WO2004051238A1 - 生物学的粒子の情報を得る装置 - Google Patents

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WO2004051238A1
WO2004051238A1 PCT/JP2003/015461 JP0315461W WO2004051238A1 WO 2004051238 A1 WO2004051238 A1 WO 2004051238A1 JP 0315461 W JP0315461 W JP 0315461W WO 2004051238 A1 WO2004051238 A1 WO 2004051238A1
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flow path
optical fiber
particles
optical
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PCT/JP2003/015461
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Masahiko Kanda
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Bay Bioscience Kabushiki Kaisha
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    • G01N2015/1477—Multiparameters

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for obtaining biological information of biological particles (for example, cells, chromosomes).
  • the present invention relates to information light (scattered light, fluorescence) obtained by flowing cells or chromosomes stained with a dye material such as a fluorescent dye in a laminar flow state and irradiating the flow with light such as laser light. And converts the optical information contained in the detected information light into electrical signals to obtain biological information on cells and chromosomes, and, if necessary, based on the biological information. It relates to flow cytometry or cell-saw collection to collect a specific cell or chromosome population. Background art
  • flow-type cell analyzers flow cytometers that automatically analyze and sort cells and chromosomes (hereafter referred to as “cells”) have been introduced.
  • cell particles to be analyzed flow in a line in a flow path serving as cell alignment means, and the flowing particles are irradiated with a laser beam to generate information light (forward scattering) generated from the particles.
  • Information light forward scattering
  • Light, fluorescence-side scattered light converts them into electrical signals, and analyzes the cells based on these electrical signals.
  • a large number of cells are analyzed at high speed, and specific It can collect a population of cells.
  • FIG. 12 is a schematic diagram for explaining the configuration of a general flow site and its operation.
  • the suspension 201 containing the cells in the container is funnel-shaped by the air pump 203 together with the sheath solution 202 in another container.
  • Flow chamber (nozzle) 204 Inside the flow chamber 204, the sheath liquid 202 wraps the suspension 201 in a cylindrical shape.
  • Laminar flow that is, a flow flow in which cells flow accurately one by one along the center axis of the flow cell. Is formed.
  • a high-speed sheath flow is formed.
  • the laser beam 207 emitted from the laser light source 205 and narrowed down by the focusing lens 206 is irradiated there.
  • the cells contained in the suspension 201 are fluorescently labeled with a fluorescent substance such as a fluorescent dye or a fluorescent rubble monoclonal antibody.
  • a fluorescent substance such as a fluorescent dye or a fluorescent rubble monoclonal antibody.
  • the scattered light is detected by a detector 210 such as a photodiode, for example, through a condenser optical system including a condenser lens 208 and a beam block 209.
  • a detector 210 such as a photodiode
  • red fluorescence is collected by a condensing optical system consisting of a condenser lens 211, a half mirror 212, a condenser lens 212, and a filter 214.
  • the green fluorescence is collected from the half mirror 121 by the condenser lens 216 and the filter 217, and is detected by the photodetector 218.
  • photomultiplier tubes capable of detecting weak light are used for the fluorescence detectors 2 15 and 2 18.
  • Signals from the detector 210 for detecting scattered light, the photodetector 215 for detecting red fluorescence, and the photodetector 218 for detecting green fluorescence are sent to the signal processing circuit 219, respectively.
  • cells are identified by analyzing the intensity of scattered light and fluorescence.
  • the conventional cell analyzer uses the condensing lens 211, the half mirror 121, the condensing lens 2113, and the scattered light or fluorescence collected by the condensing optical system consisting of the filter 214. It is configured to detect with the photodetectors 215 and 218.
  • the condenser lens 211 collects fluorescence emitted from cells flowing one by one at the center of the high-speed water flow with an objective lens (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open Nos. (See Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 59-184 862, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Sho 60-1956436, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-503808).
  • an object of the present invention is to provide a flow site that can easily adjust the optical axis. Another object of the present invention is to provide a flow site that can more accurately detect the biological properties of biological particles.
  • an apparatus (1) for obtaining biological information on biological particles according to the present invention is provided by irradiating a liquid containing stained biological particles with light, A channel for forming a channel (3) through which a liquid containing a stained biological sample flows, by detecting information light from the particles to obtain biological information of the biological particles.
  • the first detection unit (21) and the second detection unit At least one of the detection units (25) includes one or more optical fibers (26, 27), and one of the optical finos (26, 27).
  • Surface (61, 62) is arranged in the vicinity of the channel (2) to allow the condenser to the information beam.
  • At least one of the first detection unit (21) and the second detection unit (25) is provided with a first light source.
  • the first optical fiber (26) and one end face (61, 62) of the first optical fiber (26) and the second optical fiber (27) are provided.
  • the information light from the particles illuminated at (151) and the second position (152) is arranged near the flow path (3) so that the information light can be focused.
  • Figure 1 Diagram showing the optical elements of the device for obtaining the biological properties of the biological particles according to the invention.
  • Figure 2 Side view showing the hydrodynamic configuration of the device for obtaining the biological properties of biological particles according to the present invention.
  • Figure 3 Cross section of the angle adjustment device attached to the device shown in Figure 2.
  • Figure 4 An enlarged cross-sectional view of the device shown in Figure 1 and an enlarged view of a part of the optical fiber located near the detection channel.
  • Figure 5 Enlarged vertical cross-sectional view of the detection flow path of the device shown in Figure 1 and a part of the optical fiber placed near it.
  • Figure 6 An enlarged perspective view of the flow path forming member (flow path block) of the device shown in FIG. Fig. 7A: An enlarged front view of the fiber holder incorporated in the flow path forming member shown in Fig. 6.
  • Fig. 7B An enlarged side view of the fiber holder incorporated in the flow path forming member shown in Fig. 6.
  • Figure 8 A Enlarged front view of a fiber holder using a fiber bundle.
  • Figure 8B An enlarged cross-sectional view of the fiber holder shown in Figure 8A.
  • Figure 9 Side view of another embodiment of the device according to the invention.
  • FIG. 10 A side view of another embodiment of the device according to the present invention, showing a fluid circuit for removing foreign matter from the series liquid.
  • Figure 11 1 Circuit diagram of the signal processing device.
  • Figure 12 Perspective view showing a conventional device for obtaining the biological properties of biological particles.
  • Figure 1 shows the optical components of the flow cytometer.
  • the flow cytometer is composed of a liquid containing biological particles (cells or chromosomes) stained with a fluorescent dye or fluorescent antibody (usually a suspension containing cells and a sheath liquid).
  • a flow path block (flow path forming member) 2 that forms a thin flow path through which the fluid flows.
  • the illumination unit 5 that irradiates light to a flow 4 flowing in the flow path 3 formed in the flow path block 2 includes two excitation light sources. As these two light sources, laser generators that generate laser beams having different wavelengths are preferably used.
  • a first laser generator 6 that generates a first laser beam (argon laser) having a wavelength of 488 nm is used as a first light source, and a wavelength of 6
  • a second laser generator 7 that generates a second laser light (helium neon laser) of 35 nm is used.
  • lamps such as mercury and xenon lamps can be used for the two light sources.
  • the illumination unit 5 also includes an optical fiber 9, a beam expander 10, and a condensing lens 11 1 for condensing the first laser beam 8 emitted from the first laser generator 6 on the system flow 4.
  • the first laser beam 8 generated by the first laser generator 6 passes through the optical fiber 9, the beam expander 10, and the condenser lens 11, and is condensed at almost the center of the sheath flow 4. It is to be done.
  • the illumination unit 5 includes an optical fiber 13, a beam expander 14, and a condensing lens for guiding the second laser beam 12 emitted from the second laser generator 7 to the sheath flow 4.
  • the condensing height of the first and second laser beams 8, 12 in the sheath flow 4 differs by 3 h (see FIG. 5), and in this embodiment, the condensing position of the first laser beam 8 is It is set (5 h higher than the focusing position of the second laser beam 12).
  • the beam expanders 10 and 14 and the condenser lenses 11 and 15 are supported by the condenser position adjusters 16, 17, 18 and 19, respectively, and are orthogonal to the flow direction of the sheath flow 4. It can be moved in two directions (X and Y directions) perpendicular to the optical axis on a surface (usually a horizontal plane).
  • the mirror 16 is also supported by another light-condensing position adjusting device 20, and can be moved in the above two directions or the vertical direction (the Z direction orthogonal to the X and Y directions).
  • a first detection device 21 for detecting forward scattered light of light applied to particles flowing through the flow path in the lock 2 is provided.
  • the first detector 21 includes a converging lens 22 and a photodetector 23 as in the conventional flow site described with reference to FIG.
  • the scattered light is focused on the photodetector 23 by the condenser lens 22.
  • the photodetector 23 is connected to the signal processing device 24 so that information detected by the photodetector 23 is transmitted to the signal processing device 24 for processing.
  • the second detector 25 for detecting the fluorescence-side scattered light of the cell includes a first optical fiber 26 for detecting the fluorescence / side scattered light with respect to the first laser light 8, and a second optical fiber 26.
  • a second optical fiber 27 is provided for detecting fluorescence ⁇ ⁇ side scattered light with respect to the laser light 12, and one end of each of the first and second optical fibers 26, 27 is provided with the first and second lasers. They are fixed at positions corresponding to the condensing heights of the light beams 8 and 12, respectively (see Fig. 5).
  • the other ends of the first and second optical fibers 26 and 27 are optically connected to the first and second spectroscopes 30 and 31 via fiber connectors 28 and 29, respectively.
  • Each of the fiber connectors 28 and 29 preferably includes a self-fox lens 32 or 33 or another optical lens for collimating the output light of the optical fiber.
  • the first spectroscope 30 includes a plurality of spectral filters (half mirrors) 34a for dispersing the light output from the first optical fiber 26.
  • the plurality of spectral filters 34a have the ability to reflect and transmit wavelengths in predetermined frequency ranges. Specifically, in the present embodiment, four spectral filters are provided, and light having a wavelength of less than 505 nm is reflected from the side of the SELFOX lens 32 (light having a wavelength of 505 nm or more is transmitted).
  • the first filter reflects light of less than 550 nm (transmits light of wavelength 550 nm or more).
  • the second filter reflects light of less than 600 nm (600)
  • the third filter that transmits light with a wavelength of at least nm) and the fourth filter that reflects light with a wavelength of less than 70 nm (transmits light with a wavelength of at least 73 O nm) are arranged.
  • a band-pass filter that selectively transmits and acquires only light in a specific wavelength range from among the light reflected by each spectral filter is located downstream of the spectral filter 34a in the light traveling direction. 3 4b is arranged.
  • the center wavelength of light passing through each of the five bandpass filters is 488 nm, 530 nm, 570 nm, and 680 nm, and the wavelength width is 10 nm, 40 nm, 40 nm, and 30 nm.
  • a plurality of photodetectors 35 SSC, FL1, FL2, FL3, FL4 are prepared.
  • the second spectroscope 31 includes a spectral filter 36a that reflects light having a wavelength of less than 730 nm and transmits light having a wavelength of 730 nm or more from the light output from the second optical fiber 27. Selectively transmits light with a central wavelength of 660 nm and a wavelength width of 30 nm and light with a central wavelength of 785 nm and a wavelength width of 50 nm from the light reflected and transmitted by the filter 36a.
  • These photodetectors 35 and 37 are connected to a signal processing device 24 like the photodetector 23 of the first detection device 21, and the information detected by the photodetectors 35 and 37 is It is sent to 24 for processing.
  • the first laser beam 8 generated by the first laser generator 6 passes through the optical fiber 9, the beam expander 10, and the focusing lens 11. Then, the light is guided by the sheath flow 4 flowing through the flow path 3 of the flow path block 2 and is focused on the particles.
  • the second laser light 12 generated by the second laser generator 7 flows through the flow path 3 of the flow path block 2 through the optical fino 13, the beam expander 14, and the condenser lens 15. The particles conveyed by the sieve opening 14 are focused and irradiated. At this time, the focal positions (heights) at which the first and second laser beams 8 and 12 are converged are different.
  • the biological particles carried by the sheath flow 4 are stained with a plurality of predetermined fluorescent dyes or fluorescent antibodies. Then, the forward scattered light scattered in front of the incident light is condensed by the condenser lens 22 of the first detection device 21 and is incident on the photodetector 23, and is included in the forward scattered light by the photodetector 23. Optical information is read and converted to a corresponding electrical signal. Particles irradiated with first laser beam 8 The side scattered light and the fluorescent light emitted from are received by the first optical fiber 26 of the second detection device 25 arranged on the side of the incident light.
  • the side scattered light and the fluorescence emitted from the particles irradiated with the second laser light 12 are received by the second optical fiber 27 of the second detector 25.
  • the light received by the first optical fiber 26 is sent to the first spectroscope 30 via the fino connector 28, where it is decomposed into a plurality of lights by the plurality of spectral filters 34a. Later, it is detected by the light detector 35 through the band bass filter 34b.
  • each photodetector 35 (SSC, FL1, FL2, FL3, FL4) detects only light in a different wavelength band that has passed through the bandpass filter 34b.
  • the light received by the second optical fiber 27 is sent to the second spectroscope 31 via the fiber connector 29, where it is decomposed into two lights by the spectral filter 36a. Thereafter, the two separated lights are detected by the photodetector 37 via the bandpass filter 36b. The wavelength ranges of the light detected by these photodetectors 37 are different.
  • the light detected by the photodetector as described above is converted into an electric signal corresponding to the information contained in the light, and then transmitted to the signal processing device 24 for processing. It is used to identify the biological properties of the particles and for the sorting process described below.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a laminar flow forming vessel 40 of the flow site 1 and a flow path block 2 connected to a lower end of the vessel 40.
  • the container 40 is generally composed of an upper large-diameter tube 41, a lower small-diameter tube 42, and a connection between the large-diameter tube 41 and the small-diameter tube 42.
  • a tapered portion 43 is provided concentrically, and a laminar flow formation chamber 44 is formed inside.
  • the upper end of the container 40 is connected to the sheath liquid supply section 45 via a sheath liquid supply pipe 46.
  • a sheath tube 47 extending along the center axis of the container 40 is fixed to the ceiling of the container 40, and a suspension supply tube 49 connected to the suspension supply unit 48 is connected to the sheath tube 4. 7 is inserted.
  • the inner diameter of the sheath tube 47 and the outer diameter of the suspension supply tube 49 are such that the suspension supply tube 49 can move up and down with respect to the sheath tube 47 and the suspension can be supplied to the sheath tube 47.
  • the tube 49 is set so that the angle can be adjusted slightly. Therefore, there is a gap between the sheath pipe 47 and the suspension supply pipe 49, but this gap is formed by a rubber O-ring or the like. Is sealed by a suitable sealing member.
  • the upper part of the suspension supply pipe 49 is connected to an angle adjusting device 51.
  • This angle adjusting device 51 is fixed to a base (not shown) that fixes the container 40 or the container 40.
  • Various techniques can be used as the tilt adjusting mechanism employed in the angle adjusting device 51.
  • a square frame 5 provided on a base so as to surround the suspension supply pipe 49 is provided.
  • 2 are provided with a plurality of screw holes 53 facing each other across the central axis of the container, and screws 54 are attached to these screw holes 53, and by operating these screws 54, the suspension liquid supply pipe 49 is formed.
  • This screw-type angle adjusting mechanism functions as a vertical positioning of the suspension supply pipe 49 together with a sealing member arranged in a gap between the sheath pipe 47 and the suspension supply pipe 49.
  • the flow path block 2 connected to the lower end of the container 40 is made of a material capable of transmitting light, for example, a material selected from the group consisting of quartz, glass, fused silica, or transparent plastic, and the center of the container.
  • a thin channel 3 is formed coaxially with the axis. As shown in FIG. 4, the channel 3 has a rectangular cross-section, with the longitudinal walls 55, 56 oriented in the direction, and the transverse walls 57, 58 oriented in the Y direction.
  • the first and second laser beams 8 and 12 are incident from the short-side wall 57 and the forward scattered light 59 is emitted from the opposite short-side wall 58 and one of the long-side walls 5
  • the fluorescent light and the side scattered light 60 are arranged to be emitted from 6.
  • the flow path block 2 also holds first and second optical fibers 26 and 27 for detecting fluorescence and side scattered light, as shown in FIGS. 4 and 5 in an enlarged manner.
  • These optical fins 26 and 27 are composed of a core for guiding light and a cladding for covering the periphery of the core, similarly to a normal optical fiber.
  • One end faces 61, 62 of these first and second optical fibers 26, 27 are machined in a direction orthogonal to their central axes, and are formed in a predetermined relationship with the longitudinal wall surface 56 of the flow path 3. At a distance of 5 g (see Fig. 4), they are arranged vertically in the horizontal direction (Y direction) perpendicular to the container center axis. Further, as shown in FIG.
  • the first and second optical fibers 26 and 27 are arranged in a line in the direction of the central axis of the container, and as described above, the first and second optical fibers 26 and 27 are arranged.
  • the center height of 27 matches the incident position (height) 15 1, 15 2 of the first and second laser beams 12. As shown in FIG.
  • the size of the flow path 3 ie, dimensions dx, dy), the distance (dg) between the first and second optical fibers 26, 27 and the flow path 3
  • the light emitted from the outer edge of the The condition is determined so that the scattered light of the first and second laser beams 8 and 12 hitting the corners 64 to 67 of the flow path 3 does not enter the core.
  • these two conditions are satisfied by setting the dimensions of the region 63 in the X and Y directions (5x, (5y to be approximately 1/4 to 1/10 of the flow channel dimensions dx and dy, respectively).
  • the flow path block 2 includes an upper block 70 connected to the small-diameter cylindrical portion 42 at the bottom of the container, a lower block 71 connected to a lower portion of the upper block 70, and a lower end of the lower block 71. And an orifice plate 72 connected to it. These three members may be bonded with an adhesive, or may be heat-sealed by applying heat.
  • a taper flow path 73 is formed in order to narrow the flow path of the liquid from the inner space section of the small diameter cylindrical portion 42 to the cross section of the flow path 3, and the flow path 3 is formed in the lower block 71.
  • a flow path (orifice) 74 narrower than the detection flow path 3 is formed in the orifice plate 72 coaxially with the center axis of the container.
  • the lower block 71 is configured by combining a plurality of members. For example, as shown in FIG. 6, first, a plate 75 is prepared. Next, two space plates 77 having the same thickness (dy) are fixed on one flat surface 76 of the plate 75 at intervals corresponding to the long side dimension dx of the detection channel 3 and fixed. I do. Subsequently, a cover plate (partition wall) 78 having a predetermined thickness (dg) is arranged and fixed on the two space plates 77. Finally, place the holder block 79 on the cover plate 78 and fix it. The holder block 79 has a rectangular recess 80 penetrating the surface facing the cover plate 78 and the opposite surface facing the cover plate 78.
  • the fiber holder 81 is inserted into the recess 80. Has been fixed. As shown in FIGS. 7A and 7B, the fiber holder 81 is a first bracket-shaped block in which a groove (fiber accommodating chamber) 83 for holding a plurality of fibers 82 in parallel is formed. 8 4 and a plate-shaped second block 85 covering the groove 83.
  • the size of the first and second blocks 84, 85 is such that the outer shape when these blocks 84, 85 are combined exactly matches the recess 80.
  • the size of the groove 83 is set so as to accommodate a plurality of optical fibers (including at least the first and second optical fibers 26 and 27) in parallel with as little gap as possible. is there.
  • the fiber holder 81 containing the optical fiber 82 in the groove 83 is inserted into the concave portion 80 of the holder block 79 and fixed. At this time, the end face of the optical fiber is almost brought into contact with the cover plate 78. If necessary, the optical fiber 82 is fixed to the fiber holder 81 using an adhesive.
  • the cover plate 78 is made of a material having a refractive index substantially the same as that of the optical fibers 26 and 27 (especially, the core), and the refractive index of a transparent adhesive, oil, or gel filled therebetween. Is approximately the same as the refractive index of the cover plate 78 and the optical fibers 26 and 27 (especially, the core), or approximately halfway between the refractive indices of the optical fibers 26 and 27 and Kano. In this case, the fluorescence and the scattered light can be efficiently condensed on the optical fibers 26 and 27.
  • the plurality of optical fibers 82 are accommodated and fixed in the rectangular grooves 83, but as shown in FIGS. 8A and 8B, one optical fiber and A fiber bundle 87 consisting of six optical fibers is inserted and fixed in a cylindrical fiber holder 88 of a corresponding size, and two of these seven optical fibers are designated as the first and second optical fibers.
  • the second optical fibers 26 and 27 may be used.
  • the cylindrical fiber holder 88 does not rotate with respect to the holder block 79.
  • a projection 89 or depression
  • a corresponding depression (or projection) (not shown) is formed in the holder block 79.
  • the two are engaged.
  • the small-diameter cylindrical portion 42 of the container 40 is provided with a small-diameter cylindrical portion 42 for separating the liquid discharged from the lower end orifice 74 of the flow path block 2 into droplets each containing cells.
  • a vibrating device 90 that vibrates the liquid from the outer periphery toward the center of the container is fixed. It is preferable that a plurality of the vibration devices 90 be symmetrically arranged around the small-diameter cylindrical portion 42. Also, it is preferable to use a piezo element (PZT) for the vibration device 90.
  • PZT piezo element
  • the flow cytometer 1 also includes a sorting device 91 below the flow path block 2 for collecting a specific particle population.
  • the zoning device 91 includes a power supply circuit 92, electrodes 93 that come into contact with the liquid ejected from the orifices 74, and both sides of the liquid ejected from the orifices 74 below the orifices 74. And a pair of conductive electrode plates (deflecting plates) 94a and 95a.
  • the location of the electrode 93 is not limited, and it is sufficient that the electrode 93 can be in contact with the liquid flowing through the flow channel in the flow channel block 2.
  • the electrode plates 94a and 95a change the distribution of the electric field formed between them when moisture adheres to them.
  • these electrode plates 94a and 95a are composed of porous metal plates, and suction devices (vacuum devices) 94b and 95b are provided on their back surfaces. , 95a are sucked by suction devices 94b, 95b provided behind them. Therefore, when the positively charged moisture particles adhere to the electrode plates 94a and 95a, they move to the rear surface through minute holes formed in the electrode plates 94a and 95a. You. As a result, the electric field formed between the electrode plates 9 4 a, 9 5 a is one holding a stable state 0
  • the sheath liquid supplied from the sheath liquid supply unit 45 moves downward inside the container 40.
  • the supply amount of the sheath liquid per unit time is determined so that the sheath liquid moves in the container 40 in a laminar flow state around the center axis of the container.
  • the suspension supplied from the suspension supply section 48 is supplied via the suspension supply pipe 49 to the center of the sheath liquid flowing in a laminar flow state.
  • the suspension liquid and the sheath liquid are accelerated in the tapered portion 43 of the container 40, they are sent to the small-diameter cylindrical portion 42, enter the flow path block 2, and again in the taper flow path 3; Enters the flow path 3 at a speed of 3 ⁇ 4tl.
  • the particles passing through the flow path 3 are irradiated with the first and second laser beams 8 and 12 to generate forward scattered light 59 and fluorescent / side scattered light 60.
  • the forward scattered light 59 exits the flow path block 2 from the wall surface 58 on the extension of the first and second laser beams 12 and is detected by the first detector 21.
  • the fluorescence 'side scattered light 60 by the first and second laser beams 8, 12 is condensed on the first and second optical fibers 26, 27, respectively, and the second detector Detected at 25.
  • the light scattered at the corners 64 to 67 of the detection channel 3 is not collected on the first and second optical fibers 27, it is included in the fluorescent light's side scattered light. Noise can be minimized.
  • the biological properties of the particles detected by the first detection device 21 and the second detection device 25 are sent to a power supply circuit 92 (see FIG. 5).
  • the sheath liquid that has passed through the flow path 3 is jetted from the orifice 74.
  • the injected sheath liquid is turned into liquid droplets containing particles by the vibration applied from the vibration device 90 to the small-diameter cylindrical portion 42 of the container 40.
  • the vibration device 90 since the vibration device 90 is provided in the small-diameter cylindrical portion 42 of the container 40, the vibration generated by the vibration device 90 is efficiently transmitted to the laminar mixed solution. As shown in FIG. 5, the droplets are well separated into droplets 96.
  • the droplet contained in the sheath liquid ejected from the orifice 74 is charged to a positive or negative polarity by a voltage impressed from the power supply circuit 92 to the electrode 93.
  • the power supply circuit 92 is controlled based on a signal generated from the biological properties of the particles detected by the signal processing device 24, and only a specific droplet is charged.
  • the charged droplet 96 is deflected when passing between the electrode plates 94a and 95a, and only specific particles are collected.
  • the moisture adhering to the electrode plates 94a and 95a is transmitted through the perforated electrode plates 94a and 95a by suction devices 94b and 95b provided behind. Then, it is sucked by the suction devices 94b and 95b.
  • the vibration device 90 is fixed to the small-diameter cylindrical portion 42 of the container 40, and vibration is applied to the laminar mixture flowing through the small-diameter cylindrical portion 42, as shown in FIG.
  • the vibrating device 90 may be provided at the upper end of the flow path block 2 and may be vibrated in the up-down direction (droplet discharging direction). In this case, the break of the droplet is improved, and the droplet is formed efficiently.
  • the technology relating to the installation location and the vibration direction of the vibration device 90 can be applied not only to the flow site of the present invention but also to the conventional flow site.
  • the straight suspension supply pipe 49 is arranged along the central axis of the container 40.
  • the suspension supply pipe 49 is used. The position of the suspension to be discharged can be adjusted.
  • the mechanism for adjusting the outlet of the suspension 49 can be applied not only to the flow site of the present invention but also to other flow sites.
  • a drain pipe 97 for discharging the sheath liquid is connected to at least one of the large-diameter cylindrical portion 41 and the small-diameter cylindrical portion 42 of the container 40, and
  • the sheath liquid supply pipe 45 and the drain pipe 97 are connected to the sheath liquid supply section 45 and the sheath liquid recovery section 99 via the valve mechanism 98, and the sheath liquid supply is performed by operating the valve mechanism 98.
  • the pipe 46 is selectively fluidly connected to either the sheath liquid supply section 45 or the sheath liquid recovery section 99, and the drain pipe 97 is connected to either the sheath liquid supply section 45 or the sheath liquid recovery section 99.
  • fluid connection may be selectively made to one of them.
  • valve mechanism 98 By operating the valve mechanism 98, it is possible to freely extract and collect the air that has accumulated in the container 40, that is, the garbage, and to exchange the sheath liquid.
  • the piping for collecting such cells and the like is not limited to the flow site of the present invention, and is a technique applicable to other flow sites.
  • FIG. 11 shows a circuit of the signal processing device 24.
  • the signal processing device 24 includes a plurality of amplifiers 101, and outputs signals (forward scattered light) output from the photodetectors of the first detection unit 21 and the second detection unit 25. , Side scattered light and signal corresponding to fluorescence) are amplified respectively.
  • the amplified signal is transmitted to the parameter selector 102, and is extracted as a signal having a pulse waveform in a predetermined wavelength range.
  • the signal extracted by the parameter selector 102 is sent to the A / W / H calculator 103 in the form of an analog signal, and its area, width, height, and area are calculated.
  • the analog signal is converted to a digital signal by the A / D converter 104 and then transmitted to the first-in-first-out (FIFO) memory 105 for storage.
  • FIFO first-in-first-out
  • the two optical fibers 26 and 27 in the second detection unit are arranged at different positions with respect to the flow direction of the flow path 3. Therefore, the time at which the fluorescence and scattered light from one particle are detected by the second optical fiber 27 is shorter than the time at which the fluorescence and scattered light from the same particle are detected by the first optical fiber 26. Is also delayed by a predetermined time. As a result, for one particle, the time when the signal related to the first optical fiber 26 is input to the FIF 0 memory 105 and the signal related to the second optical fiber 27 are the FIFO memory 105 And a difference between the above-mentioned predetermined time and the time inputted to the.
  • the FIF 0 memory 105 is connected to the timing control unit 106, and based on a signal transmitted from the timing control unit 106 at a timing in consideration of the predetermined time delay, one FIF memory is connected to one particle. Related signals are output simultaneously from FIF 0 memory 105.
  • the digital signal output from the FIFO memory 105 is transmitted to the compensation circuit 107, and based on a predetermined ratio, each of the fluorescent components is converted into another signal that is considered to be contained in the fluorescent component.
  • the fluorescent component is removed.
  • the digital signal subjected to compensation is sent to a 1 og conversion / amplification circuit 108, where the log Converted or amplified.
  • the converted or amplified digital signal is sent to the host computer — evening 109 and sorting $ ii control circuit 110.
  • the signal transmitted to the host computer 109 is used, for example, to detect the biological properties of the particles.
  • the signal transmitted to sorting control circuit 110 is used for controlling the power supply circuit in the reading device.
  • the area, ⁇ , height, and area of the analog signal output from the parameter selector 102 are calculated by the A / WZH calculator 103.
  • the A / WZH calculator 103 For example, compared to the case where an A / W / H arithmetic unit is provided between the compensation circuit and the 10 g conversion circuit in a digital signal processor, a result superior in terms of resolution and accuracy is 1 ⁇ .
  • the digital signal processor compensates the digital signal output from the FIFO memory with a compensation circuit, and further converts it with an A / W / H calculator.
  • the signal processing device 24 described above has an advantage that there is no such problem.
  • an optical fiber is used as a condensing means for detecting fluorescence and side scattered light, but as a means for condensing forward scattered light.
  • Optical fibers can also be used.
  • the optical fiber for collecting the forward scattered light can also be fixed in the vicinity of the flow channel by the same method as described with reference to FIG.
  • the light output from the laser generator may be guided to the flow path via the optical fiber without using an optical device such as a condenser lens.
  • the light emitting end of the optical fiber be curved into a convex lens shape. And, by adopting such a configuration, the optical axis adjustment after the cleaning is further simplified or completely unnecessary.
  • the first and second optical fibers for detecting fluorescence and side scattered light are arranged in parallel on one side of the flow channel. It can be arranged separately on both sides.
  • the optical axis adjustment after cleaning becomes easy.
  • the biological properties of biological particles can be detected with high accuracy.

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Abstract

装置（１）は、染色処理された生物学的粒子（細胞、染色体）を含む液体に光を当て、該生物学的粒子からの情報光を検出して、該生物学的粒子の生物学的情報を得るものである。この装置は、染色処理された生物学的試料を含む液体が流れる流路（３）を形成する流路形成部材（２）と、流路を流れる粒子に光を当てる照明部（５）と、粒子に当てられた光の前方散乱光を検出する第１の検出部（２１）と、粒子に当てられた光の側方散乱光を検出する第２の検出部（２５）とを備えており、第１の検出部（２１）及び／又は第２の検出部（２５）は、一つまたは複数の光ファイバ（２６，２７）を備えており、光ファイバ（２６，２７）の一端面（６１，６２）が情報光を集光できるように流路（２）の近傍に配置されている。この装置（１）によれば、容易に光軸調整が行える、生物学的粒子の生物学的情報を得ることができる。

Description

明 細 書 生物学的粒子の情報を得る装置 技術分野
本発明は、 生物学的粒子 （例えば、 細胞、 染色体） の生物学的情報を得る装置 に関する。 特に、 本発明は、 蛍光色素などの色素材料を用いて染色された細胞や 染色体を層流状態で流し、 その流れにレーザ光などの光を照射して得られる情報 光 （散乱光、 蛍光） を検出し、 検出された情報光に含まれる光学的情報を電気信 号に変換して細胞や染色体の生物学的情報を取得し、 さらに必要であればその生 物学的情報をもとに特定の細胞や染色体の集団を採取するフロ一サイトメ一夕ま たはセルソー夕に関する。 背景技術
ノ ィォテクノロジ一の発展に伴い、 医学や生物学などの分野では、 細胞や染色 体など （以下 「細胞」 という。 ） の自動分析および分別を行う流動式細胞分析装 置 （フローサイ トメ一夕） が用いられている。 この流動式細胞分析装置は、 分析 対象である細胞粒子を、 細胞整列手段である流路内で一列にして流し、 この流れ てくる粒子にレーザ光を照射し、 粒子より生じる情報光 （前方散乱光、 蛍光 -側 方散乱光） を検出して電気信号に変換し、 これらの電気信号に基づいて細胞を分 析するものであり、 多数の細胞を高速で分析し、 必要であれば特定の細胞の集団 を採取できるものである。
図 1 2は一般的なフローサイ トメ一夕の構成と、 その作動を説明するための模 式図である。 この図に示すフローサイ トメ一夕 2 0 0では、 容器中にあって細胞 を含む懸濁液 2 0 1は、 別の容器中にあるシース液 2 0 2とともに、 エアーポン プ 2 0 3によって漏斗状のフローチャンバ （ノズル） 2 0 4に導かれる。 フロー チャンバ 2 0 4の内部では、 シース液 2 0 2が懸濁液 2 0 1を円筒状に包み込む 層流、 すなわち細胞をフローセルの中心軸に沿って一つ一つ正確に流すシ一スフ ローが形成される。 フロ一チャンバ 2 0 4の下部ではシースフローの高速流が形 成され、 そこにレーザ光源 2 0 5から出射されて集束レンズ 2 0 6によって絞り 込まれたレーザ光 2 0 7が照射される。 懸濁液 2 0 1に含まれる細胞は、 多くの 場合、 蛍光染料や蛍光ラブルモノクロナ一ル抗体などの蛍光物質で蛍光標識され ている。 したがって、 細胞がレーザ光 2 0 7中を経過するとき、 散乱光と蛍光が 発生する。
散乱光は、 集光レンズ 2 0 8とビームブロック 2 0 9からなる集光光学系を経 て、 例えばフォトダイオードなどの検出器 2 1 0で検出される。 一方、 蛍光につ いては、 赤色蛍光が集光レンズ 2 1 1、 ハーフミラー 2 1 2、 集光レンズ 2 1 3、 フィル夕 2 1 4からなる集光光学系で集められ、 光検出器 2 1 5で検出され、 ま た緑色蛍光はハーフミラ一 2 1 2から集光レンズ 2 1 6、 フィル夕 2 1 7で集め られ、 光検出器 2 1 8で検出される。 通常、 蛍光の検出器 2 1 5、 2 1 8には、 微弱光の検出が可能な光電子増倍管が用いられる。 散乱光を検出する検出器 2 1 0、 赤色蛍光を検出する光検出器 2 1 5および緑色蛍光を検出する光検出器 2 1 8からの信号は、 それぞれ信号処理回路 2 1 9に送られ、 ここで散乱光と蛍光の 強度を分析することにより細胞の同定が行われる。
このように、 従来の細胞分析装置は、 集光レンズ 2 1 1、 ハーフミラ一 2 1 2、 集光レンズ 2 1 3、 フィル夕 2 1 4からなる集光光学系で集めた散乱光や蛍光を 光検出器 2 1 5、 2 1 8で検出するように構成されている。 また、 集光レンズ 2 1 1は、 高速水流の中心を 1個づっ流れる細胞から発する蛍光を対物レンズで集 光している （例えば、 特開昭 5 9— 6 4 3号公報、 特開昭 5 9— 1 8 4 8 6 2号 公報、 特開昭 6 0 - 1 9 5 4 3 6号公報、 特表平 3— 5 0 3 8 0 8号公報を参 照） 。 しかし、 フローチャンバ 2 0 4のオリフィス部分で粒子の詰まりが発生し たり、 流れが乱れたり、 また流れが傾いたりすることがある。 この場合、 フロー チャンバ 2 0 4を取り外して洗浄しなければならないわけであるが、 その度に光 軸調整 （レーザの照射位置 '焦点距離、 ノズルの位置 ·角度、 対物レンズの位 置 -焦点距離等の調整） を要し、 しかもそれらの調整作業は相当煩雑であった。 また、 このようなレンズの構成は高開口率のレンズを使用しているため、 光学系 を小型化するのが非常に難しかった。
このような問題を解決するため、 光学検出をフローセル内の一定流路の中で行 う試みが提案されており、 そこでは蛍光を集光するためにフローセルに高開口率 のレンズが融着されている。 しかし、 この小径レンズでは集光した蛍光をコリメ 一卜できない。 また、 多くの場合はさらに集光用のレンズを数枚結合させる必要 があり、 その場合、 レンズ間に空気層を挟むために感度の向上が実現できない。 そのため、 光学系を小型化することは不可能である。 発明の開示
そこで、 本発明は、 容易に光軸調整ができるフローサイ トメ一夕を提供するこ とを目的とする。 また、 本発明は、 生物学的粒子の生物学的性質をより正確に検 出できるフローサイ トメ一夕を提供することを目的とする。
これらの目的を達成するために、 本発明に係る生物学的粒子の生物学的情報を 得る装置 （1) は、 染色処理された生物学的粒子を含む液体に光を当て、 該生物 学的粒子からの情報光を検出して、 該生物学的粒子の生物学的情報を得るもので あり、 染色処理された生物学的試料を含む液体が流れる流路 (3) を形成する流 路形成部材 （2) と、 上記流路 (3) を流れる粒子に光を当てる照明部 （5) と、 上記粒子に当てられた光から得られる第 1の情報光を検出する第 1の検出部 （ 2 1) と、 上記粒子に当てられた光から得られる第 2の情報光を検出する第 2の検 出部 （25) を備えており、 上記第 1の検出部 （21) 、 第 2の検出部 （25) の少なくともいずれか一方は、 一つまたは複数の光ファイバ （26, 27) を備 えており、 上記光ファイノ (26, 27) の一端面 （61， 62) が上記情報光 を集光できるように流路 (2) の近傍に配置されている。
本発明に係る生物学的粒子の生物学的情報を得る装置の他の形態は、 第 1の検 出部 （21) 、 第 2の検出部 （25) の少なくともいずれか一方が第 1の光ファ イノ、 (26) と第 2の光ファイノ、' (27) を備えており、 上記第 1の光ファイバ (26) と第 2の光ファイ ノ （27) の一端面 （61， 62 ) が上記第 1の位置
(151) と第 2の位置 （ 152)で光が当てられた粒子からの情報光をそれそ れ集光できるように流路 (3) の近傍に配置されていることを特徴とする。 図面の簡単な説明
図 1 ：本発明に係る生物学的粒子の生物学的性質を得る装置の光学的要素を示 す図。
図 2 ： 本発明に係る生物学的粒子の生物学的性質を得る装置の流体力学的構 成を示す側面図。
図 3 ： 図 2に示す装置に付設された角度調整装置の断面図。
図 4 ： 図 1に示す装置の検出流路とその近傍に配置された光ファイバの一部 を拡大した拡大横断面図。
図 5 ： 図 1に示す装置の検出流路とその近傍に配置された光ファイバの一部 を拡大した拡大縦断面図。
図 6 ： 図 1に示す装置の流路形成部材 （流路ブロック） の拡大斜視図。 図 7 A： 図 6に示す流路形成部材に組み込まれるファイバホルダの拡大正面 図。
図 7 B ： 図 6に示す流路形成部材に組み込まれるファイバホルダの拡大側面 図。
図 8 A : ファイババンドルを用いたファイバホルダの拡大正面図。
図 8 B : 図 8 Aに示すファイバホルダの拡大断面図。
図 9 ： 本発明に係る装置の他の形態の側面図。
図 1 0 ： 本発明に係る装置の他の形態の側面図で、 シ一ズ液から異物を除去 する流体回路を示す図。
図 1 1 ： 信号処理装置の回路図。
図 1 2 ： 生物学的粒子の生物学的性質を得る従来装置を示す斜視図。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を参照して本発明に係るフローサイトメ一夕を説明する。
I . 光学的要素：
図 1は、 フローサイトメ一夕の光学的要素を示す。 この図に示すように、 フロ 一サイトメ一夕 1は、 蛍光染料または蛍光抗体で染色された生物学的粒子 （細胞 または染色体） を含む液体 （通常、 細胞を含む懸濁液とシース液とからなる。 ） が流れる細い流路を形成する流路ブロック （流路形成部材） 2を有する。 流路ブ ロック 2に形成されている流路 3の中を流れるシ一スフロー （流れ） 4に光を照 射する照明部 5は、 2つの励起光源を備えている。 これら 2つの光源には、 異な る波長のレーザ光を発生するレーザ発生器が好適に利用される。 例えば、 本実施 の形態では、 第 1の光源として波長 4 8 8 nmの第 1のレーザ光 （アルゴンレー ザ） を発生する第 1のレーザ発生器 6が使用され、 第 2の光源には波長 6 3 5 n mの第 2のレーザ光 （ヘリウムネオンレーザ） を発生する第 2のレーザ発生器 7 が使用されている。 しかし、 2つの光源に、 水銀ランプやキセノンランプなどの ランプを使用することができる。
照明部 5はまた、 第 1のレーザ発生器 6から出射された第 1のレーザ光 8をシ 一スフロー 4に集光するために、 光ファイバ 9、 ビームエキスパンダ 1 0、 集光 レンズ 1 1を備えており、 第 1のレーザ発生器 6で生成された第 1のレーザ光 8 が光ファイバ 9、 ビームエキスパンダ 1 0、 集光レンズ 1 1を通ってシースフロ —4のほぼ中心に集光されるようにしてある。 同様に、 照明部 5は、 第 2のレー ザ発生器 7から出射された第 2のレーザ光 1 2をシースフロー 4に導くために、 光ファイバ 1 3、 ビームエキスパンダ 1 4、 集光レンズ 1 5、 ミラー 1 6を備え ており、 第 2のレーザ発生器 7で生成された第 2のレーザ光 1 2が光ファイバ 1 3、 ビームエキスパンダ 1 4、 集光レンズ 1 5、 ミラ一 1 6を通ってシ一スフ口 —4のほぼ中心に集光されるようにしてある。 また、 シースフロー 4における第 1と第 2のレーザ光 8， 1 2の集光高さは 3 h (図 5参照） だけ異なり、 本実施 の形態では第 1のレーザ光 8の集光位置が第 2のレーザ光 1 2の集光位置よりも (5 hだけ高く設定されている。
ビームエキスパンダ 1 0， 1 4と集光レンズ 1 1， 1 5はそれぞれ集光位置調 整装置 1 6， 1 7， 1 8， 1 9によって支持されており、 シースフロー 4の流れ 方向と直交する面 （通常は水平面） 上でそれらの光軸と直交する二方向 （X方向 と Y方向） に移動できるようにしてある。 ミラ一 1 6もまた別の集光位置調整装 置 2 0によって支持されており、 上述の二方向または垂直方向 （X , Y方向と直 交する Z方向） に移動できるようにしてある。
流路ブロヅク 2を挟むようにして入射レーザ光 8， 1 2の反対側には、 流路ブ ロック 2内の流路を流れる粒子に照射された光の前方散乱光を検出する第 1の検 出装置 2 1が配置されている。 この第 1の検出装置 2 1は、 図 1 2を参照して説 明した従来のフローサイ トメ一夕と同様に、 集光レンズ 2 2、 光検出器 2 3を備 えており、 細胞からの前方散乱光を集光レンズ 2 2で光検出器 2 3に集光するよ うにしてある。 また、 光検出器 2 3は信号処理装置 2 4に接続されており、 光検 出器 2 3で検出された情報が信号処理装置 2 4に送信されて処理されるようにし てある。 一方、 細胞の蛍光 -側方散乱光を検出する第 2の検出装置 2 5は、 第 1 のレーザ光 8に対する蛍光 ·側方散乱光を検出する第 1の光ファイバ 2 6と、 第 2のレーザ光 1 2に対する蛍光 '側方散乱光を検出する第 2の光ファイバ 2 7を 備えており、 これら第 1と第 2の光ファイバ 2 6、 2 7の一端が第 1と第 2のレ 一ザ光 8、 1 2の集光高さに対応する位置にそれぞれ固定されている （図 5参 照） .。 第 1と第 2の光ファイバ 2 6、 2 7の他端は、 ファイバコネクタ 2 8 , 2 9を介して第 1と第 2の分光器 3 0 , 3 1にそれぞれ光接続されている。 各ファ ィバコネクタ 2 8 , 2 9には、 光ファイバの出力光をコリメートするセルフォッ クスレンズ 3 2 , 3 3または他の光学レンズを内蔵するのが好ましい。
第 1の分光器 3 0は、 第 1の光ファイバ 2 6から出力された光を分光する複数 の分光フィル夕 （ハーフミラ一） 3 4 aを備えている。 これら複数の分光フィル 夕 3 4 aは、 予め決められたそれぞれの周波数領域の波長を反射 ·透過する性能 を備えている。 具体的に、 本実施の形態では 4つの分光フィル夕を備えており、 セルフォックスレンズ 3 2側から、 5 0 5 nm未満の光を反射する （5 0 5 nm . 以上の波長光を透過する） 第 1のフィル夕、 5 5 O nm未満の光を反射する （5 5 0 nm以上の波長光を透過する） 第 2のフィル夕、 6 0 0 nm未満の光を反射 する （6 0 0 n m以上の波長光を透過する） 第 3のフィル夕、 及び 7 3 0 nm未 満の光を反射する （7 3 O nm以上の波長光を透過する） 第 4のフィル夕が配置 されている。 また、 光の進行方向に関して分光フィルタ 3 4 aの下流側には、 各 分光フィル夕で反射された光の中から特定の波長域の光だけを選択的に透過して 取得するバンドバスフィル夕 3 4 bが配置されている。 本実施の形態では、 第 1 から第 4の分光フィル夕で反射された光と第 4の分光フィル夕を透過した光の中 から特定の波長域の光だけを透過する 5つのバンドパスフィル夕が設けてあり、 5つのバンドパスフィル夕のそれぞれを透過する光の中心波長が 488 nm、 5 30nm、 570 nm、 680 nm、 波長幅が 10 nm、 40nm、 40 nm、 30nmとしてある。 さらに、 光の進行方向に関して複数のバンドパスフィル夕 34 bの下流側には各バンドバスフィル夕を透過した情報光 （側方散乱光と所定 の蛍光色素に対応した蛍光） を検出するために複数の光検出器 35 (S SC, F L 1 , FL 2, FL3， FL 4が用意されている。
一方、 第 2の分光器 31は、 第 2の光ファイバ 27から出力された光のうち 7 30 nm未満の光を反射すると共に 730 nm以上の光を透過する分光フィル夕 36 aと、 この分光フィル夕 36 aで反射した光と透過した光の中から、 中心波 長が 660 nmで波長幅が 30 nmの光、 中心波長が 785 nmで波長幅が 50 nmの光をそれぞれ選択的に透過するバンドパスフィル夕 36 bと、 これらのバ ンドパスフィル夕 37を透過した情報光 （所定の蛍光色素に対応した蛍光） を検 出するために 2つの光検出器 37 (FL5, FL6) を備えている。 これら光検 出器 35, 37は、 第 1の検出装置 21の光検出器 23と同様に、 信号処理装置 24に接続されており、 光検出器 35， 37で検出された情報が信号処理装置 2 4に送信されて処理されるようにしてある。
このように構成されたフローサイトメ一夕 1によれば、 第 1のレーザ発生器 6 で生成された第 1のレーザ光 8は、 光ファイバ 9、 ビームエキスパンダ 10、 集 光レンズ 1 1を介して、 流路ブロック 2の流路 3内を流れるシースフロー 4によ つて導光されて粒子に集光される。 同様に、 第 2のレーザ発生器 7で生成された 第 2のレーザ光 12は、 光ファイノ 13、 ビームエキスパンダ 14、 集光レンズ 15を介して、 流路ブロック 2の流路 3内を流れるシ一スフ口一 4によって搬送 される粒子に集光されて照射される。 このとき、 第 1と第 2のレーザ光 8， 12 が集光される焦点位置 （高さ） は異なる。
シースフロー 4によって搬送される生物学的粒子は、 予め決められた複数の蛍 光色素または蛍光抗体によって染色されている。 そして、 入射光の前方に散乱し た前方散乱光が第 1の検出装置 21の集光レンズ 22によって集光されて光検出 器 23に入射され、 この光検出器 23によって前方散乱光に含まれる光情報が読 み取られて対応する電気信号に変換される。 第 1のレーザ光 8が照射された粒子 から出た側方散乱光と蛍光は入射光の側方に配置された第 2の検出装置 2 5の第 1の光ファイバ 2 6によって受光される。 また、 第 2のレーザ光 1 2が照射され た粒子から出た側方散乱光と蛍光は第 2の検出装置 2 5の第 2の光ファイバ 2 7 によって受光される。 そして、 第 1の光ファイバ 2 6に受光された光はファイノ コネクタ 2 8を介して第 1の分光器 3 0に送られ、 そこで複数の分光フィル夕 3 4 aによって複数の光に分解された後、 バンドバスフィル夕 3 4 bを介して光検 出器 3 5によって検出される。 このとき、 各光検出器 3 5 ( S S C , F L 1 , F L 2 , F L 3 , F L 4 ) は、 バンドパスフィル夕 3 4 bを通過した異なる波長域 の光だけを検出する。 同様に、 第 2の光ファイバ 2 7に受光された光はファイバ コネクタ 2 9を介して第 2の分光器 3 1に送られ、 そこで分光フィル夕 3 6 aに よって 2つの光に分解された後、 分解された 2つの光がバンドパスフィル夕 3 6 bを介して光検出器 3 7で検出される。 これら光検出器 3 7で検出される光の波 長域は異なる。 以上のようにして光検出器に検出された光は、 その光に含まれる 情報に対応した電気信号に変換された後、 信号処理装置 2 4に送信されて処理さ れ、 処理後の信号が粒子の生物学的性質の同定や後に説明するソーティング処理 に利用される。
I I . 流体力学的要素：
フローサイ トメ一夕の流体力学的要素を説明する。 まず、 図 2は、 フローサイ トメ一夕 1の層流形成容器 4 0と該容器 4 0の下端部に連結された流路ブロック 2を模式的に表した図である。 この図に示すように、 容器 4 0は、 概略、 上部の 大径筒部 4 1と、 下部の小径筒部 4 2と、 これらの大径筒部 4 1と小径筒部 4 2 を連結するテーパ部 4 3を同心的に備えており、 内部に層流形成室 4 4を形成し ている。 容器 4 0の上端部は、 シース液供給部 4 5にシース液供給管 4 6を介し て接続されている。 容器 4 0の天井部には容器 4 0の中心軸に沿って伸びる鞘管 4 7が固定されており、 懸濁液供給部 4 8に接続された懸濁液供給管 4 9が鞘管 4 7に挿入されている。 鞘管 4 7の内径と懸濁液供給管 4 9の外径は、 鞘管 4 7 に対して懸濁液供給管 4 9が上下に移動できるとともに鞘管 4 7に対して懸濁液 供給管 4 9が若干角度調整できるように決められている。 そのため、 鞘管 4 7と 懸濁液供給管 4 9との間には隙間が存在するが、 この隙間はゴム製の 0リング等 の適宜シール部材によってシールされている。
懸濁液供給管 4 9の懸濁液吐出口 5 0の位置を調整するために、 懸濁液供給管 4 9の上部は角度調整装置 5 1に連結されている。 この角度調整装置 5 1は、 容 器 4 0または容器 4 0を固定している基台 （図示せず） に固定されている。 角度 調整装置 5 1に採用する傾斜調整機構としては種々の技術が利用可能であるが、 例えば図 3に示すように、 懸濁液供給管 4 9を囲うように基台に設けた正方形枠 5 2に容器中心軸を挟んで対向する複数のねじ孔 5 3を設けるとともにこれらの ねじ孔 5 3にねじ 5 4を取り付け、 これらのねじ 5 4を操作することによって懸 濁液供給管 4 9の角度を調整できる機構がある。 このねじ式角度調整機構は、 鞘 管 4 7と懸濁液供給管 4 9との隙間に配置されるシール部材とともに、 懸濁液供 給管 4 9の上下方向の位置決めとして機能する。
容器 4 0の下端部に連結された流路ブロック 2は、 光を透過できる材料、 例え ば水晶、 ガラス、 溶融シリカまたは透明ブラスティックからなる群から選択され た材料で作られており、 容器中心軸と同軸上に細い流路 3が形成されている。 図 4に示すように、 流路 3は長方形の断面を有し、 長手方向の壁面 5 5 , 5 6を 方向に向け、 短手方向の壁面 5 7 , 5 8を Y方向に向け、 一方の短手方向壁面 5 7から第 1と第 2のレーザ光 8 , 1 2が入射され、 前方散乱光 5 9が対向する他 方の短手方向壁面 5 8から出射するとともに一方の長手方向壁面 5 6から蛍光 · 側方散乱光 6 0が出射するように配置される。
流路ブロック 2はまた、 図 4と図 5に拡大して示すように、 蛍光，側方散乱光 を検出する第 1と第 2の光ファイバ 2 6， 2 7を保持している。 これらの光ファ イノ 2 6 , 2 7は、 通常の光ファイバと同様に、 光を導光するコアと、 コアの周 囲を被覆するクラッドからなる。 これら第 1と第 2の光ファイバ 2 6 , 2 7の一 端面 6 1 , 6 2は、 それらの中心軸と直交する方向に加工されており、 流路 3の 長手方向壁面 5 6と所定の距離 5 g (図 4参照） をあけて、 容器中心軸と直交す る水平方向 （Y方向） に垂直に向けて配置されている。 また、 図 5に示すように、 第 1と第 2の光ファイバ 2 6， 2 7は容器中心軸方向に一列に整列して配置され ており、 上述のように第 1と第 2の光ファイバ 2 7の中心高さが第 1と第 2のレ —ザ光 1 2の入射位置 （高さ） 1 5 1， 1 5 2に一致させてある。 図 4に示すように、 流路 3の大きさ （すなわち、 寸法 dx、 dy) 、 第 1と第 2の光フアイノ^; 26, 27と流路 3との距離 （dg) は、 光ファイバ 26， 27 のコア径 （df ) 及び開口率 （NA) を考慮したうえで、 流路 3中で細胞の通過 する可能性がある楕円形の領域 63の外縁から出た光が光ファイノ 26, 27の コアに入射し得ること、 また流路 3の角部 64〜67に当たった第 1と第 2のレ 一ザ光 8， 12の散乱光がコアに入射しない条件に決められる。 これら 2つの条 件が満足されることで、 細胞から出た蛍光 '側方散乱光が確実に光ファイバ 26， 27に入射されるとともに、 角部の散乱光に起因するノイズが検出結果から除去 される。 例えば、 これら 2つの条件は、 X、 Y方向に関する領域 63の寸法 (5 x、 (5yをそれぞれ流路寸法 dx、 dyの約 1/4~ 1/10の範囲に設定すること により満足される。 具体例として、 流路 3の大きさは dx= 200〃m、 dy二 100〃mに設定される。
流路ブロック 2の製造及びこの流路プロック 2に光ファイバを固定する方法に ついて説明する。 図 5に示すように、 流路ブロック 2は、 容器下部の小径筒部 4 2に連結された上部ブロック 70と、 この上部ブロック 70の下部に連結された 下部プロック 71と、 下部プロヅク 71の下端に連結されたォリフィスプレート 72から構成されている。 これら 3つの部材は、 接着剤で接着してもよいし、 熱 を加えて熱融着してもよい。 上部ブロック 70には液体の流れる流路を小径筒部 42の内空断面から流路 3の断面まで狭くするためにテーパ流路 73が形成され ており、 下部ブロック 71に流路 3が形成されている。 また、 オリフィスプレー ト 72には、 容器中心軸と同軸的に、 検出流路 3よりも狭い流路 （オリフィス） 74が形成されている。
下部ブロック 71は複数の部材を組み合わせて構成する。 例えば、 図 6に示す ように、 まずプレート 75を用意する。 次に、 プレート 75の一方の平坦面 76 上に、 検出流路 3の長辺寸法 dxに相当する間隔をあけて、 同一の厚み （dy) を有する 2つのスペースプレート 77を酉己置し固定する。 続いて、 2つのスぺ一 スプレート 77の上に、 所定の厚み （dg) を有するカバ一プレート （仕切り 壁） 78を配置し固定する。 最後に、 カバープレート 78の上にホルダブロック 79を配置して固定する。 ホルダブロック 7 9には、 カバープレート 7 8に対向する面とこれに対向する 反対側の面とを貫通する長方形の凹部 8 0が形成されており、 この凹部 8 0にフ アイバホルダ 8 1が挿入されて固定されている。 ファイバホルダ 8 1は、 図 7 A と図 7 Bに示すように、 複数のファイバ 8 2を並列に保持するための溝 （フアイ バ収容室） 8 3が形成されたブラケット状の第 1のブロック 8 4と、 溝 8 3を覆 うプレート状の第 2のブロック 8 5からなる。 第 1と第 2のブロック 8 4 , 8 5 の大きさは、 これらのブロック 8 4， 8 5を組み合わせたときの外形が丁度凹部 8 0と一致するようにしてある。 また、 溝 8 3の大きさは、 出来るだけ隙間の無 い状態で複数の光ファイバ （少なくとも、 第 1と第 2の光ファイバ 2 6， 2 7を 含む。 ） を並列に収容できる大きさとしてある。 そして、 溝 8 3に光ファイバ 8 2を収容したファイバホルダ 8 1はホルダブロック 7 9の凹部 8 0に揷入されて 固定される。 このとき、 光ファイバの端面はカバープレート 7 8にほぼ接触させ る。 また、 必要であれば、 光ファイバ 8 2は接着剤を用いてファイバホルダ 8 1 に固定する。
高感度をもって蛍光を測定するために、 光ファイバ 2 6 , 2 7の端面とカバー プレート 7 8との間は、 空気の無い状態に保つことが好ましい。 そのため、 両者 の間には、 透明の接着剤、 オイル、 ゲルなどの充填材 8 6 (図 4参照） を充填す ることが好ましい。 また、 カバープレート 7 8を光ファイバ 2 6， 2 7 (特に、 コア） とほぼ同一の屈折率を有する材料で形成するとともに、 それらの間に充填 する透明の接着剤、 オイル、 ゲルの屈折率はカバープレート 7 8と光ファイバ 2 6 , 2 7 (特に、 コア） の屈折率とほぼ同一、 又は光ファイバ 2 6 , 2 7とカノ、" —プレート 7 8のそれぞれの屈折率のほぼ中間の屈折率であることが好ましい。 この場合、 蛍光と散乱光を効率良く光ファイバ 2 6 , 2 7に集光できる。
上述の実施例では、 複数の光ファイバ 8 2を長方形の溝 8 3に収容して固定し たが、 図 8 Aと図 8 Bに示すように、 一本の光ファイバとその周囲に配置された 6本の光ファイバとからなるファイババンドル 8 7を対応する大きさの円筒ファ ィバホルダ 8 8に挿入して固定し、 これら 7本の光ファイバのうちの 2本の光フ アイバを第 1と第 2の光ファイバ 2 6、 2 7として使用してもよい。 ただし、 本 実施例の場合、 円筒ファイバホルダ 8 8がホルダブ口ック 7 9に対して回転しな いようにするために、 円筒ファイバホルダ 8 8の外周面に突起 8 9 (または窪 み） を形成するとともにホルダプロック 7 9には対応する窪み （または突起） 〔図示せず〕 を形成して両者を係合させることが好ましい。
図 2に戻り、 容器 4 0の小径筒部 4 2には、 流路ブロック 2の下端オリフィス 7 4から吐出される液体をそれぞれが細胞を含む液滴に分離するために、 小径筒 部 4 2の外周から容器中心に向かって液体に振動を与える振動装置 9 0が固定さ れている。 この振動装置 9 0は、 小径筒部 4 2の周囲に対称に複数配置するのが 好ましい。 また、 振動装置 9 0には、 ピエゾ素子 （P Z T ) を用いるのが好まし い。
図 5に示すように、 フローサイトメ一夕 1はまた、 流路ブロック 2の下方に、 特定の粒子集団を採取するソーティング装置 9 1を備えている。 このゾーティン グ装置 9 1は、 電源回路 9 2と、 オリフィス 7 4から噴射される液体に接触する 電極 9 3と、 オリフィス 7 4の下方に該オリフィス 7 4から噴射される液体の両 側に配置された一対の導電性電極板 （偏向板） 9 4 a , 9 5 aを有する。 なお、 電極 9 3の設置場所は限定的ではなく、 流路ブロック 2内の流路を流れる液体と 接触することができればよい。 また、 電極板 9 4 a， 9 5 aは、 これに水分が付 着すると両者の間に形成される電界の分布に変化を生じる。 そのため、 これら電 極板 9 4 a， 9 5 aは多孔性の金属板で構成され、 それらの背面に吸引装置 （真 空装置） 9 4 b、 9 5 bが設けられ、 電極板 9 4 a , 9 5 aの表面に付着した液 体がそれらの背後に設けた吸引装置 9 4 b、 9 5 bで吸引されるようにしてある。 したがって、 正極性に帯電した水分粒子は、 電極板 9 4 a、 9 5 aに付着すると、 この電極板 9 4 a、 9 5 aに形成されている微小の孔を通ってその背面に移動す る。 その結果、 電極板 9 4 a , 9 5 aの間に形成される電界は安定した状態を保 つ0
このような構成によれば、 図 2に示すように、 シース液供給部 4 5から供給さ れたシース液は容器 4 0の内部を下方に向けて移動する。 単位時間当たりのシー ス液の供給量は、 容器 4 0の内部をシース液が容器中心軸を中心として層流状態 で移動するように決定する。 一方、 懸濁液供給部 4 8から供給された懸濁液は、 懸濁液供給管 4 9を介して、 層流状態で流れるシース液の中心に供給される。 こ れにより、 シース液が懸濁液の周囲を囲む円筒状の層流、 すなわち粒子を容器 4 0の中心軸に沿って一つ一つ正確に流すシースフローが形成される。 次に、 懸濁 液とシース液は、 容器 4 0のテーパ部 4 3で加速された後、 小径筒部 4 2に送ら れ、 流路ブロック 2に入ってテ一パ流路 3で再び; ¾tl速されて流路 3に入る。 図 4に示すように、 流路 3を通過する粒子は第 1と第 2のレーザ光 8 , 1 2が 照射されることにより、 前方散乱光 5 9と蛍光 ·側方散乱光 6 0を生じる。 前方 散乱光 5 9は、 第 1と第 2のレーザ光 1 2の延長上にある壁面 5 8から流路ブロ ック 2の外部に出て、 第 1の検出装置 2 1で検出される。 他方、 第 1と第 2のレ 一ザ光 8 , 1 2による蛍光 '側方散乱光 6 0は第 1と第 2の光ファイバ 2 6， 2 7にそれぞれ集光され、 第 2の検出装置 2 5で検出される。 このとき、 検出流路 3の角部 6 4〜6 7で散乱した光が第 1と第 2の光ファイバ 2 7に集光されるこ とがないので、 蛍光 '側方散乱光に含まれるノイズを最小限に抑えることができ る。 第 1の検出装置 2 1と第 2の検出装置 2 5で検出された粒子の生物学的性質 は、 電源回路 9 2 (図 5参照） に送られる。
流路 3を通過したシース液は、 オリフィス 7 4からジェット噴射される。 噴射 されたシース液は、 振動装置 9 0から容器 4 0の小径筒部 4 2に加えられた振動 によって、 それぞれに粒子を収容した液滴となる。 特に、 本実施の形態では、 振 動装置 9 0が容器 4 0の小径筒部 4 2に設けてあるので、 振動装置 9 0で発生し た振動が効率良く層流混合液に伝達され、 図 5に示すように良好に液滴 9 6に分 離される。
オリフィス 7 4から噴射されるシース液に含まれる液滴は、 電源回路 9 2から 電極 9 3に印力□される電圧によって正極性又は負極性に荷電される。 電源回路 9 2は、 信号処理装置 2 4で検出された該粒子の生物学的性質から作成された信号 に基づいて制御され、 特定の液滴のみ荷電される。 荷電された液滴 9 6は、 電極 板 9 4 a , 9 5 aの間を通過する際に偏向され、 特定の粒子だけが採取される。 また、 電極板 9 4 a、 9 5 aに付着した水分は、 背後に設けた吸引装置 9 4 b、 9 5 bによって、 多孔板で形成されたこれら電極板 9 4 a， 9 5 aを透過して吸 引装置 9 4 b、 9 5 bに吸引される。 そのため、 電極板 9 4 a， 9 5 aの間には 一定の電界が維持される。 なお、 容器 4 0または流路ブロック 2の内部で細胞が詰まった場合、 基台から 容器 4 0と流路ブロック 2を取り外し洗浄して詰まった細胞を除去する。 また、 洗浄後の容器 4 0と流路ブロック 2を再びもとの状態に組み立てる。 このとき、 流路プロック 2の検出流路中心に励起光の集光位置を一致させる必要があり、 ビ ームエキスパンダ、 集光レンズに付設された集光位置調整装置を操作し、 第 1と 第 2のレーザ光の集光位置を調整する。 しかし、 散乱光を検出する第 1及び第 2 の検出装置については、 その蛍光 ·側方散乱光を集光する手段として流路ブロッ クに固定された光ファイバを用いているので、 同様の調整はまったく不要である。 また、 上述の実施の形態では、 振動装置 9 0を容器 4 0の小径筒部 4 2に固定 し、 この小径筒部 4 2を流れる層流混合液に振動を加えたが、 図 9に示すように、 流路ブロック 2の上端に振動装置 9 0を設置し、 上下方向 （液滴の吐出方向） に 向けて振動を加えてもよい。 この場合、 液滴のきれが良くなり、 効率的に液滴が 形成される。 当然ながら、 振動装置 9 0の設置場所や加振方向に関する技術は、 本発明のフローサイ トメ一夕に限らず、 従来のフローサイ トメ一夕にも適用でき る。
さらに、 上述の実施の形態では、 容器 4 0の中心軸に沿って真っ直ぐの懸濁液 供給管 4 9を配置したが、 図 1 0に示すように、 上部を斜めに曲げた別の懸濁液 供給管 4 9を利用し、 下部直管部を容器中心軸と平行に配置した状態で、 容器 4 0に対する上部直管部の挿入量を調整することにより、 懸濁液供給管 4 9から吐 出する懸濁液の位置を調整することができる。 なお、 懸濁液 4 9の吐出口を調整 する機構については、 本発明のフローサイ トメ一夕に限らず、 他のフロ一サイ ト メ一夕にも適用できる。
さらにまた、 図 1 1に示すように、 容器 4 0の大径筒部 4 1と小径筒部 4 2の 少なくともいずれか一方にシース液を排出するドレ一ン管 9 7を接続するととも に、 シース液供給管 4 6とドレーン管 9 7を弁機構 9 8を介してシース液供給部 4 5とシース液回収部 9 9に接続し、 弁機構 9 8を操作することによって、 シー ス液供給管 4 6をシース液供給部 4 5またはシース液回収部 9 9のいずれか一方 に選択的に流体接続し、 ドレーン管 9 7をシース液供給部 4 5またはシース液回 収部 9 9のいずれか一方に選択的に流体接続するようにしてもよい。 この場合、 弁機構 9 8を操作することによって、 容器 4 0内に滞留している細胞 ' ごみ '空 気を抜き取って回収したり、 シース液の交換を行うことが自由にできる。 また、 このような細胞等を回収する配管についても、 本発明のフローサイ トメ一夕に限 らず、 他のフロ一サイ トメ一夕にも適用できる技術である。
I I I . 信号処理系：
図 1 1は、 信号処理装置 2 4の回路を示す。 図示するように、 信号処理装置 2 4は複数のアンプ 1 0 1を備えており、 第 1の検出部 2 1と第 2の検出部 2 5の 光検出器から出力された信号 （前方散乱光、 側方散乱光、 蛍光に対応する信号） がそれぞれ増幅される。 増幅された信号はパラメ一夕セレクタ 1 0 2に送信され、 予め決められた波長域のパルス波形の信号として取り出される。 パラメ一夕セレ クタ 1 0 2で取り出された信号は、 アナログ信号の状態で A/W/H演算器 1 0 3に送信され、 その面積、 幅、 高さ、 面積が計算される。 次に、 アナログ信号は A D変換器 1 0 4でデジタル信号に変換された後、 先入れ先だし （F I F O ) メモリ 1 0 5に送信されて記憶される。
上述のように、 第 2の検出部における 2つの光ファイバ 2 6 , 2 7は、 流路 3 の流れの方向に関して異なる位置に配置されている。 したがって、 一つの粒子か ら出た蛍光 ·散乱光を第 2の光ファイバ 2 7で検出する時刻は、 同一の粒子から 出た蛍光，散乱光を第 1の光ファイバ 2 6で検出する時刻よりも所定時間遅れる。 その結果、 一つの粒子について、 第 1の光ファイバ 2 6に関係する信号が F I F 0メモリ 1 0 5に入力される時間と、 第 2の光ファイバ 2 7に関係する信号が F I F Oメモリ 1 0 5に入力される時間との間に上記所定時間の差を生じる。 その ため、 F I F 0メモリ 1 0 5はタイミング制御部 1 0 6に接続されており、 上記 所定の時間遅れを考慮したタイミングをもってタイミング制御部 1 0 6から送信 される信号に基づき、 一つの粒子に関連した信号が F I F 0メモリ 1 0 5から同 時に出力される。
F I F Oメモリ 1 0 5から出力されたデジタル信号はコンペンセーシヨン回路 1 0 7に送信され、 そこで予め決められた比率をもとに各蛍光成分からその蛍光 成分に含まれていると思われる別の蛍光成分が除去される。 コンペンセ一シヨン が行われたデジタル信号は 1 o g変換/増幅回路 1 0 8に送られ、 そこで l o g 変換または増幅される。 変換または増幅されたデジタル信号は、 ホストコンビュ —夕 1 0 9とソーティング $ii御回路 1 1 0に送られる。 ホストコンビュ一夕 1 0 9に送信された信号は、 例えば粒子の生物学的性質の検出に利用される。 また、 ソーティング制御回路 1 1 0に送信された信号は、 リーティング装置における電 源回路の制御に利用される。
このように、 信号処理装置 2 4では、 パラメ一夕セレクタ 1 0 2から出力され たアナログ信号を A/WZH演算器 1 0 3でその面積、 Ψϊ、 高さ、 面積を計算し ているので、 例えば、 デジタル信号プロセッサの中でコンペンセ一シヨン回路と 1 0 g変換回路との間に A/W/H演算器を設けた場合に比べて、 分解性 '精度 の点で優れた結果が1寻られる。 また、 アンプから出力されたアナログ信号を 1 o g変換する一方、 デジタル信号プロセッサでは F I F Oメモリから出力されたデ ジ夕ル信号をコンペンセーション回路でコンペンセ一シヨンし更に A/W/H演 算器でその面積等を計算する場合には、 アナログ信号を用いた 1 o g変換の精度 が悪く、 またコンペンセーシヨンされたデジタル信号を 1 o g変換し更に再 1 0 g変換しなければならないという問題があるのに対し、 上述した信号処理装置 2 4ではそのような問題がないという利点を有する。
以上に説明した本発明のフローサイ トメ一夕では、 蛍光 ·側方散乱光を検出す るための集光手段として光ファイバを利用しているが、 前方散乱光を集光するた めの手段として光ファイバを利用することもできる。 この場合、 前方散乱光を集 光するための光ファイバも、 図 6を参照して説明した方法と同様の方法で、 流路 の近傍に固定することができる。 また、 照明部についても、 集光レンズなどの光 学機器を用いることなく、 レーザ発生器から出力された光を光ファイバを介して 流路まで導光してもよい。 この場合、 光ファイバから出力された光を集光するた めに、 この光ファイバの出光端を凸レンズ状に曲面加工するのが好ましい。 そし て、 このような構成を採用すれば、 洗浄後の光軸調整が更に簡単になる、 または まったく不要になる。
また、 上述のフローサイ トメ一夕では、 蛍光 ·側方散乱光を検出するための第 1と第 2の光ファィバを流路の片側に並列して配置したが、 流路を挟むようにし てその左右両側にそれそれ分けて配置することもできる。 以上の説明から明らかなように、 本発明に係るフローサイ トメ一夕によれば、 洗浄後の光軸調整が容易になる。 また、 高精度で生物学的粒子の生物学的性質が 検出できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 染色処理された生物学的粒子を含む液体に光を当て、 該生物学的粒子から の情報光を検出して、 該生物学的粒子の生物学的情報を得る装置 （1) において、 光を透過する材料からなり、 染色処理された生物学的試料を含む液体が流れる 流路 （3) を形成する流路形成部材 （2) と、
上記流路 (3) を流れる粒子に光を当てる照明部 （5) と、
上記粒子に当てられた光から得られる第 1の情報光を検出する第 1の検出部 (21) と、
上記粒子に当てられた光から得られる第 2の情報光を検出する第 2の検出部 (25) とを有し、
上記第 1の検出部 （21) 、 第 2の検出部 （25) の少なくともいずれか一方 は一つまたは複数の光ファイバ （26, 27) を備えており、 上記光ファイノ' (26, 27) の一端面 （61, 62) は上記情報光を集光できるように流路 (2) の近傍に配置されていることを特徴とする装置。
2. 上記流路形成部材 （2) に形成された流路は、 対向する一対の平坦な第 1 の壁面 （57， 58) と、 上記第 1の壁面 （57, 58) と直交する方向に伸び た対向する一対の平坦な第 2の壁面 （ 55, 56) によって形成された四角形の 断面を有し、
上記照明部 （ 5 ) は上記一対の第 1の壁面 （57， 58) の一方の壁面 （ 5
7) に光を入射し、
上記第 1の検出部 （21) は上記一対の第 1の壁面 （57， 58) の他方の壁 面 （58) を透過した光を検出し、
上記第 2の検出部 （25) は上記一対の第 2の壁面 （55， 56) の一方の壁 面 （56) を透過した光を検出することを特徴とする請求項 1に記載の装置。
3. 上記光ファイノ （26， 27) の一端面 （61, 62) は上記一対の第 2 の壁面 （55, 56) の一方の壁面 （56) にほぼ平行に配置されていることを 特徴とする請求項 2に記載の装置。
4. 上記流路形成部材 （ 2 ) は、 上記光ファイ ノ、" （26, 27) の一-端面 （ 6 1, 62) とこの一端面 （61， 62) が対向する壁面 （56) との間に仕切り 壁 （78) を有し、 上記仕切り壁 （78) に上記光ファイバ （26， 27) の一 端面 （61, 62) が対向して配置されていることを特徴とする請求項 2または 3のいずれかに記載の装置。
5. 上記光ファイノ （26, 27) の一端面 （61， 62) と上記仕切り壁 (78) との間には透明の充填材 (86) が充填されていることを特徴とする請 求項 4に記載の装置。
6. 上記光ファ.イノ、' （26, 27) の一端面 （61, 62) と上記仕切り壁 （ 78) との間には、 上記光ファイノ、 （26， 27) と上記仕切り壁 （78) のそ れそれの屈折率のほぼ中間の屈折率を有する透明の充填材 （86) が充填されて いることを特徴とする請求項 4に記載の装置。
7. 上記四角形の断面を有する流路 ( 3 ) は、 上記一対の第 1の壁面 （57, 58) と一対の第 2の壁面 （55, 56) が交差する角部 （64〜67) から生 じる拡散散乱光が上記光ファイバ （26, 27) に入らないように決められてい ることを特徴とする請求項 2に記載の装置。
8. 染色処理された生物学的粒子を含む液体に光を当て、 該生物学的粒子から の情報光を検出して、 該生物学的粒子の生物学的情報を得る装置において、 光を透過する材料からなり、 染色処理された生物学的試料を含む液体が流れる 流路 （3) を形成する流路形成部材 （2) と、
上記流路 (3) を流れる粒子に光を当てる照明部 （5) と、
上記粒子に当てられた光から得られる第 1の情報光を検出する第 1の検出部 (21) と、
上記粒子に当てられた光から得られる第 2の情報光を検出する第 2の検出部 (25) とを有し、
上記照明部 （5)は上記流路 (3) の中心軸方向に所定の間隔をあけた第 1の 位置 （151) と第 2の位置 （152) にそれぞれ光を集光する第 1の光学部 (6, 9， 10， 11) と第 2の光学部 （7, 13, 14, 15, 16) を有し、 上記第 1の検出部 （21) 、 第 2の検出部 （25)の少なくともいずれか一方 は第 1の光ファイバ （26) と第 2の光ファイノ （27) を備えており、 上記第 1の光ファイノ、 (26) と第 2の光ファイバ （27)の一端面 （61, 62) は 上記第 1の位置 （151) と第 2の位置 （152)で光が当てられた粒子からの 上記情報光をそれぞれ集光できるように流路 (3)の近傍に配置されていること を特徴とする装置。
9. 上記第 1の位置 (151) と第 2の位置 （ 152 )は、 第 1の位置 （ 15 1) で光を当てられた粒子からの散乱光が第 2の光ファイバ （27) に検出され ず且つ第 2の位置 （152)で光を当てられた粒子からの散乱光が第 1の光ファ ィバ （26) に検出されないように決められていることを特徴とする請求項 8に 記載の装置。
10. 一本の光ファイバの周りに六本の光ファイバを隙間無く配置したフアイ ババンドル （87) を有し、 上記ファイババンドル （87) に含まれたネ复数の光 ファイバの中から選択された 2つの光ファイバが上記第 1の光ファイバ （26) と第 2の光ファイノ (27) として使用されていることを特徴とする請求項 8ま たは 9のいずれか一に記載の装置。
11. 上記流路形成部材 （2) は、 少なくとも一つの平坦面 （76) を有する 第 1の透光部材 （75) と、 一対の平行な平坦面を有し且つ一方の平坦面を上記 第 1の透光部材 (75) と所定の間隔をあけて対向させた第 2の透光部材 （7 8) と、 第 1の透光部材 （75)の平坦面とこれに対向する第 2の透光部材 （7 8) の平坦面との間に挾持されかつ所定の間隔をあけて対向し、 上記第 1の透光 部材 （75) と第 2の透光部材 （78) とともに四角形の流路 （3) を形成する 一対の第 3の透光部材 （77) とを備えていることを特徴とする請求項 1〜10 のいずれか一に記載の装置。
12. 上記流路形成部材 （ 2 ) は、 上記第 2の透光部材 （78) の他方の平坦 面に対向する第 4の部材 （79) を備えており、 上記第 4の部材 （79) は上記 一以上の光ファイバ （26, 27) の一端を保持するファイバブロック （81) を保持していることを特徴とする請求項 11に記載の装置。
13. 上記第 1の検出部 （21) と第 2の検出部 （25) の少なくともいずれ か一方は、 上記光ファイバ （26, 27) の他端にファイバコネクタ （28， 2 9) を備えており、 このファイバコネクタ （28, 29) に上記光ファイバ （2 6, 27) を通じて送られる光をコリメ一卜するレンズ （32， 33) が収容さ れていることを特徴とする請求項 1〜12のいずれか一に記載の装置。
14. 上記第 1の検出部 （21) と第 2の検出部 （26) の少なぐともいずれ か一方は、 上記光ファイノ、' (26, 27) から出力された光を分光する分光器 (30， 31) と、 上記分光器 (30, 31) で分光された光に含まれる倩報を 読み取る複数の光検出器 （ 35 , 37) を備えていることを特徴とする請求項 1 〜13のいずれか一に記載の装置。
15. 上記複数の光検出器 （35, 37) から出力された複数のアナログ信号 の面積 ·幅 ·高さを演算する A/W/H回路 （103) と、 上記 A/W/H回路 (103) から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する A/D変換器 (104) と、 上記 A/D変換器 (104) から出力されたデジタル信号に基づ くデジタル情報を保存するとともに保存されている複数のデジタル情報を同時に 出力する先入れ先だしメモリ （105) と、 上記メモリ （105) から出力され たデジタル情報を補正するコンペンセーシヨン部 （107) と、 上記コンペンセ —シヨン部 （107) から出力されたデジタル情報を対数演算する Log演算部 (108) を有する信号処理部 （24) を備えていることを特徴とする請求項 1 4に記載の装置。
16. 上記流路 （ 3 ) の上流側に配置されて層流形成室 （44) を形成する筒 状容器 （ 40) と、
上記筒状容器 （40) の上部から上記液体の主要部を構成するシース液を供給 するシース液供給管 （46) と、
上記筒状容器 (40) の中心軸に沿って配置され、 上記粒子を含む懸濁液を上 記層流形成室 （44) の中を流れているシース液に対して供給する懸濁液供給管 (49) と、
上記懸濁液供給管 （49) の懸濁液吐出口 （50) の位置を調整する機構 ( 5
1) を備えたことを特徴とする請求項 1〜15のいずれか一に記載の装置。
17. 上記層流形成室の下部に接続されたドレーン管 （97) と、
上記シース液の供給部 （45) と、
上記シース液の回収部 （99) と、
上記シース液供給管 （46) を上記供給部 （45) または回収部 （99) のい ずれか一方に選択的に流体接続する手段 （98) と、
上記ドレーン管 （97) を上記供給部 （45) または回収部 （99) のいずれ か一方に選択的に流体接続する手段 （98) を備えた請求項 1〜16のいずれか 一に記載の装置。
18. 上記液体の流れに対してその直交方向から振動を与える手段 （ 90) を 備えていることを特徴とする請求項 1〜17のいずれか一に記載の装置。
19. 上記液体の流れに対してその流れの方向に振動 （90) を与える手段を 備えていることを特徴とする請求項 1〜17のいずれか一に記載の装置。
20. 上記流路から流出する液滴に電荷を付与する荷電手段 （93) と、 荷電された液滴の落下経路の近傍に配置され一対の偏向板 （ 94 a， 95 a) と、
上記一対の偏向板 （94 a， 95a) の間に電界を形成する電源回路 （92) を有し、
上記偏向板 （ 94 a, 95a) の少なくとも一方を多孔板で形成し、 上記多孔板の背後には上記多孑 L板の表面に付着した液滴を背面に向けて吸引す る吸引部 （94b、 95b) を設けたことを特徴とする請求項 1〜19のいずれ か一に記載の装置。
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