NL8301045A - PARTICLE ANALYSIS AND SORTING DEVICE. - Google Patents
PARTICLE ANALYSIS AND SORTING DEVICE. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8301045A NL8301045A NL8301045A NL8301045A NL8301045A NL 8301045 A NL8301045 A NL 8301045A NL 8301045 A NL8301045 A NL 8301045A NL 8301045 A NL8301045 A NL 8301045A NL 8301045 A NL8301045 A NL 8301045A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- particle
- flow
- liquid
- particles
- downstream
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 83
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 29
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- PIGCSKVALLVWKU-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoacridone Chemical compound C1=CC=C2C(=O)C3=CC(N)=CC=C3NC2=C1 PIGCSKVALLVWKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000637792 Homo sapiens Solute carrier family 35 member G5 Proteins 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102100032019 Solute carrier family 35 member G5 Human genes 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000009652 hydrodynamic focusing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012883 sequential measurement Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/1031—Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects
- G01N15/12—Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects by observing changes in resistance or impedance across apertures when traversed by individual particles, e.g. by using the Coulter principle
- G01N15/13—Details pertaining to apertures
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/149—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry specially adapted for sorting particles, e.g. by their size or optical properties
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1019—Associating Coulter-counter and optical flow cytometer [OFC]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1028—Sorting particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
- G01N2015/1413—Hydrodynamic focussing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Description
-1- 23075/JF/tj-1-23075 / JF / tj
I II I
Korte aanduiding: Deeltjesanalyse- en -sorteerinrichting.Short designation: Particle analysis and sorting device.
De uitvinding heeft betrekking op een deeltjesanalyse-inrichting voor het bestuderen van deeltjes in suspensie, welke inrichting is voorzien van j 5 een stromingscel met een deeltjesaftastopening, waardoor een stroom van deeltjes in suspensie wordt doorgelaten, welke stromingscel een bovenstrooms kanaal en een benedenstrooms kanaal heeft, waarbij de deeltjesaftastopening daartussen is gepositioneerd en de enige fluXdumverbinding tussen de kana- j len is en een uitgangsorgaan dat in de nabijheid van het benedenstroomse 10 einde van het benedenstroomse kanaal is gepositioneerd. jThe invention relates to a particle analysis device for studying particles in suspension, which device comprises a flow cell with a particle sampling opening, through which a flow of particles in suspension is passed, which flow cell has an upstream channel and a downstream channel wherein the particle sensing aperture is positioned therebetween and the only fluid connection between the channels is and an outlet positioned in the vicinity of the downstream end of the downstream channel. j
De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een deeltjesanalyse- | en- sorteerinrichtingen en betreft in het bijzonder inrichtingen, waarin studies kunnen worden uitgevoerd met betrekking tot deeltjessystemen, waar- j bij gebruik wordt gemaakt van het impedantie-aftastprincipe en optische me- j ! 15 tingen.The invention generally relates to a particle analysis sorting devices, and in particular devices, in which studies can be carried out with regard to particle systems, using the impedance scanning principle and optical measuring devices. 15 things.
Sinds de conceptie ervan in de vroege- vijftiger jaren, heeft het principe van het deeltjestellen en-sorteren, uitgevonden door Wallace H. Coulter geresulteerd in talrijke werkwijzen en doorstroominrichtingen voor het elec-tronische tellen, sorteren en analyseren van microscopische deeltjes, die 20 worden afgestast in een fluldumsuspensie, zoals getoond door het Amerikaanse basisoctrooischrift 2.656.508 ten name van Coulter. In deze inrichting j volgens de stand van de techniek wordt een electrische gelijkstroom tot jSince its conception in the early 1950s, the principle of particle counting and sorting, invented by Wallace H. Coulter, has resulted in numerous methods and flow-through devices for the electronic counting, sorting and analysis of microscopic particles, which are staked in a fluid suspension, as shown by U.S. Pat. No. 2,656,508 to Coulter. In this prior art device j, an electric direct current becomes j
stand gebracht tussen twee vaten door het ophangen van electroden in de res- Iestablished between two vessels by suspending electrodes in the res
pectieve lichamen van het suspensiefluldum. De enige fluXdumverbinding tus-25 sen twee lichamen is via een opening; derhalve worden een electrische stroom en een electrisoh veld tot stand gebracht in de opening. De opening en het resulterende electrische veld in en rondom de opening vormen een aftastzone.pective bodies of the suspension fluid. The only fluid connection between two bodies is through an opening; therefore, an electric current and an electric field are established in the opening. The opening and the resulting electric field in and around the opening form a scanning zone.
Terwijl elk deeltje passeert door de aftastzone zal voor de duur van de doorgang de impedantie van de inhoud van de aftastzone veranderen, waardoor de 30 stroom en het electrische veld in de aftastzone worden gemoduleerd en de opwekking tot gevolg hebben van een signaal, dat wordt toegevoerd naar een detector, die op geschikte wijze is ingericht voor het reageren op dergelijke veranderingen.As each particle passes through the scanning zone, the impedance of the contents of the scanning zone will change for the duration of the passage, modulating the current and electric field in the scanning zone and resulting in the generation of a signal being applied to a detector suitably arranged to respond to such changes.
Voor vele toepassingen van geautomatiseerde, doorstromings-deeltjes-ana-35 lysatoren,is het niet mogelijk alleen maar een klein aantal deeltjesbeschrij-vers te gebruiken voor identificatie van elk type cel, dat aanwezig is in een heterogedispergeerde celpopulatie van een monster. Thans meten vele stromingssystemen fluorescentie, lichtverstrooiing en electronisch ce]- 8301045 ............ -...............................-........- - -.........For many applications of automated flow-through particle analyzers, it is not possible to use only a small number of particle descriptors to identify each type of cell present in a heterodispersed cell population of a sample. Many flow systems currently measure fluorescence, light scattering and electronic ce] - 8301045 ............ -........................ .......-........- - -.........
-2- 23075/JF/tj volume (impedantie-aftasting), Daarnaast zijn er doorstromings-deeltjes-analysatoren ontwikkeld, waarbij de deeltjes in vloeistofdruppels’ zijn gepositioneerd en de druppels worden gesorteerd aan de hand van de hierboven beschreven metingen. Dergelijke sorterende deelt'jesanalysatoren zijn ge-5 toond in het Amerikaanse octrooischrift 3.710.933 ten name van Fulwyler et al. en in een artikel getiteld "A Volume-Activated Cell Sorter”, The Journal of Histochemistry and Cytochemistry, door E. Menke et al; Vol. 25, biz. 796-803, 1977.-2-2 23075 / JF / tj volume (impedance scan). In addition, flow-through particle analyzers have been developed, in which the particles are positioned in liquid droplets and the droplets are sorted using the measurements described above. Such sorting particle analyzers have been shown in U.S. Patent 3,710,933 to Fulwyler et al. And in an article entitled "A Volume-Activated Cell Sorter", The Journal of Histochemistry and Cytochemistry, by E. Menke et al. al; Vol. 25, Biz. 796-803, 1977.
De belangrijkste ontwerpproblemen worden veroorzaakt door het ge-10 bruik van zowel optische metingen als impedantiemetingen in de sorterende deeltjesanalysatoren. De hierboven beschreven sorterende deeltjesana. -lysatoren van de stand van de techniek voeren de electronische cel-volumemetingen uit voorafgaand aan de optische metingen, waardoor hèt mogelijk wordt twee typen metingen te correleren. Dit correlatieprobleem is niet 15 beduidend bij zeer langzame deeltjesstroomsnelheden; bij hoge deeltjesstroomsnelheden echter is het mogelijk dat de gedetecteerde signalen door elkaar worden gegooid door artifacten zoals samenstellen van cellen, die uit elkaar trekken nadat deze een volumeaftastende opening zijn doorkruist, zodat deze afzonderlijk naar de optische aftastzone bewegen,de aanwezigheid van niet 20 fluoresserende deeltjes en de mogelijkheid van twee naburige cellen, die van positie wisselen in de vloeiende stroom. Daarnaast vereist dit het gebruik van speciale schakelingen voor het compenseren van de tijdsvertaging tussen het optische en electronische signaal voor een gegeven deeltje.The main design problems are caused by the use of both optical measurements and impedance measurements in the sorting particle analyzers. The sorting particle as described above. Prior art lysators perform the electronic cell volume measurements prior to the optical measurements, making it possible to correlate two types of measurements. This correlation problem is not significant at very slow particle flow rates; at high particle flow rates, however, the detected signals may be scrambled by artifacts such as assembling cells, which disintegrate after they have traversed a volume sensing aperture so that they move separately to the optical scanning zone, the presence of non-fluorescent particles and the possibility of two neighboring cells changing positions in the flowing stream. In addition, this requires the use of special circuits to compensate for the time lag between the optical and electronic signal for a given particle.
Wanneer het sorteren niet wordt gebruikt, is er een gecombineerde 25 electro-optische deeltjesanalysator ontwikkeld, waarin alle metingen tegelijkertijd worden uitgevoerd, waardoor de complexiteit en onzekerheid van het correleren van gegevens verkregen van sequentiële metingen wordt geëlimineerd. Deze electro-optische deeltjesanalysator is beschreven in een artikel getiteld "Combined Optical and Electronic Analysis of Cells with 30 AMAC Transducers", door Thomas et al., gepubliceerd in The Journal of Histochemistry and Cytochemistry, Vol. 25, No. 7, (1977) biz. 827-835.When sorting is not used, a combined electro-optical particle analyzer has been developed in which all measurements are performed simultaneously, eliminating the complexity and uncertainty of correlating data obtained from sequential measurements. This electro-optical particle analyzer is described in an article entitled "Combined Optical and Electronic Analysis of Cells with 30 AMAC Transducers," by Thomas et al., Published in The Journal of Histochemistry and Cytochemistry, Vol. 25, no. 7, (1977) biz. 827-835.
Deze multiparameter-deeltjesanalysator maakt gebruik van een rechthoekige aftastopening, waarin alle parameters tegelijkertijd worden gemeten. De rechthoekige opening is opgesloten in het inwendige van een kubus, 35 gevormd door het aan elkaar hechten van vier pyramiden.This multi-parameter particle analyzer uses a rectangular scan opening, in which all parameters are measured simultaneously. The rectangular opening is enclosed in the interior of a cube formed by bonding four pyramids together.
De onderhavige uitvinding is gericht op een gecombineerde electro-optische deeltjesanalyse -en-sorteerinrichting, waarbij zowel optische als electrische impedantie-(electronisch volume) metingen tegelijkertijd worden * -3- 23075/JF/tj é uitgevoerd met betrekking tot een deeltjesstroom, die passeert door een deeltjesaftastopening. De stromingscel heeft een tweetal kanalen, een bo-venstrooms kanaal en benedenstrooms kanaal, die openingen bepalen aan tegenovergestelde einden ervan, waarbij de deeltjesaftastopening de twee 5 kanalen vloeiend verbindt.The present invention is directed to a combined electro-optical particle analysis and sorting device, in which both optical and electrical impedance (electronic volume) measurements are performed simultaneously * -3-23075 / JF / tj é with respect to a particle flow that passes through a particle scan opening. The flow cell has two channels, an upstream channel and downstream channel, which define openings at opposite ends thereof, the particle scan opening smoothly connecting the two channels.
De uitvinding voorziet in een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, die het kenmerk heeft, dat deze verder een vloeistofinbreng-orgaan omvat, dat benedenstrooms van het benedenstroomse einde van het be-nedenstroomse kanaal is vervaardigd en gepositioneerd en werkzaam is voor 1° het inbrengen van vloeistof, die stroomt zowel in het uitgangsorgaan alsmede naar de bovenstroomse gepositioneerde deeltjesaftastopening voor het hydrodynamisch focusseren van de deeltjesstroom, terwijl deze benedenstrooms van de deeltjesaftastopening in het uitgangsorgaan stroomt.The invention provides a device of the type mentioned in the preamble, characterized in that it further comprises a liquid introducer, which is manufactured and positioned downstream of the downstream end of the downstream channel and is operative for 1 ° introducing liquid flowing both into the exit member and to the upstream positioned particle sensing port for hydrodynamically focusing the particle stream as it flows downstream of the particle sensing opening in the exit means.
De verbetering in de inrichting omvat het monteren van een straal-15 stuk, dat een uitgangsopening bevat aan het einde van het benedenstroomse kanaal, zodat een vloeistof gevulde stromingskamer wordt bepaald. Een man-telvloeistof wordt verschaft aan het benedeneinde van de stromingskamer teneinde te voorzien in een mantel voor de deeltjesstroom over de totale lengte van de stromingskamer met een kleine diameter, waardoor ruimte in 20 de stromingscel wordt gelaten,grenzend aan het boveneinde van het benedenstroomse kanaal voor het verlichten van de deeltjes en het verzamelen van licht daarvan. Dankzij dit ontwerp wordt de deeltjesstroom hydrodynamisch gefocusseerd wanneer deze voortgaat naar de uitgangsopening en wordt daarna een deel van een vloeistofstraal. De vloeistofstraal wordt op gebruike-25 lijke wijze opgebroken in een aantal druppeltjes, die worden geladen en gesorteerd, op basis van.de hierboven beschreven signalen.The improvement in the device involves mounting a jet piece, which includes an exit opening at the end of the downstream channel, so that a liquid-filled flow chamber is defined. A jacket liquid is provided at the lower end of the flow chamber to provide a particle flow jacket over the entire length of the small diameter flow chamber, thereby leaving space in the flow cell adjacent the upper end of the downstream channel for illuminating the particles and collecting light therefrom. Thanks to this design, the particle flow is hydrodynamically focused as it proceeds to the exit orifice and then becomes part of a liquid jet. The liquid jet is usually broken up into a number of droplets, which are charged and sorted based on the signals described above.
Tot nu toe is druppeltjes sorteren nooit vervat geweest in een electro-optische inrichting, waarin electrische impedantie-en optische metingen tegelijkertijd worden uitgevoerd. Bovendien is gevonden dat ondanks 30 het kleine volume van de stromingskamer, hydronamisch focusseren van de deeltjesstroom door een vloeistoftaantel tot stand kon worden gebracht door het inbrengen van de mantelvloeistof in de bodem van de benedenstroomse opening en daardoor geen bezwaar te zijn voor de optische inrichting.Until now, droplet sorting has never been included in an electro-optical device in which electrical impedance and optical measurements are performed simultaneously. In addition, it has been found that despite the small volume of the flow chamber, hydronamic focusing of the particle flow through a liquid medium could be accomplished by introducing the jacket liquid into the bottom of the downstream aperture and thereby not be objectionable to the optical device.
Slechts bij wijze van voorbeeld zullen nu illustratieve uitvoerings-35 vormen van de uitvinding worden beschreven onder verwijzing naar de bij- 8301045 -4- 23075/JF/tj behorende tekening, waarin: fig. 1 gedeeltelijk een dwarsdoorsnede-aanzicht en gedeeltelijk een blokschema toont van een deeltjesanalyse- en-sorteerinrichting volgens de uitvinding; en 5 fig. 2 een dwarsdoorsnede-aanzicht van het gebied van de aftast- opening van de stromingscel van fig. 1 op vergrote schaal is.Illustrative embodiments of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows partly a cross-sectional view and partly a block diagram of a particle analysis and sorting device according to the invention; and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the area of the sensing aperture of the flow cell of FIG. 1.
Fig. 1 toont een doorstromings-, deeltjesanalyse- en -sorteerin-richting 10 met een monsterinbrengbuis 12, een mantelbuis 14, die coaxiaal met betrekking tot de buis 12 en deze omgevend is gepositioneerd en een 10 optisch doorzichtige doorstromingscel 16, gepositioneerd aan het einde van de buis 12. De stromingscel 16 heeft daarin gevormd een tweetal tegenover elkaar liggende boringen of kanalen 18 en 20 en een microscopische aftast-opening 22, die een fluldumdoorlaat vormt tussen de einden van de kanalen.Fig. 1 shows a flow-through, particle analysis and sorting device 10 with a sample insertion tube 12, a jacketed tube 14 positioned coaxially with the tube 12 and surrounding it, and an optically transparent flow-through cell 16 positioned at the end of the tube 12. The flow cell 16 has formed therein two opposed bores or channels 18 and 20 and a microscopic scanning aperture 22 which forms a fluid passage between the ends of the channels.
De opening 22 bepaalt een deeltjesaftastzone, die hierna zal worden be-15 schreven. Een vloeistofstroom van afzonderlijk gesuspendeerde deeltjes, die afkomstig zijn van een onder druk gebracht reservoir 23A, beweegt zich voort door de buis 12. Een zoute laminaire vloeistofmantel, die afkomstig is van een ander onder druk gebrachte reservoir 23B, schrijdt voor door de buis 14, teneinde de deeltjesstroom te omgeven. Wanneer de vloeistofdeel-20 tjesstroom uit de buis 12 komt en het eerste kanaal 18 binnentreedt, vermindert de hydrodynamische druk de diameter van de deeltjesstroom naarmate de stroom de snelheid van de vloeistofmantel verkrijgt. De vloeistofmantel werkt eveneens voor het centreren van de deeltjesstroom, zodat de deeltjes door de opening 22 passeren. Na de opening 22 verlaten te hebben, treden 25 de deeltjes het tweede kanaal 20 van de stromingscel 16 binnen.The aperture 22 defines a particle scanning zone, which will be described below. A flow of liquid of individually suspended particles from a pressurized reservoir 23A travels through the tube 12. A saline laminar fluid jacket, which is from another pressurized reservoir 23B, passes through the tube 14, to surround the particle stream. When the liquid particle flow comes out of the tube 12 and enters the first channel 18, the hydrodynamic pressure reduces the diameter of the particle flow as the flow attains the velocity of the liquid jacket. The liquid jacket also acts to center the particle flow so that the particles pass through the opening 22. After leaving the opening 22, the particles enter the second channel 20 of the flow cell 16.
Verschillende inrichtingscomponenten worden ondersteund door een cilindrisch gestel 25. Een straalstuk 24 met een uitgangsopening 26 daarin gevormd,is gemonteerd aan het einde van de stromingscel 16, zodat het straalstuk 24 en het tweede kanaal 20 een vloeistof gevulde stromingskamer 28 be-30 palen. Een buis 29 is gekoppeld met het gestel 25 door een leidingbevesti-ging 30. Een tweede mantelvloeistof wordt gevoed via de buis 29 naar een vloeistofholte 31, die in fluidumverbinding staat met drie inlaatopeningen 32, die zijn gevormd in de wand van de stromingscel 16. Vanwege de drukval, die is geassocieerd met de opening 22 is het noodzakelijk de tweede mantel-35 .vloeistof in te brengen in de stromingskamer 28, teneinde een tweede mantel tot stand te brengen met voldoende hydrodynamische druk om de deeltjes te laten passeren door de stromingskamer 28 en uit de uitgangsopening 26.Various device components are supported by a cylindrical frame 25. A nozzle 24 with an exit aperture 26 formed therein is mounted at the end of the flow cell 16, so that the nozzle 24 and the second channel 20 define a liquid-filled flow chamber 28. A tube 29 is coupled to the frame 25 by a conduit mount 30. A second jacket fluid is fed through the tube 29 to a fluid cavity 31 which is in fluid communication with three inlet ports 32 formed in the wall of the flow cell 16. Because of the pressure drop associated with the opening 22, it is necessary to introduce the second jacket fluid into the flow chamber 28 in order to create a second jacket with sufficient hydrodynamic pressure to allow the particles to pass through the flow chamber 28 and from the exit orifice 26.
In tegenstelling tot andere ontwerpen volgens de stand van deIn contrast to other designs according to the state of the
---- . - I----. - I
. Λ -5- 23075/JF/tj techniek wordt de tweede vloeistofmantel ingebracht aan het benedengedeelte van de stromingskamer 28, hetgeen resulteert in de voordelen met betrekking tot optische verlichting en verzameling, die hierna zullen worden beschreven. In het bijzonder treedt de mantelvloeistof het tweede ka-5 naai 20 binnen door middel van het aantal inlaatopeningen 32, die zijn gepositioneerd op plaatsen die een aanzienlijke afstand beneden en bene- i denstrooms van de aftastopening 22 zijn gepositioneerd. Bovendien wordt j de tweede mantelvloeistof op een niet-concentrische manier met betrekking j tot de deeltjesstroom,die de aftastopening 22 verlaat,ingebracht en wordt 10 in een relatief klein inwendig volume van het tweede kanaal 20 geïnjecteerd. Ondanks het geringe volume van het tweede kanaal 20 en de niet-concentrische inbreng van de tweede vloeistoftaantel aan de bodem van het i tweede kanaal 20 is gebleken dat een gedeelte van de tweede mantelvloeistof Mde heuvel 0?" loopt, teneinde de deeltjesstroom, die de aftastope-15 ning 22 verlaat te vangen, terwijl een gedeelte van de tweede mantelvloeistof onmiddellijk naar de uitgangsopening 26 en alle punten daartussen j gaat. Op deze wijze wordt er een goede hydrodynamische focussering van de deeltjesstroom door de stromingskamer 28 tot stand gebracht, waardoor j de stroom de uitgangsopening 26 kan verlaten. In de voorkeursuitvoerings- j 20 vorm zijn drie inlaatopeningen 32 getoond. Het dient echter te worden begrepen dat het aantal openingen 32 louter een kwestie van ontwerpkeuze is en men zal inzien dat ofschoon afhankelijk van de diameter ervan het gemakkelijk is meer dan een opening te hebben, teneinde reinigen en doorspoelen van de stromingskamer 28 mogelijk te maken.. 75 -5-23075 / JF / tj technique, the second fluid jacket is introduced to the lower portion of the flow chamber 28, resulting in the optical illumination and collection advantages, which will be described below. In particular, the jacket fluid enters the second channel 20 through the plurality of inlet openings 32 positioned at locations which are positioned a significant distance below and downstream of the scan opening 22. In addition, the second jacket liquid is introduced in a non-concentric manner with respect to the particle stream exiting the sensing opening 22 and is injected into a relatively small internal volume of the second channel 20. Despite the small volume of the second channel 20 and the non-concentric insertion of the second liquid number at the bottom of the second channel 20, it has been found that a portion of the second jacket liquid M runs the hill 0? capture nozzle 22, while a portion of the second jacket liquid immediately passes to the exit orifice 26 and all points therebetween. In this manner, a good hydrodynamic focusing of the particle flow through the flow chamber 28 is achieved, whereby j the flow may exit the exit port 26. In the preferred embodiment, three inlet ports 32 are shown, however, it is to be understood that the number of openings 32 is purely a matter of design choice and it will be appreciated that although depending on its diameter is easy to have more than one opening to allow cleaning and flushing of the flow chamber 28.
i 25 De inrichtingscomponenten, die schematisch in blokvorm zijn ge toond, zijn die welke normaal bestaan in een gebruikelijke deeltjesanalyse-en-sorteerinrichting,waarnaar soms wordt verwezen als een stromingscytorae-trische sorteerinrichting. Alleen die componenten van de deeltjesanalyse-én-sorteerinrichting 10 zijn getoond, die noodzakelijk zijn voor toelich-30 ten van de werking van de onderhavige uitvinding.The device components shown schematically in block form are those that normally exist in a conventional particle analyzer and sorter, sometimes referred to as a flow cytometric sorter. Only those components of the particle analysis and sorting device 10 which are necessary for explanation of the operation of the present invention are shown.
Op een gebruikelijke wijze wordt trillingsenergie overgebracht op j de vloeistofstraal 34, die treedt uit de uitgangsopening 26 door een tril- j lingsorgaan 36. Als één mogelijkheid kan het trillingsorgaan 36 een piëzo-electrisch kristal omvatten.De stromingscel is gemonteerd aan en wordt ge-35 dragen door een piëzo-electrisch kristal, dat de stromingscel 16 doet trillen met een hoge frequentie. De exacte frequentie waarop de cel 16 trilt is afhankelijk van de gekozen diameter van de uitgangsopening 26. Deze trillingen veroorzaken kleine verstoringen, gebruikelijk golvingen, op 8301045 ♦ -6- 23075/JF/tj het oppervlak van de straal 34 die aangroeien, vanwege het bekende opper-vlaktespanningseffect en knijpen eventueel de straal af op het afbreek-punt 38 in goed gedefinieerde druppeltjes 40. De diameter van de uitgangs-opening 26, de snelheid van de vloeistofstraal 34 en de verdunning van de 5 deeltjessuspensie worden alle vooraf bepaald, zodat er normaal nooit meer dan een cel in een gegeven druppeltje 40 aanwezig is.In a conventional manner, vibration energy is transferred to the liquid jet 34, which exits from the exit orifice 26 through a vibrator 36. As an alternative, the vibrator 36 may comprise a piezoelectric crystal. The flow cell is mounted to and is 35 are carried by a piezoelectric crystal, which causes the flow cell 16 to vibrate at a high frequency. The exact frequency at which the cell 16 vibrates depends on the selected diameter of the exit aperture 26. These vibrations cause small disturbances, usually undulations, on the surface of the beam 34, which grow, due to the known surface tension effect and optionally pinch the jet at the break-off point 38 in well-defined droplets 40. The diameter of the exit orifice 26, the velocity of the liquid jet 34 and the dilution of the particle suspension are all predetermined so that there is normally never more than one cell in a given droplet 40.
Door middel van een gebruikelijke sorteerinrichting 60 worden de gekozen druppeltjes 40 geladen door bijvoorbeeld een laadkraag met daaraan een spanning toegevoerd; Andere druppeltjes worden niet geladen. De sor-10 teerinrichting 60 is eveneens voorzien van een tweetal afbuigplaten, waartussen een electrisch potentiaalverschil wordt aangelegd. Terwijl de druppeltjes de platen passeren, worden de geladen druppeltjes afgebogen in het electrische veld, waardoor de geladen druppeltjes kunnen worden gescheiden van de niet-geladen druppeltjes. De beslissing en gegeven druppeltje te 15 laden is gebaseerd op de hiervoor beschreven optische en impedantieme-tingen van de deeltjes, die zijn vervat in dat druppeltje. De hierboven gegeven beschrijving van het druppeltjes vormen en druppeltjes sorteren wordt slechts kort gegeven, aangezien dit gedeelte van de inrichting 10 bekend in de techniek is.By means of a conventional sorting device 60, the selected droplets 40 are charged by, for example, a loading collar with a voltage applied thereto; Other droplets are not charged. The sorting device 60 is also provided with two deflection plates, between which an electric potential difference is applied. As the droplets pass through the plates, the charged droplets are deflected into the electric field, allowing the charged droplets to be separated from the non-charged droplets. The decision to load a given droplet is based on the above-described optical and impedance measurements of the particles contained in that droplet. The above description of droplet formation and droplet sorting is given only briefly, since this portion of the device 10 is known in the art.
20 In de stromingscel 16 wordt de deeltjessuspensie op een gebruikelij ke wijze verlicht, terwijl de deeltjessuspensie passeert door de aftast-opening 22,door een lichtbundel, waarin wordt voorzien door een verlich-tingsbron 42, bijvoorbeeld een laser. De responsie van het deeltje in de monstersuspensie op de verlichting, kenmerkend lichtverstrooiing,fluor-25 escentie of absorbtie, wordt gedetecteerd door een optische detectorin-richting 44. Zoals bekend in de techniek zijn er talrijke verlichtings-en lichtverzamelingsinrichtingen, die kunnen worden gebruikt met de stromingscel 16.Door het in hoofdzaak positioneren van de inlaatopening 32 benedenstrooms van de opening 22 volgens de onderhavige uitvinding zijn de 30 openingen 32 echter niet bezwarend voor de lichtverlichting en-verzame-ling; zodat grote ruimtehoeken van lichtverlichting en-verzameling mogelijk zijn.In the flow cell 16, the particle suspension is conventionally illuminated, while the particle suspension passes through the scanning aperture 22, through a light beam provided by an illumination source 42, for example, a laser. The response of the particle in the sample suspension to the illumination, typically light scattering, fluorescence or absorption, is detected by an optical detector device 44. As is known in the art, there are numerous illumination and light collection devices which can be used with the flow cell 16. By substantially positioning the inlet aperture 32 downstream of the aperture 22 of the present invention, however, the apertures 32 are not detrimental to light illumination and collection; so that large angles of light illumination and collection are possible.
De aftastopening 22 dient niet alleen als een optische aftastzone zoals hierboven beschreven maar dient eveneens als een electronische vo-35 lume-aftastzone, volgens het principe van Wallace Coulter, zoals hierbeneden zal worden beschreven. In het inwendige van de mantelbuis 14 wordt bij voorkeur een bovenstroomse electrode 26 gemonteerd. Een benedenstroom-se electrode 48 wordt bij voorkeur gemonteerd in een kamer op afstand 50, 8301045 t -7- 23075/JF/tj die in fluldumverbinding staat met de stromingskamer 28 door middel van een buis 29. Een laagfrequente stroom-,inclusief gelijkstroom, of hoogfrequente stroombron ,52 of beide is zijn electrisch gekoppeld met de electrodes 46 en 48 door middel van electrische geleiders respectievelijk 54 5 en 56. Terwijl de deeltjes door de opening 22 passeren, moduleren deze deeltjes de stroom zo dat deze deeltjes pulsen opwekken, die worden gedetecteerd door conventionele detectorschakeling 58. Een illustratieve stroombron 52 en detectieschakeling 58 zijn getoond in de Amerikaanse oc-trooischriften 3.710.933, 3.502.974 en 3.502.973.The scan aperture 22 not only serves as an optical scan zone as described above, but also serves as an electronic volume scan zone, according to the Wallace Coulter principle, as will be described below. An upstream electrode 26 is preferably mounted in the interior of the casing tube 14. A downstream electrode 48 is preferably mounted in a remote chamber 50, 8301045 t-23075 / JF / tj which is in fluid communication with the flow chamber 28 by means of a tube 29. A low-frequency current, including direct current, or high frequency power source, 52 or both are electrically coupled to electrodes 46 and 48 by means of electrical conductors 54 and 56, respectively. As the particles pass through the aperture 22, these particles modulate the current so that they generate pulses, which are detected by conventional detector circuit 58. An illustrative current source 52 and detection circuit 58 are shown in U.S. Pat. Nos. 3,710,933, 3,502,974 and 3,502,973.
10 kanalen 18 en 20 hebben bij voorkeur, maar niet noodzakelijk, een cirkelvormige dwarsdoorsnede van 0,05 inch met de totale lengte van j de stromingscel 16 0,25 inch zijnd.De stromingscel 16 is gevormd uit een monolithisch stuk kwarts, waardoor de stromingscel 16 klein kan zijn.10 channels 18 and 20 preferably, but not necessarily, have a circular cross section of 0.05 inch with the total length of the flow cell 16 being 0.25 inch. The flow cell 16 is formed of a monolithic piece of quartz, whereby the flow cell 16 can be small.
Des te kleiner de grootte van de stromingscel 16, des te beter de opti-15 sche karakteristieken hiervan, aangezien de stromingscel een puntbron voor de optische signalen benadert. De dwarsdoorsnede van de deeltjesaf-tastopening 22 benadert bij voorkeur een rechthoek. Zoals te zien in de verdere vergroting van fig. 2 zijn de einden van de kanalen 18 en 20 gevormd met bolle oppervlakken 62 en 64, die elk zijn onderbroken door de 20 opening 22. Door het aanbrengen van de ronde einden voor de boringen, j hoeft de opening 22 niet nauwkeurig te zijn geplaatst. De buitenoppervlakken zijn vlak en parallel aan de wanden van de opening 22. Kenmerkend heeft de opening 22 wanden met lengten van 50 tot 100 micrometer. Bij voorkeur liggen de opening 22, de uitgangsopening 26 en de kanalen 18 en 25 20 coaxiaal in lijn. De boven beschreven afmetingen en configuraties be schreven in deze alinea zijn louter illustratief en kunnen andere vormen en grootten aannemen.The smaller the size of the flow cell 16, the better its optical characteristics, since the flow cell approaches a point source for the optical signals. The cross section of the particle sensing aperture 22 preferably approaches a rectangle. As seen in the further enlargement of Fig. 2, the ends of the channels 18 and 20 are formed with convex surfaces 62 and 64, each of which is interrupted by the opening 22. By providing the round ends for the bores, j the opening 22 need not be accurately positioned. The outer surfaces are flat and parallel to the walls of the opening 22. Typically, the opening 22 has walls of lengths from 50 to 100 microns. Preferably, the aperture 22, the exit aperture 26 and the channels 18 and 25 are coaxially aligned. The above-described dimensions and configurations described in this paragraph are purely illustrative and may take other shapes and sizes.
Ofschoon de inrichting primair wordt gebruikt voor het bestuderen van cellen is deze gelijkelijk toepasbaar op andere soorten deeltjes.Although the device is primarily used for studying cells, it is equally applicable to other types of particles.
30 Ofschoon bepaalde uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn getoond en beschreven hierin, is het daardoor geen bedoeling de uitvinding tot de details van dergelijke uitvoeringsvormen te beperken. In tegendeel, de bedoeling is alle modificaties, alternatieven, uitvoeringsvormen,gebruiken en equivalenten van de onderhavige uitvinding te laten vallen binnen de geest 35 en strekking van de uitvinding, beschrijving en de aangehechte conclusies.Although certain embodiments of the invention have been shown and described herein, it is therefore not intended to limit the invention to the details of such embodiments. On the contrary, the intention is to drop all modifications, alternatives, embodiments, uses and equivalents of the present invention within the spirit and scope of the invention, description and the appended claims.
83010458301045
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8308181 | 1983-03-24 | ||
| GB08308181A GB2137352B (en) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | Particle analyzing and sorting apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8301045A true NL8301045A (en) | 1984-10-16 |
Family
ID=10540165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8301045A NL8301045A (en) | 1983-03-24 | 1983-03-24 | PARTICLE ANALYSIS AND SORTING DEVICE. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU1279083A (en) |
| CH (1) | CH651930A5 (en) |
| DE (1) | DE3310551C2 (en) |
| FR (1) | FR2543298B1 (en) |
| GB (1) | GB2137352B (en) |
| NL (1) | NL8301045A (en) |
| SE (1) | SE431487B (en) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2653885B1 (en) * | 1989-10-27 | 1994-01-14 | Abx | APPARATUS FOR COUNTING AND DETERMINING AT LEAST ONE LEUKOCYTAIC SUB-POPULATION. |
| DE19520298A1 (en) * | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Bayer Ag | Sorting device for biological cells or viruses |
| JP4323571B2 (en) | 1997-01-31 | 2009-09-02 | エックスワイ， インコーポレイテッド | Optical device |
| US6149867A (en) | 1997-12-31 | 2000-11-21 | Xy, Inc. | Sheath fluids and collection systems for sex-specific cytometer sorting of sperm |
| US6228652B1 (en) * | 1999-02-16 | 2001-05-08 | Coulter International Corp. | Method and apparatus for analyzing cells in a whole blood sample |
| US7208265B1 (en) | 1999-11-24 | 2007-04-24 | Xy, Inc. | Method of cryopreserving selected sperm cells |
| US7713687B2 (en) | 2000-11-29 | 2010-05-11 | Xy, Inc. | System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations |
| CA2822983C (en) | 2000-11-29 | 2017-05-09 | Xy, Llc | System to separate frozen-thawed spermatozoa into x-chromosome bearing and y-chromosome bearing populations |
| WO2002075284A2 (en) * | 2001-03-20 | 2002-09-26 | Abb Bomem Inc. | Flow-through cell |
| US8486618B2 (en) | 2002-08-01 | 2013-07-16 | Xy, Llc | Heterogeneous inseminate system |
| JP4595067B2 (en) | 2002-08-01 | 2010-12-08 | エックスワイ，エルエルシー | Low-pressure sperm cell separation system |
| CN100570360C (en) | 2002-08-15 | 2009-12-16 | Xy公司 | A kind of flow cytometer and flow cytometry method |
| US7169548B2 (en) | 2002-09-13 | 2007-01-30 | Xy, Inc. | Sperm cell processing and preservation systems |
| DK2305171T3 (en) | 2003-03-28 | 2022-03-21 | Inguran Llc | Apparatus and methods for providing sexed animal semen |
| ES2541121T3 (en) | 2003-05-15 | 2015-07-16 | Xy, Llc | Efficient classification of haploid cells by flow cytometry systems |
| US7892725B2 (en) | 2004-03-29 | 2011-02-22 | Inguran, Llc | Process for storing a sperm dispersion |
| AU2005266930B2 (en) | 2004-07-22 | 2010-09-16 | Inguran, Llc | Process for enriching a population of sperm cells |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE793185A (en) * | 1971-12-23 | 1973-04-16 | Atomic Energy Commission | APPARATUS FOR QUICKLY ANALYZING AND SORTING PARTICLES SUCH AS BIOLOGICAL CELLS |
| US3826364A (en) * | 1972-05-22 | 1974-07-30 | Univ Leland Stanford Junior | Particle sorting method and apparatus |
| DE2632962C3 (en) * | 1976-07-22 | 1980-08-21 | Max-Planck-Gesellschaft Zur Foerderung Der Wissenschaften E.V., 3400 Goettingen | Particle separator |
| DE2712360A1 (en) * | 1977-03-22 | 1978-09-28 | Zoeld Tibor Dr Phys | Counter and sizing appts. for suspended particles - has narrow aperture outlet and electrodes positioned outside flow path |
| DE2750447C2 (en) * | 1977-11-11 | 1986-04-17 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Device for measuring certain properties of particles suspended in a particle suspension |
| DE2943116C2 (en) * | 1979-10-25 | 1986-06-19 | Gesellschaft für Strahlen- und Umweltforschung mbH, 8000 München | Device for flow cytometric reaction and / or diffusion measurement |
-
1983
- 1983-03-22 CH CH1549/83A patent/CH651930A5/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-23 DE DE3310551A patent/DE3310551C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1983-03-24 FR FR8304872A patent/FR2543298B1/en not_active Expired
- 1983-03-24 AU AU12790/83A patent/AU1279083A/en not_active Abandoned
- 1983-03-24 SE SE8301630A patent/SE431487B/en not_active IP Right Cessation
- 1983-03-24 GB GB08308181A patent/GB2137352B/en not_active Expired
- 1983-03-24 NL NL8301045A patent/NL8301045A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH651930A5 (en) | 1985-10-15 |
| GB8308181D0 (en) | 1983-05-05 |
| GB2137352A (en) | 1984-10-03 |
| GB2137352B (en) | 1986-10-15 |
| DE3310551C2 (en) | 1994-07-28 |
| DE3310551A1 (en) | 1984-09-27 |
| SE8301630L (en) | 1984-02-06 |
| AU1279083A (en) | 1984-09-27 |
| SE431487B (en) | 1984-02-06 |
| FR2543298B1 (en) | 1985-08-09 |
| FR2543298A1 (en) | 1984-09-28 |
| SE8301630D0 (en) | 1983-03-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8301045A (en) | PARTICLE ANALYSIS AND SORTING DEVICE. | |
| US4673288A (en) | Flow cytometry | |
| US4818103A (en) | Flow cytometry | |
| KR970007077B1 (en) | Multi-part diefferential analyzing apparatus using light scatter techniques | |
| US4765737A (en) | Cell size measurements using light in flow cytometry and cell sorting | |
| US3984307A (en) | Combined particle sorter and segregation indicator | |
| EP0412431B1 (en) | Method and apparatus for sorting particles with a moving catcher tube | |
| US20050042760A1 (en) | System and method for providing improved event reading and data processing capabilities in flow cytometer | |
| JP5446563B2 (en) | Fine particle sorting device and flow cytometer using the fine particle sorting device | |
| US3910702A (en) | Apparatus for detecting particles employing apertured light emitting device | |
| US4710021A (en) | Particulate matter analyzing apparatus and method | |
| EP0121261A2 (en) | Method and apparatus for distinguishing subclasses of leukocytes in a sample | |
| EP0279000A1 (en) | Flow cytometry | |
| JPH0355781B2 (en) | ||
| JPS60224040A (en) | Fluidized cell counter | |
| JPH06186155A (en) | Particle analyzer | |
| EP0279840A1 (en) | Optical analysis. | |
| JPH06186156A (en) | Particle analyzer | |
| Deutsch et al. | Apparatus for high‐precision repetitive sequential optical measurement of living cells | |
| Richter et al. | Acoustic sorting of microfluidic droplets at kHz rates using optical absorbance | |
| JP2749906B2 (en) | Particle measurement device | |
| De Grooth et al. | Simple delay monitor for droplet sorters | |
| JPS62165141A (en) | Microparticle analyzer | |
| CA1200400A (en) | Particle analyzing and sorting apparatus | |
| Dey | Introduction and history of flow cytometry |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
| BV | The patent application has lapsed |