JPS6135331A - 微小粒子分離装置 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 この発明は細胞等の微小粒子にレーザー光を照射してそ
の微小粒子による散乱光および／または蛍光を検出し、
その散乱光や蛍光の検出データに基いて微小粒子の大き
さ、形状、機能等を識別して微小粒子を分離採取する装
置に関するものである。

従来技術 最近に至り、生体の細胞等の微小粒子を液体に懸濁させ
た懸濁液（試料）と生理食塩水等の不活性液（シース液
）とを層流状態に保持してその層流状態の試料にレーザ
ー光を照射させ、試料中に含まれる微小粒子による角度
の異なる散乱光や波長の異なる蛍光を検出してその検出
データに基づいて微小粒子の大きさ、形状、機能等の性
状を識別し、一方前記層流状態の試料を液滴化するとと
もに前記識別結果に基づいて正もしくは負に帯電（荷電
）させ、その荷電液滴を電界中を通過させることにより
所定方向へ偏向させて前記微小粒子を含む液滴を分離採
取するようにした装置、すなわちセルソーターと称され
る装置が開発・実用化されている。

上述のようなセルソーターは例えば特公昭４６−２７１
１８号、特公昭５６−１３２６６号等により公知とされ
ている。この種のセルソーターは、例えば第５図に示す
ように生理食塩水等の不活性液（シース液）１を加圧し
てこれを下端にノズル２が形成された管状のフローセル
３内に送り込み、一方予め試料細胞等の微小粒子が懸濁
された微小粒子懸濁液（試料）４をフローセル３内のシ
ース液のフロー（シース流）の中心軸位置に注入して試
料とシース液を層流状態に保持し、さらにフローセル３
の上端に設けられた加振手段としての超音波振動子５に
よってノズル２を加振させ、これによりノズル２から流
下する液性６を液滴化させて、微小粒子を含む液滴７を
生成させ（但し全ての液滴に必ず微小粒子が含まれるの
ではなく、通常は数個の液滴に対し１個の割合で微小粒
子が含まれる）、一方前記フローセル３には液滴を正電
位もしくは負電位に荷電（帯電）させるための荷電手段
８を接続しておき、液性６が液滴７となる時にその液滴
を所定の符号の電位に荷電させ、さらにその液滴７の滴
下する位置の左右両側には荷電された液滴７をその荷電
符号（すなわち正もしくは負）に応じて偏向させるため
の電界偏向手段９として偏向板９Ａ、９Ｂを配設してお
き、この偏向板９Ａ、９８間の所定方向の電界により液
滴７を右もしくは左に偏向させ、その偏向方向に応じて
右偏向液滴容器１１、左偏向液滴容器１２もしくは非偏
向液滴容器１３に微小粒子を含む各液滴を分離受容する
ように構成されている。そしてノズル２から流下した液
性６が液滴７となる位置よりも上方の位置には、レーザ
ー光を液性６の試料に照射するレーザー光１ｆ１４と、
その液性に含まれる微小粒子による散乱光や蛍光を検出
する検出器１５．１６が設けられている。なおここで散
乱光や蛍光は、角度の異なる散乱光および異なる波長の
蛍光のうちから１種以上、望ましくは２種以上を検出す
れば良いが、代表的には前記散乱光。

直角散乱光（９０°散乱光）、赤色蛍光、緑色蛍光の４
種を検出するのが通常である。

上述のような装置においては、液滴７内に存在する細胞
等の微小粒子の大きさ、形態、あるいは表面マーカーの
有無などの性状によって異なる散乱光や蛍光の情報が得
られる。そこで通常は符号１５．１６で代表される検出
器を含む検出［１７からの検出データをパーソナルコン
ピュータ等のデータ処理部１８で処理して微小粒子の性
状を識別し、その識別結果に基づいてＣＰＵ等の制御部
１９においてその微小粒子を含む液滴の右偏向、左偏向
を定め、荷電手段８における液滴荷電符号を制御して、
識別された微小粒子を含む液滴を、その他の液滴と異な
る側の容器に分離採取させることが行なわれる。この場
合単に１種類の検出データのみによって微小粒子を識別
・分離することも不可能ではないが、通常の細胞の識別
・分離においては、異なる角度の散乱光（例えば前方散
乱光および直角散乱光）および異なる波長の蛍光（例え
ば赤色蛍光および緑色蛍光）のうちから２種以上を検出
し、それらの強度、あるいは対数強度、さらにはそれら
の比などのうちの２種以上のデータを組合せ、それらの
データの相関による二次元ヒストグラム（所謂サイトグ
ラム）あるいは三次元以上のヒストグラム上において検
出細胞のデータがある領域内に位置するか否かによって
細胞を識別して分離採取することが多い。

発明が解決しようとする問題点 ところで上述のような従来のセルソーターにおいては、
一連の試料に含まれる微小粒子のうち特定の性状を有す
ると識別された全ての微小粒子を同一の容器に収容する
ように構成されているが、実際には識別された微小粒子
を１個ずつあるいは数個ずつ別の容器に順次取り分ける
ことが望まれる場合も多い。すなわちＩｌ胞の分析にお
いては、セルソーターで識別・分離することを最終目的
とせずに、さらにその識別・分離されたｌＩ胞に種々の
処理を加えたりあるいはさらに他の分析を行なったりす
ることが多く、その場合には識別された細胞をさらに１
個ずつあるいは数個ずつ分取することが望まれる。しか
るに従来のセルソーターでは、右偏向容器、左偏向容器
等からなる分離受容手段においては識別された微小粒子
を単純に分離受容することしか考えられておらず、した
がって従来のセルソーターを用いた場合、分離受容され
た微小粒子をさらに別の手段によって分は取らざるを得
ず、極めて非能率であった。一方試料容器を順次移動さ
せて試料の分取を行なう装置自体は従来から樟々開発さ
れており、このような試料分取装置を分離受容手段に適
用して、偏向分離された液滴をその滴下位置において順
次異なる試料容器に受容させることにより、分離容器と
分取とを同時に行なうことも考えられるが、従来のセル
ソーターではそのセルソーターの動作と有機的に連係さ
せて試料分取装置を關御する手段は講じられておらず、
したがって従来の既存の試料分取装置を従来のセルソー
ターに組合せても、例えば予め定められた数ずつ確実に
微小粒子を分取させることが困難となって、微小粒子の
数がばらついたり、あるいは分取装置の移動工程や滴下
する液滴（すなわち各試料容器に分取されない液滴）中
の微小粒子の検出データもデータ処理部によって無駄に
処理されることになるなど、種々の問題が生じるのが実
情であった。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので分離受容
手段などの各動作部分の動作を微小粒子−〇− の検出などに応じて確実に制御すると同時に、逆に各動
作部分の動作に応じて無駄なくデータ処理操作を制御し
得るようにした微小粒子分離装置を提供することを目的
とするものである。

問題点を解決するための手段 この発明の微小粒子分離装置は、 微小粒子を液体に懸濁させてなる試料と不活性液との層
流を形成するためのフローセルと、前記フローセルの先
端のノズルから流下する液性を液滴化するための加振手
段と、 前記加振手段による液滴化位置よりも上方の位置におい
て試料にレーザー光を照射するレーザー光源と、 前記レーザー光が照射された微小粒子による散乱光およ
び／または蛍光を検出する１ｍ以上の検出器を備えた検
出部と、 前記検出部から得られた検出データを処理して微小粒子
の性状を識別するデータ処理部と、前記データ処理部に
よる識別結果に基づいてその微小粒子を含む液滴を正も
しくは負に荷電する齢１八− だめの荷電手段と、 荷電された液滴をその荷電符号に応じて偏向させるため
の電界偏向手段と、 偏向されて滴下する液滴をその偏向方向に応じて分離受
容するための分離受容手段と、前記データ処理部からの
信号および検出部からの信号が入力されて各部の動作を
制御する制御部とを有してなる微小粒子分析装置におい
て、前記データ処理部における検出データの取込みを指
令するためのデータ取込指令回路と、前記検出部から出
力されたデータが微小粒子の到来によるものであること
を判別する粒子到来判別回路と、 前記１ＩＩｉＩ部からデータ取込指令回路に至る制御ゲ
ート信号系路とを設け、 前記粒子到来判別回路からの粒子到来信号と制御部から
の制御ゲート信号とがデータ取込指令回路に入力された
状態でそのデータ取込指令回路がデータの取込を指令す
るように構成したことを特徴とするものである。

ここで、前記制御部は、例えば前記分離受容手段の動作
を制御する機能を有するものとされる。

また前記分離受容手段は、それぞれ液滴を受容するため
の単位受容部と、前記電界偏向手段によって偏向して滴
下する液滴の滴下位置（すなわち右偏向滴下位置、左偏
向滴下位置）のいずれか一方の滴下位置に前記単位受容
部を順次移動させる移動手段とを有する構成とされ、前
記滴下位置に位置する単位受容部に予め設定された数の
微小粒子が収容されるたびごとに次の単位受容部を前記
滴下位置へ移動させるように前記制御部によって移動手
段を制御し、かつ各単位受容部が前記滴下位置に位置し
ている状態でデータ取込を可能とするべく制御部から前
記データ取込指令回路へ向けて制御ゲート信号を発生す
るように構成される。

実施例 第１図はこの発明の微小粒子分離装置の電気的構成部分
を示すものであり、微小粒子による散乱光や蛍光等を検
出するための検出器を備えた検出部１７からの検出デー
タは、データ系路２０を経てパーソナルコンピュータ等
のデータ処理部１８に入力されて、前述のようにそのデ
ータがサイトグラム上のある領域内に位置するか否か等
が判別されて、微小粒子の性状が識別される。そしてそ
の識別結果が制御部（コントロールＣＰＵ）１９に与え
られて、その識別結果に基づいて荷電手段８における荷
Ｉ！符号が＃ＩＩＩＩｌされる。またこの制御部１９は
、後に詳細に説明するように、分離受容手段２８、ある
いは試料や不活性液を供給する供給系路の弁の如く、機
械的動作部２４をも制御する機能を有する。また制御部
１９には、逆に機械的動作部２４からの信号、例えば機
械的動作部２４に設けられた位置センサ等からの信号が
逆に入力される。そしてこの制御部１９からは機械的動
作部２４の動作や検出部１７からの信号などに応じて制
御ゲート信号ＳＡが制御ゲート信号系路２７に出力され
る。

前記検出部１７からの検出データは、データ条件判別回
路２１へも入力される。このデータ条件判別回路２１は
、検出データがデータ処理部１８において識別するに適
した有効な範囲内にあるか否かを判別するいわゆるウィ
ンドウ機能を有するもので、例えば不要なノイズを判別
除去するための下限値と、過大な信号を検出するための
上限値とを設定して、検出データが上限値と下限値との
間にあるか否かを判別し、例えば検出データが上ｉｔと
下１（ｉｌとの間にある場合にはデータ条件適合信号Ｓ
Ｂを出力するように構成される。−力検出部１７からの
信号は粒子到来判別回路２２にも入力される。この粒子
到来判別回路２２は、細胞等の微小粒子が実際に到来し
たか否か、すなわち検出部１７で検出したデータが実際
に微小粒子について測定されたデータであるか否かを判
別するためのものであり、実際に微小粉子による検出デ
ータである場合には粒子到来信号ＳＣを出力するように
構成される。そして前記１ＩｌｉＩ１部１９からの制御
ゲートＳＡ、データ条件判別回路２１からのデータ条件
適合信＠ＳＢ、および粒子到来判別回路２２からの粒子
到来信号ＳＣは、アンドゲート２５の入力側に並列入力
として加えられ、そのアンドゲート２５の出力、すなわ
ち前記３個号ＳＡ。

Ｓ８、ＳＣが揃った時の信号出力はデータ取込指令回路
２６に入力される。このデータ取込指令回路２６は、デ
ータ処理部１８における検出部１７からの検出データの
取込みを指令するデータ取込信号ＳＤを発生するもので
あり、そのデータ取込信号ＳＤは例えば検出部１７から
データ処理部１８に至るデータ系路２０を開閉したりあ
るいはデータ処理部１８の入力部の動作を制御すること
によって、データの取込みを制御する。

第１図の基本構成においては、制御ゲート信号ＳＡと、
データ条件適合信号ＳＢと、粒子到来信号ＳＣとが揃っ
た詩、すなわち機械的動作部２４における動作などがデ
ータ取込みを行なうに適した時期であると１１１１１部
１９が判定（制御ゲート信号ＳＡ出力）し、しかも検出
データがデータ処理部１８において識別処理するに適し
た範囲内にあるとデータ条件判別回路２１が判別（デー
タ条件適合信号ＳＢ出力）し、かつまたその時の検出デ
ータが微小粒子によるものであると粒子到来判別回路２
２が判別（粒子到来信号ＳＣ出力）したときに、はじめ
てデータ取込指令回路２６がデータ取込指令信号ＳＤを
出力し、データ処理７４１８に検出データが取込まれ、
微小粒子の性状が識別される−したがって機械的動作部
２４のうち特に分離受容手段２Ｂが、それぞれ液滴を受
容するための多数の単位受容部と、電界偏向手段によっ
て偏向されて滴下する１滴の滴下位置のうち前記データ
処理Ｎ１８により識別された側の液滴が滴下する位置に
単位受容部を順次移動させる移動手段とを有する構成と
し、各単位受容部に１個ずつまたは数個ずつ識別された
微小粒子を分取するようにした場合、例えばその単位受
容部が所定の位置にセットされた状態で１ｂｌｌｌＯ部
１９から制御ゲート信号ＳＡを出力し、また各単位受容
部に所定数の微小粒子を含む液滴が収容された状態で制
御部１９からの制御ゲート信号ＳＡの出力を停止すると
ともに単位受容部をＢ動させる信号を１１１１０部１９
から分能受容手段２８に向けて出力させるようにするこ
とができる。

第２図および第３図には前記制御部１９によって制御さ
れる分離受容手段２８の一例を示す。

第２図および第３図において、３１は上面に凹状ノ多数
ノ単位受容部Ｐｉｅ（ｉ＝１〜ｎ、　　Ｊ−１〜ｌｌ）
を縦横マトリックス状に形成した水平な受容板であり、
この受容板３１は支持台３３に着脱可能に載置されてい
る。この支持台３３は前記多数の単位受容部Ｐ１ｊの並
、Ｓ方向Ａ、Ｂに沿って第１の移動手段３４および第２
の移動手段３５により移動せしめられるように構成され
ている。例えば図示の例では、前記第１の移動手段３４
は、前記支持台３３を支持してこれをへ方向へ移動させ
るベルトもしくはチェーン３４Ａと、そのベルトもしく
はチェーン３４Ａを回巡させるモーター等の駆動源３４
Ｂとによって構成され、これらの第１の移動手段３４は
ガイド３７に案内されてＢ方向へ移動可能な可動基台３
６に保持されている。

また第２の移動手段３５は、例えば前記可動基台３６に
設けられラック３５Ａとこのラック３５Ａに噛合うピニ
オン３５Ｂと、ビニオン３５Ｂを回転させるモータ等の
駆動源３５Ｇとによって構成されている。

一方前記受容板３１の上面側には、その受容板３１を覆
う遮蔽板３８が設けられており、その遮蔽板３８には、
前記電界偏向手段９としての偏向板９Ａ、９Ｂによって
偏向されて液滴が滴下する位置のうち、前記データ処理
部１８によって識別されて分取すべきものと定められた
微小粒子を含む液滴が滴下する位置（例えば図示の例で
は右偏向位置）には、１滴が通過し得る透過孔３８Ａが
形成されている。さらに前記受容１ｆ１３１上には、分
取すべきでない液滴が滴下する位置に容器３９が設けら
れている。なおこの遮蔽板３８は、受容板３１に対し独
立に固定して設けたものである。

第２図および第３図に示す分離受容手段２８において先
ず第１列目の岐初の単位受容部Ｐ、１が遮蔽板３８の透
過孔３８Ａの下方に位置するように受容板３１がセット
された状態で図示しない位置センサー等からセット信号
が制御１１’１９に与えられ、これによって制御部１９
から制御ゲート信号ＳＡが出力されてデータ取込指令を
出力させ得る状ＩＩＩ（但し実際には前述の如くデータ
条件適合信号ＳＢおよび粒子到来信号ＳＢも揃う必要が
あるがここではそれらは説明の簡略化のため省略する）
となる。そして実際に分離採取すべき微小粒−子を含む
液滴が前記遮蔽板３８の透過孔３８Ａを通過して前記最
初の単位受容部Ｐ１１に収容され、その微小粒子の数が
予め制御部１９に設定した数に達した時に、制御部１９
からの制御ゲート信号ＳＡが出力されなくなってデータ
取込が不能となるとともに、制御部１９からの制御指令
によって第１の移動手段３４が作動して受容板３・１が
六方向へ移動する。そして次の単位受容部ＰＩＺが前記
透過孔３８Ａの下方に位置するように受容板３１がセッ
トされる。この状態で再び図示しない位置センサー等か
らのセット信号に応じて制御部１９から１１１１ｍゲー
ト信号ＳＡが出力され、データ取込が可能な状態となる
。このようにして順次第１列目の各単位量＠部ＰＴ１〜
Ｐ＋ｌｆｆ１にそれぞれ予め設定した数の微小粒子を含
む液滴が受容されれば、次に第２の移動手段３５が作動
して受容板３１がＢ方向へ移動し、第２列目の各単位受
容部Ｐ２１〜Ｐ２ｗに対する液滴の受容が前記同様にし
てなされ、さらに同様にして順次各列の単位受容部Ｐｉ
ｊに対する所定数の微小粒子の分取が行なわれる。

第４図には第１図の基本構成をさらに具体化した例を示
す。

第４図において、検出部１７を構成する検出器、すなわ
ち４個の光電子増倍管ＰＭ１〜ＰＭ４およびフォトダイ
オードＰＤの出力は、それぞれ前置増幅器４１を経て利
得ｌ１ＩＩｌ！回路４２によりそのレベルが適切なレベ
ルに調整された後、ホールド回路４３に入力されて、Ｃ
ＰＵ等からなる制御部１９からの制御信号に応じて信号
の波形のピーク値もしくは面ｆＩ値がホールドされ、さ
らにそのホー　ゝルドされたピーク値もしくは面積値が
横軸データ選択スイッチ群４４、縦軸データ選択スイッ
チ群４５、第１比較用データ選択スイッチ群４６、およ
び第２比較用データ選択スイッチ群４７を経て、それぞ
れ横軸データスケール回路群４８、縦軸デ−ラスケール
回路群４９、第１比較用スケール回路群５０、および第
２比較用スケール回路群５１に入力される。ここで前記
横軸データ選択スイッチ群４４および縦軸データ選択ス
イッチ群４５は、それぞれ微小粒子の性状を判別するだ
めの二次元ヒス１〜グラム（サイ１−グラム）の横軸デ
ータおよび縦軸データとして前記検出器ＰＭＩ〜Ｐ　Ｍ
　４、ＰＤのうちのいずれの検出器のデータを用いるか
を選択するためのものであり、−力筒１比較用データ選
択スイッチ群４６および第２比較用データ選択スイッチ
群４７は、データ条件判別回路２１において第１比較用
データ、第２比較用データとしていずれの検出器からの
データを用いるかを選択するものであり、これらのスイ
ッチ群４４〜４７はいずれも制御部１９からのｔｉ制御
信号によって１１ＪＩ［ｌされる。また横軸データスケ
ール回路群４８および縦軸データスケール回路群４９は
、それぞれス・イツチ群４４．４５によって選択された
検出器の出力データを前記二次元ヒストグラムの横軸デ
ータ、縦軸データとして使用するための各種のスケール
に変換するためのものであり、図示の例では検出器の出
力データを直線増幅するリニアスケール回路ｌｉｎと、
対数増幅するログスケール回路ＬＯＧと、二種の検出器
の出力データの比をとる比スケール回路［１ｉｖと、同
じく二種の検出器の出力データから偏光度を求める偏光
度スケール回路Ｐとを有するものとされている。−力筒
１比較用データスケール回路群５０および第２比較用デ
ータスケール回路群５１は、それぞれスイッチ群４６．
４７によって選択された検出器の出力データをデータ条
件判別回路２１において使用するスケール、すなわちリ
ニアスケールもしくはログスケールに変換するためのも
のであり、それぞれリニアスケール回路Ｌｉｎおよびロ
グスケール回路ＬＯ（Ｊとによって構成されている。

前記横軸データスケール回路群４８および縦軸データス
ケール回路群４９の出力は、それぞれ横軸スケール選択
スイッチ５２および縦軸スケール選択スイッチ５３を経
てサンプルホールド回路５４．５５に入力される。前記
横軸スケール選択スイッチ５２および縦軸スケール選択
スイッチ５３は、それぞれ横軸データのスケールおよび
縦軸データのスケールを１ｂｌＪ　８部１９からの制御
信号に従って前述のリニアスケール、ログスケール、比
スケール、惺光度スケールのいずれかに選択するもので
あり、これらのスケール選択スイッチ５２．５３によっ
て選択されたスケールの横軸データ、縦軸データはそれ
ぞれサンプルホールド回路５４．５５によってサンプル
ホールドされる。そしてそのサンプルホールド回路５４
．５５の出力（アナログ出力）はＡ／Ｄ変換器５６．５
７によってデジタル信号に変換され、後述するようにイ
ンターフェース５８を介してデータ処理！ｌｉ（パーソ
ナルコンピュータ）１８に取込まれる。但しＡ／Ｄ変換
器５６．５７は常に動作するのではなく、データ取込指
令回路２６からのデータ取込指令信号ＳＤが入力された
時のみ動作して、データ処理部１８でのデータ取込を可
能とする。

一方前記第１比較用データスケール回路群５０および第
２比較用データスケール回路群５１の出力は、それぞれ
第１比較用スケール選択スイッチ５９および第２比較用
スケール選択スイッチ６０を経てデータ条件判別回路２
１を構成する第１比較器６１および第２比較器６２に入
力される。前記第１比較用スケール選択スイッチ５９お
よび第２比較用スケール選択スイッチ６０は、データ条
件判別回路２１で第１比較用データ、第２比較用データ
としていずれのスケールのデータを用いるかを選択する
ためのものであり、制御部１９からの制御信号によって
制御される。前記第１比較器６１および第２比較器６２
には、それぞれ制御１部１９からＤ／Ａ変換器６３．６
４を経て上限値信号（Ｈ）および下限値信号（１−）が
加えられ、前記各比較用スケール選択スイッチ５９．６
０からのデータ（アナログ信号）が上限値（Ｈ）と下限
値（Ｌ）との闇にある場合には第１比較条件適合信号Ｓ
Ｅ、第２比較条件適合信号ＳＦが出力され、両者の信＠
ＳＥ、ＳＦが揃った状態でアンドゲート６３からデータ
条件適合信号８Ｂが出力され、そのデータ条件適合信号
ＳＢは、データ取込指令回路２６の入力側に設けられた
アンドゲート２５に加えられる。

一方前記利得制御回路４２の出力は、粒子到来判別回路
２２へも加えられる。この粒子到来判別回路２２は、利
得制御回路４２の各検出器の出力データのうちからいず
れの検出器からの出力を粒子到来判別用の信号として用
いるかを選択するための信号選択スイッチ６５と、その
信号選択スイッチ６５で選択された信号と基準信号回路
６６からの所定レベルの基準信号ＳＧとを比較する比較
器６７と、その比較器６７の出力が加えられる同期回路
６８とによって構成されている。前記比較器６７におい
ては、信号選択スイッチ６５で選択された信号が基準信
＠ＳＧのレベルよりも高い場合には粒子到来をあられす
信号が出力され、さらにその信号がフローセルにおける
液滴化のための加振手段としての超音波振動子６９を振
動させる超音波発振器７０からの超音波信号と同期がと
られ、その同期をとられた信号が前記粒子到来信号ＳＣ
として出力され、その粒子到来信号ＳＣが前記アンドゲ
ート２５に加えられる。またその粒子到来信号ＳＣは、
カウント回路７１および連続粒子検知回路７２にも加え
られる。カウント回路７１は、粒子の到来個数を計数す
るためのものであり、粒子到来信号ＳＣが入力されるた
びごとにその信号をカウントする。また連続粒子検知回
路７２は、微小粒子が連続して到来したこと、すなわち
順次液滴化されて偏向分離受容される各液滴に連続して
微小粒子が含まれていることを検出するためのものであ
り、この連続粒子検知回路７２において微小粒子が連続
して到来したことを検出された場合には、連続粒子検知
信号ＳＨが出力されてその信号ＳＨがキャンセル回路７
３に加えられる。このキャンセル回路７３は、連続粒子
検知信号ＳＨが加えられた状態で前記データ取込指令回
路２６を無効にして、データ取込指令信号ＳＤを出力さ
せないように制御する。

前記制御部１９は、前記各スイッチ群４４〜４７、各ス
イッチ５２．５３．５９．６０．６５およびホールド回
路４３の制御のほか、荷電手段８の制御を行なう。すな
わち前記データ処理部１８において検出データを処理・
識別した結果に基いて右偏向信号Ｒもしくは左偏向信号
りを出力し、荷電手段８における荷電符号（正または負
）を制御する。さらに制御部１９は、インターフェース
７４を介して分離受容手段２８の制御を行なうとともに
、インターフェース７４から前述のアンドゲート２５の
入力端に延びる制御ゲート信号系路２７を介してデータ
取込指令回路２６の制御も行なう。すなわち、例えば第
２図、第３図に示されるような自動分取可能な分離受容
手段２８を用いている場合、その分離受容手段２８の位
置センサー等からの信号がインターフェース７４を介し
て制御部１９に加えられ、かつその制御部１９からの信
号によって分離受容手段２８の各移動手段３４．３５の
動作が制御されるとともに、その分離受容手段２８の状
態やデータ処理部１８に取込まれたデータの数などに応
じて制御ゲート信号ＳＡを前記制御ゲート信号系路２７
に出力する。

第４図に示される実施例においては、各検出器ＰＭ１〜
ＰＭ４、ＰＤからの検出信号のピーク値もしくは面積値
がホールド回路４３によって選択され、そしてそのホー
ルド回路４３において選択された検出データのうちいず
れの検出器のデータをスケール回路群４８．４９の各ス
ケール回路に与えるかが横軸データ選択スイッチ群４４
および縦軸データ選択スイッチ群４５によって選択され
、さらにスケール回路群４８．４９の各スケール回路の
出力のうちいずれのスケールのデータを横軸データ、縦
軸データとして用いるかがスケール選択スイッチ５２．
５３によって選択される。そしてこのようにして選択さ
れた横軸データ、縦軸データがサンプルホールドされて
Ａ／Ｄ変換器５６．５７に加えられる。

一方ホールド回路４３から出力される各検出器の出力信
号のピーク値または面積値のデータのうちいずれの検出
器のデータを第１比較用データ、第２比較用データとし
て用いるかが第１比較用データ選択スイッチ群４６、第
２比較用データ選択スイッチ群４７によって選択され、
さらにそれら−Ｚ／　　− のデータがリニヤスケール、ログスケールに変換された
後、その一方のスケールが第１比較用スケール選択スイ
ッチ５９、第２比較用スケール選択スイッチ６０により
選択され、データ条件判別回路２１の比較器６１．６２
に与えられる。そしてこれらの比較器６１．６２の入力
データのいずれもが予め設定した範囲（ウィンドウ）内
にあるときには、アンドゲート６３からデータ条件適合
信号ＳＢが出力され、その信号がアンドゲート２５の入
力端に加えられる。すなわち検出器からのデータ出力が
小さ過ぎずかつ大き過ぎない場合にデータ条件適合信号
ＳＢがアンドゲート２５の入力端に加えられる。

また利得制御回路４２から出力される利得制御済みの各
検出器のいずれかの出力が粒子到来条件判別回路２２の
選択スイッチ６５によって選択されて比較器６７に入力
され、その比較器６７においであるレベル以上であるこ
と、寸なわら微小粒子の検出によるデータレベルである
ことが判別される。換言すれば微小粒子を含まない液体
のみの信号やノイズによる信号ではないことが判別され
る。そしてその比較器６７の出力は同期回路６８によっ
て液滴化の周期に同期がとられ、粒子到来信号ＳＣとし
てアンドゲート２５の入力端に加えられる。

さらに分離受容手段２８において所定の単位受容部Ｐｉ
ｅ（第２図、第３図参照）が液滴を受容し得る位置にセ
ットされていることが位置センサー等によって検出され
れば、その信号が１１１１１１部１９に入力され、制御
ゲート信号ＳＡが制御部１９から出力され、アンドゲー
ト２５の入力端に加えられる。

結局、検出データが所定の範囲内にあり、しかもその検
出データが微小粒子によるものであることが確認され、
しかも分離受容手段の単位受容部が所定位置にセットさ
れている状態ではじめてアンドゲート２５の３人力が揃
い、そのアンドゲート２５の出力によってデータ取込指
令回路２６がデータ取込指令信号ＳＤを出力する状態と
なり、そのデータ取込指令信号ＳＤによってＡ／Ｄ変換
器５６．５７が動作状態となり、前述のようにそれらの
△／Ｄ変換器５６．５７に加えられた検出データ（横軸
データおよび縦軸データ）がＡ／Ｄ変換され、インター
フェース５８を介してデータ処理部１８に取込まれて、
予め定めたサイトグラム上の領域内か領域外かが判別さ
れ、右部向、左偏向が定められて、制御部１９を介して
荷電手段８における荷電荷号が制御される。例えば検出
データが予め定めたサイドグラム上の領域内であると識
別された場合には、第２図、第３図の分離受容手段２８
を用いる場合、右偏向となるように荷電荷号が制御され
、その識別された微小粒子を含む液滴が単位受容部Ｐｉ
Ｊに受容される。

このようにして識別された微小粒子が予め設定した数（
Ｎ個）だけ所定の単位受容部ＰｉＪに受容されたことが
データ処理部１８からｖ１１１１部１９への情報により
認識されれば、制御部１９から制御ゲート信ＦＪ　Ｓ　
Ａが出力されなくなり、これによってアンドゲート２５
の出力がデータ取込指令回路２６に加えられなくなって
、データ取込指令信号が出力されない状態となる。同時
に制御部１９から分離受容手段２８の移動手段を動作さ
せる信号が出力されて、受容板３１が移動せしめられる
。

そして次の単位受容部が所定位置にセットされた時点で
再び制御部１９から制御ゲート信号ＳＡが出力される。

したがって分離受容手段２８の移動手段の動作期間中は
データの取込みが不能となる。

なお、微小粒子が含まれた液滴に続いてその直後に再び
微小粒子を含む液滴が滴下する場合、後続の液滴の微小
粒子に関しては、連続粒子検出回路７２から連続粒子検
知信号ＳＨがキャンセル回路７３に与えられて、データ
取込指令回路２６からデータ取込信号ＳＤが出力されな
くなり、これによって後続の微小粒子についての検出デ
ータはデータ処理部１８に取込まれないことになる。

なおまた、第１図、第４図の実施例においては、ウィン
ドウ機能を有するデータ条件判別回路２１を設けて、検
出データが予め設定した範囲（ウィンドウ）内にある場
合にアンドゲート２５に対してデータ条件適合信号ＳＡ
を与える構成としているが、場合によってはこのデータ
条件判別回路２１を省き、例えば第４図に示される第１
比較用スケール選択スイッチ５９および第２比較用スケ
ール選択スイッチ６０の出力を図示しないサンプルホー
ルド回路およびＡ／Ｄ変４Ｉ！器を介しインターフェー
ス５８を経てデータ処理部に与えるように構成するとと
もにデータ処理部１８自体にウィンドウ機能を持たせ、
各比較用データが予め設定した範囲（ウィンドウ）内に
ある場合に限って＠御部１９から制御ゲート信号ＳＡを
出力させ得る状態となるように構成しても良い。この場
合制御ゲート信号ＳＡは、分離受容手段２８の動作に応
じた時期でしかもデータがウィンドウ内にある場合に出
力されることになる。

発明の効果 以上の説明で明らかなようにこの発明の微小粒子分離装
置によれば、各部の動作を制御する制御部からデータ取
込指令回路まで制御グー１−信号系路を設けることによ
って、分離受容手段などの各動作部分の動作制ａなどに
応じてデータ処理部に３２一 対するデータの取込を制御することができ、したがって
例えば分離受容手段を自動分取可能とし得るなど、種々
の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の微小粒子分離装置の電気
回路部分を示すブロック図、第２図はこの発明の微小粒
子分離装置に使用される分離受容手段の一例を示す縦断
面図、第３図は第２図の分離受容手段の一部を示１切欠
斜視図、第４図は第１図の回路をさらに具体化した例を
示すブロック図、第５図は従来の一般的な微小粒子分離
装置を示す略解図である。 １・・・不活性液（シース液）、　２・・・ノズル、　
３・・・フローセル、　４・・・試料、　５・・・超音
波振動子（加振手段）、６・・・液性、　７・・・液滴
、　８・・・荷電手段、　９・・・電界偏向手段、　１
４・・・レーザー光源、　１５．１６、ＰＨ１〜Ｐ　ｌ
−１４、ＰＤ・・・検出器、　１７・・・検出部、　１
８・・・データ処理部、１９・・・制御部、　２７・・
・制御ゲート信号系路、２１・・・データ条件判別回路
、　２２・・・粒子到来判別回路、　２５・・・アンド
ゲート、　２６・・・データ取込指令回路、　２８・・
・分離受容手段、　３１・・・受容板、　Ｐｉｊ・・・
単位受容部、　３４．３５・・・移動手段、　ＳＡ・・
・制御ゲート信号、　ＳＣ・・・粒子到来信号。 出願人　　日本分光工業株式会社 代理人　　弁理士　豊　１）武　久 （ほか１名） 手　　　続　　　補　　　正　　　書　　（方式）昭和
５９年１２月２５日 特許庁長官　　志　賀　　　学　　殿 ２、発明の名称 微小粒子分離装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　東京都八王子市石川町２９６７番地の５名　
称　　日本分光工業株式会社 ４、代理人 住　所　　東京都港区三田３丁目４番１８号二葉ビル８
０３号　電話（４５３）　６５９１５、補正命令の日付 昭和５９年１１月２７日（発送日） ６、補正の対象 代理権を証明する書面および図面 ７、補正の内容 （１）　別紙の通り委任状１通を提出する。 （２）　図面の浄書（内容に変更なし）を提出する。 １７つ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微小粒子を液体に懸濁させてなる試料と不活性液
   との層流を形成するためのフローセルと、前記フローセ
   ルの先端のノズルから流下する液性を液滴化するための
   加振手段と、 前記加振手段による液滴化位置よりも上方の位置におい
   て試料にレーザー光を照射するレーザー光源と、 前記レーザー光が照射された微小粒子による散乱光およ
   び／または蛍光を検出する１個以上の検出器を備えた検
   出部と、 前記検出部から得られた検出データを処理して微小粒子
   の性状を識別するデータ処理部と、前記データ処理部に
   よる識別結果に基づいてその微小粒子を含む液滴を正も
   しくは負に荷電するための荷電手段と、 荷電された液滴をその荷電符号に応じて偏向させるため
   の電界偏向手段と、 偏向されて滴下する液滴をその偏向方向に応じて分離受
   容するための分離受容手段と、 前記データ処理部からの信号および検出部からの信号が
   入力されて各部の動作を制御する制御部とを有してなる
   微小粒子分析装置において、前記データ処理部における
   検出データの取込みを指令するためのデータ取込指令回
   路と、 前記検出部から出力されたデータが微小粒子の到来によ
   るものであることを判別する粒子到来判別回路と、 前記制御部からデータ取込指令回路に至る制御ゲート信
   号系路とを設け、 前記粒子到来判別回路からの粒子到来信号と制御部から
   の制御ゲート信号とがデータ取込指令回路に入力された
   状態でそのデータ取込指令回路がデータの取込を指令す
   るように構成したことを特徴とする微小粒子分離装置。
2. （２）前記制御部が、前記分離受容手段の動作を制御す
   る機能を有することとした特許請求の範囲第１項記載の
   微小粒子分離装置。
3. （３）前記分離受容手段が、それぞれ液滴を受容するた
   めの多数の単位受容部と、前記電界偏向手段によって偏
   向されて滴下する液滴の滴下位置のいずれか一方の滴下
   位置に前記単位受容部を順次移動させる移動手段とを有
   する構成とされ、前記滴下位置に位置する単位受容部に
   予め設定された数の微小粒子が収容されるたびごとに次
   の単位受容部を前記滴下位置に移動させるように前記制
   御部によって移動手段を制御し、かつ各単位受容部が前
   記滴下位置に位置している状態でデータ取込を可能とす
   るべく制御部から制御ゲート信号を発生するように構成
   した特許請求の範囲第２項記載の微小粒子分離装置。