JPS61223650A - 生物試料の構成要素の分取装置 - Google Patents

生物試料の構成要素の分取装置

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JPS61223650A
JPS61223650A JP60065577A JP6557785A JPS61223650A JP S61223650 A JPS61223650 A JP S61223650A JP 60065577 A JP60065577 A JP 60065577A JP 6557785 A JP6557785 A JP 6557785A JP S61223650 A JPS61223650 A JP S61223650A
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JP
Japan
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jet
cell
droplet
sheath
flow cell
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JP60065577A
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English (en)
Inventor
Toshio Kishimoto
俊夫 岸本
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、血液、リンパ液、組織、細胞懸濁液等の生物
試料からの細胞等の構成要素の分取装置に関する。
(ロ) 従来の技術 従来、セルソータは、例えば、血液から血球の分取等に
使用されているが、セルソータによるこれらの細胞分取
は、振動子により、音波振動ないし超音波振動、例えば
、20 K Hzないし40K I(zの振動が与えら
れているシースフローセルに、血液等の生体試料及び生
理食塩水等のシース液を加圧下に供給して、細胞を一個
包含する滴を形成することによって行われる。この場合
、シースフローセル内を流下する生体試料流はシース液
流で囲続されながら、シースフローセルの噴射部の噴射
口から噴射され、生体試料流がシース液で囲繞された噴
流が形成される。この噴流は、シースフローセルの振動
により、その表面に波動又は大トくなり、ついで下流で
分断されて液の滴すなわち液滴が形成される。この液滴
の分断は、シースフローセルの噴射口の口径、シースフ
ローセルに加えられる振動数、シース液の粘性等を適宜
調整して、液滴に細胞が一個宛包含されるように行われ
る。そこで、必要な細胞が噴流端に入ってまさに分断さ
れる瞬間に、その液滴部を帯電させて荷電した液滴を形
成させる。この荷電した液滴は、落下途中で、その下方
に設けられる偏向電極による静電界によってその軌道が
変えられて容器に入る。しかし、他の細胞の入った液滴
については、帯電させないでその侭落下させるために、
軌道が相違して、必要な細胞と分離されることになり、
細胞分取操作を人手を煩わさずに行うことができる。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点シースフローセ
ルによるこのような細胞分取は、必要な細胞が噴流端に
入ってまさに分断させる瞬間を把握して、その液滴部に
帯電させることが必要であるが、噴流から液滴が分断す
る位置、即ち、液滴分断点が一定でないために、この液
滴分断点を振動周波数と振動エネルギーとから天験的に
求めて、上流側の噴流中の細胞を検出し、この検出位置
から液滴分断点に至る時間にもとづいて液滴の帯電動作
を行っている6 しかし、この液滴分断点カ一定してい
ないために、必要な細胞の入った液滴をf確に帯電させ
るためには、前後−滴宛、即ち合計三滴を帯電させる必
要があり、その分だけ分離精度が低下する。このような
直後の液滴に含まれる細胞による分離精度の低下を解消
するために、生体試料をさらに希釈して、細胞の入らな
い液滴を前後に形成する方法らあるが、細胞の分取に要
する時間が艮くなり問題である。
本発明は、以上のような従来法における液滴分断点のふ
らつきにもとづく問題点を解消することを口約としてい
る。
(ニ)問題点を解決するための′r一段本完本発明液滴
分断点の変動を監視して、液滴分断点が常に一定の位置
をとるように振動子を制御する生物試料の構成要素の分
取装置を提供するものである。
本発明は、振動子に接続すると共に、加圧液体試料導入
口及びシース液導入口を有するシースフローセルと、該
シースフローセルの噴射口より下方に位置して、該噴射
口からの噴流の通路番挟んで夫々設けられる光源及ゾ光
センサを有する細胞検出装置と、前記噴流の端部周囲に
配設される一方の極性の板状電極と、該板状電極に対し
反対の極性を有し前記噴流液体に電気的に接続する電極
が接続するパルス発生器と、前記噴流の液滴分断点に夫
々向いている光源と光センサを有する散乱光検出装置と
、前記液滴分断点下方において液滴の落下通路を挟んで
設けられる一対の板状偏向電極と、前記故61.光検出
装置に接続する比較器と、該比較器に接続すると共に振
動子に接続する振動子制御装置とを具備することを特徴
とする生物試料の構成要素の分取装置にある。
本発明において、振動子は、音波ないし超音波領域、例
えば20ないし40K)Izの周波数の官有する振動子
が使用される。振動子は、例えば、直接又は軟鋼ホーン
等を介して間接にシースフローセルに接続する。シース
フローセルに対して振動子は上方又は横に接続する。シ
ースフローセルの噴射口は体液、細胞懸濁液等の生物試
料流をシース液流で囲繞するように形成され、従来装置
におけるシースフローセルを使用することができる。
噴射口の大きさは、細胞又は染色体等細胞の構成要素等
が一個宛シース液流中に取り込まれるように形成される
細胞検出器は、光源及び光センサを具備している0本発
明において、尤センサは、試料流中の細胞又は細胞の構
成要素等かC)発せられ、或は透過される赤外、可視、
紫外、螢光等の光を受光して、電気信号に変換するもの
である。               一本発明にお
いて、液滴分断点を監視するために、液滴分断点の周囲
及び上下移動可能に光源及び光センサが設けられる。こ
の光センサは、液滴分断点において、噴流端部から形成
される液滴からの駒工141− i選+11’F十7−
 Ljp本91.−の9t−センサ本右する故6L光検
出器の出力側を比較器に接続し、比較器の制御偏差信号
の出力側を、振動子の発振回路の入力側に接続する振動
子制御装置に接続している。
(ホ)作 用 本発明は、液滴分断点に向けて光源及び光センサを有す
る散乱光検出装置を配置したので、液滴分断点において
、噴流端部から液滴が形成される過程を、例えば光軸に
対し直角方向の散乱光を測光することにより、監視する
ことができる。即ち、液滴が分断された時点では、光軸
に対し直角方向の散乱光の光量が零となるために、この
散6L光の光量が零となっている時間間隔は、液滴分断
点の位置を目安とすることができる。そこで、散乱光の
光量が零となっている時間間隔を、故、iiL光検出器
から電気信号として取出して、これを比較器に送り、比
較器に設定されている標準時間開隔信号と比較して、偏
差信号の有無を求める。偏差信号が現われないときは、
その液滴分断点は正常である。しかし、偏差信号が現わ
れたときは、その液滴分断点は正常位置から外れている
ことを示している。そこで、この偏差信号を、振動制御
装置に送り、液滴分断点を正常位置に戻すための振動子
操作量を振動子に送り、振動子の周波数を制御する。こ
の場合、振動子の周波数を大きくすると、液滴分断点は
上に移動し、振動子の周波数を下げると、液滴分断点は
下に移動する。
(へ)実施例 以下、添付図面を参照して、本発明の実施の態様の−を
説明するが、本発明は、この説明により何ら制限される
ものではない。
第1図は、本発明の一実施例を示す概略の説明図であり
、第2図は、液滴jP断点の正常時における散、!iL
光強度変化を示す。
シースフローセル1には、上端に試料導入口2及びシー
ス液導入口3が形成されており、下端に噴射口4が形成
される。噴射口4は直径50μmないし100μmの大
軽さを有する。噴射口4からの噴流5は、シース液流6
で試料流7を囲むように形成されており、その目的で、
試料導入口2からシースフローセルの底部にまで延びる
試料案内/Xル8が設けられる。シースフローセル1は
、20ないし40KHzの超音波振動を付与するために
、超音波発振器9に接続する。
細胞検出装置10は、噴射口4からの噴流中に含まれる
#I胞等を検出するために設けられ、レザー尤、白色光
等を使用する光学系と測光検出系を備える(図中測光系
は図示されていない。)。
細胞検出装置10の下方の噴流端には、液滴を帯電させ
るための電極11が配設される。本例においては、極性
の異る電極12はシースフローセル内に配置されており
、両電極はパルス発生器13に接続している。液滴分断
点14に殆んど接している。この液滴分断点14のi囲
には、飲i!iL光検出′n15が設けられる。散乱光
検出器15は光学系16と測光検出系17を備える。こ
の散乱光検出器15の測光検出′PS17の出力側は比
較器18に接続しており、比較器18の出力側は、発振
器制御装置19に接続している。発振器制御製振器9で
発生する超音波の周波数を制御する。
液滴分断点14の下方には、液滴の通路を挟んで偏光電
極(図示されていない。)が設けられ、その下方の所定
位置に液滴捕集容器(図示されていない。)が設けられ
ている。
本例において、シースフローセル1は超音波発振器9に
より20ないし40KHzの間の適当な周波数の振動が
与えられている。このシースフローセルには、試料導入
口2から、試料、例えば、血液、リンパ液等が加圧注入
され、他方、シース液導入口3から、シース液、例えば
、生理食塩水が加圧注入される。この加圧注入された試
料流7とシース液流6は、シースフローセルの噴射口4
から噴流5として噴流される。この噴流5は、シース液
流6が試料流7をその中央に囲んでおり、超音波振動に
より波動又は定在波が形成される。
細胞検出装置10は、噴流5から、分取すべき細胞21
、例えば、赤血球、白血球、リンパ球、〃ン細胞等又は
細胞の構成要素例えば染色体等の諦男色脆山I/ LA
徳山ma表、−1−→員ル胞13に送る。パルス発生器
13は、液滴分断点から噴流端部に至る時間を置いて、
動作し、分取すべき細胞の入った液滴を例えば正に帯電
させる。
この正に帯電した液滴は落下して、偏光電極間に形成さ
れる電界を通過する間に負極側に偏向し、分取すべき細
胞20の入っている液滴の集容器に落下して収集される
。他方、その他の細胞22が入っている液滴23は帯電
処理されないために、偏向されないで落下し、分取すべ
き細胞21が入っている液滴と分離される。
しかし、この液滴に対する帯電処理は、分離精度を向」
ニさせるために正確に行われることが必要である。そこ
で、本例においては、液滴分断点14の位置を一定させ
るように、液滴分断、α14のレベルに、散乱光検出光
が照射される。この散乱光検出光が照射されるレベルは
、例えば、予め実験的に求められる。
液滴分断点14のレベルが正常の状態にあるときは、該
レベルで、前の液滴が分断されて次の噴流燈が該レベル
に到着する開の散乱光の光量が零となる時間t1が一定
になると共に、故6L光の光量が零となる。周期t2が
一定となり、この場合、例えば、第2図に示されるよう
な散乱光強度変化が現われる。
散乱光検出器15の測定検出系17に検出された例えば
散乱光強度変化の信号、又は散乱光の光量が零となる。
時間t1及び周期t2の信号は、比較器18に送られ、
正常時の散乱光強度変化の信号又は散乱光の光量が零と
なる時開t1及び周期t2の信号と夫々比較される。こ
の比較の結果、両信号間に偏差が現われたときは、その
偏差信号を発信器制御装置19に送る。発信器制御装置
19は、偏差信号を捏作量に変えて、超音波発振器に送
り超音波発振器9が発振する超音波の周波数を変えるこ
とにより、液滴分断点のレベルを正常時のレベルに戻す
本例においては、液滴分断点のレベルが自動的に一定に
保つことができるので、細胞又は細胞の構成要素の分離
を高い分離精度で行うことができる。
(ト)  発明の効果 本発明は、液滴分断点に向けて、光学系及び散乱光検出
系を配置して、液滴分断点のレベル変化を例えばマイク
ロ秒単位で検出し、その変化に応じて、シースフローセ
ルに加える振動の周波数を変化させるので、液滴分断点
のレベルを調節できる。したがって、本発明の分取装置
は、液滴分断点のレベルのふらつきが小さくなるので、
分離目的の細胞等の位置がら液滴分断点までのこれら細
胞等の移動時間のバラつきを小さくできる。したがって
、液滴を一個毎にかつ正確に帯電させることができる。
また、このように、分取すべき細胞等の入っている液滴
について正確に帯電できるので、試料における細胞又は
構造物懸濁濃度を大きくすることができる。したがって
、細胞分取に要する時間を短縮することができる。
このように、本発明の分離装置は、細胞分取を容易に行
うことができるので、医学及び生物学に
【図面の簡単な説明】
fpJi図は、本発明の一実施例を示す概略の説明図で
あり、第2図は液滴分断点の正常時における散乱光強度
変化を示す。 符号については、1はシースフローセル、2は試料導入
口、3はシース液導入口、4は噴射口、5は噴流、6は
シース液流、7は試料流、8は試料案内ノズル、9は1
m波発振器、10は細胞検出装置、11及び12は電極
、13はパルス発生器、14は液適分断点、15は散乱
光検出器、16は光学系、17は測光検出系、18は比
較器、19は発振器制御装置、20は分離すべき細胞、
21は分取すべき細胞、22はその他の細胞、23は液
滴、tlは散乱光の光量が零となる時間、L2は散乱光
の光量が零となる周期である。 代   理   人

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 振動子に接続すると共に、加圧液体試料導入口及びシー
    ス液導入口を有するシースフローセルと、該シースフロ
    ーセルの噴射口より下方に位置して、該噴射口からの噴
    流の通路を挟んで夫々設けられる光源及び光センサを有
    する細胞検出装置と、前記噴流の端部周囲に配設される
    一方の極性の板状電極と、該板状電極に対し反対の極性
    を有し前記噴流液体に電気的に接続する電極と、両電極
    が接続するパルス発生器と、前記噴流の液滴分断点に夫
    々向いている光源と光センサを有する散乱光検出装置と
    、前記液滴分断点下方において液滴の落下通路を挟んで
    設けられる一対の板状偏向電極と、前記散乱光検出装置
    に接続する比較器と、該比較器に接続すると共に振動子
    に接続する振動子制御装置とを具備することを特徴とす
    る生物試料の構成要素の分取装置。
JP60065577A 1985-03-29 1985-03-29 生物試料の構成要素の分取装置 Pending JPS61223650A (ja)

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JP (1) JPS61223650A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0541296A2 (en) * 1991-10-29 1993-05-12 Hamamatsu Photonics K.K. Device for optically discriminating kinds of bases
JP2008526492A (ja) * 2005-01-12 2008-07-24 ベックマン コウルター, インコーポレイテッド 粒子を水力学的に仕分けするための方法および装置
JP2013242335A (ja) * 2008-01-16 2013-12-05 Life Technologies Corp 音響収束ハードウェアおよび実装のためのシステムおよび方法

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