JPS62229045A - 微小粒子選別装置 - 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 この発明は融合細胞や動物細胞などの各種細胞その他の
微小粒子を、その種類などに応じて選別・分離採取する
ため微小粒子選別装置に関し、特に細胞等の微小粒子に
レーザ光等の光を照射してその微小粒子による散乱光お
よび／または螢光を検出し、その散乱光や螢光の検出デ
ータに基いて微小粒子の大きざ、形状、構造、機能など
を識別して微小粒子を選別する装置に関するものである
。

従来の技術 最近に至り、細胞等の微小粒子をその種類などに応じて
自動的かつ連続的に選別するための装置として、液体中
に懸濁された細胞等の微小粒子を散乱光や螢光などによ
って判定するとともに、その判定された微小粒子を含む
液滴を判定結果に基いて正または負に荷電させ、その液
滴を電界中を通過させることにより荷電符号に応じた方
向へ偏向させて、分離採取するようにした装置が開発さ
れかつ実用化が進められている。

このような装置は、一般にセルソータと称されており、
その−例は、特公昭４６−２７１１８号あるいは特公昭
４６−１３２６６号などに示されているが、その原理的
な構成を第１２図に示す。

第１２図において、全体として円筒状をなすフローセル
１の下端中央には、下向きに開口するノズル部２が形成
されており、このフローセル１内には、その周囲から生
理食塩水などの不活性液（シース液）３が加圧して送り
込まれ、またフローセル１内の中心軸線位置には、細胞
等の選別対象となる微小粒子を生理食塩水などに懸濁さ
せた試料４か試料供給管５を介して加圧Ｐ、給される。

フローセル１内の中心軸線位置に加圧供給された微小粒
子を含む試料４と周囲から加圧供給された不活性液３は
、フローセル１内において中心軸線に沿って下方へ層流
状態で流れ、これによって試料４中の微小粒子は互いに
ある程度の間隔を置いた状態で１個ずつ分離されてノズ
ル部２から液体とともに下方へ液柱７として流れ出る。

一方フローセル１の上端には、フローセル１を上下方向
へ振動させるための加振手段として超音波振動子６が取
付けられており、この超音波振動子６によって与えられ
た振動によって、ノズル部２から下方へ流出する液柱７
が順次液滴化される。このとき、各液滴８が微小粒子を
１個宛含むように振動数や加圧供＠速度が調節される。

またフローセル１には、液柱７が液滴化される際にその
液滴８に対して所定の符号（正または負）の電荷を荷電
させるだめの荷電手段９が接続されており、ざらにその
液滴８の落下する位置の左石両側には、荷電された液滴
８をその荷電符号に応じて偏向させるべく電界を発生す
る一対の偏向用電極板１０．１１が配置され、さらにそ
の電極板１０．１１の下方には、各偏向方向に応じて液
滴８を分離受容するための容器１２．１３．１４が配置
されている。

一方フローセル１のノズル部２から流下して液滴化され
る前の液柱７に対しては、レーザ光源などの光源１５か
ら所定波長域の光が照射され、微小粒子による前方散乱
光（微小角散乱光）および側方散乱光（９０°敗乱光）
や螢光が検出器１６．１７．１８により検出されて、微
小粒子の形状や大きざ、構造あるいは機能などが図示し
ないデータ処理回路により判定され、その判定結果に応
じて前記荷電手段９による液滴（但し判定された微小粒
子を含むもの）８の荷電符号が定められ、その荷電符号
に応じて液滴８は前記偏向用電極板１０．１１の間を通
過する際に電界によって図の右方または左方に偏向され
、左側の容器１２または右側の容器１４に受容される。

なお検出結果によっては液滴８が荷電されない場合もあ
り、この場合は電極板１０．１１の間で液滴は偏向せず
、中央の容器１３に受容される。

以上のようにして、第１２図の装置によれば、微小粒子
による散乱光および／または螢光によってその種類など
が判別され、かつその判別結果に基いて選別されること
になる。

発明が解決すべき問題点 上述のような従来の微小粒子選別装置においては、細胞
等の微小粒子を含む液滴が下方へ向って吹き出される。

すなわち液滴の滴下速度には、ノズルからの噴出圧力に
よる初速に加えて重力による加速度が与えられるため、
採取容器に到達する際には相当の速度となっており、そ
のため採取容器壁面や液面に衝突する際に微小粒子が破
壊されたり損傷したりすることがある。特に細胞膜を除
いた融合細胞や細胞膜の弱い細胞を選別採取する場合は
、破壊してしまう確率が高く、そのため折角細胞の選別
を行なってもその後の実験の進行に支障を来たしたりす
ることが多く、特にサンプル聞が少ない細胞の場合には
重大な問題となっていた。

また従来の微小粒子選別装置では、ｉ滴を荷電するにあ
たっては、その荷電符号の正負のみを制御し、右偏向か
左偏向かを定めて２種類（但し無荷電の場合を除く）に
しか分離できなかった。同じ荷電符号でも荷電量を変え
ることによって偏向方向のみならず偏向距離をも変化さ
せ、３種または４種以上に微小粒子を分離することも考
えられるが、従来の装置のように下向きに液滴を吹出す
場合、液滴の落下速度が大きくなるため偏向用の電極板
間を通過する時間が短く、そのため偏向距離を大きくす
ることが困難であるから、実際上は荷電量を変えて偏向
距離を変えることにより３種以上に選別することは困難
であった。

この発明は以上の事情を背景としてなされたもので、選
別された細胞等の微小粒子を含む液滴を捕集する際に、
微小粒子に大きな衝撃が加わらないようにし、これによ
って細胞等の微小粒子が破壊もしくは損傷したりするこ
とを防止し、併せて３種おるいは４種以上に微小粒子を
分離採取し得るようにした微小粒子選別装置を提供する
ことを目的とするものでおる。

問題点を解決するための手段 この発明の微小粒子選別装置は、基本的には微小粒子を
含む液滴を上向きに吹出させ、重力および空気の粘性に
よって液）＾速度を減速させて、液滴捕集時の衝撃を小
ざくしたものである。

すなわちこの発明の微小粒子選別装置は、上端に上方へ
向けて開口するノズル部を備え、微小粒子を含む液を前
記ノズル部から上方へ向けて噴出させるようにしたフロ
ーセルと： 前記ノズル部から上方向へ向けて噴出される液を、微小
粒子を１個宛含む液滴とした状態で吹上げるべくフロー
セルを上下方向に加振するための加振手段と； 前記ノズル部から噴出される液が液滴となる直前の位冒
においてその液中の微小粒子による散乱光強度および／
または螢光強度を検出するだめの検出手段と： 前記検出手段による検出結果に応じて、液滴化される際
の微小粒子を含む各液滴を正もしくは負に荷電するため
の荷電手段と； 前記ノズル部から上方へ吹上げられた荷電液滴をその荷
電状態に応じて電界下で偏向させるべく、前記ノズル部
の上方の空間を左右に挟むように対向配置された一対の
偏向用電極板と； 前記電極板間において偏向された液滴をその偏向方向に
応じて捕集するための液滴捕集部とを有してなることを
特徴とするものである。

ここで、前記液滴捕集部は、各液滴の偏向方向に配置さ
れた捕集容器で構成しても良いが、各液滴を確実に、し
かもより液滴捕集時の衝撃を小さくするためには、捕集
部を次のように構成することが望ましい。すなわち、液
滴捕集部を、偏向用電極板よりも上方に、その偏向用電
極板の対向方向に対し９０’ずれた方向において互いに
対向する一対の捕集用電極板で構成し、その捕集用電極
板間に直流電圧を印加して電界を形成し、前記偏向用Ｎ
極間で偏向された荷電液滴をざらに捕集用電極間でいず
れか一方の捕集用電極に向けて偏向させて、その捕集用
電極板表面に付着させるにうに構成することが望ましい
。この場合、捕集用電極板の表面は可及的に滑らかな面
で構成することが望ましい。また捕集用電極板の下端に
は、捕集用電極板の表面を流れ落ちる液滴を受ける受容
部を形成しておく。

さらに前記液滴捕集部は、次のように構成しても良い。

すなわち、液滴捕集部を偏向用電極板の位置よりも上方
においてその偏向用電極板の対向方向に対し９０’すれ
た方向に対向する表面が滑らかな捕集用電極板と線状も
しくは針状電極とによって溝成し、その捕集用電極板と
線状もしくは針状電極との間に直流電圧を印加してコロ
ナ放電を発生させ、その電極間に下方から進入して釆る
液滴をコロナ放電により荷電させて、捕集用電極板表面
に液滴を捕集するようにする。

作　　用 この発明の微小粒子選別装置においては、従来のセルソ
ータとは異なり、細胞等の微小粒子を含む液滴は、フロ
ーセルの上端に形成されたノズル部から上方へ吹田され
る。この液滴中の微小粒子は、液滴化される直前に散乱
光強度および／または螢光強度の検出によってその種類
などが判別されており、かつ液滴化される際には、その
微小粒子の検出結果に応じて正もしくは負に荷電されて
いる。このようにしてノズル部から上方へ吹上げられた
荷電液滴がノズル部上方の空間を左右に挟む一対の偏向
用電極板間に進入すれば、その偏向用電極板間に印加し
た直流電圧によって形成される電界により、荷電符号に
応じた方向へ偏向される。すなわち例えば液滴が正に荷
電されている場合は負極の偏向用電極板に近付く方向へ
偏向され、負に荷電されていれば正極の偏向用電極板に
近付く方向へ偏向される。そして各方向へ偏向された液
滴は、それぞれの偏向方向に応じて配置された液滴捕集
部において捕集される。

ここで、液滴はフローセルのノズル部から上方へ吹上げ
られるから、その上昇過程では重力および空気の粘性に
よって次第に減速される。したがって偏向用電極板間を
通過して液滴捕集部により液滴が捕集される際の衝撃は
、従来の下方へ向って液滴を落下させる場合と比較して
格段に小ざく、そのため捕集時の衝撃によって細胞等の
微小粒子が破壊もしくは損傷するおそれは著しく少なく
なる。

モして液滴捕集部を、偏向用電極板の上方でその偏向用
電極板の対向方向に対し９０°ずれた方向において対向
する一対の捕集用電極板で構成した場合には、その捕集
用電極板間に印加した直流電圧により形成された電界に
よって荷電液滴が再度偏向され、液滴の荷電符号に応じ
た極性の捕集用電極板表面にその荷電液滴が付着するこ
とによって捕集される。この場合、液滴の上昇速度が零
もしくは零に近い小さな値となった時点で荷電液滴を捕
集用電極表面に付着・捕集することができ、したがって
液滴捕集時の衝撃は一層少なくなる。

なおこの場合、捕集用電極板表面をなめらかな面とし、
その捕集用電極板の下端に受容部を形成しておくことに
よって、捕集用電極板表面に付着した液滴はその表面を
流れ落ちて受容部に集められる。ここで、その受容部を
捕集用電極板の幅方向に複数の区分受容部に分割してお
けば、液滴の荷電状態を正負の２種類とするだけでなく
、それに加えて荷電量を調節しておくことにより、液滴
を３種または４種以上に選別することができる。すなわ
ち、荷電符号が同じでおっても、荷電■を変化させてお
けば、偏向用電極板間を通過する際の偏向量が変化し、
これによって液滴が捕集用電極板表面に付着する際の位
置が捕集用電極板の幅方向に変化するから、異なる電荷
量の液滴を異なる区分受容部に集めることができる。

一方液滴捕集部を、偏向用電極板の位置よりも上方にお
いてその偏向用電極板の対向方向に対し９０’ずれた方
向に対向する表面が滑らかな捕集用電極板と線状もしく
は針状電極とによって構成した場合には、その電極間に
下方から進入して米る液滴が電極間のコロナ放電によっ
て荷電される。

この場合のコロナ放電による荷電量は、ノズルから吹上
げられた際の荷電量よりも著しく大きくなるから、ノズ
ルから吹上げられた際の初期荷電液滴の荷電符号の如何
にかかわらず一定の荷電符号となり、全て捕集用電極板
の側に付着・捕集される。但し、液滴が捕集用電極板に
付着・捕集される際の位置（捕集用電極板の幅方向への
位置）は、ノズルから吹上げられた初期荷電液滴が偏向
用電極板間を通過する際の偏向方向によって異なるから
、捕集用電極板の幅方向の位置によって液滴を初期荷電
符号に応じ分離捕集することができる。

もちろんこの場合も、初期電荷量を変えておけば、初期
荷電符号の正負のみならず初期電荷量によっても液滴を
分離することができ、したがって３種または４種以上に
液滴を選別することが可能となる。

実施例 第１図にこの発明の最も基本的な第１実施例の微小粒子
選別装置の縦断正面図、また第２図に縦断側面図を示す
。

第１図および第２図に６いて、フローセル１は全体とし
て有底円筒状に作られており、かつその上端には上方へ
向って開口するノズル部２が形成されている。クローセ
ル１内には、その周囲からシース液供給管２０を介して
生理食塩水等のシース液（不活性液）３が加圧供給され
るとともに、中心軸線位置に垂直上方へ向けて開口する
ように設けられた試料供給管５を介して試料４が加圧供
給される。この試料４は、細胞等の選別対象となる微小
粒子を生理食塩水等の液体（すなわち前記シース液３と
同じ液体〉に懸濁させたものであり、この試料４は試料
供給管５の先端から周囲のシース液３と層流状態となっ
てノズル部２に向って上昇し、ざらにノズル部２の先端
から上方へ噴出される。

一方フローセル１の下端には超音波振動子等の加振手段
６が取付けられており、この加振手段によりフローセル
１が上下に撮動されて、ノズル部２から上方へ向って噴
出される微小粒子を含む液が液滴化される。すなわちノ
ズル部２から上方へ向う液柱７が直ちに液滴８となって
上方へ吹上げられる。この時、各液滴８がそれぞれ１個
ずつ微小粒子を含むようにその振動周波数や各液滴の加
圧力などが設定される。

またフローセル１には、液柱７が液滴化される際にその
液滴８を荷電するための荷電手段９が付設すれている。

この荷電手段９は、ノズル部２付近に設けられた電ｔＩ
９ａと、フローセル１の上底部付近に設けられた電極９
ｂと、これらの電極９ａ、９ｂ間に電圧を印加するため
の電圧発生器９Ｃとによって構成されている。この電圧
発生器９Ｃは次に）ホベるように微小粒子の検出結果に
応じて電極９ａ、９ｂ間に印加する電圧の方向、したが
って液滴８に荷電させる電荷の符号を定めるように構成
されている。

フローセル１のノズル部２から上方へ噴出した液柱７に
対しては、その液柱７が液滴８となる直前の位置におい
てレーザ光源等の光源１５からめる波長域の光が照射さ
れ、液柱７内の微小粒子による前方散乱光、側方散乱光
および螢光がそれぞれ検出器１６．１７．１８によって
検出される。

これらの検出器１６．１７．１８によって検出された前
方散乱光強度、側方散乱光強度および螢光強度は、図示
しないデータ処理回路において適宜解析されて微小粒子
の大きざ、形状、構造あるいは機能などが求められ、そ
れによって微小粒子の種類などが判別される。そしてそ
の判別結果が前記荷電手段９に入力されて、その判別さ
れた微小粒子を含む液滴の荷電符号が定められる。した
がって各液滴８は、それぞれに含まれる微小粒子の種類
に応じて正もしくは負に荷電された状態で上方へ吹上げ
られることになる。なお液滴が微小粒子を含まないこと
もおり、その場合微小粒子を含まない液滴には荷電され
ないのが通常である。また微小粒子判別の態様によって
は、選別すべき２種類の微小粒子に属さない微小粒子に
ついては荷電させないこともある。

フローセル１のノズル部２の上方空間を左右に挟む位置
、すなわち荷電されだ液滴８が下方から進入する位置の
両側には、一対の偏向用電極板１０１１１が対向配置さ
れている。これら偏向用電極板１０．１１間には直流電
圧が印加されてその間に電界が形成され、これによって
荷電液滴８はクーロン力により荷電符号に応じた方向に
偏向される。例えば一方の偏向用電極板１０に正電圧を
、他方の偏向用電極板１１に負電圧を印加した場合、正
に荷電されだ液滴８ａは負極の偏向用電極板１１に近接
する方向へ偏向され、負に荷電された液）商８ｂは正極
の偏向用電極板１０に近接する方向へ偏向される。

ざらに前記各偏向用電極板１０．１１の上方には、それ
ぞれ偏向用電極板１０．１１間で偏向された液滴８ａ、
８ｂを捕集するための捕集部２１として捕集容器２２．
２３が配設されている。これらの捕集容器２２．２３は
、各偏向用電極板１０．１１の幅方向に沿って延びる溝
状に作られたものであって、図示の例では各偏向用電極
板１０．１１と別体に配置した構成とされているが、各
偏向用電極板１０．１１の上端に一体に形成しておいて
も良いことは勿論である。また左右の各偏向用電極板１
０．１１の間の中央の上方位置、すなわちノズル部２の
垂直上方の位置には、吸引ポンプ２４に連結された非偏
向液滴吸引管２５の吸引口２５ａが開口されている。こ
の非偏向液滴吸引管２５は、荷電されなかった液滴、し
たがって偏向用電極板１０，１１の間で偏向されずにノ
ズル部２の位置からそのまま垂直上方へ吹上げられた液
滴を吸引して捕集するだめのものである。例えば微小粒
子を含まない液滴、おるいは選別すべき２種類の微小粒
子のいずれにも属ざないと判別された微小粒子を含む液
滴なとは、前述のように正負のいずれにも荷電されない
ことがあり、このような非荷電液滴は中央の吸引口２５
ａから吸引除去される。

以上のように、第１図および第２図に示す例においては
、上方へ吹上げられた荷電液滴は偏向用電極板１０．１
１間で荷電符号に応じて偏向され、偏向用電極板１０．
１１の上方の捕集容器２２．２３のいずれかに捕集され
て、微小粒子の選別が行なわれる。また非荷電液滴があ
る場合は、その非荷電液滴は中央の吸引口２５ａから吸
引される。

第３図および第４図にはこの発明の第２の実施例の微小
粒子選別装置を示す。第３図および第４図に示される装
置においては、液滴捕集部２１として、偏向用電極板１
０．１１の上方の位置において偏向用電極板１０．１１
の対向方向に対し９０°ずれた方向に対向する一対の捕
集用電極板３０．３１を配置した例が示されている。上
記各捕集用電極板３０．３１はそれぞれ表面が滑らかな
材質で作られており、かつその捕集用電極３０．３１の
下端には、それぞれ幅方向に沿って溝状に伸びる受容部
３２．３３が設けられており、その溝状の受容部３２．
３３の末端の下方には容器３７．３８が配設されている
。また捕集用電極３０．３１の上端には、下部に多数の
洗浄液吐出口３４を形成した洗浄液流路３５．３６が設
けられている。このような捕集用電極板３０．３１間に
は直流電圧が印加されて、その間に電界が形成される。

第３図、第４図に示す例においては、偏向用電極板１０
．１１の間で一旦偏向された荷電液滴８８．８ｂが再度
捕集用電極板３０．３１の間で偏向され、その偏向され
た方向の前方の捕集用電極板表面に付着する。すなわち
例えば一方の偏向用電極板１０を正極、他方の偏向用電
極板１１を負極とし、かつ一方の捕集用電極板３０を正
極、他方の捕集用電極板３１を負極とすれば、正に荷電
されだ液滴８ａは偏向用電極板１０，１１の闇で負極の
偏向用電極板１１に接近する方向へ偏向された後、捕集
用電極板３０．３１の間で負極の捕集用電極板３１に向
う方向に偏向されて、その捕集用電極板３１の表面に付
着し、その電極板３１の表面を流れ落ちて受容部３３内
に受容され、最終的に容器３８内に集められる。逆に負
に荷電されだ液滴８ｂは、偏向用電極板１０．１１の間
で正極の偏向用電極板１０に接近する方向へ偏向された
後、捕集用電極板３０．３１の間で正極の捕集用電極板
３０に向う方向に偏向されて、その捕集用電極板３０の
表面に付着し、その電極板３０の表面を流れ落ちて受容
部３２内に受容され、最終的に容器３７内に集められる
。なお荷電されていない液滴の場合は、第１図、第２図
の場合と同様に非荷電液滴吸引管２５の吸引口２５ａか
ら吸引除去される。また各捕集用電極板３０．３１の上
端に配設した洗浄液流路３５．３６に適宜洗浄液、例え
ばシース液３と同種の液体を流せば、その洗浄液が洗浄
液吐出口３４から捕集用電極板３０．３１の表面に流れ
落ち、捕集用電極板３０．３１の表面に付着残留してい
る微小粒子を洗い流ずことかできる。

なお第３図、第４図に示される例において、捕集用電極
板３０．３１とその下側の受容部３２．３３との間は、
絶縁材によって電気的に絶縁しておくことが望ましい。

あるいはまた受容部３２．３３自体を合成樹脂等の絶縁
材で構成しておいても良い。

第５図および第６図にはこの発明の第３の実施例の微小
粒子選別装置を示す。第５図、第６図に示される例にお
いては、液滴捕集部２１は、偏向用電極板１０．１１の
上方の位置において偏向用電極板１０．１１の対向方向
に対し９０”ずれた方向に相互に対向する表面が滑らか
な捕集用電極板４０と線状電極４１とによって構成され
ている。

そして捕集用電極板４０の幅方向と線状電極４１の長さ
方向とは相互に平行となっている。また捕集用電極板４
０の下端には、その電極板４０の幅方向に―壁４５．４
６により３つに区分された溝状の区分受容部４２ａ、４
２ｂ、４２Ｇが設けられており、また捕集用電極板４０
の上端には、前記同様な洗浄液流路３５が設けられてい
る。なお４１Ａは線状電極４１を保持する保持具である
。

この実施例においては、線状電極４１と捕集用１０の側
に偏向された液滴は、一端側の区分受容部４２ａに収容
され、他方の偏向用電極板１１の側に偏向された液滴は
他端側の区分受容部４２Ｇに収容され、偏向用電極板１
０．１１の間で偏向されなかった液滴（非荷電液滴）は
中央の区分受容部４２ｂに収容される。

第７図および第８図には、第５図および第６図における
線状電極４１の代りに、針状電極４３ａ、４３ｂ、４３
Ｇを用いた例を示す。ここで針状電極４３ａは、偏向用
電極板１０の側に偏向された液滴に対応する位置に、ま
た針状電極４３Ｇは偏向用電極板１１の側に偏向された
液滴に対応する位置に、ざらに針状電極４３ｂは偏向用
電極板１０．１１間で偏向されなかった液滴（非荷電液
滴）に対応する位置に配置されている。この実施例にお
いても、針状電極４３ａ、４３ｂ、４３Ｇと捕集用電極
板４０との間でコロナ放電を発生させ、第５図、第６図
に示される実施例と同様にして捕集用電極板４０の異な
る位置にｉ滴を捕集させ、区分受容部４２ａ、４２ｂ、
４２Ｇに選択的に収容させる。

第９図および第１０図には、第５図および第６図に示さ
れる例または第７図および第８図に示される例に使用さ
れる捕集用電極板４０の他の例を示す。この捕集用電極
板４０は、図示の例ではその幅方向に５つの領域４０８
〜４０ｅに区分されており、各領域の下端にそれぞれ隔
壁４５〜４８で隔てられた区分受容部４２８〜４２ｅが
形成されている。このような捕集用電極板４０を用いた
場合は、ノズル部２から吹上げられる液滴を単に正もし
くは負の２種類に荷電するばかりでなく、同じ符号でも
荷電量を変えることによって、多種類に選別することが
できる。すなわち例えば図示の例では、ノズル部２から
吹上げられる液滴を正電荷に２段階、負電荷に２段階、
合計４段階に荷電するようにしておぎ、かつ正に荷電さ
れた液滴は編向用電極板１０．１１間で第９図の右方に
、員に荷電された液滴は第９図の左方に偏向されるよう
に定めておけば、正に荷電された液滴のうちでも荷電量
の大きいものは左方へ大きく偏向セしめられて第９図の
捕集用電極板４０の右端の領域４０ｅに捕集されて区分
受容部４２ｅに収容され、正に荷電された液滴のうちで
も荷電量の小さいものは右方への偏光量が小さいため捕
集用電極板４Ｑの右から２番目の領域４０ｄに捕集され
て区分受容部４２ｄに収容される。また負に荷電された
液滴の場合は、負方向の荷電量の大きいものが捕集用電
極板４０の左端の領域４０ａに、負方向の荷電量の小さ
いものが左から２番目の領域４０ｂにそれぞれ捕集され
て、それぞれ区分受容部４２ａ、４２ｂに収容される。

また荷電されない液滴は、捕集用電極板４０の中央の領
域４０Ｇに捕集されて、区分受容部４２ｃに収容される
。ここで、捕集用電極板４０の表面の各領域４０ａ〜４
０ｅの間の境界部分は、図では特に示さなかったが、液
滴の混合を避けるために突条部を形成しておいても良い
。

なお第９図、第１０図では捕集用電極板４０を５つの領
域に区分した例を示したが、その区分数は“５″に限ら
れないことはもちろんである。

なおまた、第３図および第４図に示される例においても
捕集用電極板３Ｑ、３１をその幅方向に２以上の領域に
区分しておき、各区分領域の下端にそれぞれ区分受容部
を区分形成して、同じ荷電符号でも荷電量に応じて２種
以上に選別することもできる。

以上の各実施例の微小粒子選別装置は、例えば第１１図
に示すように全体をチャンバ５０により密閉して、その
内部の温度、圧力、蒸気圧を温度制御手段５１、圧力制
御手段５２、蒸気圧制御手段５３によって制御すること
が好ましい。ここで蒸気圧とは、微小粒子を懸濁させた
溶媒およびシース液と同種の液体もしくは類似の液体の
蒸気圧を意味する。この蒸気圧は、チャンバ５０内が飽
和蒸気圧となるように制御することが望ましい。

すなわち、微小粒子としては細胞が対象となることが多
いが、その場合捕集過稈において乾燥して死滅するおそ
れがあり、これを避けるためにはチャンバ５０内を密閉
して飽和蒸気圧に保っておくことが望ましい。また同様
に細胞の死滅を防止するため、チャンバ５０内を適当な
温度、圧力に維持制御することが望ましい。なお第１１
図では、第３図に対応する例のみを示したが、他の例の
場合でも同様にすることが好ましい。

なおまた、以上の各実施例では、ノズル部２から吹き上
げられた液柱７に対してレーザ光等の光を照射して散乱
光や螢光を検出するものとしたが、場合によってはノズ
ル部２を透明材により細長く作っておき、そのノズル部
２内を通過する微小粒子にレーザ光等の光を照射して散
乱光などを検出しても良い。

発明の効果 この発明の微小粒子選別装置によれば、微小粒子を含む
液滴はフローセルのノズル部から上方へ吹上げられるた
め、重力および空気の粘性によって液滴の上向き速度を
すみやかに減速でき、したがってその液滴が捕集される
際の突入速度を従来の装置と比較して格段に小さくし、
これによって微小粒子の捕集時の衝撃を従来よりも格段
にやわらげることができるから、特に微小粒子が細胞な
どの衝撃に弱い粒子である場合にも、その微小粒子が捕
集時の衝撃によって破壊したり損傷したりすることを有
効に防止できる。また上述のように液滴の速度が減速さ
れるため、偏向用電極板間を通過する時間を従来よりも
格段に長くすることができ、そのため液滴の偏向距離を
大きくとることができるから、液滴の電荷量を数段階に
制御して、電荷量によって偏向距離を異ならしめ、これ
によって３種あるいは４種以上に微小粒子を選別するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の微小粒子選別装置を示
す略解的な縦断正面図、第２図は第１図の装置の略解的
な縦断側面図、第３図はこの発明の第２実施例の微小粒
子選別装置の略解的な縦断正面図□、第４図は第３図の
装置の略解的な縦断側面図、第５図はこの発明の第３実
施例の微小粒子選別装置の略解的な縦断正面、図、第６
図は第５図の装置の略解的な縦断側面図、第７甲はこの
発明の第４実施例の微小粒子選別装置を示す略解的な縦
断正面図、第８図は第７図の装置の略解的な縦断側面図
、第９図はこの発明の装置に使用される捕集用電極板の
他の例を示す正面図、第１０図は第９図の捕集用電極板
の縦断側面図、第１１図はこの発明の装置をチャンバで
密閉した一例を示す略解的な正面図、第１２図は従来の
微小粒子選別装置の一例を示す略解的な縦断正面図であ
る。 １・・・フローセル、　２・・・ノズル部、　３・・・
シース液、　４・・・試料、　６・・・加振手段、　７
・・・液柱、８・・・液滴、　９・・・荷電手段、　１
０，１１・・・偏向用電極板、　１５・・・光源、　１
６．１７．１８・・・検出器、　２１・・・液滴捕集部
、　２２．２３・・・捕集容器、　３０，３１．４０・
・・捕集用電極板、３２．３３．４２ａ〜４２ｅ・・・
受容部、　４１・・・線状電極、　４３ａ〜４３ｃ・・
・針状電極、　５０・・・チャンバ。 出願人　　日本分光工業株式会社 同　水野　彰

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）上端に上方へ向けて開口するノズル部を備え、微
   小粒子を含む液を前記ノズル部から上方へ向けて噴出さ
   せるようにしたフローセルと；前記ノズル部から上方向
   へ向けて噴出される液を、微小粒子を１個宛含む液滴と
   した状態で吹上げるべくフローセルを上下方向に加振す
   るための加振手段と； 前記ノズル部から噴出される液が液滴となる直前の位置
   においてその液中の微小粒子による散乱光強度および／
   または螢光強度を検出するための検出手段と； 前記検出手段による検出結果に応じて、液滴化される際
   の微小粒子を含む各液滴を正もしくは負に荷電するため
   の荷電手段と； 前記ノズル部から上方へ吹上げられた荷電液滴をその荷
   電状態に応じて電界下で偏向させるべく、前記ノズル部
   の上方の空間を左右に挟むように対向配置された一対の
   偏向用電極板と； 前記電極板間において偏向された液滴をその偏向方向に
   応じて捕集するための液滴捕集部とを有してなることを
   特徴とする微小粒子選別装置。
2. （２）前記液滴捕集部が、各液滴の偏向方向に配置され
   た捕集容器で構成されている特許請求の範囲第１項記載
   の微小粒子選別装置。
3. （３）前記捕集部が、前記偏向用電極板の位置よりも上
   方に、その偏向用電極板の対向方向に対し９０°ずれた
   方向において互いに対向する一対の捕集用電極板で構成
   され、その捕集用電極板間に電界を形成してその電界に
   より荷電液滴を再度偏向させて捕集用電極板の板面に液
   滴を付着させるようにした特許請求の範囲第１項記載の
   微小粒子選別装置。
4. （４）前記捕集用電極板の表面が滑らかな面で構成され
   ている特許請求の範囲第３項記載の微小粒子選別装置。
5. （５）前記捕集用電極板の下端に、捕集用電極の表面を
   流れ落ちる液滴を受ける受容部が形成されている特許請
   求の範囲第３項記載の微小粒子選別装置。
6. （６）前記受容部が、捕集用電極板の幅方向に複数の区
   分受容部に分割されている特許請求の範囲第５項記載の
   微小粒子選別装置。
7. （７）前記液滴捕集部が、前記偏向用電極板の位置より
   も上方に、その偏向用電極板の対向方向に対し９０°ず
   れた方向に対向する表面が滑らかな捕集用電極板と線状
   もしくは針状電極とによって構成され、その捕集用電極
   板と線状もしくは針状電極との間に直流電圧を印加して
   コロナ放電を発生させ、その電極間に下方から進入して
   来る液滴をコロナ放電により荷電させて、捕集用電極板
   表面に液滴を捕集するようにした特許請求の範囲第１項
   記載の微小粒子選別装置。
8. （８）前記捕集用電極板の下端に、その捕集用電極板表
   面を流れ落ちる液滴を受けるための複数の区分受容部が
   、捕集用電極板の幅方向に分割されて形成されている特
   許請求の範囲第７項記載の微小粒子選別装置。