JPS63172943A - Apparatus for analyzing and dispensing microparticle - Google Patents

Apparatus for analyzing and dispensing microparticle

Info

Publication number
JPS63172943A
JPS63172943A JP62004513A JP451387A JPS63172943A JP S63172943 A JPS63172943 A JP S63172943A JP 62004513 A JP62004513 A JP 62004513A JP 451387 A JP451387 A JP 451387A JP S63172943 A JPS63172943 A JP S63172943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
droplet
charging voltage
droplets
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62004513A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Otomo
明 大友
Hitoshi Higuchi
人志 樋口
Sadayuki Miyazaki
宮崎 貞行
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.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP62004513A priority Critical patent/JPS63172943A/en
Publication of JPS63172943A publication Critical patent/JPS63172943A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To improve an always exact voltage to liquid drops by applying the specified voltage to the fine flow ejected from a flow nozzle in a period before or after the time when the fine flow changes to the liquid drops and changing the voltage in said period independently. CONSTITUTION:Sheath liquid La and microparticle suspended liquid SL are supplied to the flow nozzle 1 and are oscillated by an oscillator 2 so as to be ejected in the form of the fine flow LP from the aperture of the nozzle. The microparticles in the flow LP are detected in a photodetection part 5. A liquid drop charge control part 20 judges the kind of cells in accordance with the detected value and impresses the charge voltage corresponding to the kind of the cells to an electrode EB. The above-mentioned voltage is impressed as a specified positive or negative voltage at the time before and after each time when the liquid drops are continuously generated from the fine flow. The voltage is applied in the form of the voltage waveform, for example, staircase waveform, set discretely to each of the liquid drops. As a result, always the exact voltage is impressed to the liquid drops and, therefore, the cells, etc., are stably dispensed without missing.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、細胞等の性質、構造等を解明するとともに
、この結果に基づいて細胞等を種類毎に分取する微小粒
子分析分取装置に係り、特に細胞等を取りこぼしするこ
とがなく安定して分取ができる微小粒子分析分取装置に
関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention provides a microparticle analysis and sorting device that elucidates the properties, structure, etc. of cells, etc., and sorts cells, etc. by type based on the results. In particular, the present invention relates to a microparticle analysis and sorting device that can stably separate cells and the like without dropping cells.

[従来技術] 光学的検出手段や電気的検出手段を用いて細胞等の微小
粒子を検出し、この検出結果から微小粒子の性質、構造
等を分析するとともに、特性を同じくする微小粒子をそ
の種類毎に応じ℃ゲ取する微小粒子分析分取装置が一般
に知られている。
[Prior art] Microparticles such as cells are detected using optical detection means or electrical detection means, and the properties, structure, etc. of the microparticles are analyzed from the detection results, and microparticles with the same characteristics are identified by their type. A microparticle analysis/fractionation device that collects particles at different temperatures is generally known.

第4図に、この微小粒子分析分取装置の構成を示す。FIG. 4 shows the configuration of this microparticle analysis and fractionation apparatus.

図において、■はジェット流噴出用フローノズル(以下
単にノズルと称する)であり、下端にテーパ状に絞られ
た開口部を有し、上端は閉口となった円筒状に形成され
ており、この上端部には円筒状に形成された振動子2が
取り付けられている。
In the figure, ■ is a flow nozzle for ejecting a jet stream (hereinafter simply referred to as a nozzle), which has a cylindrical shape with a tapered opening at the lower end and a closed upper end. A cylindrical vibrator 2 is attached to the upper end.

また、ノズルlは、その上端側面部分に貫通孔が空けら
れており、この貫通孔に注入管1aがノズル1の中心部
に向かう方向で連結されている。この注入管1aを介し
てシース液LaがノズルI内に注入される。また、注入
管1aには、そのノズルlとの連結部分に電極EBが取
り付けられている。この電極EBは、注入管1aを介し
てシース液Laを荷電するものである。
Further, the nozzle 1 has a through hole in its upper side surface portion, and an injection pipe 1a is connected to this through hole in a direction toward the center of the nozzle 1. The sheath liquid La is injected into the nozzle I through this injection tube 1a. Further, an electrode EB is attached to the injection tube 1a at a connecting portion with the nozzle l. This electrode EB charges the sheath liquid La via the injection tube 1a.

さらに、ノズル1には、その上端部にも貫通孔が空けら
れており、この貫通孔を通して注入管lbがノズル1の
中心軸上に沿って、その先端部分がノズルlの開口部の
僅か上まで達している。この注入管1bを介して微小粒
子懸濁液SLがノズル!内に注入される。このノズル1
内に注入された微小粒子懸濁液SLは、シース液Laに
包まれた層流状の細流LPとなってノズルlの開口部よ
り噴出する。
Furthermore, the nozzle 1 is also provided with a through hole at its upper end, and through this through hole, the injection tube lb is inserted along the central axis of the nozzle 1 so that its tip is slightly above the opening of the nozzle l. It has reached this point. The microparticle suspension SL enters the nozzle through this injection tube 1b! injected into the body. This nozzle 1
The microparticle suspension SL injected into the nozzle 1 becomes a laminar stream LP surrounded by the sheath liquid La and is ejected from the opening of the nozzle 1.

振動子2(超音波振動子等)は、ノズル1に振動を与え
て細流LPから液滴(符号DPで示したものが液滴であ
る)を発生させるものである。液滴発生のタイミングは
、振動子2の振動の大きさおよび振動数により決定され
る。励振回路3は、振動子2を振動させる電圧を供給す
るものであり、この出力電圧の振幅および周波数を可変
することができる。また、この出力電圧は液滴荷電制御
部10にも供給される。
The vibrator 2 (such as an ultrasonic vibrator) applies vibration to the nozzle 1 to generate droplets (droplets are indicated by the symbol DP) from the trickle LP. The timing of droplet generation is determined by the magnitude and frequency of vibration of the vibrator 2. The excitation circuit 3 supplies a voltage that vibrates the vibrator 2, and can vary the amplitude and frequency of this output voltage. This output voltage is also supplied to the droplet charge control section 10.

4はノズル1から噴出した細流LPに光を照射する光源
(レーザ光源等)である。この光源4から放射した光が
細流LP中の微小粒子(細胞等)生ずる。5は細胞から
の蛍光および散乱光を検出する光検出部であり、2個の
検出器5a、5bが、それぞれ異なる位置に配置されて
いる。この光検出部5からの出力信号は、信号処理部9
と液滴荷電制御部10にそれぞれ供給される。
Reference numeral 4 denotes a light source (such as a laser light source) that irradiates the trickle LP ejected from the nozzle 1 with light. The light emitted from this light source 4 generates microparticles (cells, etc.) in the trickle LP. Reference numeral 5 denotes a light detection unit that detects fluorescence and scattered light from cells, and two detectors 5a and 5b are arranged at different positions. The output signal from this photodetector 5 is processed by a signal processor 9
and the droplet charge control unit 10, respectively.

6は一枚の連なった板状の接地電極板であり、その一部
分には液滴を通過させるための貫通孔が空けられている
。また、接地電極板6は、ノズル1の下方に所定の距離
を隔てて配置されている。
Reference numeral 6 denotes a continuous plate-shaped ground electrode plate, a portion of which has a through hole for allowing droplets to pass through. Further, the ground electrode plate 6 is arranged below the nozzle 1 at a predetermined distance.

7a、7bは、それぞれ偏向電極板である。これら偏向
電極板7a、7bは接地電極板6の下方に所定の距離を
隔てて配置されており、所定の間隔で、下方がハ字状に
開いて対向させである。また、偏向電極板7aには、電
源Baから正の電圧が印加されており、偏向電極板7b
には、電源Bbから負の電圧が印加されている。
7a and 7b are deflection electrode plates, respectively. These deflection electrode plates 7a and 7b are arranged below the ground electrode plate 6 at a predetermined distance, and are opposed to each other with their lower sides open in a V-shape at a predetermined interval. Further, a positive voltage is applied to the deflection electrode plate 7a from the power source Ba, and the deflection electrode plate 7b
A negative voltage is applied from the power source Bb.

8a、8b、8cはそれぞれノズルlから滴下した液滴
を受は−る容器である。これら容器8a。
8a, 8b, and 8c are containers that receive droplets dropped from the nozzle l, respectively. These containers 8a.

8b、8cは偏向電極板7a、7bの下方に所定の距離
を隔て、さらに液滴が偏向電極板7a17bにより偏向
される角度に応じた位置に配置されである。
8b and 8c are arranged below the deflection electrode plates 7a and 7b at a predetermined distance apart, and at positions corresponding to the angle at which the droplet is deflected by the deflection electrode plate 7a17b.

次に、信号処理部9は、光検出部5から出力されろ検出
信号に基づいて細胞の性質、構造等を分析してCRT 
(カソードレイチューブ)上にサイトグラムあるいはヒ
ストグラムとして出力表示する。また、信号処理部9は
信号処理をする細胞の個数をあらかじめ手動または自動
的に設定することができ、この設定値に達すると信号処
理を停止するとともに液滴荷電制御部lOへ停止信号を
供給する。この信号処理部9には通常マイクロコンピュ
ータ、等が使用される。
Next, the signal processing section 9 analyzes the properties, structure, etc. of the cells based on the detection signal output from the photodetection section 5, and
The output is displayed as a cytogram or histogram on the (cathode ray tube). Further, the signal processing unit 9 can manually or automatically set the number of cells to be subjected to signal processing in advance, and when this set value is reached, the signal processing is stopped and a stop signal is supplied to the droplet charge control unit IO. do. This signal processing section 9 usually uses a microcomputer or the like.

液滴荷電制御部10は、光検出部5から供給される検出
信号に基づいて細胞の存在と種類を判定して、この判定
結果に基づいて検出した細胞をその種類に応じて分取す
るために正または負の荷電、電圧を発生するものである
。また、同時に、正に荷電した液滴の個数および負に荷
電した液滴の個数を信号処理部9へ供給する。
The droplet charge control unit 10 determines the presence and type of cells based on the detection signal supplied from the light detection unit 5, and sorts the detected cells according to the type based on the determination result. It generates a positive or negative charge or voltage. At the same time, the number of positively charged droplets and the number of negatively charged droplets are supplied to the signal processing unit 9.

液滴荷電制御部lOは細胞を荷電する場合、細胞が検出
されてから、当該細胞が発生するまでに時間遅れが生じ
ることから、当該細胞を含む液滴に対して判定結果に基
づく電荷を的確に荷電するために、荷電電圧を発生する
タイミングは細流LPの流速と細胞の検出点と液滴発生
点との距離に基づいて、当該細胞を含んだ液滴が発生す
る直前の時刻に設定している。
When charging a cell, the droplet charge control unit IO accurately sets the charge based on the determination result to the droplet containing the cell, since there is a time delay between when the cell is detected and when the cell is generated. In order to charge the cell, the timing of generating the charging voltage is set to the time immediately before the droplet containing the cell is generated, based on the flow velocity of the trickle LP and the distance between the cell detection point and the droplet generation point. ing.

また、液滴荷電制御部lOは信号処理部9から停止信号
を受理することで荷電電圧の発生を停止する。
Further, the droplet charging control unit IO stops generating the charging voltage by receiving a stop signal from the signal processing unit 9.

次に、この回路の動作について説明する。第4図におい
て、励振回路3から一定の周波数、振幅を有する電圧が
振動子2に供給されると、振動子2は振動を開始しノズ
ル1を振動させる。また同時に、シース液Laと微小粒
子懸濁液SLとがそれぞれ注入管1a、Ibを介してノ
ズル!内に供給され、ノズルlの開口部から層流状の細
流LPとなって大気中に噴出される。そして、この細流
L Pは、ノズルlの振動に同期したタイミングで図中
B点で示す位置で液滴となる。この細流LPが液滴とな
るまでの間に、光源4と光検出部5とにより、図中A点
で示す位置で細流LP中に存在する細胞の検出が行われ
る。そして、光検出部5から出力された検出信号は液滴
荷電制御部IOへ供給され、この検出信号に基づいて液
滴荷電制御部10は、細胞の種類を判別して、その細胞
の種類に応じた荷電電圧を電極EBへ供給する。また同
時に、光検出部5から出力された検出信号は信号処理部
9にも供給され、この検出信号に基づいて信号処理部9
は、細胞の性質、構造等を分析してCRT上にサイトグ
ラムあるいはヒストグラムとして出力表示する。
Next, the operation of this circuit will be explained. In FIG. 4, when a voltage having a constant frequency and amplitude is supplied from the excitation circuit 3 to the vibrator 2, the vibrator 2 starts vibrating and causes the nozzle 1 to vibrate. At the same time, the sheath liquid La and the microparticle suspension SL are injected into the nozzle through injection tubes 1a and Ib, respectively. It is supplied into the atmosphere and is ejected into the atmosphere from the opening of the nozzle l as a laminar stream LP. Then, this trickle LP becomes a droplet at a position shown by point B in the figure at a timing synchronized with the vibration of the nozzle l. Until the trickle LP becomes a droplet, the light source 4 and the light detection unit 5 detect cells present in the trickle LP at the position indicated by point A in the figure. Then, the detection signal output from the photodetector 5 is supplied to the droplet charge control unit IO, and based on this detection signal, the droplet charge control unit 10 determines the type of cell. A corresponding charging voltage is supplied to the electrode EB. At the same time, the detection signal output from the photodetection section 5 is also supplied to the signal processing section 9, and based on this detection signal, the signal processing section 9
analyzes the properties, structure, etc. of cells and outputs and displays them on a CRT as a cytogram or histogram.

次に、液滴となって大気中を滴下する液滴は、接地電極
板6の貫通孔を通過した後、偏向電極板7a、7bに達
する。この際、偏向電極板7a、7b間を通過する液滴
は、その荷電状態に応じて偏向する。そして、液滴は偏
向方向に配置された容器8a、8b、8cのいづれかに
滴下する。この場合、液滴が正に荷電されていれば、偏
向電極板7a、7bの間を通過する際に、正の電圧が印
加されている偏向電極板7aからは斥力、偏向電極板7
bからは引力を受けて偏向電極板7bの方向へ曲がる。
Next, the droplets falling in the atmosphere pass through the through holes of the ground electrode plate 6, and then reach the deflection electrode plates 7a and 7b. At this time, the droplet passing between the deflection electrode plates 7a and 7b is deflected according to its charged state. The droplet is then dropped into one of the containers 8a, 8b, and 8c arranged in the deflection direction. In this case, if the droplet is positively charged, when it passes between the deflection electrode plates 7a and 7b, a repulsive force is generated from the deflection electrode plate 7a to which a positive voltage is applied.
b receives an attractive force and bends toward the deflection electrode plate 7b.

これにより、液滴は容器8aに滴下する。また、液滴が
負に荷電されていれば、前述とは逆に偏向電極板7aか
らは引力、偏向電極板7bからは斥力を受けて偏向電極
板7aの方向へ曲がる。これにより、液滴は容器8cに
滴下する。
As a result, the droplets fall into the container 8a. Further, if the droplet is negatively charged, contrary to the above, it receives an attractive force from the deflection electrode plate 7a and a repulsive force from the deflection electrode plate 7b, and bends toward the deflection electrode plate 7a. As a result, the droplets fall into the container 8c.

また、液滴が荷電されていなければ、偏向電極板7a、
7bによる影響を受けずそのまま直下して容器8bに滴
下する。
Moreover, if the droplet is not charged, the deflection electrode plate 7a,
The liquid is directly dropped into the container 8b without being affected by the liquid 7b.

上述した過程を経て液滴は、各容器8a、8b、8cに
分取される。
Through the process described above, the droplets are separated into the respective containers 8a, 8b, and 8c.

[発明が解決しようとする問題点] 微小粒子を含む液滴に荷電する場合、微小粒子が検出さ
れてから当該微小粒子を含んだ液滴が発生するまでに時
間遅れがあるために、荷電電圧を発生するタイミングは
微小粒子が検出された時刻から、先の時間遅れ分だけ遅
れて発生するようにしていることは先に述べた。しかし
、設定した時間遅れに対して実際の時間遅れによって荷
電される液滴の前後の液滴に当該微小粒子が含まれてし
まう確率がある。このことから、微小粒子を回収率良く
分取するために、当該微小粒子が含まれると予想される
液滴の前後の液滴を同一極性の電圧で荷電し、同一極性
の電圧で荷電し、同一方向に分取することが日常行われ
ている。この場合、従来の微小粒子分析分取装置は、連
続的に荷電すべき液滴に対して連続的に増加する荷電電
圧で荷電していた。このことは、先に発生して荷電され
た液滴の電荷の影響を受けて、次に発生する液滴の荷”
x量が減少するという問題と、偏向電極板7a。
[Problems to be Solved by the Invention] When charging droplets containing microparticles, there is a time delay between the detection of the microparticles and the generation of droplets containing the microparticles, so the charging voltage As mentioned above, the timing of generation is delayed by the previous time delay from the time when the microparticle is detected. However, there is a probability that the microparticles will be included in the droplets before and after the droplet that is charged due to the actual time delay with respect to the set time delay. From this, in order to separate microparticles with a high recovery rate, the droplets before and after the droplet expected to contain the microparticles are charged with the same polarity voltage; Sorting in the same direction is routinely performed. In this case, conventional microparticle analysis and fractionation devices charge droplets to be continuously charged with a continuously increasing charging voltage. This means that the charge of the next generated droplet is influenced by the charge of the previously generated and charged droplet.
The problem is that the x amount decreases and the deflection electrode plate 7a.

7b間を連続して液滴が通過した際に、先に滴下してい
る液滴はど空気抵抗を強く受けるので、滴下速度が減少
してしまい偏向が増大するという問題等を防止するため
であった。
This is to prevent problems such as when droplets successively pass between 7b and the droplets that are dropping first are subjected to strong air resistance, resulting in a decrease in the droplet speed and an increase in deflection. there were.

例えば、3個の液滴を連続して荷電する場合の荷電電圧
の波形を第5図(ロ)に示す。また、同図(イ)は、細
流LPから液滴が発生ずるタイミングを表した図であり
、l→2・・・→9→lOの順で液滴が発生する。
For example, the waveform of the charging voltage when three droplets are charged in succession is shown in FIG. 5(b). In addition, FIG. 3A is a diagram showing the timing at which droplets are generated from the trickle LP, and the droplets are generated in the order of 1→2...→9→1O.

同図(ロ)において、時刻taで立ち上かった荷電電圧
波形により、時刻t+ (t + > t a )で発
生する2番目の液滴には荷電電圧vaが印加され、3番
目の液滴には時刻t、で荷電電圧vbが印加され、4番
目の液滴には時刻t3で荷電電圧v ’cが印加される
In the same figure (b), due to the charging voltage waveform rising at time ta, charging voltage va is applied to the second droplet generated at time t+ (t+ > ta), and charging voltage va is applied to the third droplet. A charging voltage vb is applied to the fourth droplet at time t, and a charging voltage v'c is applied to the fourth droplet at time t3.

ところで、上述した従来の微小粒子分析分取回路では、
連続して発生する液滴を連続した荷電電圧波形で荷電し
ていたので、次の点で必ずしも的確な荷電電圧を液滴に
印加するとかできなかった。
By the way, in the conventional microparticle analysis/preparation circuit described above,
Since the continuously generated droplets were charged with a continuous charging voltage waveform, it was not always possible to apply an accurate charging voltage to the droplets due to the following points.

■ 荷電電圧波形の曲線の傾きを計算により決定するこ
とは難しく、また、実験によりこの荷電電圧波形を求め
る場合では、様々な波形を作らなければならないので困
難であり、手間がかかった。
■ It is difficult to determine the slope of the curve of the charging voltage waveform by calculation, and when determining the charging voltage waveform by experiment, it is difficult and time-consuming because various waveforms must be created.

■ ■項で決定した荷電電圧波形は、通常、−次間数や
指数関数とはならない複雑な関数となるため、これを電
気的に実現することが難しい。
(2) The charging voltage waveform determined in section (2) is usually a complex function that is not a -dimensional number or an exponential function, and therefore it is difficult to electrically realize this.

■ また、■項で決定した荷電電圧波形は、液滴が発生
するタイミングと荷電電圧の立ち上がりのタイミングが
ずれると、各液滴に印加する荷電電圧の相対値が変化し
てまう。この様子を第6図゛に示した荷電電圧波形を参
照しながら説明をする。
(2) Furthermore, in the charging voltage waveform determined in section (2), if the timing at which a droplet is generated and the timing at which the charging voltage rises deviate, the relative value of the charging voltage applied to each droplet will change. This situation will be explained with reference to the charging voltage waveform shown in FIG.

同図は、時間軸上に液滴が発生するタイミングと荷電電
圧波形CVとを表したものである。液滴は、番号l→2
→3−4→5の順に発生する。また、各液滴への荷電量
は、液滴が発生する際の荷電電圧に対応している。
This figure shows the timing at which droplets are generated on the time axis and the charging voltage waveform CV. The droplet is numbered l → 2
→3-4→5 occurs in the order. Further, the amount of charge on each droplet corresponds to the charging voltage when the droplet is generated.

いま、時刻taのタイミングで荷電電圧波形CVが立ち
上がった場合、各液滴2〜4の荷電電圧比は、I:1.
6:2.3である。この状態で液滴2〜4の偏向量が等
しいとすると、荷電電圧波形Cvの立ち上がりのタイミ
ングが時刻taから時刻tbにずれた場合には、荷電電
圧比が1:l。
Now, when the charging voltage waveform CV rises at time ta, the charging voltage ratio of each droplet 2 to 4 is I:1.
6:2.3. Assuming that the deflection amounts of droplets 2 to 4 are equal in this state, if the timing of the rise of the charging voltage waveform Cv shifts from time ta to time tb, the charging voltage ratio will be 1:l.

5:2.Oとなる。5:2. It becomes O.

このように荷電電圧比が変化すると、各液滴が偏向電極
板7a、7b(第4図参照)を通過する際に、液滴各々
の偏向量が異なってしまうので、一部の液滴は、容器8
a、8b、8cからはみ出す恐れがある。
If the charging voltage ratio changes in this way, the amount of deflection of each droplet will differ when each droplet passes through the deflection electrode plates 7a and 7b (see Figure 4), so some droplets may , container 8
There is a risk that it will protrude from a, 8b, and 8c.

なお、上述した荷電電圧波形Cvの立ち上がりのタイミ
ングがずれることによる荷電電圧比が変化するのは、荷
電電圧波形が指数関数となることがほとんどありえない
からである。
Note that the reason why the charging voltage ratio changes due to a shift in the rise timing of the charging voltage waveform Cv described above is that it is almost impossible for the charging voltage waveform to be an exponential function.

以上のように、従来の微小粒子分析分取装置では液滴を
分取する際に、各液滴に的確でかつ安定した荷電電圧を
印加することかできなかった。
As described above, the conventional microparticle analysis and separation apparatus cannot apply an accurate and stable charging voltage to each droplet when separating the droplets.

この発明はこのような背景によりなされたもので、その
目的は、連続して液滴を荷電する場合において、各液滴
に印加する各荷電電圧の決定が容易にでき、かつ液滴の
発生のタイミングと荷電電圧の立ち上がりのタイミング
がずれても、常に一定した荷電電圧が液滴に与えられる
ようにした微小粒子分析分取装置を提供することにある
。゛[問題点を解決するための手段] この発明は、微小粒子の懸濁液を細流として大気中に噴
出するフローノズルと、このフローノズルを振動して前
記細流から液滴を形成させるための振動手段と、前記細
流中に存在する前記微小粒子を検出する検出手段と、こ
の検出手段からの検出信号に基づいて前記細流への電圧
印加の有無および印加電圧極性を制御する荷電手段と、
前記フローノズルの下方に配置され電界を発生すること
に上り液滴を偏向させる偏向手段とを有する微小粒子分
析分取装置において、前記細流から液滴が連続して発生
する各発生時刻の前後の時間に渡って前記細流に正また
は負の一定の電圧を与え、かつ液滴各々に対して個別に
設定した電圧値を与える手段を設けたことを特徴とする
This invention was made against this background, and its purpose is to easily determine each charging voltage to be applied to each droplet when charging droplets successively, and to prevent the generation of droplets. An object of the present invention is to provide a microparticle analysis/fractionation device that can always apply a constant charging voltage to droplets even if the timing and the timing of the rise of the charging voltage are different. [Means for Solving the Problems] The present invention includes a flow nozzle that spouts a suspension of microparticles into the atmosphere as a trickle, and a method for vibrating the flow nozzle to form droplets from the trickle. a vibration means, a detection means for detecting the microparticles present in the rivulet, and a charging means for controlling whether or not to apply a voltage to the rivulet and the polarity of the applied voltage based on a detection signal from the detection means;
In a microparticle analysis and preparative device having a deflection means disposed below the flow nozzle for generating an electric field and deflecting the droplets, there are It is characterized in that means are provided for applying a constant positive or negative voltage to the trickle over time and for applying an individually set voltage value to each droplet.

[作用] 上記手段によれば、フローノズルから噴出した細流が液
滴となる時刻の前後の期間に一定の電圧を前記細流に与
え、かつこの期間内の電圧値を独立して変えることがで
きる。これにより、液滴には常に的確な電圧が印加され
る。
[Function] According to the above means, a constant voltage can be applied to the trickle during a period before and after the time when the trickle ejected from the flow nozzle becomes a droplet, and the voltage value within this period can be changed independently. . This ensures that an accurate voltage is always applied to the droplet.

[実施例] 以下図面を参照してこの発明の一実施例について説明す
る。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例である微小粒子分析分取装
置の構成を示すブロック図である。この図において、前
述した第4図と対応する部分には同一の符号を付してそ
の説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a microparticle analysis and separation apparatus which is an embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 4 described above are given the same reference numerals, and their explanation will be omitted.

図において、20は液滴荷電制御部であり、光検出部5
から供給される検出信号に基づいて細胞の存在と種類を
判定して、この判定結果に基づいて検出した細胞を、そ
の種類に応じて分取するための荷電電圧を発生するもの
である。また、同時に、細胞を含んだ液滴のうち正に荷
電した液滴の個数および負に荷電した液滴の個数を信号
処理部9へ供給する。
In the figure, 20 is a droplet charge control section, and a photodetection section 5
The presence and type of cells are determined based on the detection signal supplied from the detector, and a charging voltage is generated for sorting the detected cells according to their types based on the determination results. At the same time, the number of positively charged droplets and the number of negatively charged droplets among the droplets containing cells are supplied to the signal processing section 9 .

液滴荷電制御部20の荷電電圧を発生するタイミングは
、細K L Pの流速と、細胞の検出点と液滴発生点と
の距離に基づいて、当該細胞を含んだ液滴が発生する直
前の時刻に設定してあり、この時刻から液滴が滴下する
直後まで一定の荷電電圧を発生する。
The timing at which the droplet charging control unit 20 generates the charging voltage is determined immediately before the droplet containing the cell is generated, based on the flow velocity of the fine KLP and the distance between the cell detection point and the droplet generation point. A constant charging voltage is generated from this time until immediately after the droplet is dropped.

この場合、第2図を参照して液滴荷電制御部20から出
力される荷電電圧についてその詳細を説明する。
In this case, details of the charging voltage output from the droplet charging control section 20 will be explained with reference to FIG.

同図(イ)は、細流LPから液滴が発生するタイミング
を表した図であり、1→2・・・→9→lOの順で液滴
が発生する。同図(ロ)は、液滴を荷電する荷電電圧波
形を表した図である。この荷電電圧波形は、液滴が細流
LPから滴下する毎に階段状にしたものである。例えば
3個の液滴を連続して荷電する場合、2番目の液滴には
、その液滴が発生する以前の時刻t、から、発生した直
後の時刻t、に渡って荷電電圧vaが印加され、3番目
の液滴には、2番目の荷電電圧vaに対し所定電圧上昇
した荷電電圧vbが時刻tx  t3に渡って印加され
、4番目も同様に荷電電圧vbに対し所定電圧上昇した
荷電電圧VCが時刻t3−t4に渡って印加される。
FIG. 5A is a diagram showing the timing at which droplets are generated from the trickle LP, and the droplets are generated in the order of 1→2...→9→1O. FIG. 3B is a diagram showing a charging voltage waveform for charging a droplet. This charging voltage waveform is made into a step-like shape each time a droplet drops from the trickle LP. For example, when three droplets are charged in succession, a charging voltage va is applied to the second droplet from time t before the droplet is generated to time t immediately after the droplet is generated. A charging voltage vb that is a predetermined voltage increase with respect to the second charging voltage va is applied to the third droplet over time tx t3, and a charging voltage that is a predetermined voltage increase with respect to the charging voltage vb is applied to the fourth droplet in the same manner. Voltage VC is applied over time t3-t4.

以上にように、連続的に発生する液滴を、その滴下する
毎に階段状に荷電するようにすれば、容易にこの荷電電
圧の波形を実現することができるる。また階段状の荷電
電圧波形とすることで、荷電電圧の立ち上がりのタイミ
ングがずれても、各液滴に印加される荷電電圧の値が変
化しない。
As described above, if the continuously generated droplets are charged stepwise each time they are dropped, this charging voltage waveform can be easily achieved. Further, by using a stepped charging voltage waveform, the value of the charging voltage applied to each droplet does not change even if the rising timing of the charging voltage is shifted.

なお、上記実施例の液滴荷電制御部20から出力される
液滴荷電電圧の波形を第3図(ロ)に示すような矩形的
な波形にしてもよい。
Note that the waveform of the droplet charging voltage output from the droplet charging control section 20 in the above embodiment may be a rectangular waveform as shown in FIG. 3(b).

同図(ロ)において、この荷電電圧波形は、液滴が細流
LPから発生するタイミングの前後に渡って所定電圧が
発生する矩形波にしたものである。
In the figure (b), the charging voltage waveform is a rectangular wave in which a predetermined voltage is generated before and after the timing at which droplets are generated from the trickle LP.

例えば3個の液滴を連続して荷電する場合、2番目の液
滴が発生する以前の時刻t、′から、発生した直後の時
刻ty’ に渡って荷電電圧vaを印加する。以後同様
に3番目の液滴は時刻t3′−tt’ に渡って荷電電
圧vbを印加し、4番目の液滴は時刻ts’   t。
For example, when three droplets are charged in succession, the charging voltage va is applied from time t,' before the second droplet is generated to time ty' immediately after the second droplet is generated. Thereafter, similarly, the charging voltage vb is applied to the third droplet from time t3' to tt', and the charging voltage vb is applied to the fourth droplet from time ts' to tt'.

′に渡って荷電電圧vcを印加する。A charging voltage vc is applied over .

また、本発明の実施例では、細胞の検出を光学的検出手
段を用いた微小粒子分析分取装置について説明したが、
電気的検出手段を用いた微小粒子分析分取装置にも同様
に用いることができることは言うまでもない。
Furthermore, in the embodiments of the present invention, a microparticle analysis and sorting device that uses optical detection means to detect cells has been described.
Needless to say, the present invention can be similarly used in a microparticle analysis/fractionation device using electrical detection means.

[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、この発明は、微
小粒子の懸濁液を細流として大気中に噴出するフローノ
ズルと、このフローノズルを振動して前記細流から液滴
を形成させるための振動手段と、前記細流中に存在する
前記微小粒子を検出する検出手段と、この検出手段から
の検出信号に基づいて前記細流への電圧印加の有無およ
び印加電圧極性を制御する荷電手段と、前記フローノズ
ルの下方に配置され電界を発生することにより液滴を偏
向させる偏向手段とを有する微小粒子分析分取装置にお
いて、前記細流から液滴が連続して発生する各発生時刻
の前後の時間に渡って前記細流に正または負の一定の電
圧を与え、かつ液滴各々に対して個別に設定した電圧値
を与える手段を設けたので、液滴を荷電する場合、液滴
が発生する時刻の前後に一定の荷電電圧を印加すればよ
いため、容易に荷電電圧特性を決定することができる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, there is provided a flow nozzle that spouts a suspension of microparticles into the atmosphere as a rivulet, and a flow nozzle that vibrates to generate droplets from the rivulet. vibrating means for forming a microparticle, a detection means for detecting the microparticles present in the rivulet, and controlling whether or not to apply a voltage to the rivulet and the polarity of the applied voltage based on a detection signal from the detection means. In a microparticle analysis and separation apparatus having a charging means and a deflection means disposed below the flow nozzle and deflecting droplets by generating an electric field, each occurrence time when droplets are successively generated from the trickle. Since a means is provided to apply a constant positive or negative voltage to the trickle over the time before and after the droplet, and to apply a voltage value set individually to each droplet, when charging the droplet, the droplet Since it is sufficient to apply a constant charging voltage before and after the time at which the charging voltage occurs, the charging voltage characteristics can be easily determined.

また、連続して液滴を荷電する場合、各液滴に印加する
荷電電圧値を他に影響を与えることなく、ある範囲で値
の変化ができる。
Furthermore, when charging droplets successively, the charging voltage value applied to each droplet can be changed within a certain range without affecting others.

また、各液滴が発生するときの荷電電圧の相対値すなわ
ち最初に荷電した液滴の荷電電圧値に対応して次に発生
する液滴の荷電電圧値を容易に決定することができる。
Further, it is possible to easily determine the relative value of the charging voltage when each droplet is generated, that is, the charging voltage value of the next generated droplet corresponding to the charging voltage value of the first charged droplet.

したがって、フローノズルより噴出される細流の噴出状
態を変更する場合に伴う荷電電圧の相対値の変更が容易
にできる。
Therefore, the relative value of the charging voltage can be easily changed when changing the ejection state of the trickle ejected from the flow nozzle.

さらに、液滴の発生する時刻の前後に一定の荷電電圧を
印加することで、液滴の発生のタイミングと荷電電圧の
立ち上がりのタイミングがずれても、各液滴に印加され
る荷電電圧の値が変化しないという利点が得られる。
Furthermore, by applying a constant charging voltage before and after the droplet generation time, even if the timing of droplet generation and the timing of the rise of the charging voltage are different, the value of the charging voltage applied to each droplet can be The advantage is that it does not change.

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

第1図はこの発明の一実施例の微小粒子分析分取装置の
構成を示すブロック図、第2図および第3図は同実施例
の動作を説明するための波形図、第4図は従来の微小粒
子分析分取装置の構成を示すブロック図、第5図および
第6図は従来の微小粒子分析分取装置の動作を説明する
ための波形図である。 SL・・・ ・・・微小粒子懸濁液、l・・・ ・・・
フローノズル、2・・・ ・・・振動子、3・・・ ・
・・励振回路(2,3は励振手段)、4・・・ ・・・
光源、5・・・ −・・・光検出部(4,5は検出手段
)、20・・・ ・・・液滴荷電制御部、EB・・・ 
・・・電極板(20、EBは荷電手段)、 7a、7b
・・・ ・・・偏向電極板、Ba5Bb・・・・・・電
源(7a17bおよびBa、Bbは偏向手段)。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a microparticle analysis and separation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are waveform diagrams for explaining the operation of the same embodiment, and FIG. 4 is a conventional FIGS. 5 and 6 are waveform diagrams for explaining the operation of the conventional microparticle analysis and separation apparatus. SL... ...Small particle suspension, l... ...
Flow nozzle, 2... ... Vibrator, 3... ・
・・Excitation circuit (2 and 3 are excitation means), 4・・・・
Light source, 5...--Photodetection unit (4, 5 are detection means), 20...Droplet charge control unit, EB...
... Electrode plate (20, EB is charging means), 7a, 7b
... Deflection electrode plate, Ba5Bb... Power supply (7a17b and Ba, Bb are deflection means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 微小粒子の懸濁液を細流として大気中に噴出するフロー
ノズルと、このフローノズルを振動して前記細流から液
滴を形成させるための振動手段と、前記細流中に存在す
る前記微小粒子を検出する検出手段と、この検出手段か
らの検出信号に基づいて前記細流への電圧印加の有無お
よび印加電圧極性を制御する荷電手段と、前記フローノ
ズルの下方に配置され電界を発生することにより液滴を
偏向させる偏向手段とを有する微小粒子分析分取装置に
おいて、前記細流から液滴が連続して発生する各発生時
刻の前後の時間に渡って前記細流に正または負の一定の
電圧を与え、かつ液滴各々に対して個別に設定した電圧
値を与える手段を設けたことを特徴とする微小粒子分析
分取装置。
A flow nozzle that spouts a suspension of microparticles into the atmosphere as a rivulet, a vibration means for vibrating the flow nozzle to form droplets from the rivulet, and detecting the microparticles present in the rivulet. a charging means for controlling whether or not to apply a voltage to the trickle and the polarity of the applied voltage based on a detection signal from the detection means; in a microparticle analysis and preparative device having a deflection means for deflecting a droplet, applying a constant positive or negative voltage to the rivulet over a period of time before and after each generation time when droplets are successively generated from the rivulet; A microparticle analysis/fractionation device, further comprising means for applying an individually set voltage value to each droplet.
JP62004513A 1987-01-12 1987-01-12 Apparatus for analyzing and dispensing microparticle Pending JPS63172943A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62004513A JPS63172943A (en) 1987-01-12 1987-01-12 Apparatus for analyzing and dispensing microparticle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62004513A JPS63172943A (en) 1987-01-12 1987-01-12 Apparatus for analyzing and dispensing microparticle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63172943A true JPS63172943A (en) 1988-07-16

Family

ID=11586135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62004513A Pending JPS63172943A (en) 1987-01-12 1987-01-12 Apparatus for analyzing and dispensing microparticle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63172943A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025911A (en) * 2008-06-16 2010-02-04 Sony Corp Microchip and flow sending method of microchip
US20170120604A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Manabu Seo Liquid droplet forming apparatus
CN111521549A (en) * 2020-05-13 2020-08-11 洹仪科技(上海)有限公司 Particle sorting device and method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010025911A (en) * 2008-06-16 2010-02-04 Sony Corp Microchip and flow sending method of microchip
US20170120604A1 (en) * 2015-10-30 2017-05-04 Manabu Seo Liquid droplet forming apparatus
US9919533B2 (en) * 2015-10-30 2018-03-20 Ricoh Company, Ltd. Liquid droplet forming apparatus
CN111521549A (en) * 2020-05-13 2020-08-11 洹仪科技(上海)有限公司 Particle sorting device and method
CN111521549B (en) * 2020-05-13 2021-01-01 洹仪科技(上海)有限公司 Particle sorting device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6372506B1 (en) Apparatus and method for verifying drop delay in a flow cytometer
EP0025296B1 (en) Apparatus and method for positioning the point of droplet formation in the jetting fluid of an electrostatic sorting device
US4538733A (en) Particle sorter with neutralized collection wells and method of using same
US4318483A (en) Automatic relative droplet charging time delay system for an electrostatic particle sorting system using a relatively moveable stream surface sensing system
US4230558A (en) Single drop separator
US10508990B2 (en) Automated and accurate drop delay for flow cytometry
US4318482A (en) Method for measuring the velocity of a perturbed jetting fluid in an electrostatic particle sorting system
US3826364A (en) Particle sorting method and apparatus
US4279345A (en) High speed particle sorter using a field emission electrode
US10126225B2 (en) Timing and/or phase adjustment of the separation and/or charging of drops from a fluid stream in a flow cytometer
US4317520A (en) Servo system to control the spatial position of droplet formation of a fluid jet in a cell sorting apparatus
US20060180517A1 (en) Methods and apparatus for sorting particles hydraulically
US5483469A (en) Multiple sort flow cytometer
US4667830A (en) Method and means for sorting individual particles into containers for culturing, cloning, analysis, or the like
JP6014121B2 (en) Cell sorter system and method
US6211477B1 (en) Electrostatic deceleration system for flow cytometer
GB1563856A (en) Methods and apparatus for delectively separating small particles suspended in a liquid
EP3690424B1 (en) Particle sorting device, particle sorting method, and program
US6553849B1 (en) Electrodynamic particle size analyzer
JPS63172943A (en) Apparatus for analyzing and dispensing microparticle
Stovel The influence of particles on jet breakoff.
JP6706011B2 (en) Particle sorting device, particle sorting method and program
JPS62165141A (en) Microparticle analyzer
US20230273108A1 (en) Microparticle analysis device, microparticle sorting system, and microparticle analysis method
JPH04110639A (en) Particle fractionating apparatus