JPH0324626B2 - - Google Patents

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JPH0324626B2
JPH0324626B2 JP58033000A JP3300083A JPH0324626B2 JP H0324626 B2 JPH0324626 B2 JP H0324626B2 JP 58033000 A JP58033000 A JP 58033000A JP 3300083 A JP3300083 A JP 3300083A JP H0324626 B2 JPH0324626 B2 JP H0324626B2
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JP
Japan
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jet
amplitude
classification
waves
particle analysis
Prior art date
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Application number
JP58033000A
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Japanese (ja)
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JPS59159046A (en
Inventor
Ii Ooeru Robaato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KUURUTAA CORP
Original Assignee
KUURUTAA CORP
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Publication date
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Publication of JPH0324626B2 publication Critical patent/JPH0324626B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1404Fluid conditioning in flow cytometers, e.g. flow cells; Supply; Control of flow
    • G01N15/149
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1404Fluid conditioning in flow cytometers, e.g. flow cells; Supply; Control of flow
    • G01N2015/1406Control of droplet point

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野及び従来技術の説明 本発明は流体中の微小粒子を分類する装置、特
に粒子を含む液体の噴流を振動させてその噴流の
表面に波動を生じさせ、点滴に分裂させた後にこ
れら点滴を粒子の特性に従つて分類し下流で捕集
するようにした装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention and Description of the Prior Art The present invention relates to an apparatus for classifying microparticles in a fluid, and in particular to an apparatus for classifying microparticles in a fluid, and in particular, a device that vibrates a jet of liquid containing particles to generate waves on the surface of the jet and The invention relates to a device in which the droplets are separated into particles, then classified according to particle characteristics and collected downstream.

上述した種類の装置はフロー式細胞計測分類シ
ステムと称することができ、医学の研究や診断に
おいて血球やその他の生物細胞の高速分析用に使
用されている。血球やその他の生物細胞のような
微小粒子を含む液体(試料)の噴流に適当な高周
波振動を与えると噴流は粒子を含む微小部分に分
裂する。“点滴”とはこのようにして分裂させた
粒子含有液体の微小部分を意味する。このように
粒子を含む液体の噴流を振動させてこの噴流を点
滴に分裂させ、これら点滴をそれに含まれる粒子
の特性に従つて分離分類する装置は公知であり、
米国特許第4038556号、同第3963606号、同第
3710933号及び同第3380584号、「SCIENCE」
VOl.198、1977年10月14日発行、pp149−157等に
開示されている。
Devices of the type described above may be referred to as flow cytometry and classification systems and are used for rapid analysis of blood cells and other biological cells in medical research and diagnostics. When a suitable high-frequency vibration is applied to a jet of liquid (sample) containing minute particles such as blood cells or other biological cells, the jet breaks up into minute parts containing particles. By "drip" is meant a minute portion of the particle-containing liquid that has been disrupted in this manner. Devices are known for vibrating a jet of liquid containing particles in this way, splitting this jet into droplets, and separating and classifying these droplets according to the characteristics of the particles they contain.
U.S. Patent No. 4038556, U.S. Patent No. 3963606, U.S. Patent No.
No. 3710933 and No. 3380584, “SCIENCE”
Vol. 198, published October 14, 1977, pp. 149-157, etc.

米国特許第4038556号には液体中に懸濁されて
いる一群の微小粒子の各粒子の数種類の特性を同
時に光学的に測定する方法及び装置が開示されて
いる。
US Pat. No. 4,038,556 discloses a method and apparatus for simultaneously optically measuring several properties of each particle of a group of microparticles suspended in a liquid.

米国特許第3963606号には液体中の粒子を所定
の特性に従つて分離する装置であつて、電気的遅
延を噴流形成孔から粒子が出射して分裂点に達す
るまでの時間に等しく調整する装置を具える粒子
分離装置が開示されている。
U.S. Pat. No. 3,963,606 discloses an apparatus for separating particles in a liquid according to predetermined characteristics, the electrical delay being adjusted to be equal to the time it takes the particles to exit a jet-forming hole and reach the point of breakup. A particle separation device is disclosed.

米国特許第3710933号には液体中に懸濁された
微小粒子を予め選択した所定の特性に基づいて自
動的に分析及び分類する装置が開示されている。
US Pat. No. 3,710,933 discloses an apparatus for automatically analyzing and classifying microparticles suspended in a liquid based on preselected predetermined characteristics.

米国特許第3380584号には電気パルスにより音
響結合ドライバを駆動して粒子含有流体を振動さ
せるようにした粒子分離装置が開示されている。
US Pat. No. 3,380,584 discloses a particle separator in which an acoustic coupling driver is driven by an electric pulse to vibrate a particle-containing fluid.

「SCIENCE」VOl.198、pp149−157にはフロ
ー式細胞計測装置が開示されている。この装置で
は流体の流れの中の生物細胞からのけい光をレー
ザビームとの交点で測定し、注目する細胞を含む
点滴を流体の流れからえり分けている。これらの
特許及び文献を参考にすると本発明は一層良く理
解される。
"SCIENCE" Vol. 198, pp 149-157 discloses a flow type cell measuring device. This device measures the fluorescence from biological cells in a fluid stream at the intersection with a laser beam, and selects the drip containing the cells of interest from the fluid stream. The present invention may be better understood with reference to these patents and publications.

噴流を振動させて点滴に分裂させるようにした
細胞分類装置の使用における重要な問題は、噴流
が点滴に分裂する点が変化し、一定しない点にあ
る。検出点に対する分裂の精密な瞬時が変化する
と、装置は細胞分類装置にならなくなつて未知の
細胞を含む水又は食塩水溶液の分類装置になつて
しまう。即ち、分裂点が変化すると、不所望な粒
子を分類してしまうという不所望な結果を生じて
しまう。斯る分裂点の変化はフローチヤンバに入
り込んだ気泡や噴流噴射口の部分的閉塞のような
機械的な結合係数の変化によることが多い。ま
た、不所望な光の存在のような光学的妨害のため
にストロボ光源を用いて細胞分類中の噴流の分裂
点を観察することは実現できない。このため、現
在の分類装置はモニターを必要としている。
An important problem with the use of cell sorting devices that vibrate the jet to break it into drops is that the point at which the jet breaks into drops varies and is not constant. If the precise instant of division relative to the detection point changes, the device becomes less of a cell sorter and more of a water or saline solution containing unknown cells. That is, if the splitting point changes, an undesirable result will occur in that undesirable particles will be sorted. Such changes in the breakup point are often due to mechanical coupling coefficient changes such as air bubbles entering the flow chamber or partial blockage of the jet orifice. Also, it is not feasible to observe the break-up point of the jet during cell sorting using a strobe light source due to optical interferences such as the presence of undesired light. For this reason, current classifiers require monitors.

発明の概要 本発明の目的は、点滴発生装置において懸濁液
噴流の点滴分裂点より前の噴流表面上の一点にお
ける波動の振幅の変化を測定して斯る変化が発生
したときこれを指示しようとすることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to measure changes in the amplitude of the waves at a point on the jet surface prior to the point of drop breakup of the suspension jet in a drop generator and to indicate when such changes occur. It is to do so.

本発明の他の目的は点滴分裂点に重要な変化が
生じたときに粒子分析及び分類装置の分類動作を
自動的に禁止させることにある。
Another object of the present invention is to automatically inhibit the classification operation of a particle analysis and classification device when a significant change in drop breakup point occurs.

本発明の更に他の目的は噴流の表面上の一点に
おける波動の振幅の変化から得られた情報を用い
てこの点における波動の振幅のレベルをもとの状
態に戻すようにすることにある。
Yet another object of the invention is to use the information obtained from changes in wave amplitude at a point on the surface of the jet to restore the wave amplitude level at that point to its original state.

その他の目的は本発明の以下の詳細な説明を読
むと明らかになる。
Other objects will become apparent upon reading the following detailed description of the invention.

懸濁微小粒子を含む液体の噴流は点滴を発生す
るのに好適な周波数で振動する。この周波数は噴
流噴射口の直径に依存して通常20〜40KCであり、
例えば76ミクロンの噴射口に対しては32KC、50
〜60ミクロンの噴射口に対しては40KCである。
噴流は噴射口において圧電結晶により小さな振動
が与えられる。この振動は噴流の表面に波動又は
定在波を生じ、この波動は噴流が進むにつれて生
長し、ついに下流で点滴に分裂する。噴流に沿つ
た任意の点における波動の振幅は点滴分裂点から
この点までの距離の関数であり、このことはスタ
ンフオード大学のスタンフオード研究所のリチヤ
ード ジー. スイートの論文SEL−64−004
(1964年3月)に記載されている。本発明では固
定の一点における波動の振幅をモニターする。こ
の一点におけるこの振動の変化は分裂点の変化を
表わす。前述の米国特許に開示されている光学式
細胞分類装置に照射源として使用されているレー
ザビームを本発明のモニター装置の集中光線源と
して利用する。この検査レーザビームは噴流の固
定の一点に射突し、散乱してレーザビームと同一
平面内に噴流に垂直な散乱光のローブ(葉状)パ
ターンを発生する。既知のように、この散乱レー
ザ光は噴流の表面波動により変調される。これが
ため、この変調は細胞の光散乱を測定する際には
不所望な現象であり、通常は装置において除去し
ている。本発明ではレーザ光散乱面内にフオトダ
イオードを配置して斯る変調を検出する。このフ
オトダイオードの出力を電圧に変換し、この電圧
を用いて、(1)オペレータに噴流が点滴に分裂する
点に変化が生じたことを視覚的に又は聴覚的に知
らせること、(2)噴流に与える振動の強さを自動的
に制御して噴流のモニター点における波動の振幅
をもとの振幅に戻すこと、(3)装置を自動的に不作
動にすることができるようにする。本発明の実施
に当つてはこれらの機能の任意の1つ又は任意の
組み合わせを用いることができる。
The jet of liquid containing suspended microparticles oscillates at a suitable frequency to generate the drip. This frequency is typically 20-40KC depending on the diameter of the jet orifice,
For example, for a 76 micron orifice, 32KC, 50
40KC for a ~60 micron orifice.
Small vibrations are applied to the jet stream by a piezoelectric crystal at the injection port. This vibration creates undulations or standing waves on the surface of the jet that grow as the jet progresses and eventually break up into drops downstream. The amplitude of the wave at any point along the jet is a function of the distance from the point of drop breakup to this point, as demonstrated by Richard Gee of the Stanford Research Institute at Stanford University. Sweet paper SEL−64−004
(March 1964). In the present invention, the amplitude of waves at a fixed point is monitored. A change in this vibration at this one point represents a change in the splitting point. The laser beam used as the irradiation source in the optical cell sorting device disclosed in the above-mentioned US patent is utilized as the focused light source in the monitoring device of the present invention. The inspection laser beam impinges on a fixed point on the jet and is scattered to produce a lobe pattern of scattered light perpendicular to the jet in the same plane as the laser beam. As is known, this scattered laser light is modulated by the surface waves of the jet. This modulation is therefore an undesirable phenomenon when measuring cellular light scattering and is usually removed in the instrument. In the present invention, a photodiode is placed within the laser light scattering plane to detect such modulation. The output of this photodiode is converted to a voltage, and this voltage is used to (1) visually or audibly notify the operator that a change has occurred in the point at which the jet breaks up into drops; (2) the jet (3) to automatically control the strength of the vibration applied to the jet to return the amplitude of the wave at the monitoring point to its original amplitude; and (3) to automatically deactivate the device. Any one or any combination of these features may be used in practicing the invention.

必要に応じ、前記検査レーザビームの他に第2
の集中光線源を用いて点滴分裂点に近い点におい
て噴流の波動の振幅をモニターすることができ
る。この場合、この点における波動は大きいので
この点から得られる信号は大きくなる。このとき
フオトダイオードは噴流から散乱される又は反射
される光を受光するよう慎重に配置する。
If necessary, a second inspection laser beam may be used in addition to the inspection laser beam.
The wave amplitude of the jet can be monitored at a point close to the drop breakup point using a focused light source. In this case, since the wave motion at this point is large, the signal obtained from this point will be large. The photodiode is then carefully positioned to receive light scattered or reflected from the jet.

本発明の一つの特徴は、噴流の表面の波動によ
り変調された集中光ビーム(例えばレーザビー
ム)の変調率に比例する直流レベルを有する整流
出力に応答する急速変化検出器を含む分類動作禁
止回路を提供することにある。その変化検出器は
粒子分析装置の分類動作を禁止するリレードライ
バラツチ機構を、噴流の波動の振幅に重要な変化
が生じたときに制御する。この回路にはオペレー
タリセツト装置と警報装置を設け、必要に応じ変
化のタイプを変化検出器からの出力に基づいて表
示することができるようにする。
One feature of the invention is a classification disabling circuit that includes a rapid change detector responsive to a rectified output having a DC level proportional to the modulation rate of a focused light beam (e.g., a laser beam) modulated by waves on the surface of the jet. Our goal is to provide the following. The change detector controls a relay driver latch mechanism that inhibits the classification operation of the particle analyzer when a significant change in the amplitude of the jet waves occurs. The circuit is provided with an operator reset device and an alarm device so that the type of change can be indicated based on the output from the change detector, if desired.

本発明のもう一つの特徴は、噴流の波動の変化
がゆつくりである場合に圧電結晶により噴流に与
える振動の強さを変化させる自動利得制御
(AGC)ループシステムを提供することにある。
上述の整流出力をAGCループの制御電圧として
用いる。このループシステムは圧電結晶に供給さ
れる電力を制御する。この結果、噴流の表面上の
波動の精密な振幅補正を得ることができる。
AGCシステムを動作禁止制御することにより点
滴分裂点の初期設定をすることができる。
Another feature of the present invention is to provide an automatic gain control (AGC) loop system that uses a piezoelectric crystal to vary the strength of the vibrations imparted to the jet when the waves of the jet vary slowly.
The rectified output described above is used as the control voltage of the AGC loop. This loop system controls the power supplied to the piezoelectric crystal. As a result, precise amplitude correction of the waves on the surface of the jet can be obtained.
Initial setting of the drip splitting point can be performed by controlling the AGC system to inhibit operation.

実施例の説明 以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

各図において同一の部分は同一の符号で示して
ある。
Identical parts in each figure are designated by the same reference numerals.

第1図のブロツク図は破線10で2部分に区分
してある。破線の左側にあるシステムの構成素子
はフロー式細胞計測分類システムと称されている
既知のタイプの粒子分析分類システムに通常存在
するものである。斯る既知の分類システムの一例
は米国のクールターエレクトロニクス社により製
造販売されているTPS及びEPICSシリーズの装
置がある。図には粒子分析分類装置の種々の構成
素子のうち本発明の動作の説明に必要なもののみ
を示した。破線10の右側にある構成素子は本発
明による部分を構成し、これらは既知の粒子分析
分類装置に付加及び結合されて本発明の目的を達
成する。以下において明らかとなるように、粒子
分析分類システムの通常の信号路の2個所に自動
利得制御(AGC)部と、リレードライバラツチ
機構を含む分類動作禁止部が挿入してある。
The block diagram of FIG. 1 is divided into two parts by dashed lines 10. The components of the system to the left of the dashed line are those commonly present in a known type of particle analysis and classification system, referred to as a flow cytometry classification system. An example of such a known classification system is the TPS and EPICS series of devices manufactured and sold by Coulter Electronics of the United States. Of the various components of the particle analysis and classification apparatus, only those necessary for explaining the operation of the present invention are shown in the figure. The components to the right of the dashed line 10 constitute parts according to the invention, which can be added to and combined with known particle analysis and classification devices to achieve the object of the invention. As will become clear below, an automatic gain control (AGC) section and a classification disabling section including a relay driver latch mechanism are inserted in two places in the normal signal path of the particle analysis and classification system.

先ず、破線10の左側に示す既知の粒子分析分
類システムを簡単に説明する。この装置は噴流を
発生する第1手段を具え、本例ではこの手段はフ
ローチヤンバ12を具え、このチヤンバには塩溶
液(通常13p.s.i.g)が加圧注入され、微小噴射口
14(システムの用途に応じて50μ〜200μの直径
を有する)から噴射して液体の噴流16を形成す
る。試料(血球又は生物細胞のような微小粒子の
懸濁液)は管18を経てフローチヤンバ12内に
注入される。噴射口14の下方で点滴分裂点より
上方(前)において噴流16を光源又は放射源2
0(通常レーザビーム)で検査し、試料中の微小
粒子の光応答(通常散乱光及びけい光)を同様に
分裂点前及び上方でセンサシステム22で検出す
る。
First, a known particle analysis and classification system shown to the left of dashed line 10 will be briefly described. The device comprises first means for generating a jet, which in this example comprises a flow chamber 12 into which a salt solution (typically 13p.sig) is injected under pressure and a microjet orifice 14 (for the purpose of the system). (having a diameter of 50 μm to 200 μm depending on the size) to form a jet 16 of liquid. A sample (a suspension of microparticles such as blood cells or biological cells) is injected into flow chamber 12 via tube 18 . Below the injection port 14 and above (in front of) the drip splitting point, the jet 16 is connected to a light source or a radiation source 2.
0 (typically a laser beam), and the optical response (typically scattered light and fluorescence) of the microparticles in the sample is similarly detected by a sensor system 22 in front of and above the splitting point.

フローチヤンバ12は放射源20より上方の位
置において、単一振動手段又は、分裂点の位置を
制御する第2手段、本例では圧電結晶組立体2
4、に装着支持され、これによりチヤンバ12は
高周波数で振動される。チヤンバ12が振動する
周波数は噴射口14の選択した直径に依存し、通
常20〜40KCである。これらの振動は噴流16の
表面に小さな波動を生じ、この波動は公知の表面
張力効果により生長していき、ついに分裂点26
で噴流を点滴28に分裂せしめる。この規則正し
く振動された噴流の分裂の様子を第9図に示す。
噴射口14のノズルから分裂点26までの正確な
距離は初期波動の振幅に逆比例する。この波動の
大きさは、システムの機械的結合係数が一定に保
たれている場合には圧電結晶に供給される信号電
圧の振幅に比例する。しかし、あいにくこの機械
的結合係数に変化を生ずるいくつかの因子があ
り、これら因子は除去することが難かしい。これ
らの因子としてはフローチヤンバ12の液中には
いり込む気泡及び細胞の破片のようなくずによる
噴射口14の部分的閉塞がある。
At a position above the radiation source 20, the flow chamber 12 includes a single vibration means or a second means for controlling the position of the splitting point, in this example a piezoelectric crystal assembly 2.
4, which causes the chamber 12 to vibrate at a high frequency. The frequency at which the chamber 12 vibrates depends on the selected diameter of the orifice 14 and is typically between 20 and 40 KC. These vibrations create small waves on the surface of the jet 16, which propagate due to the well-known surface tension effect until they reach the breakup point 26.
The jet is split into drips 28. Figure 9 shows how this regularly vibrated jet breaks up.
The exact distance from the nozzle of injection port 14 to breakup point 26 is inversely proportional to the amplitude of the initial wave. The magnitude of this wave is proportional to the amplitude of the signal voltage applied to the piezoelectric crystal if the mechanical coupling coefficient of the system is kept constant. Unfortunately, however, there are several factors that cause changes in this mechanical coupling coefficient, and these factors are difficult to eliminate. These factors include partial blockage of the jet orifice 14 by debris such as air bubbles and cell debris trapped in the fluid in the flow chamber 12.

圧電結晶は電力増幅器30により駆動される。
この電力増幅器30はその入力信号を周波数発生
器32から可変ポテンシヨメータ34を経て取り
出すので、ポテンシヨメータ34を用いて結晶2
4に供給される信号の振幅を変えることができ、
従つて常規分裂点26を変えることができる。ポ
テンシヨメータ34は結晶24を駆動する電力増
幅器の粗い補正源として作用する。ライン36は
本発明の構成素子がない場合におけるポテンシヨ
メータ34から電力増幅器30への常規接続路を
示す。本発明のシステムでは従来のシステムには
存在しないスイツチ59を後述の目的のために組
み込む。
The piezoelectric crystal is driven by a power amplifier 30.
This power amplifier 30 takes its input signal from a frequency generator 32 via a variable potentiometer 34, so that the power amplifier 30 uses the potentiometer 34 to
The amplitude of the signal supplied to 4 can be varied,
Therefore, the regular dividing point 26 can be changed. Potentiometer 34 acts as a source of coarse correction for the power amplifier driving crystal 24. Line 36 represents the normal connection from potentiometer 34 to power amplifier 30 in the absence of the components of the present invention. The system of the present invention incorporates a switch 59, which does not exist in conventional systems, for the purpose described below.

センサ22には分類論理回路38が接続され、
この回路において検出器(図示してないがセンサ
22の一部を形成する)から得られた信号を一組
の基準回路に供給してこれら信号を発生する粒子
を捕捉すべきか否かを決定する。捕捉すべき場合
には、その決定を分類遅延装置40により、その
粒子が検出点から分裂点に到達するまでの間遅延
させる。次いで分類パルス形成回路41により分
類パルスを形成し、電力増幅器43で増幅して噴
流に、所望の粒子を含む点滴が噴流から分裂する
時点に、電圧として供給する。この印加電圧のた
めに点滴は帯電された状態で分裂する。これら点
滴は強い定電界中を通過し、帯電された点滴はこ
の電界中を下方に進行する間に水平方向に偏向さ
れる。これがため帯電された点滴は帯電されなか
つた点滴と異なる通路を走行し、異なる捕集容器
内に落下し、これにより粒子の物理的な分類又は
分離が達成される。この処理の代表的な分類速度
は4000粒子/秒である。尚、米国特許第3380584
号には分離捕集のために粒子含有噴流の下流部分
に電圧を印加して帯電する方法が、また
「CLINICAL CHEMISTRY」vol.19、No.8、
1973年のフユレツト、ボナー、スイート及びハー
ツエンバーグの論文には同一の目的のために噴流
の上流部分に電圧を印加する方法が開示されてい
る。
A classification logic circuit 38 is connected to the sensor 22;
In this circuit, signals obtained from a detector (not shown but forming part of sensor 22) are applied to a set of reference circuits to determine whether particles producing these signals should be captured or not. . If the particle should be captured, the classification delay device 40 delays the decision until the particle reaches the splitting point from the detection point. A classification pulse is then formed by a classification pulse forming circuit 41, amplified by a power amplifier 43, and applied as a voltage to the jet at the point at which the droplet containing the desired particle breaks up from the jet. Due to this applied voltage, the drip breaks up in a charged state. These drops pass through a strong constant electric field, and the charged drops are deflected horizontally as they travel downward through this field. The charged drops therefore travel a different path than the uncharged drops and fall into different collection vessels, thereby achieving a physical sorting or separation of the particles. A typical classification rate for this process is 4000 particles/second. Additionally, U.S. Patent No. 3380584
The issue describes a method of charging the downstream part of a particle-containing jet for separation and collection, and "CLINICAL CHEMISTRY" vol.19, No.8,
A 1973 article by Furets, Bonner, Sweet, and Hertzenberg describes a method for applying a voltage to the upstream portion of a jet for the same purpose.

以上のシステムは従来既知であり、本発明は微
小粒子を分析分類するこの従来の方法及び装置を
特許請求するものでなく、斯る装置は前述の米国
特許及び文献に関示されている。
Such systems are known in the art, and the present invention does not claim this conventional method and apparatus for analyzing and classifying small particles, which are described in the aforementioned US patents and publications.

本発明は任意の固定の一点における噴流の表面
上の波動の振幅と点滴分裂点の位置との関係を利
用して点滴分裂点の変化を検出するものである。
前述したように、波動の振幅は分裂点に近づくに
つれて大きくなる。噴流に沿つた任意の所定の一
点における波動の振幅の増大は分裂点が近くなつ
たことを表わし、その振幅の減少は分裂点が遠く
なつたことを表わす。本発明の装置は分裂点の位
置をモニターして次の3つの効果の任意の一つを
実行する。(1)分裂点の変化を計器により視覚的
に、又はアラームにより聴覚的に報知する。(2)分
裂点に速い変化が生じた場合に分類処理を禁止
し、アラームを鳴らす。(3)分裂点の変化が小さく
ゆつくりの場合に自動利得制御ループにより分裂
点をもとの位置に自動的に迅速に戻す。
The present invention detects changes in the droplet break-up point by using the relationship between the amplitude of waves on the surface of the jet at an arbitrary fixed point and the position of the droplet break-up point.
As mentioned above, the amplitude of the wave increases as it approaches the splitting point. An increase in the amplitude of the wave at any given point along the jet indicates that the splitting point is getting closer, and a decrease in the amplitude indicates that the splitting point is moving farther away. The apparatus of the present invention monitors the location of the splitting point and performs any one of three effects: (1) Changes in the splitting point are reported visually by a meter or audibly by an alarm. (2) Prohibit classification processing and sound an alarm when a rapid change occurs in the splitting point. (3) When the change in the splitting point is small and slow, the splitting point is automatically and quickly returned to its original position using an automatic gain control loop.

第1図のブロツク図の破線10の右側のシステ
ム構成部は破線10の左側の既知の粒子分析分類
装置に結合された本発明による部分であり、強い
集束光ビーム20が噴流16に衝突して噴流16
により散乱された光を検出するフオトダイオード
又は検出器44を含む検出装置を具える。第1図
のブロツク図の破線10の左側のシステム構成部
の非電子構成部分の拡大図を第10図に示す。こ
の散乱光は2つの成分、即ち噴流16のサイズと
光ビーム20(例えばレーザ)のパワーに比例す
るDC成分と、検出点21(検査光ビームが噴流
16に射突する点)における噴流16の波動と検
査光ビーム20(レーザ)のパワーに比例する
AC成分とを有する。ダイオード44は電流モー
ドで動作し即ち低インピーダンスで終端して、リ
ニアな光パワー−電流関係を発生させると共にダ
イオード容量の影響を減少して最大の帯域幅が得
られるようにする。フオトダイオード44は演算
増幅器46を含む分裂点制御装置に結合する。こ
の増幅器46はインピーダンス変換増幅器として
動作し、ダイオード44からの電流を電圧に線形
変換する。この増幅器46からの出力をAC増幅
器48を含むAC経路と、DC増幅器50を含む
DC経路に分割する。
The system components to the right of the dashed line 10 in the block diagram of FIG. jet stream 16
A detection device including a photodiode or detector 44 for detecting the light scattered by the photodiode or detector 44 is provided. FIG. 10 shows an enlarged view of the non-electronic components of the system component to the left of the dashed line 10 in the block diagram of FIG. This scattered light has two components: a DC component that is proportional to the size of the jet 16 and the power of the light beam 20 (e.g. a laser), and a DC component that is proportional to the size of the jet 16 and the power of the light beam 20 (e.g. a laser); Proportional to the wave and the power of the inspection light beam 20 (laser)
It has an AC component. Diode 44 operates in current mode, ie, is terminated with low impedance, to produce a linear optical power-current relationship and reduce the effects of diode capacitance for maximum bandwidth. Photodiode 44 is coupled to a split point controller that includes an operational amplifier 46 . This amplifier 46 operates as an impedance conversion amplifier and linearly converts the current from diode 44 into a voltage. The output from this amplifier 46 is connected to an AC path including an AC amplifier 48 and a DC path including a DC amplifier 50.
Split into DC paths.

AC経路は本発明の実行に使用される基本情報、
即ち噴流上の波動の振幅を含む。フオトダイオー
ド検出器44で発生された波動信号の振幅は小さ
いため、この信号をAC増幅器48により103程度
の増幅率で増幅する。このAC経路の信号対雑音
比を改善するためにAC増幅器の帯域幅は圧電結
晶24に供給される駆動信号の周波数の範囲に制
限する。
The AC path is the basic information used to implement the present invention,
That is, it includes the amplitude of waves on the jet. Since the amplitude of the wave signal generated by the photodiode detector 44 is small, this signal is amplified by an AC amplifier 48 with an amplification factor of about 10 3 . To improve the signal-to-noise ratio of this AC path, the bandwidth of the AC amplifier is limited to the range of frequencies of the drive signal provided to the piezoelectric crystal 24.

噴流16のサイズは試料粒子のテストラン中は
一定に維持され、めつたに変化しないので、DC
成分は噴流16のサイズ及びレーザ20のパワー
に比例し、DC増幅器50を含む経路のDCレベル
の変化はレーザパワーの変化とみなすことができ
る。DC経路からの信号はAC経路内の電圧制御利
得増幅器52の利得を制御してAC経路の信号を
レーザパワーに関し正規化し、その結果としてレ
ーザ20のパワーが変化する度に装置を再較正す
る必要がないようにする。DC経路の出力を用い
て別の方法で、検出点21から分裂点26までの
距離の測定値からレーザパワーの変化の影響を除
去することもできる。
Since the size of the jet 16 remains constant during the sample particle test run and rarely changes, the DC
The component is proportional to the size of jet 16 and the power of laser 20, and changes in the DC level of the path including DC amplifier 50 can be considered as changes in laser power. The signal from the DC path controls the gain of voltage-controlled gain amplifier 52 in the AC path to normalize the AC path signal with respect to laser power, resulting in the need to recalibrate the system each time the power of laser 20 changes. Make sure there are no. The output of the DC path can also be used in another way to remove the effects of changes in laser power from the measured distance from the detection point 21 to the splitting point 26.

電圧制御増幅器52からのAC信号は整流器5
4(好適には全波整流器)により整流して、噴流
16上の波動の振幅に比例すると共に検出点21
から分裂点26までの距離に比例するDC信号を
リード線56上に発生させる。これに使用し得る
好適な全波整流器の一例の詳細を第8図に示す。
The AC signal from the voltage control amplifier 52 is passed through the rectifier 5
4 (preferably a full-wave rectifier) to be proportional to the amplitude of the waves on the jet 16 and at the detection point 21.
A DC signal is generated on lead wire 56 that is proportional to the distance from to split point 26. FIG. 8 shows details of an example of a suitable full-wave rectifier that can be used for this purpose.

本発明ではリード線56上のDC電圧を3つの
態様に使用する。最も簡単な使用例は変調率メー
タ58を駆動して噴流16の分裂点26の位置に
ついての可視表示を与えるものである。適正に目
盛を定めることにより、斯るメータ58を用いて
基準設定手段又は可調整ポテンシヨメータ34を
手動的に調整し、既知の分析分類装置の常規接続
ライン36を用いて後述するAGCシステムをバ
イパスすることにより分裂点26を手動的にセツ
トすることができる。メータ58はいつも使用で
きるよう常時接続しておく。
The present invention uses the DC voltage on lead 56 in three ways. The simplest use is to drive the modulation rate meter 58 to provide a visual indication of the location of the split point 26 of the jet 16. By properly calibrating, such a meter 58 can be used to manually adjust the reference setting means or adjustable potentiometer 34, and the AGC system described below can be implemented using the regular connection line 36 of known analytical classifiers. Bypassing allows the split point 26 to be manually set. The meter 58 is always connected so that it can be used at all times.

リード線56上のDC電圧(整流器54の出力)
は自動利得制御(AGC)ループの制御電圧とし
て用い、これにより接続ライン60を経て圧電結
晶トランジスジユーサ24を附勢する電力増幅器
30に精微な補正を加えて分裂点26のドリフト
の精微な補正を行なうことができる。このAGC
ループを使用するときは常規接続ライン36はス
イツチ59により切り離すこと勿論である。この
AGCループは出力端子65、入力端子69及び
制御端子71を有し、リード線66を経てリード
線56上の電圧が供給される制御装置又はAGC
増幅器64を具え、この増幅器は電圧制御利得増
幅器52の回路と同様に第7図に示すように構成
される。適当な双極単投スイツチ59をリード線
36と37との間に接続する。粒子分析分類シス
テムを特定の点滴遅延時間に初期設定する必要が
あるときはスイツチ59によりAGCループをシ
ステムから切り離す。適正な遅延時間が設定され
た後に、AGCシステム64を働かせて所望の分
裂点を維持する。AGCの駆動前に、出力端子V0
(リード線37)の電圧をポテンシヨメータ67
と零位計68を用いて常規接続ライン36上の電
圧と同一振幅に調整し、斯る後にスイツチ59を
投入して電力増幅器30の制御をAGCシステム
に切り換える。以上から、前記分裂点制御装置は
増幅器46,48,50及び52、整流器54、
制御装置64及び基準設定手段34を含み、前記
検出装置は斯る分裂点制御装置と検出器44を含
んでいる。
DC voltage on lead 56 (output of rectifier 54)
is used as the control voltage for the automatic gain control (AGC) loop, which finely corrects the power amplifier 30 that energizes the piezoelectric crystal transistor 24 via the connection line 60 to finely correct the drift of the splitting point 26. can be done. This AGC
Of course, when the loop is used, the regular connection line 36 is disconnected by the switch 59. this
The AGC loop has an output terminal 65, an input terminal 69, and a control terminal 71, and the voltage on the lead wire 56 is supplied via the lead wire 66.
An amplifier 64 is provided, which is configured similar to the circuit of voltage controlled gain amplifier 52 as shown in FIG. A suitable double pole single throw switch 59 is connected between leads 36 and 37. When it is necessary to initialize the particle analysis and classification system to a specific drip delay time, switch 59 disconnects the AGC loop from the system. After the proper delay time is set, the AGC system 64 is activated to maintain the desired split point. Before driving AGC, output terminal V 0
(lead wire 37) voltage with potentiometer 67
The amplitude is adjusted to be the same as that of the voltage on the regular connection line 36 using the zero meter 68, and after that, the switch 59 is turned on to switch the control of the power amplifier 30 to the AGC system. From the above, the splitting point control device includes amplifiers 46, 48, 50 and 52, rectifier 54,
The detection device includes a control device 64 and a reference setting means 34, and the detection device includes such a split point control device and a detector 44.

噴流16の分裂点26をモニターする別の方法
は、リード線56上の整流出力電圧が供給される
急速変化検出器70を含むシステムによるもので
ある。急速変化検出器70の出力80は、この検
出器にDC信号が供給される場合(分裂点26の
位置が一定である場合)に零であり、分裂点26
の位置に“急速”変化が生じた場合に零から変化
する。急速変化検出器70の出力の変化の極性は
整流器54からの電流出力信号の増大又は減少を
表わす。この検出器70からの出力によりアラー
ム回路72を駆動して分裂点の変化をオペレータ
に警報することができる。この同じ出力によりド
ライバラツチ機構76から成るリレー装置も駆動
してこれにより接続部78を制御して粒子分析分
類システムの分類システム部を自動的に動作禁止
する。オペレータリセツト74はドライバラツチ
機構76を手動的にリセツトするためのものであ
る。アラーム72は検出器70からの出力の極性
に基づいて分裂点の変化の種類(極性)を表示し
得るようにすることもできる。
Another method of monitoring the break-up point 26 of the jet 16 is with a system that includes a rapid change detector 70 that is supplied with a rectified output voltage on the lead 56. The output 80 of the rapid change detector 70 is zero when the detector is supplied with a DC signal (when the position of the split point 26 is constant);
It changes from zero when there is a "rapid" change in the position of . The polarity of the change in the output of rapid change detector 70 represents an increase or decrease in the current output signal from rectifier 54. The output from this detector 70 can drive an alarm circuit 72 to alert an operator to changes in the splitting point. This same output also activates a relay system comprising driver latch mechanism 76, thereby controlling connection 78 to automatically disable the classification system portion of the particle analysis and classification system. Operator reset 74 is for manually resetting driver latch mechanism 76. The alarm 72 may also be capable of indicating the type of breakpoint change (polarity) based on the polarity of the output from the detector 70.

第2図は急速変化検出器70の電気回路の可能
な電気回路の一例を示す。第2図には音声アラー
ム72と視覚アラーム71の両方を示してある。
リード線56上の信号の変化はコンデンサC1
介して増幅器70に結合される。この交流信号は
増幅されてリード線80に供給される。リード線
56上の信号が一定の直流値の場合にはリード線
80は略々零電位になる。リード線80は2個の
比較器77及び79に接続され、これら比較器は
リード線80上の信号の零電位からの変化の極性
を検出する。この際増幅器のオフセツトを考慮し
て小さな保護帯域を用いる。リード線80上の信
号が変化すると、対応する比較器がその変化を検
出して状態を切換える。この切換えはラツチ81
で検出されラツチされる。ラツチ81の出力は
ゲート回路78内のNANDゲートを不作動にし
て分類信号を遮断する。ラツチ81のこの出力は
可視アラーム71及び音声アラーム72も駆動す
る。コンデンサC1及び抵抗R1の値は変化の速さ
に対して選択し、抵抗R1及びR2は変化に対する
感度に対し選択する。
FIG. 2 shows an example of a possible electrical circuit for rapid change detector 70. FIG. Both an audio alarm 72 and a visual alarm 71 are shown in FIG.
Changes in the signal on lead 56 are coupled to amplifier 70 via capacitor C 1 . This AC signal is amplified and supplied to lead wire 80. When the signal on lead wire 56 is a constant DC value, lead wire 80 is at approximately zero potential. Lead 80 is connected to two comparators 77 and 79 which detect the polarity of the change in the signal on lead 80 from zero potential. At this time, a small guard band is used in consideration of the offset of the amplifier. When the signal on lead 80 changes, the corresponding comparator detects the change and switches states. This switching is done by latch 81.
is detected and latched. The output of latch 81 disables the NAND gate in gate circuit 78, cutting off the classification signal. This output of latch 81 also drives visual alarm 71 and audio alarm 72. The values of capacitor C 1 and resistor R 1 are chosen for their speed of change, and resistors R 1 and R 2 are chosen for their sensitivity to change.

第4図は第1及び第3図のインピーダンス変換
前置増幅器の回路を示す。第5図は第1及び第3
図のAC増幅器48の回路を示す。第6図は第1
及び第3図のDC増幅器50の回路を示す。第7
図は第1及び第3図の電圧制御利得増幅器52の
回路を示す。第8図は第1及び第3図の全波整流
器58の回路を示す。
FIG. 4 shows the circuit of the impedance transforming preamplifier of FIGS. 1 and 3. Figure 5 shows the first and third
The circuit of the AC amplifier 48 shown in the figure is shown. Figure 6 is the first
and the circuit of the DC amplifier 50 of FIG. 3. 7th
The figure shows the circuit of the voltage controlled gain amplifier 52 of FIGS. 1 and 3. FIG. 8 shows the circuit of the full wave rectifier 58 of FIGS. 1 and 3.

第11〜14図につき更に説明すると、第11
図にはフオトダイオード検出器44の位置を詳細
に示してあり、この検出器は散乱面内に位置させ
ると共にY−Z面内に位置させ、特に噴流の軸線
104に対し半径方向に配置すると共に散乱光束
に対し直角に配置し、図には散乱面(X−Y面)
内の1つの散乱光線のみを示してある。特に第1
2図に示すように、レーザビーム20は一般に幅
が噴流16の2倍にされ、且つその強度分布がガ
ウス状にされる。更に、レーザビーム20自体は
長軸と短軸を有する略々楕円形にされ、その長軸
が散乱面108内に位置し、噴流の軸線104に
直角になると共にその短軸が噴流の軸線104に
平行になるように集束される。第12図にはレー
ザビームの中心軸線110が噴流16の軸線10
4と交差することが示されている。検査レーザビ
ーム20の一部分は検出点21において噴流16
と衝突し、残りの部分は噴流16と衝突しないで
そのまま通過し、この衝突しないでそのまま通過
するレーザビーム部分を“直接”光又は非衝突光
と称す。衝突光はローブパターンを有する散乱光
を発生し、斯る散乱光は反射光、回折光及び屈折
光を含み、これらは全て噴流16から生じ、フオ
トダイオード44により検出されるのは主として
回折光である。粒度測定用フローシステムに使用
される光散乱技術の一層詳細な説明は「Flow
Cytometry And Sorting」、メラムド、ムランネ
イ及びメンデルソーン編、ジヨン ウイリー ア
ンド サンズ発行(1979年)の第5章に開示され
ている。次に、第13及び第14図に示すよう
に、検出点21は点滴分裂点26の上流にあり、
この位置では噴流16の表面波動は横から見ると
略々たる形をしているため弱い正又は負のレンズ
として作用する。その結果、噴流16の表面に入
射し噴流で散乱された光線は垂直軸(Z軸)に沿
つて僅かに収束及び発散される。この作用を第1
3及び第14図に、散乱光のうちの屈折光につい
てのみ示すが、その作用は反射光及び回折光につ
いても同一である。
To further explain FIGS. 11 to 14,
The figure shows in detail the position of the photodiode detector 44, which is located in the scattering plane and in the Y-Z plane, in particular radially relative to the jet axis 104 and The scattering surface (X-Y plane) is shown in the figure.
Only one of the scattered rays is shown. Especially the first
As shown in FIG. 2, the laser beam 20 is generally twice the width of the jet 16, and its intensity distribution is Gaussian. Additionally, the laser beam 20 itself is generally elliptical in shape with a major axis and a minor axis, with the major axis located within the scattering surface 108 and perpendicular to the jet axis 104 and with its minor axis located within the jet axis 104. is focused parallel to. In FIG. 12, the central axis 110 of the laser beam is the axis 10 of the jet 16.
It is shown that it intersects with 4. A portion of the inspection laser beam 20 is transmitted to the jet 16 at the detection point 21.
The remaining portion of the laser beam collides with the jet 16 and passes through without colliding with the jet 16. This portion of the laser beam that does not collide with the jet 16 and passes without colliding with it is referred to as "direct" light or non-colliding light. The impinging light generates scattered light having a lobe pattern, and the scattered light includes reflected light, diffracted light, and refracted light, all of which originate from the jet 16, and it is mainly the diffracted light that is detected by the photodiode 44. be. A more detailed description of the light scattering technology used in particle size flow systems can be found in the Flow
"Cytometry And Sorting", edited by Melamud, Mulanney and Mendelsohn, published by John Willey and Sons (1979), Chapter 5. Next, as shown in FIGS. 13 and 14, the detection point 21 is located upstream of the drip splitting point 26,
In this position, the surface waves of the jet 16 have a substantially round shape when viewed from the side, and therefore act as a weak positive or negative lens. As a result, the light rays incident on the surface of the jet 16 and scattered by the jet are slightly converged and diverged along the vertical axis (Z-axis). This effect is the first
Although only the refracted light of the scattered light is shown in FIGS. 3 and 14, the effect is the same for reflected light and diffracted light.

前述したように、フオトダイオード44と光源
20は点滴分裂点26に近い位置、即ち波動が大
きい位置まで移動させることができるが、噴流1
6の波動の振幅が無くなるような位置、即ちフオ
トダイオード44からの出力信号が噴流16の波
動の振幅に比例しなくなるような位置を越えて分
裂点26に近づけることはできない。斯る振幅情
報が失なわれる噴流16の部分を本明細書では分
裂領域と称し、実際の分裂点26より上流の噴流
16の全部分を噴流の連続流部分と称す。
As mentioned above, the photodiode 44 and the light source 20 can be moved to a position close to the droplet breakup point 26, that is, a position where the wave motion is large, but the jet 1
It is impossible to approach the splitting point 26 beyond a position where the amplitude of the wave of the jet 16 disappears, that is, a position where the output signal from the photodiode 44 is no longer proportional to the amplitude of the wave of the jet 16. The portion of the jet 16 in which such amplitude information is lost is referred to herein as the breakup region, and the entire portion of the jet 16 upstream of the actual breakup point 26 is referred to as the continuous flow portion of the jet.

第2〜第8図に示す種々の構成素子及びそれら
の値は単なる一例であつて、他の等価な回路素子
や値を用いて所望の結果を達成することができ
る。
The various components and their values shown in FIGS. 2-8 are merely examples, and other equivalent circuit elements and values may be used to achieve the desired results.

本発明においては種々の変形や変更が可能であ
る。例えば、噴流上の波動の振幅に関する基本情
報を含むのはAC路48であるから、本発明の簡
単化した実施例ではDC路50を省略してもよい。
Various modifications and changes can be made to the present invention. For example, DC path 50 may be omitted in a simplified embodiment of the invention since it is AC path 48 that contains the basic information regarding the amplitude of the waves on the jet.

以上、本発明を当業者が実現可能な程度に充分
に特定の実施例について説明したが本発明はこれ
に限定されるものでなく、特許請求の範囲に記載
された如く種々の形態に実現し得るものである。
Although the present invention has been described above with reference to specific embodiments to the extent that those skilled in the art can realize it, the present invention is not limited thereto, and can be realized in various forms as described in the claims. It's something you get.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は既知の粒子分析分類システムに結合し
た本発明を実施する電気回路のブロツク回路図、
第2図は第1図の回路図の急速変化検出器、リレ
ードライバラツチ機構及びアラーム回路の電気回
路図、第3図はフオトダイオードから得られた信
号を噴流の表面波動による光線の変調に比例する
整流直流信号に変換する電気回路のブロツク回路
図、第4〜8図は第3図に示すブロツクの電気回
路を示す詳細回路図、第9図は噴流の分裂の模様
を示す拡大側面図、第10図は第1図のブロツク
図の破線10の左側の非電気構成部と検出器44
を示す拡大側面図、第11図は噴流16の表面か
ら散乱され、第1及び第10図に示す装置の検出
器44で検出されるレーザ光を示す線図、第12
図は噴流の検出点に衝突するレーザビームの第1
1図のX−Y散乱面内における光線を示す図(破
線は噴流の最小径を示す)、第13図は最大径の
ときの噴流の検出点に衝突するレーザビームの第
11図のY−Z面における光線を示す図、第14
図は最小径のときの噴流の検出点に衝突するレー
ザビームの第11図のY−Z面における光線を示
す図である。 12…フローチヤンバ、14…噴射口、16…
噴流、18…試料注入管、20…光ビーム、21
…検出点、26…点滴分裂点、28…点滴、22
…センサシステム、24…圧電結晶、30…電力
増幅器、32…周波数発生器、34…ポテンシヨ
メータ、36…常規接続ライン、38…分類決定
論理回路、40…分類遅延素子、41…短パルス
形成回路、43…電力増幅器、44…フオトダイ
オード、46…インピーダンス変換増幅器、48
…AC増幅器、50…DC増幅器、52…電圧制御
利得増幅器、54…整流器、37,56,60,
66,80…リード線、58…変調率計、59…
双極単投スイツチ、64…AGC増幅器、67…
ポテンシヨメータ、68…零位計、70…急速変
化検出器、72…アラーム回路、74…オペレー
タリセツト、76…リレードライバラツチ機構、
78…接続部。
FIG. 1 is a block diagram of an electrical circuit embodying the present invention coupled to a known particle analysis and classification system;
Figure 2 is an electrical circuit diagram of the rapid change detector, relay driver latch mechanism, and alarm circuit of the circuit diagram in Figure 1. Figure 3 shows the signal obtained from the photodiode proportional to the modulation of the light beam by the surface waves of the jet. Figures 4 to 8 are detailed circuit diagrams showing the electric circuit of the block shown in Figure 3; Figure 9 is an enlarged side view showing the pattern of jet splitting; FIG. 10 shows the non-electrical components and detector 44 to the left of dashed line 10 in the block diagram of FIG.
11 is a diagram showing the laser light scattered from the surface of the jet 16 and detected by the detector 44 of the apparatus shown in FIGS. 1 and 10, and FIG.
The figure shows the first part of the laser beam that impinges on the detection point of the jet.
Figure 13 shows the light rays in the X-Y scattering plane in Figure 1 (the dashed line indicates the minimum diameter of the jet), and Figure 13 shows the Y-ray in Figure 11 of the laser beam colliding with the detection point of the jet when the diameter is at its maximum. Diagram showing rays in the Z plane, 14th
The figure shows the rays of the laser beam in the YZ plane of FIG. 11 that collide with the detection point of the jet when the diameter is the minimum. 12...flow chamber, 14...injection port, 16...
Jet stream, 18... Sample injection tube, 20... Light beam, 21
...Detection point, 26...Drip splitting point, 28...Drip, 22
...sensor system, 24 ... piezoelectric crystal, 30 ... power amplifier, 32 ... frequency generator, 34 ... potentiometer, 36 ... regular connection line, 38 ... classification decision logic circuit, 40 ... classification delay element, 41 ... short pulse formation Circuit, 43... Power amplifier, 44... Photodiode, 46... Impedance conversion amplifier, 48
...AC amplifier, 50...DC amplifier, 52...voltage control gain amplifier, 54...rectifier, 37, 56, 60,
66, 80... Lead wire, 58... Modulation rate meter, 59...
Double pole single throw switch, 64...AGC amplifier, 67...
Potentiometer, 68...Zero indicator, 70...Rapid change detector, 72...Alarm circuit, 74...Operator reset, 76...Relay driver latch mechanism,
78...Connection part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 粒子を懸濁した液体の噴流を発生させ、この
噴流に振動を与えてこの噴流の表面に波動を生じ
させこの噴流をその分裂領域で点滴に分裂させて
粒子を分析分類し下流で捕集する方法において、
前記噴流の表面の波動を前記噴流が点滴に分裂す
る分裂点より前の位置で検出し、前記噴流に与え
る振動を前記位置における波動の振幅の関数とし
て制御することを特徴とする粒子分析分類方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
前記噴流の表面の波動の検出は噴流の分裂領域よ
り前の前記検出位置における噴流の連続流部分の
表面の波動の振幅を検出することを特徴とする粒
子分析分類方法。 3 特許請求の範囲第1項記載の方法において、
前記噴流の表面の波動の検出は前記検出位置にお
ける噴流の波動の振幅に比例する出力を発生する
ことを特徴とする粒子分析分類方法。 4 特許請求の範囲第1、2又は3項記載の方法
において、前記噴流の表面の波動の検出は噴流の
連続流部分の表面の波動の振幅を検出し、この検
出は噴流の分裂領域より前の当該部分において散
乱された光により達成することを特徴とする粒子
分析分類方法。 5 特許請求の範囲第1〜4項の何れかに記載の
方法において、前記検出位置は固定であることを
特徴とする粒子分析分類方法。 6 特許請求の範囲第1〜4項の何れかに記載の
方法において、前記噴流が点滴に分裂する分裂点
より前の前記検出位置において前記噴流に集中光
ビームを照射して前記噴流を検査し、前記噴流で
散乱された光から前記検出位置における前記噴流
の表面の波動の振幅に比例する直流信号を取り出
し、前記噴流に与える振動の強さを前記直流信号
により、前記振幅の予定レベルからの偏差に応じ
て制御することを特徴とする粒子分析分類方法。 7 特許請求の範囲第1〜4項の何れかに記載の
方法において、前記噴流に与える振動の強さを前
記検出位置における前記波動の振幅の変化に応答
して前記検出位置における前記波動の振幅をもと
の状態に戻す方向に自動的に制御して前記分裂点
のドリフトを阻止することを特徴とする粒子分析
分類方法。 8 粒子が懸濁された液体からその液体の噴流1
6を発生させる第1の手段14と、前記噴流16
を振動させて前記噴流の表面に波動を生じさせて
前記噴流をその分裂領域で点滴に分裂させる振動
装置24と、前記噴流の分裂点26の位置を制御
する第2の手段と、前記噴流16の一部分に光ビ
ームを照射する光照射装置20とを具える粒子分
析分類装置において、 前記第2の手段24に結合された検出装置であ
つて、前記噴流16の一部分で散乱された光を含
む前記光照射装置20からの光に応答して前記噴
流の一部分の波動の振幅の関数である出力もしく
は検出散乱光の大きさに応じた出力を前記第2の
手段に供給する検出装置44,46,48,5
0,52,54,64及び34を設けたことを特
徴とする粒子分析分類装置。 9 特許請求の範囲第8項記載の装置において、
前記検出装置の出力は前記噴流の一部分の波動の
振幅に比例する粒子分析分類装置。 10 特許請求の範囲第8項記載の装置におい
て、前記光ビームは前記噴流の分裂領域より前の
位置21で前記噴流に照射することを特徴とする
粒子分析分類装置。 11 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記第2の手段は前記振動装置
24を含むことを特徴とする粒子分析分類装置。 12 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記振動装置24は単一装置で
あることを特徴とする粒子分析分類装置。 13 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記振動装置24は前記光照射
装置20の上方に位置することを特徴とする粒子
分析分類装置。 14 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記光ビーム20は前記噴流1
6の連続流部分にのみ射突することを特徴とする
粒子分析分類装置。 15 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記光ビーム20は前記噴流1
6の分裂領域より前の位置で噴流にのみ射突する
ことを特徴とする粒子分析分類装置。 16 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記噴流16で散乱された光を
含む前記光照射装置20からの光に応答する検出
器44と、分裂点26を一定に維持する装置であ
つて前記検出器に結合された入力端子と前記第2
手段24に結合された出力端子を有し、前記第2
手段に前記噴流の一部分における波動の振幅に比
例する出力を供給する分裂点制御装置46,4
8,50,52,54,64及び34とを含むこ
とを特徴とする粒子分析分類装置。 17 特許請求の範囲第8〜9項の何れかに記載
の装置において、前記検出装置は前記噴流16で
散乱された光を含む前記光照射装置20からの光
に応答する検出器44と、前記噴流の規定の分裂
点位置に比例する振幅の基準信号を供給する基準
設定手段34と、前記第2手段24に結合された
出力端子65と前記基準設定手段に結合された入
力端子69と前記検出器に結合された制御端子7
を有し前記噴流の検査部分の波動の振幅に比例す
る出力信号を発生する制御装置64とを含むこと
を特徴とする粒子分析分類装置。
[Claims] 1. Generate a jet of liquid in which particles are suspended, vibrate the jet to generate waves on the surface of the jet, split the jet into droplets in the splitting region, and analyze the particles. In the method of classification and downstream collection,
A particle analysis and classification method, characterized in that waves on the surface of the jet are detected at a position before the splitting point where the jet splits into droplets, and vibrations given to the jet are controlled as a function of the amplitude of the waves at the position. . 2. In the method described in claim 1,
A particle analysis and classification method characterized in that the detection of waves on the surface of the jet includes detecting the amplitude of waves on the surface of a continuous flow portion of the jet at the detection position before the splitting region of the jet. 3. In the method described in claim 1,
A particle analysis and classification method characterized in that detecting waves on the surface of the jet generates an output proportional to the amplitude of the waves of the jet at the detection position. 4. In the method according to claim 1, 2, or 3, the detection of waves on the surface of the jet includes detecting the amplitude of waves on the surface of a continuous flow portion of the jet, and this detection is performed before the breakup region of the jet. A particle analysis and classification method characterized in that the particle analysis and classification method is achieved by light scattered in the relevant part of the particle. 5. A particle analysis and classification method according to any one of claims 1 to 4, wherein the detection position is fixed. 6. In the method according to any one of claims 1 to 4, the jet is inspected by irradiating the jet with a concentrated light beam at the detection position before the splitting point where the jet splits into drips. , extract a DC signal proportional to the amplitude of waves on the surface of the jet at the detection position from the light scattered by the jet, and use the DC signal to determine the amplitude of the vibration from the expected level of the amplitude. A particle analysis and classification method characterized by controlling according to deviation. 7. In the method according to any one of claims 1 to 4, the amplitude of the wave at the detection position is determined by adjusting the intensity of the vibration applied to the jet flow in response to a change in the amplitude of the wave at the detection position. A particle analysis and classification method, characterized in that the drift of the splitting point is prevented by automatically controlling the splitting point in the direction of returning it to its original state. 8 A jet of liquid from a liquid in which particles are suspended 1
6 and said jet stream 16;
a vibration device 24 for vibrating the jet to generate waves on the surface of the jet to break the jet into droplets at its breakup region; a second means for controlling the position of a splitting point 26 of the jet; a light irradiation device 20 for irradiating a portion with a light beam; a detection device coupled to the second means 24 that contains light scattered by a portion of the jet 16; Detection devices 44, 46 that respond to the light from the light irradiation device 20 and provide the second means with an output that is a function of the amplitude of the wave of a portion of the jet or an output that depends on the magnitude of the detected scattered light. ,48,5
A particle analysis and classification device characterized in that 0, 52, 54, 64 and 34 are provided. 9. In the device according to claim 8,
A particle analysis and classification device in which the output of the detection device is proportional to the wave amplitude of a portion of the jet. 10. The particle analysis and classification apparatus according to claim 8, wherein the light beam is irradiated onto the jet at a position 21 before the splitting region of the jet. 11. A particle analysis and classification device according to any one of claims 8 to 9, wherein the second means includes the vibration device 24. 12. A particle analysis and classification device according to any one of claims 8 to 9, characterized in that the vibration device 24 is a single device. 13. A particle analysis and classification device according to any one of claims 8 to 9, wherein the vibration device 24 is located above the light irradiation device 20. 14. In the device according to any one of claims 8 to 9, the light beam 20
A particle analysis and classification device characterized in that the particle is injected only into the continuous flow portion of No. 6. 15. In the device according to any one of claims 8 to 9, the light beam 20
6. A particle analysis and classification device characterized in that it strikes the jet only at a position before the splitting region of No. 6. 16. The device according to any one of claims 8 to 9, comprising: a detector 44 responsive to light from the light irradiation device 20 that includes light scattered by the jet 16; an input terminal coupled to said detector and said second
means 24 having an output terminal coupled to said second
a break-up point control device 46,4 for providing means with an output proportional to the amplitude of the waves in the portion of said jet;
8, 50, 52, 54, 64, and 34. 17. The apparatus according to any one of claims 8 to 9, wherein the detection device includes a detector 44 responsive to light from the light irradiation device 20 including light scattered by the jet 16; reference setting means 34 for supplying a reference signal with an amplitude proportional to the predetermined split point position of the jet; an output terminal 65 coupled to said second means 24; an input terminal 69 coupled to said reference setting means; and said detection control terminal 7 coupled to the
and a control device 64 for generating an output signal proportional to the amplitude of the waves in the examined portion of the jet.
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