐出手段10は、液滴210の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Lを液滴210に照射する。また、同期信号を入力された受光手段41及び42は、光照射手段30のレーザー光Lにより蛍光粒子201が発光するタイミングに合わせて、発光L1及び発光L2を受光する。これにより、受光手段41及び42は、発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値、並びに発光L1の受光面における形状及び発光L2の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段51は、処理をS603に移行する。 In S602, the droplet ejection means 10 to which the synchronization signal is input from the driving means 20 irradiates the droplet 210 with laser light L as light in accordance with the ejection timing of the droplet 210. Further, the light receiving means 41 and 42 to which the synchronization signal is input receive the light emitting L1 and the light emitting L2 at the timing when the fluorescent particles 201 emit light by the laser light L of the light irradiating means 30. As a result, the light receiving means 41 and 42 obtain information on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2, and the shape of the light emitting L1 on the light receiving surface and the shape of the light emitting L2 on the light receiving surface. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S603.

S603では、粒子計数手段51は、2つの受光手段41及び42により受光した発光L1の輝度値及び発光L2の輝度値に基づき、図7に示した検量線を用いて液滴210に含まれる蛍光粒子201を計数する。その後、粒子計数手段51は、処理をS604に移行する。 In S603, the particle counting means 51 uses the calibration curve shown in FIG. 7 to fluoresce the droplet 210 based on the brightness value of the light emitting L1 and the brightness value of the light emitting L2 received by the two light receiving means 41 and 42. Particle 201 is counted. After that, the particle counting means 51 shifts the processing to S604.

S604では、蛍光粒子201を計数した粒子計数手段51は、計数した光粒子201が0個であるか否かを判定する。粒子計数手段51は、計数した光粒子201が0個であると判定すると、処理をS605に移行する。粒子計数手段51は、計数した光粒子201が0個でないと判定すると、本処理を終了する。 In S604, the particle counting means 51 that counts the fluorescent particles 201 determines whether or not the counted light particles 201 are 0. When the particle counting means 51 determines that the number of counted light particles 201 is 0, the process shifts to S605. When the particle counting means 51 determines that the number of counted light particles 201 is not 0, the particle counting means 51 ends this process.

S605では、粒子計数手段51は、蛍光粒子201が0個であると判定した液滴210を被付着物に付着させないように排出して、処理をS601に戻す。 In S605, the particle counting means 51 discharges the droplet 210 determined to have 0 fluorescent particles 201 so as not to adhere to the adherend, and returns the process to S601.

図14及び図15は、上述した本発明の粒子計数装置の実施態様とは別の実施態様を示す説明図である。 14 and 15 are explanatory views showing an embodiment different from the embodiment of the particle counting device of the present invention described above.

図14は、本発明の粒子計数装置の他の一例を示す説明図である。図14に示すように、図1に示した粒子計数装置と同様に、液滴210を吐出し被付着物71へ着弾させるが、被付着物71に着弾した蛍光粒子201を被付着物71の下から第二の粒子計数手段52により計数し、その結果を液滴吐出手段10にフィードバックする点で相違する。
なお、撮像手段80には、着弾した液滴を観察可能な位置に対物レンズ83が設置されている。撮像手段80の第二の光照射手段81から発せられたレーザー光Lは、ダイクロイックミラー83を介して対物レンズ83を通過し、被付着物としてのウェル内の蛍光粒子に照射される。蛍光粒子から発せられた蛍光L3は、対物レンズ63を通過して撮像素子65に入射することにより画像情報が取得できる。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing another example of the particle counting device of the present invention. As shown in FIG. 14, similarly to the particle counting device shown in FIG. 1, the droplet 210 is ejected and landed on the adhered object 71, but the fluorescent particles 201 landing on the adhered object 71 are landed on the adhered object 71. The difference is that counting is performed by the second particle counting means 52 from the bottom and the result is fed back to the droplet discharging means 10.
The image pickup means 80 is provided with an objective lens 83 at a position where the landed droplets can be observed. The laser beam L emitted from the second light irradiating means 81 of the imaging means 80 passes through the objective lens 83 via the dichroic mirror 83 and irradiates the fluorescent particles in the well as an adherend. Image information can be acquired by the fluorescence L3 emitted from the fluorescent particles passing through the objective lens 63 and incident on the image sensor 65.

図15は、本発明の粒子計数装置の更に他の一例を示す説明図である。図15に示すように、図1に示した粒子計数装置と同様に、液滴を吐出し被付着物71へ着弾させるが、被付着物71の所定の位置に蛍光粒子201を含む液滴210を着弾させた後、着弾した液滴を観察可能なように、撮像手段80の対物レンズ83が設置されている場所まで被付着物71をステージ72で移動させ、被付着物71に着弾した蛍光粒子201を被付着物71の上から粒子数計数手段52により計数し、その結果を液滴吐出手段10にフィードバックする点で相違する。 FIG. 15 is an explanatory diagram showing still another example of the particle counting device of the present invention. As shown in FIG. 15, similarly to the particle counting device shown in FIG. 1, the droplets are ejected and landed on the adherend 71, but the droplet 210 containing the fluorescent particles 201 at a predetermined position of the adherend 71. After landing, the adherend 71 is moved on the stage 72 to the place where the objective lens 83 of the imaging means 80 is installed so that the landed droplets can be observed, and the fluorescence landed on the adhered object 71. The difference is that the particles 201 are counted from above the adherend 71 by the particle number counting means 52, and the result is fed back to the droplet ejection means 10.

図16は、本発明の粒子計数装置を用いて、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を所定の数にするフローの一例を示すフローチャートである。図16に示すように、図12と同様なフローであるが、図12のステップS504における「粒子の数が0個であるか否かの判定」を、「粒子の数が所定の数であるか否かの判定」に変え、所定の数の粒子を被付着物に着弾させる場合のフローチャートを示している。 FIG. 16 is a flowchart showing an example of a flow in which the number of particles contained in the droplets landing on the adherend is set to a predetermined number by using the particle counting device of the present invention. As shown in FIG. 16, the flow is the same as that in FIG. 12, but the “determination of whether or not the number of particles is 0” in step S504 of FIG. 12 is determined by “the number of particles is a predetermined number”. A flowchart is shown in the case where a predetermined number of particles are landed on the adherend instead of "determination of whether or not".

図17は、本発明の粒子計数装置を用いて、被付着物に着弾した液滴に含まれる粒子を所定の数にするフローの他の一例を示すフローチャートである。図16と同様に所定の数を被付着物に着弾させる場合のフロー図を示しており、更に粒子の数が所定の数以上となる場合に液滴を排出する場合のフローチャートを示している。 FIG. 17 is a flowchart showing another example of a flow in which the number of particles contained in the droplets landing on the adherend is set to a predetermined number by using the particle counting device of the present invention. Similar to FIG. 16, a flow chart in the case of landing a predetermined number on the adherend is shown, and a flowchart in the case of discharging droplets when the number of particles becomes a predetermined number or more is shown.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出手段と、 前記液滴吐出手段から吐出された前記液滴に前記光を照射する光照射手段と、前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する2以上の受光手段と、2以上の前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数手段とを有することを特徴とする粒子計数装置である。
<2> 前記受光手段が、受光面の略法線方向に受光した前記発光の輝度値及び前記発光の前記受光面における形状の情報を得て、前記粒子計数手段が、前記発光の輝度値に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第一の計数処理、及び、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行う前記<1>に記載の粒子計数装置である。
<3> 前記粒子計数手段が、前記第一の計数処理を行い、前記粒子を計数できないと判定したとき、前記第二の計数処理を行い、前記粒子を計数する前記<2>に記載の粒子計数装置。
<4> 前記粒子計数手段が、前記発光の受光面における形状の情報に基づき曲率半径を算出し、所定の範囲内にある前記曲率半径を算出した際の円の中心の個数を前記粒子の個数として計数する前記第二の計数処理を行う前記<2>から<3>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<5> 2以上の前記受光手段のうち少なくとも1の前記受光手段が、その受光方向が他の前記受光手段の受光方向と略直交方向に位置するように配された前記<1>から<4>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<6> 前記受光手段が、その受光方向が前記液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配された前記<1>から<5>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<7> 前記受光手段が、CMOS撮像素子を有するカメラである前記<1>から<6>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<8> 前記粒子計数手段が、前記粒子の数が0個であると判定したとき、前記液滴吐出手段が、前記液滴を更に吐出する前記<1>から<7>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<9> 前記粒子計数手段が、前記粒子の数が所定の数未満であると判定したとき、前記液滴吐出手段が、前記液滴を更に吐出する前記<1>から<7>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<10> 前記粒子計数手段が、前記粒子の数が所定の数であると判定したとき、次工程に移行する前記<1>から<7>のいずれかに記載の粒子計数装置。
<11> 前記液滴吐出手段が、圧電素子を用いた圧電加圧方式によるインクジェットヘッドである前記<1>から<10>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<12> 前記圧電素子が、チタン酸ジルコン酸鉛を用いた素子である前記<11>に記載の粒子計数装置である。
<13> 前記光照射手段が、固体レーザーである前記<1>から<12>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<14> 前記光が、パルス光である前記<1>から<13>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<15> 前記パルス光のパルス幅が、10μs以下である前記<14>に記載の粒子計数装置である。
<16> 前記パルス光における単位パルスあたりのエネルギーが、0.1μJ以上である前記<14>から<15>のいずれかに記載の粒子計数装置である。
<17> 光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出工程と、吐出された前記液滴に前記光を照射する光照射工程と、前記光を照射された前記粒子からの発光を2以上の受光手段により受光する受光工程と、2以上の前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数工程とを含むことを特徴とする粒子計数方法である。
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> A droplet ejection means for ejecting droplets containing particles capable of emitting light when irradiated with light, and a light irradiation means for irradiating the droplets ejected from the droplet ejection means with the light. Two or more light receiving means for receiving light emitted from the particles irradiated with the light, and a particle counting means for counting the particles contained in the droplet based on the light emitted by the two or more light receiving means. It is a particle counting device characterized by having.
<2> The particle counting means obtains the brightness value of the light emission received by the light receiving means in the substantially normal direction of the light receiving surface and the shape information of the light emitting surface on the light receiving surface, and the particle counting means determines the brightness value of the light emission. A first counting process for counting the particles contained in the droplets based on the above, and a second counting process for counting the particles contained in the droplets based on the shape information on the light receiving surface of the light emission. The particle counting device according to <1>, which performs at least one of the above.
<3> The particles according to <2>, wherein when the particle counting means performs the first counting process and determines that the particles cannot be counted, the second counting process is performed and the particles are counted. Counting device.
<4> The number of particles is the number of centers of the circle when the particle counting means calculates the radius of curvature based on the shape information on the light receiving surface of the light emission and calculates the radius of curvature within a predetermined range. The particle counting device according to any one of <2> to <3>, which performs the second counting process.
<5> The light receiving means of at least one of the two or more light receiving means is arranged so that the light receiving direction thereof is located substantially orthogonal to the light receiving direction of the other light receiving means. > Is the particle counting device according to any one of.
<6> The particle counting device according to any one of <1> to <5>, wherein the light receiving means is arranged so that the light receiving direction is located in a direction substantially orthogonal to the ejection direction of the droplet.
<7> The particle counting device according to any one of <1> to <6>, wherein the light receiving means is a camera having a CMOS image sensor.
<8> When the particle counting means determines that the number of the particles is 0, the droplet discharging means further discharges the droplets according to any one of <1> to <7>. It is a particle counting device of.
<9> When the particle counting means determines that the number of particles is less than a predetermined number, the droplet discharging means further discharges the droplets from any of <1> to <7>. The particle counting device according to the above.
<10> The particle counting device according to any one of <1> to <7>, wherein when the particle counting means determines that the number of particles is a predetermined number, the process proceeds to the next step.
<11> The particle counting device according to any one of <1> to <10>, wherein the droplet discharging means is an inkjet head by a piezoelectric pressurizing method using a piezoelectric element.
<12> The particle counting device according to <11>, wherein the piezoelectric element is an element using lead zirconate titanate.
<13> The particle counting device according to any one of <1> to <12>, wherein the light irradiation means is a solid-state laser.
<14> The particle counting device according to any one of <1> to <13>, wherein the light is pulsed light.
<15> The particle counting device according to <14>, wherein the pulse width of the pulsed light is 10 μs or less.
<16> The particle counting device according to any one of <14> to <15>, wherein the energy per unit pulse in the pulsed light is 0.1 μJ or more.
<17> A droplet ejection step of ejecting droplets containing particles capable of emitting light when irradiated with light, a light irradiation step of irradiating the ejected droplets with the light, and irradiation with the light. It includes a light receiving step of receiving light emitted from the particles by two or more light receiving means and a particle counting step of counting the particles contained in the droplet based on the light received by two or more light receiving means. It is a particle counting method characterized by.

前記<1>から<16>のいずれかに記載の粒子計数装置、及び前記<17>に記載の粒子計数方法は、従来における上記諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。 The particle counting device according to any one of <1> to <16> and the particle counting method according to <17> can solve the above-mentioned problems in the past and achieve the object of the present invention. ..

10 液滴吐出手段
20 駆動手段
30、81 光照射手段
41、42 受光手段
51 粒子計数手段
52 第二の粒子計数手段
71 被付着物
80 撮像手段
100 粒子計数装置
201 蛍光粒子
210 液滴
10 Droplet ejection means 20 Driving means 30, 81 Light irradiation means 41, 42 Light receiving means 51 Particle counting means 52 Second particle counting means 71 Adhesion 80 Imaging means 100 Particle counting device 201 Fluorescent particles 210 Droplets

特許第5716213号公報Japanese Patent No. 5716213

Claims (10)

光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出手段と、
前記液滴吐出手段から吐出された前記液滴に前記光を照射する光照射手段と、
前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する2以上の受光手段と、
2以上の前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数手段と、
を有し、
前記受光手段が、受光面の略法線方向に受光した前記発光の輝度値及び前記発光の前記受光面における形状の情報を得て、
前記粒子計数手段が、前記発光の輝度値に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第一の計数処理を行い、前記粒子を計数できないと判定したとき、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第二の計数処理を行い、前記粒子を計数することを特徴とする粒子計数装置。
A droplet ejection means that ejects droplets containing particles that can emit light when irradiated with light,
A light irradiation means for irradiating the droplets ejected from the droplet ejection means with the light,
Two or more light receiving means for receiving light emission from the particles irradiated with the light, and
A particle counting means for counting the particles contained in the droplet based on the light emission received by the two or more light receiving means, and a particle counting means.
Have a,
The light receiving means obtains information on the brightness value of the light emitted received in the substantially normal direction of the light receiving surface and the shape of the light emitted on the light receiving surface.
When the particle counting means performs the first counting process of counting the particles contained in the droplets based on the brightness value of the light emission and determines that the particles cannot be counted, the light receiving surface of the light emission. A particle counting device characterized in that a second counting process for counting the particles contained in the droplets is performed based on the shape information, and the particles are counted.
前記粒子計数手段が、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づき曲率半径を算出し、所定の範囲内にある前記曲率半径を算出した際の円の中心の個数を前記粒子の個数として計数する前記第二の計数処理を行う請求項に記載の粒子計数装置。 The particle counting means calculates the radius of curvature based on the shape information on the light receiving surface of the light emission, and counts the number of centers of the circles within a predetermined range as the number of the particles. The particle counting device according to claim 1 , wherein the second counting process is performed. 2以上の前記受光手段のうち少なくとも1の前記受光手段が、その受光方向が他の前記受光手段の受光方向と略直交方向に位置するように配された請求項1からのいずれかに記載の粒子計数装置。 At least one of said light receiving means of the two or more of said light receiving means, according to claim 1 which is adapted to be positioned in the receiving direction substantially perpendicular direction of 2 of the light-receiving direction other of said light receiving means Particle counting device. 前記受光手段が、その受光方向が前記液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配された請求項1からのいずれかに記載の粒子計数装置。 The particle counting device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light receiving means is arranged so that the light receiving direction is located in a direction substantially orthogonal to the ejection direction of the droplet. 前記受光手段が、CMOS撮像素子を有するカメラである請求項1からのいずれかに記載の粒子計数装置。 The particle counting device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the light receiving means is a camera having a CMOS image sensor. 前記粒子計数手段が、前記粒子の数が0個であると判定したとき、
前記液滴吐出手段が、前記液滴を更に吐出する請求項1からのいずれかに記載の粒子計数装置。
When the particle counting means determines that the number of particles is 0,
The particle counting device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the droplet discharging means further discharges the droplet.
前記粒子計数手段が、前記粒子の数が所定の数未満であると判定したとき、
前記液滴吐出手段が、前記液滴を更に吐出する請求項1からのいずれかに記載の粒子計数装置。
When the particle counting means determines that the number of particles is less than a predetermined number,
The particle counting device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the droplet discharging means further discharges the droplet.
前記粒子計数手段が、前記粒子の数が所定の数であると判定したとき、次工程に移行する請求項1からのいずれかに記載の粒子計数装置。 The particle counting device according to any one of claims 1 to 7 , wherein when the particle counting means determines that the number of particles is a predetermined number, the process proceeds to the next step. 光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出工程と、
吐出された前記液滴に前記光を照射する光照射工程と、
前記光を照射された前記粒子からの発光を2以上の受光手段により受光する受光工程と、
2以上の前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数工程と、
を含み、
前記受光工程で、受光面の略法線方向に受光した前記発光の輝度値及び前記発光の前記受光面における形状の情報を得て、
前記粒子計数工程で、前記発光の輝度値に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第一の計数処理を行い、前記粒子を計数できないと判定したとき、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第二の計数処理を行い、前記粒子を計数することを特徴とする粒子計数方法。
A droplet ejection process that ejects droplets containing particles that can emit light when irradiated with light,
A light irradiation step of irradiating the discharged droplets with the light,
A light receiving step of receiving light emitted from the particles irradiated with the light by two or more light receiving means, and a light receiving step.
A particle counting step of counting the particles contained in the droplet based on the light emitted by the two or more light receiving means.
Only including,
In the light receiving step, information on the brightness value of the light emitted received in the substantially normal direction of the light receiving surface and the shape of the light emitted on the light receiving surface is obtained.
In the particle counting step, when the first counting process of counting the particles contained in the droplets is performed based on the brightness value of the light emission and it is determined that the particles cannot be counted, the light receiving surface of the light emission. A particle counting method characterized in that a second counting process for counting the particles contained in the droplets is performed based on the shape information, and the particles are counted.
光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液滴を吐出させる液滴吐出工程と、A droplet ejection process that ejects droplets containing particles that can emit light when irradiated with light,
吐出された前記液滴に前記光を照射する光照射工程と、A light irradiation step of irradiating the discharged droplets with the light,
前記光を照射された前記粒子からの発光を2以上の受光手段により受光する受光工程と、A light receiving step of receiving light emitted from the particles irradiated with the light by two or more light receiving means, and a light receiving step.
2以上の前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数工程と、A particle counting step of counting the particles contained in the droplet based on the light emitted by the two or more light receiving means.
吐出された前記液滴をウェルが形成された被付着物に付着させて該ウェルに対し予め設定された個数の粒子を含んだウェルとする工程と、A step of adhering the discharged droplets to an adherend on which a well is formed to form a well containing a preset number of particles with respect to the well.
を含み、Including
前記受光工程で、受光面の略法線方向に受光した前記発光の輝度値及び前記発光の前記受光面における形状の情報を得て、In the light receiving step, information on the brightness value of the light emitted received in the substantially normal direction of the light receiving surface and the shape of the light emitted on the light receiving surface is obtained.
前記粒子計数工程で、前記発光の輝度値に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第一の計数処理を行い、前記粒子を計数できないと判定したとき、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第二の計数処理を行い、前記粒子を計数することを特徴とする方法。In the particle counting step, when the first counting process of counting the particles contained in the droplets is performed based on the brightness value of the light emission and it is determined that the particles cannot be counted, the light receiving surface of the light emission. A method characterized in that a second counting process for counting the particles contained in the droplets is performed based on the shape information, and the particles are counted.
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