WO2014020686A1 - 分析装置、分析方法 - Google Patents

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WO2014020686A1
WO2014020686A1 PCT/JP2012/069412 JP2012069412W WO2014020686A1 WO 2014020686 A1 WO2014020686 A1 WO 2014020686A1 JP 2012069412 W JP2012069412 W JP 2012069412W WO 2014020686 A1 WO2014020686 A1 WO 2014020686A1
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WO
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cell
information
microchannel
time
constant
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PCT/JP2012/069412
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩司 溝上
金子　真
Original Assignee
有限会社Ｍｉｚｏｕｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｊａｐａｎ
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Publication date
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    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1456—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
    • G01N15/1459—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
    • G—PHYSICS
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    • G01N15/1484—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers microstructural devices
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    • G01N33/483—Physical analysis of biological material
    • G01N33/487—Physical analysis of biological material of liquid biological material
    • G01N33/48707—Physical analysis of biological material of liquid biological material by electrical means
    • G01N33/48721—Investigating individual macromolecules, e.g. by translocation through nanopores
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    • G01N15/14—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N2015/1493—Particle size
    • G01N2015/1495—Deformation of particles

Definitions

  • the present invention relates to an analyzer and an analysis method for analyzing physical characteristics of cells using an image obtained by passing cells through a microchannel.
  • Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 are known as conventional techniques for analyzing the physical characteristics of cells.
  • the technique of Non-Patent Document 1 is a method called a direct method, in which individual cells are taken out and analyzed for physical properties such as elasticity.
  • the technique of Non-Patent Document 2 is a method using a microchannel, and is a method of measuring the time for a cell to pass through the microchannel and treating the measured time as a value indicating physical characteristics.
  • FIG. 1 shows a configuration example of a conventional analysis system using a microchannel.
  • FIG. 2 is a diagram showing the structure of the microchannel.
  • 3A is a diagram illustrating a state in which the cell 400 is guided from the inlet-side groove 521 to the microchannel 510
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a state in which a part of the cell 400 enters the microchannel 510
  • FIG. 3D is a diagram showing a state when a part (tip) of the cell 400 reaches the end point of the microchannel 510
  • FIG. 3D is a diagram showing a state when the cell 400 moves to the outlet side groove 522.
  • the analysis system 900 includes a microchip 500, a micro-channel control unit 600, a high-speed camera 910, a high-speed processing unit 920, a recording unit 990, an information processing unit 930, and a display unit 970.
  • the microchip 500 has a microchannel 510, an inlet-side groove 521 that is wider than the microchannel formed on the inlet side of the microchannel 510, and a width that is wider than the microchannel formed on the outlet side of the microchannel 510.
  • the outlet side groove 522, the inlet side taper 531 for guiding cells from the inlet side groove 521 to the microchannel 510, and the outlet side taper 532 for guiding cells from the microchannel 510 to the outlet side groove 522 are formed.
  • the microchannel controller 600 supplies the liquid flowing through the microchannel 510 while giving a predetermined pressure difference between the inlet side groove 521 and the outlet side groove 522.
  • the high speed camera 910 captures an image of the micro flow path 510 at high speed. For example, 400 to 1000 shots are taken per second. That is, for example, images are taken at intervals of 1 ms to 2.5 ms.
  • the high speed processing unit 920 detects a change in the image of the area 911 near the entrance and the area 912 near the exit.
  • a mark 541 is shown on the image of the area 911
  • a mark 542 is shown on the image of the area 912.
  • the high-speed processing unit 920 is configured such that when a part (tip) of the cell 400 reaches the position of the mark 541 (see FIG. 3B) and when the tip of the cell 400 reaches the position of the mark 542 (see FIG. 3C). Is measured and recorded in the recording unit 990. Further, from the image when the tip of the cell 400 reaches the position of the mark 542 (see FIG.
  • the position of the end of the cell 400 is identified and the cursor 543 is aligned with the position of the end, and then the mark 542 and the cursor By measuring the distance of 543, the length of the cell 400 in the microchannel 510 is measured and recorded in the recording unit 990.
  • the direct method of examining the hardness of each cell takes time to obtain information on a large number of cells. Therefore, there is a problem that even if the cells are collected at the same time, the inspection time is different, so that a difference due to the deterioration of the cells is included in the inspection result. For example, red blood cells are rapidly deteriorated, so it is desirable to analyze them within 1 to 2 hours after blood collection. However, there is a problem that the direct method cannot increase the number of samples that can be measured.
  • the conventional analysis method using a microchannel has an advantage that the number of samples to be measured can be increased. However, it is impossible to distinguish between elasticity and viscosity considered as physical characteristics at all because only the time passing through the entire length of the microchannel and the size of the cells can be measured. Therefore, the conventional analysis method using the micro flow channel cannot perform fine analysis.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and can acquire information for obtaining a value corresponding to a physical quantity that is capable of measuring a large number of samples in a short period of time and that is generated only by elasticity.
  • An object is to provide an analysis apparatus and an analysis method.
  • the analyzer of the present invention analyzes the physical characteristics of cells using an image obtained by passing cells through a microchannel through which a liquid having a predetermined pressure difference passes.
  • the input information is data (image data) of a plurality of images indicating temporal changes of cells passing through the microchannel, which are associated with cell information that is information for identifying cells.
  • the first analyzer of the present invention includes at least a passage data acquisition unit, a cell length acquisition unit, a distinction information acquisition unit, and an analysis data recording unit.
  • the passage data acquisition unit obtains four or more pieces of passage data that is information in which the position of the tip of the cell in the microchannel and the time information are associated with each other from the image data.
  • a cell length acquisition part calculates
  • the distinction information acquisition unit distinguishes, from the passage data, a constant speed section in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation section in which the cell passes before the constant speed section. Ask for.
  • the distinction information acquisition unit obtains time information for distinguishing between a constant speed time in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation time that is a time before the constant speed time.
  • the distinction information acquisition unit may obtain both section information for distinguishing between the constant speed section and the deformation section and time information for distinguishing between the constant speed time and the deformation time.
  • the analysis data recording unit records the passage data, the cell length, and the discrimination information in association with the cell information.
  • the second analyzer of the present invention includes at least a passage data acquisition unit, a cell length acquisition unit, and an analysis data recording unit.
  • the distinction set point is set to a predetermined position in a constant velocity section in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range in the case of a cell to be analyzed.
  • the end point is set to a predetermined position near the outlet of the microchannel.
  • the passage data acquisition unit obtains passage data, which is information that associates the position of the tip of the cell in the microchannel with the time information from the image data, at least when the tip of the cell is at the distinction set point and the end point. If there is a cell tip in the cell, ask for it.
  • a cell length acquisition part calculates
  • the analysis data recording unit records passage data and a cell length in association with the cell information.
  • Both the first analyzer and the second analyzer of the present invention analyze the physical characteristics of cells using an image obtained by passing cells through a microchannel, so that a large number of samples can be measured in a short time. It is. As will be described later, in a microchannel through which a liquid to which a predetermined pressure difference is applied passes, the time required for the cell to move through the microchannel at a constant speed and a predetermined interval. Only the elasticity of the cell and the viscosity are affected. Both the first analysis device and the second analysis device of the present invention acquire information for obtaining a value corresponding to a physical quantity influenced by elasticity using this characteristic.
  • the passage data after identifying a constant velocity section or a constant velocity time from the passage data, the passage data (position and time information are associated with each other in association with the discrimination information). Information). Further, according to the second analyzer of the present invention, the constant velocity section where the velocity is constant is examined for the cell to be analyzed, and the distinction set point is determined from the range. Then, passage data (information in which position and time information are associated) between the distinction set point and the end point is recorded. Therefore, both the first analyzer and the second analyzer can acquire passage data for obtaining a value corresponding to a physical quantity determined only by the elasticity of the elasticity and viscosity of the cells.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a state in which the cell 400 is guided from the inlet-side groove 521 to the microchannel 510
  • FIG. 3B is a diagram illustrating a state in which a part of the cell 400 enters the microchannel 510
  • FIG. 3D is a diagram showing a state when a part (tip) of the cell 400 reaches the end point of the microchannel 510
  • FIG. 3D is a diagram showing a state when the cell 400 moves to the outlet side groove 522.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an analysis system according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a processing flow for acquiring image data according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of an analysis system according to a second embodiment. The figure which shows the processing flow for the data acquisition of Example 2. FIG. The figure which shows the analysis flow of Example 2.
  • FIG. 4 shows a state when cells enter the microchannel.
  • FIG. 5 shows a state in which cells move through the microchannel.
  • the force F required when an individual deforms includes a force due to elasticity depending on the amount of deformation and a force due to viscosity depending on a change in the amount of deformation.
  • the spherical cell 400-1 enters the microchannel 510, it invades while deforming (the amount of deformation changes) like the cell 400-2 in FIG. At this time, both elastic force and viscous force are generated from the cell 400-2. And if it penetrates into the micro channel 510 like the cell 400-3 in FIG. 4, the amount of deformation hardly changes. It will be described that when the movement starts at a constant speed in this state, viscosity is not included in the element that determines the speed.
  • the cross section of the microchannel is circular and the symbols are defined as follows.
  • b Diameter of the cross section of the microchannel
  • d Length that the cell travels in the microchannel after the constant velocity (distance from mark 551 to mark 552 in FIG.
  • the film thickness h of the liquid is smaller as the force of the cells to return to the original shape is larger, and is larger as the force of returning the cells is smaller.
  • the force with which a cell tries to return to its original shape increases as the spring constant of the cell increases, and increases as the cell diameter increases when no force is applied. That means h ⁇ 1 / F ⁇ 1 / KD (4)
  • ⁇ is a symbol indicating that the right side increases as the left side increases, and the right side decreases as the left side decreases.
  • U ⁇ 1 / KD (5) It turns out that it is.
  • Neither the expression (3) nor the expression (5) includes the cell damping coefficient M.
  • the velocity U of the cell when moving at a constant speed is a physical quantity that depends on the elasticity of the cell but does not depend on the viscosity of the cell.
  • T d / U (6)
  • T f (KD) (7) It becomes.
  • f (KD) is a function indicating that T increases as KD increases. That is, the time T during which a cell moving at a constant speed moves a predetermined distance is also a physical quantity that depends on the elasticity of the cell but does not depend on the viscosity of the cell.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between time and position when cells pass through the microchannel.
  • the horizontal axis of FIG. 6 shows the time when the time of the state of FIG. 3B is 0 ms, and the vertical axis is the position of the tip of the cell (passing distance) when the passing distance of the state of FIG. 3B is 0 ⁇ m. Is shown.
  • the time between the point A and the point B in FIG. 6 is the time (deformation time) or interval (deformation interval) until the cell enters the microchannel and the shape is stabilized. Affected by both viscosity and viscosity.
  • a point B to a point C is a time (constant speed time) or a section (constant speed section) in which the cell shape is stably moved at a constant speed.
  • T all t a2 (D, K, M) (9)
  • ta2 is a function having (D, K, M) as variables.
  • the influence of D can be considered by measuring L. .
  • the influence of the cell spring constant K (elasticity) and the cell damping coefficient M (viscosity) cannot be distinguished.
  • the diameter of the cell when no force is applied by measuring the cell length L while keeping the damping coefficient ⁇ of the liquid flowing through the microchannel and the pressure difference P applied to the liquid at both ends of the microchannel constant.
  • a physical quantity for example, speed, time to move through a predetermined interval, etc.
  • K elasticity
  • the value corresponding to the physical quantity is a value that includes the physical quantity itself and corresponds to the physical quantity on a one-to-one basis. For example, there is a value obtained by multiplying a reciprocal of speed or a constant in speed.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining that the characteristics of cell elasticity and viscosity can be understood from the relationship between elapsed time and passage distance.
  • the cells 401, 402, and 403 have substantially the same cell length L.
  • the cell 401 has a deformation time (or deformation section) from point A to point B1, and a constant speed time (or constant speed section) from point B1 to point C1.
  • the cell 402 has a deformation time (or deformation section) from point A to point B2, and a constant speed time (or constant speed section) from point B2 to point C2.
  • the cell 403 has a deformation time (or deformation interval) from point A to point B3, and a constant velocity time (or constant velocity interval) from point B3 to point C2.
  • the cell 401 and the cell 402 have almost the same change in deformation time (or deformation section), and the cell 402 has a steeper slope (or faster speed) in the constant speed time (or constant speed section). Therefore, it can be seen that the forces due to the effects of both elasticity and viscosity are equivalent, and the elasticity of the cell 402 is lower than that of the cell 401. The viscosity of the cell 402 is considered higher.
  • the time for passing through all the sections is the same. That is, in the conventional analysis method, the cell 402 and the cell 403 are determined to have the same cell length and total passage time. On the other hand, if analyzed as described above, the cell 402 has lower elasticity and higher viscosity than the cell 403. Thus, if the influence of elasticity and viscosity can be distinguished, the physical characteristics of the cell can be evaluated more finely. Such an analysis can be performed by obtaining information on the position and time when the cells move at a constant speed.
  • FIG. 8 shows a configuration example of the analysis system of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a processing flow for acquiring image data of the first embodiment
  • FIG. 10 is an analysis flow of the first embodiment.
  • the analysis system 10 includes a microchip 500, a microchannel control unit 600, a high-speed camera 710, a high-speed processing unit 730, and the analysis device 100.
  • the microchip 500 is the same as the conventional one, and is formed on the microchannel 510, the inlet-side groove 521 that is wider than the microchannel formed on the inlet side of the microchannel 510, and on the outlet side of the microchannel 510.
  • the outlet side groove 522 is wider than the micro channel, the inlet side taper 531 guides cells from the inlet side groove 521 to the micro channel 510, and the outlet side taper 532 guides cells from the micro channel 510 to the outlet side groove 522 (see FIG. (See FIG. 2).
  • the microchannel 510 has a length that can sufficiently secure a section in which the speed is constant for any cell to be analyzed.
  • the microchannel controller 600 supplies the liquid flowing through the microchannel 510 while giving a predetermined pressure difference between the inlet side groove 521 and the outlet side groove 522.
  • the high-speed camera 710 captures a plurality of images of the microchannel 510 at high speed. For example, 400 to 1000 shots are taken per second.
  • the high-speed processing unit 730 uses a plurality of captured images, cell information (for example, patient ID number, date of collection), and time information (for example, what number of images is used) to identify cells. Are recorded in the image data recording unit 190 as image data (S730).
  • the analysis apparatus 100 includes a passage data acquisition unit 110, a cell length acquisition unit 120, a discrimination information acquisition unit 130, a constant velocity section speed calculation unit 140, an analysis data recording unit 180, a display unit 170, and an image data recording unit 190.
  • the display unit 170 and the image data recording unit 190 may be provided inside the analysis apparatus 100 or may be provided outside.
  • the analysis flow it is data of a plurality of images indicating temporal changes of the cells passing through the microchannel, which are associated with cell information that is information for identifying the cells recorded in the image data recording unit 190.
  • Image data is input information.
  • the passage data acquisition unit 110 obtains four or more passage data, which is information in which the position of the tip of the cell in the microchannel 510 is associated with the time information, from the image data, and associates the cell data with the analysis data recording unit. It records in 180 (S110).
  • step S110 it is desirable that detailed analysis can be performed by obtaining passage data for each image. Therefore, the number of passage data of the analysis apparatus 100 of the first embodiment is four or more, which is less than the number of images included in the image data. However, this embodiment can be applied if four or more pieces of passage data are obtained.
  • the cell length acquisition unit 120 obtains the cell length, which is the length of the cell in the microchannel 510, from the image data, and records it in the analysis data recording unit 180 in association with the cell information (S120).
  • the cell length may be obtained from one image in which the cell tip is at a predetermined position (for example, end point) in the image data.
  • the distinction information acquisition unit 130 distinguishes, from the passage data, a constant speed section in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation section in which the cell passes before the constant speed section. Information is obtained (S130). Alternatively, the distinction information acquisition unit 130 obtains time information for distinguishing between a constant speed time in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation time that is a time before the constant speed time. (S130). Of course, the distinction information acquisition unit 130 may obtain both section information for distinguishing between the constant speed section and the deformation section and time information for distinguishing the constant speed time and the deformation time.
  • the speed is within a predetermined fluctuation range may be determined in consideration of measurement and calculation errors.
  • N pieces of passage data are used and the speed between them is obtained using adjacent passage data, N-1 pieces of speed are obtained. Since there are at least four passage data, there are at least three velocity data. If at least two sections close to the end point have substantially the same speed, these sections may be set as constant speed sections. If there is a possibility that some cells may not become constant velocity within the range of the micro flow channel 510, and the speeds in the two sections close to the end point are not the same, the data of the cells are not used ( Or just use it).
  • the analysis data recording unit 180 records passage data, cell length, and distinction information in association with the cell information.
  • the constant speed section speed calculation unit 140 obtains a constant speed section speed that is a speed in the constant speed section or a value corresponding to the constant speed section speed (for example, the reciprocal of the constant speed section speed) and stores the cell in the analysis data recording section 180. Recording is performed in association with the information (S140).
  • the constant velocity section speed When the constant velocity section speed is obtained, it may be divided by the time required to pass the distance between the position that is the boundary between the deformation section and the constant speed section (or the deformation time and the constant speed time) and the end point position. Or you may obtain
  • the value corresponding to the constant speed section speed is not only the reciprocal of the constant speed section speed, but also a value corresponding to a predetermined constant speed section speed, such as a value obtained by multiplying the constant speed section speed by a constant. If it is.
  • the display unit 170 displays the information recorded in the analysis data recording unit 180 in a format requested by the operator. For example, a set of a plurality of cell lengths and constant velocity intervals having a predetermined condition or a set of values corresponding to a plurality of cell lengths and a constant velocity interval (for example, the reciprocal of the constant velocity intervals) is displayed simultaneously.
  • the “predetermined condition” is a condition for selecting data to be displayed simultaneously. For example, under the condition that the same person is determined, past data and current data of the same person can be displayed at the same time, so that the progress of the same person can be confirmed.
  • the data of the subject subject to analysis can be compared with the data of the healthy subject.
  • the constant velocity section speed is displayed as “a set of cell length and constant speed section speed”.
  • the display unit 170 may display a set of elapsed time and passage distance so that it can be determined whether it belongs to the deformation section or the constant speed section.
  • the “passing distance” is a position difference based on a predetermined position of the micro flow path 510.
  • the “predetermined position” may be the starting point of the microchannel 510, but is not limited thereto.
  • the “elapsed time” is a time based on the time when the position of the tip of the cell that has entered the microchannel 510 is a predetermined position.
  • FIG. 11 shows experimental results using 18 red blood cells.
  • the horizontal axis represents the elapsed time after passing through the starting point of the microchannel, and the vertical axis represents the passing distance from the starting point of the microchannel.
  • Saline diluted about 50 times was used as the liquid passing through the microchannel.
  • ⁇ indicates belonging to a constant speed section (or constant speed time), and ⁇ indicates belonging to a deformation section (or deformation time). From this figure, it is understood that there is a deformation section (or deformation time) and a constant speed section (or constant speed time) for each cell as explained in principle.
  • the display unit 170 can display the set of elapsed time and passage distance so that it can be determined whether it belongs to the deformation section or the constant speed section, the elasticity and viscosity of the cell as described with reference to FIG. It is easy to evaluate the height.
  • FIG. 12 shows the results of examining the relationship between the total transit time obtained from the image data of 18 red blood cells and the cell length.
  • FIG. 13 shows the result of examining the relationship between the constant velocity interval speed and the cell length obtained from the image data of 18 red blood cells, which is the same as FIG.
  • the speed and time of the cell moving through the microchannel are the size of the cell (corresponding to the cell length), the elasticity of the cell, the viscosity of the cell, the viscosity of the liquid flowing through the microchannel, Depends on the pressure difference applied to the liquid. In the experiment, the viscosity of the liquid and the pressure difference applied to the liquid are the same for all 18 cells.
  • the speed and time of the cell moving through the microchannel are determined by the cell length, cell elasticity, and cell viscosity. 12 and 13, the correlation coefficient with the cell length is examined, but the correlation coefficient with the cell length is smaller than 1 because it is also affected by the elasticity and viscosity of the cell. From the result of FIG. 12, the correlation coefficient between the total transit time and the cell length is 0.35, and from the result of FIG. 13, the correlation coefficient between the reciprocal of the uniform velocity and the cell length is 0.59. It can be seen that the correlation coefficient with the reciprocal of the constant velocity section velocity is larger than the correlation coefficient with the total transit time.
  • FIG. 13 shows that the cell located in the upper part of the figure has a high elasticity because of its low speed. That is, the display unit 170 displays a set of a plurality of cell lengths and constant velocity section speeds associated with a plurality of cell information, or a value corresponding to the plurality of cell lengths and the constant velocity section speed (for example, the reciprocal of the constant velocity section speed). ) At the same time and with a difference in color, shape of mark, etc. so that cell information can be identified, it is easy to distinguish cells with high elasticity and cells with low elasticity.
  • the analyzer 100 of Example 1 analyzes the physical characteristics of cells using an image obtained by passing cells through a microchannel, it is possible to measure a large number of samples in a short time.
  • a microchannel through which a liquid having a predetermined pressure difference passes the speed of the cell moving at a constant speed in the microchannel and the time required to move the predetermined interval Only elasticity of elasticity and viscosity affects it.
  • the analysis apparatus 100 acquires information for obtaining a value corresponding to the physical quantity influenced by elasticity using this characteristic. Specifically, according to the analysis apparatus 100, after identifying a constant velocity section or constant velocity time from the passage data, the passage data (information in which position and time information are associated) is recorded in association with the discrimination information. ing.
  • the analysis apparatus 100 can acquire passage data for obtaining a value corresponding to a physical quantity determined only by the influence of elasticity among cell elasticity and viscosity. Further, if the passage data to be acquired is increased, the influence of viscosity can be easily analyzed.
  • red blood cells were used in the experiments shown in FIGS. 11, 12, and 13, the present invention analyzes the physical characteristics of the cells. Therefore, if the microchannel is designed so that it can be adapted to the cells to be analyzed, it can be applied not only to red blood cells but also to other cells.
  • FIG. 14 the structural example of the analysis system of Example 1 modification is shown.
  • FIG. 15 is a diagram showing a processing flow for data acquisition
  • FIG. 16 is a diagram showing an analysis flow.
  • the analysis system 20 includes a microchip 500, a microchannel controller 600, a high-speed camera 710, and an analyzer 200.
  • the analyzer 200 is different from the first embodiment in that the analyzer 200 also includes a high-speed processing unit 230 having a passage data acquisition unit 210 and a cell length acquisition unit 220.
  • the high-speed processing unit 230, the distinction information acquisition unit 130, and a constant velocity interval velocity calculation Unit 140, analysis data recording unit 180, and display unit 170 are examples of the analysis data recording unit 180, and display unit 170.
  • Example 1 image data was first acquired and recorded, and passage data and cell length were obtained from the image data. In this modification, passage data and cell length are obtained while acquiring image data. To realize this modification, the high-speed processing unit 230 that is faster than the high-speed processing unit 730 of the first embodiment is required. If a sufficiently high speed processor is used, this modification can be executed.
  • the high speed processing unit 230 receives a plurality of images associated with cell information and time information, which are information for identifying cells (S230).
  • the passage data acquisition unit 210 obtains four or more pieces of passage data, which is information in which the position of the tip of the cell in the microchannel 510 is associated with time information, from the image data that is data of a plurality of images, and cell information And recorded in the analysis data recording unit 180 (S210).
  • the cell length acquisition unit 220 obtains the cell length, which is the length of the cell in the microchannel 510, from the image data, and records it in the analysis data recording unit 180 in association with the cell information (S220).
  • the distinction information acquisition unit 130 distinguishes from the passage data a constant velocity section where the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation section where the cell passes before the constant velocity section. Section information to be obtained is obtained (S130). Alternatively, the distinction information acquisition unit 130 obtains time information for distinguishing between a constant speed time in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation time that is a time before the constant speed time. (S130). Of course, the distinction information acquisition unit 130 may obtain both section information for distinguishing between the constant speed section and the deformation section and time information for distinguishing the constant speed time and the deformation time.
  • the constant velocity section velocity calculation unit 140 obtains a constant velocity section speed, which is a speed in the constant velocity section, from the distance of the constant velocity section and the time during which the tip of the cell passes through the constant velocity section.
  • the constant velocity section speed is also recorded in association with the information (S140). Since the processing in step S170 is the same as that in the first embodiment, description thereof is omitted.
  • This modification only changes the sharing of the processing flow for acquiring data and the processing flow for analysis, and the overall processing flow is the same as that of the first embodiment. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
  • Example 1 four or more passage data were obtained.
  • Example 2 if two or three passage data are obtained, physical data that is not affected by the viscosity of the cell can be used even if two or three passage data are obtained. It is shown that the obtained value can be obtained.
  • FIG. 17 is a diagram in which the start point, the distinction set point, and the end point are displayed in FIG.
  • the start point is a position determined near the inlet of the microchannel 510
  • the end point is a position determined near the outlet of the microchannel 510.
  • the distinction set point is a position determined in advance from a constant velocity section in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range if it is a cell to be analyzed.
  • FIG. 18 shows the relationship between the elapsed time and the passage distance that can be found when the passage data is obtained from the start point, the distinction set point, and the end point. It is assumed that the cells 401, 402, and 403 shown in FIG. At this time, if at least the passing data at the distinction set point and the end point is known, the speed between them can be known, so the constant speed section speed can be obtained. Therefore, the elasticity of cells can be evaluated. This is the same as in the first embodiment. If the passage data at the start point is also known, the elapsed time from the start point to the distinction set point and the average speed can be found. These are affected not only by elasticity but also by viscosity. If the elapsed time from the start point to the distinction set point and the average speed are known after knowing the constant velocity speed, a certain degree of viscosity can be evaluated.
  • the elasticity of cells is considered to be almost the same. Since the slope from point A to point D1 is smaller than the slope from point A to point D3, it can be seen that the viscosity of cell 401 is higher than the viscosity of cell 403. Further, since the slope from the point D2 to the point C2 is larger than the slope from the point D3 to the point C2, it can be seen that the elasticity of the cell 402 is lower than the elasticity of the cell 403.
  • the distinction set point is a cell to be analyzed, set the velocity at the tip of the cell within a constant velocity range within a predetermined fluctuation range, and obtain passage data at the distinction set point and the end point.
  • a value corresponding to a physical quantity capable of evaluating at least the elasticity of the cell can be obtained.
  • the passage data at the starting point is also obtained, a value corresponding to a physical quantity that can be evaluated to some extent with respect to viscosity can be obtained.
  • FIG. 19 shows a configuration example of the analysis system of the second embodiment.
  • FIG. 20 is a processing flow for data acquisition according to the second embodiment
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an analysis flow according to the second embodiment.
  • the analysis system 30 according to the second embodiment includes a microchip 500, a microchannel controller 600, a high-speed camera 810, and an analyzer 300.
  • the analysis apparatus 300 includes a high-speed processing unit 330, an analysis data recording unit 390, an information processing unit 340, and a display unit 170.
  • the high-speed processing unit 330 includes a passage data acquisition unit 310 and a cell length acquisition unit 320.
  • the microchip 500 is the same as the conventional one, and is formed on the microchannel 510, the inlet-side groove 521 that is wider than the microchannel formed on the inlet side of the microchannel 510, and on the outlet side of the microchannel 510.
  • the outlet side groove 522 is wider than the micro channel
  • the inlet side taper 531 guides cells from the inlet side groove 521 to the micro channel 510
  • the outlet side taper 532 guides cells from the micro channel 510 to the outlet side groove 522 (see FIG. (See FIG. 2).
  • the microchannel 510 has a length that can sufficiently secure a section in which the speed is constant for any cell to be analyzed.
  • the high-speed camera 810 captures images of at least the area 812 near the distinction set point and the area 813 near the end point at high speed. Note that an image of the region 811 near the start point may be taken, or an image of the entire microchannel 510 may be taken. In order to measure the cell length, the region 812 or the region 813 is set to a range longer than the cell length along the microchannel 510. Further, as in the conventional example, marks indicating the start point, the distinction set point, and the end point may be provided on the image.
  • the high-speed processing unit 330 selects, from the image data, an image when at least the tip of the cell is a distinction set point and an image when it is the end point (S330). Then, the passage data acquisition unit 310 associates the passage data when the tip of the cell is at the distinction set point and the tip of the cell at the end point (corresponding to the position and time information of the tip of the cell in the microchannel 510). And is recorded in the analysis data recording unit 390 in association with the cell information that is information for identifying the cell (S310). The high-speed processing unit 330 also selects an image when the tip of the cell is the start point, and the passage data acquisition unit 310 also acquires passage data when the tip of the cell is at the start point, and is information that identifies the cell.
  • the data may be recorded in the analysis data recording unit 390 in association with certain cell information.
  • the high-speed processing unit 330 also selects an image when the cell is in another position (particularly between the start point and the distinction set point), and the passage data acquisition unit 310 also acquires the passage data at that time, and the cell May be recorded in the analysis data recording unit 390 in association with cell information, which is information for identifying.
  • the cell length acquisition unit 320 obtains the cell length that is the length of the cell in the microchannel 510 from the image data, and records it in the analysis data recording unit 390 in association with the cell information that is information for identifying the cell ( S320). Specifically, the cell length may be obtained from an image when the tip of the cell selected by the high-speed processing unit 330 is the distinction set point or an image when it is the end point.
  • the information processing unit 340 obtains a constant velocity interval speed or a value corresponding to the constant velocity interval velocity (for example, constant velocity interval velocity) from the passage data when the cell tip is at the distinction set point and the cell tip is at the end point. Is obtained) (S340). Then, the display unit 170 displays a set of a plurality of cell lengths and constant velocity section speeds associated with a plurality of pieces of cell information having a predetermined condition, or a set of values corresponding to the plurality of cell lengths and the constant speed section speeds. It is displayed (S170).
  • a constant velocity interval speed or a value corresponding to the constant velocity interval velocity for example, constant velocity interval velocity
  • the display unit 170 simultaneously displays a set of a plurality of cell lengths and constant velocity section speeds associated with a plurality of cell information, or a set of values corresponding to a plurality of cell lengths and constant velocity section speeds, and a color or mark. If it is displayed so that the cell information can be identified by making a difference depending on the shape of the cell, it is easy to distinguish cells with high elasticity from cells with low elasticity. Further, when the passage data at the start point and the passage data at other points are also acquired, the display unit 170 may display a plurality of sets of elapsed time and passage distance having a predetermined condition. The “specified conditions” are the same as those in the first embodiment. Further, the starting point at this time may be used as a reference, or a plurality of sets of elapsed time and passage distance may be displayed using the distinction set point as a reference.
  • the analysis apparatus 300 analyzes the physical characteristics of the cells using the image obtained by passing the cells through the micro flow path, it is possible to measure a large number of samples in a short time.
  • a microchannel through which a liquid having a predetermined pressure difference passes, the speed of the cell moving at a constant speed in the microchannel and the time required to move the predetermined interval Only elasticity of elasticity and viscosity affects it.
  • the analysis apparatus 300 acquires information for obtaining a value corresponding to the physical quantity influenced by elasticity using this characteristic. Specifically, according to the analysis apparatus 300, the constant velocity section where the velocity is constant is examined for a cell to be analyzed, and a distinction set point is determined from the range. The distinction set point and end point passage data (information that associates position and time information) are recorded. Therefore, the analysis device 300 can acquire passage data for obtaining a value corresponding to a physical quantity determined only by the influence of elasticity among cell elasticity and viscosity.
  • the passage data acquisition unit 310 obtains passage data also at one or more points between the start point and the distinction set point. Then, the information processing unit 340 distinguishes, from the passage data, a constant speed section in which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and a deformation section in which the cell passes before the constant speed section. Obtain time information to distinguish information or the constant velocity time at which the velocity of the tip of the cell is constant within a predetermined fluctuation range and the deformation time that is the time before the constant velocity time. Use distinction information.
  • the analysis data recording unit 390 further records the discrimination information in association with the cell information. By processing in this way, it becomes easy to analyze the influence of viscosity as in the first embodiment.

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Abstract

　短時間で多数のサンプルの計測が可能であり、かつ、少なくとも細胞の弾性だけで生じる物理量に対応した値を求めるための情報を取得する。マイクロ流路に細胞を通過させた画像データを用い、細胞の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データと細胞長を取得する。そして、通過データから等速区間または等速時間を識別した上で、区別情報も関連付けて通過データを記録する。もしくは、分析対象の細胞であれば速度が一定になっている等速区間を調べておき、その範囲の中の点である区別設定点と終点との通過データを記録する。

Description

分析装置、分析方法
　本発明は、マイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて細胞の物理的な特性を分析する分析装置、分析方法に関する。
　細胞の物理的な特性を分析する従来技術として、非特許文献１や非特許文献２の技術が知られている。非特許文献１の技術は直接法と呼ばれる方法であり、１つ１つの細胞を取り出し、弾性などの物理的な特性を分析する。非特許文献２の技術はマイクロ流路を使った方法であり、細胞がマイクロ流路を通過する時間を計測し、計測した時間を物理的な特性を示す値として扱う方法である。
　図１に、マイクロ流路を用いた従来の分析システムの構成例を示す。図２はマイクロ流路の構造を示す図である。図３Ａは細胞４００が入口側溝５２１からマイクロ流路５１０に導かれる様子を示す図、図３Ｂは細胞４００の一部がマイクロ流路５１０に入ったときの様子を示す図、図３Ｃは細胞４００の一部（先端）がマイクロ流路５１０の終点に到達したときの様子を示す図、図３Ｄは細胞４００が出口側溝５２２に移動したときの様子を示す図である。
　分析システム９００は、マイクロチップ５００、マイクロ流路制御部６００、高速カメラ９１０、高速処理部９２０、記録部９９０、情報処理部９３０、表示部９７０を備える。マイクロチップ５００は、マイクロ流路５１０、マイクロ流路５１０の入口側に形成されたマイクロ流路よりも幅の広い入口側溝５２１、マイクロ流路５１０の出口側に形成されたマイクロ流路よりも幅の広い出口側溝５２２、入口側溝５２１からマイクロ流路５１０に細胞を導く入口側テーパ５３１、マイクロ流路５１０から出口側溝５２２に細胞を導く出口側テーパ５３２で形成される。マイクロ流路制御部６００は、マイクロ流路５１０内を流す液体を、入口側溝５２１と出口側溝５２２との間に所定の圧力差を与えながら供給する。高速カメラ９１０は、マイクロ流路５１０の画像を高速に撮影する。例えば、１秒間に４００～１０００回撮影する。つまり、例えば、１ｍｓ間隔～２．５ｍｓ間隔で画像を撮影する。
　高速処理部９２０は、入口近傍の領域９１１と出口近傍の領域９１２の画像の変化を検出する。領域９１１の画像上には印５４１が示され、領域９１２の画像上には印５４２が示されている。そして、高速処理部９２０は、細胞４００の一部（先端）が印５４１の位置に来た時（図３Ｂ参照）と、細胞４００の先端が印５４２の位置に来た時（図３Ｃ参照）の時間差を測定し、記録部９９０に記録する。また、細胞４００の先端が印５４２の位置に来た時（図３Ｃ参照）の画像から、細胞４００の終端の位置を識別してカーソル５４３を終端の位置に揃えた上で、印５４２とカーソル５４３の距離を計測することでマイクロ流路５１０内での細胞４００の長さを計測し、記録部９９０に記録する。
Ewa P. Wojcikiewicz, Xiaohui Zhang, and Vincent T. Moy, "Force and Compliance Measurements on Living Cells Using Atomic Force Microscopy (AFM)", Biological Procedures Online, Vol.6 No.1, pp.1-9, January 15, 2004. Kosuke Tsukada, Eiichi Sekizuka, Chikara Oshio, and Haruyuki Minamitani, "Direct Measurement of Erythrocyte Deformability in Diabetes Mellitus with a Transparent Microchannel Capillary Model and High-Speed Video Camera System", Microvascular Research 61, pp.231-239, 2001.
　しかしながら、１つ１つの細胞に対して硬さなどを調べる直説法は、多数の細胞の情報を得るまでに時間がかかる。そのため、同時に採取した細胞であっても検査する時間が異なることで、細胞の劣化による違いが検査結果に含まれてしまうという課題がある。例えば、赤血球は劣化が速いので、採血から１～２時間で分析することが望ましい。しかし、直接法では計測できるサンプル数を多くできないという課題がある。
　一方、マイクロ流路を用いた従来の分析方法は、計測するサンプル数を多くできるメリットがある。しかし、計測できるのが、マイクロ流路全長を通過する時間と細胞の大きさだけのため、物理的な特性として考えられる弾性と粘性とをまったく区別できない。したがって、マイクロ流路を用いた従来の分析方法は、きめ細かな分析ができない。
　本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、短時間で多数のサンプルの計測が可能であり、かつ、少なくとも弾性だけで生じる物理量に対応した値を求めるための情報を取得する分析装置、分析方法を提供することを目的とする。
　本発明の分析装置は、所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて、細胞の物理的な特性を分析する。入力情報は、細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けられた、マイクロ流路を通過する細胞の時間的な変化を示す複数の画像のデータ（画像データ）である。
　本発明の第１の分析装置は、少なくとも通過データ取得部、細胞長取得部、区別情報取得部、分析データ記録部を備える。通過データ取得部は、画像データから、マイクロ流路内の細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを４つ以上求める。細胞長取得部は、画像データから、マイクロ流路内での細胞の長さである細胞長を求める。区別情報取得部は、通過データから、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と、細胞が等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報を求める。または、区別情報取得部は、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と、等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求める。なお、区別情報取得部は、等速区間と変形区間とを区別するための区間情報と、等速時間と変形時間とを区別するための時間情報の両方を求めてもよい。分析データ記録部は、細胞情報に関連付けて通過データと細胞長と区別情報とを記録する。
　本発明の第２の分析装置は、少なくとも通過データ取得部、細胞長取得部、分析データ記録部を備える。第２の分析装置では、区別設定点を、分析対象の細胞であれば細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間の中からあらかじめ定めた位置とする。また、終点を、マイクロ流路の出口付近にあらかじめ定めた位置とする。そして、通過データ取得部は、画像データから、マイクロ流路内の細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを、少なくとも区別設定点に細胞の先端があるときと終点に細胞の先端があるときは求める。細胞長取得部は、画像データから、マイクロ流路内での細胞の長さである細胞長を求める。分析データ記録部は、細胞情報に関連付けて通過データと細胞長とを記録する。
　本発明の第１の分析装置も第２の分析装置も、マイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて細胞の物理的な特性を分析するので、短時間で多数のサンプルの計測が可能である。そして、後述するように、所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路においては、細胞がマイクロ流路を等速で移動するときの速度および所定の間隔を移動するために要する時間には、細胞の弾性と粘性のうちの弾性のみが影響を与える。本発明の第１の分析装置も第２の分析装置も、この特性を利用して弾性が影響を与える物理量に対応した値を求めるための情報を取得する。具体的には、本発明の第１の分析装置によれば、通過データから等速区間または等速時間を識別した上で、区別情報も関連付けて通過データ（位置と時間の情報を対応させた情報）を記録している。また、本発明の第２の分析装置によれば、分析対象の細胞であれば速度が一定になっている等速区間を調べておき、その範囲の中から区別設定点を決めておく。そして、区別設定点と終点との通過データ（位置と時間の情報を対応させた情報）を記録している。したがって、第１の分析装置も第２の分析装置も、細胞の弾性と粘性のうちの弾性の影響だけで決まる物理量に対応した値を求めるための、通過データを取得できる。
マイクロ流路を用いた従来の分析システムの構成例を示す図。 マイクロ流路の構造を示す図。 図３Ａは細胞４００が入口側溝５２１からマイクロ流路５１０に導かれる様子を示す図、図３Ｂは細胞４００の一部がマイクロ流路５１０に入ったときの様子を示す図、図３Ｃは細胞４００の一部（先端）がマイクロ流路５１０の終点に到達したときの様子を示す図、図３Ｄは細胞４００が出口側溝５２２に移動したときの様子を示す図である。 細胞がマイクロ流路に侵入するときの様子を示す図。 細胞がマイクロ流路を移動するときの様子を示す図。 細胞がマイクロ流路を通過するときの時間と位置の関係を示す図。 経過時間と通過距離の関係から細胞の弾性と粘性の特徴が分かることを説明するための図。 実施例１の分析システムの構成例を示す図。 実施例１の画像データを取得する処理フローを示す図。 実施例１の分析フローを示す図。 １８個の赤血球を用いた実験結果の経過時間と通過距離の関係を示す図。 １８個の赤血球の画像データから求めた全通過時間と細胞長との関係を調べた結果を示す図。 １８個の赤血球の画像データから求めた等速区間速度と細胞長との関係を調べた結果を示す図。 実施例１変形例の分析システムの構成例を示す図。 実施例１変形例のデータ取得のための処理フローを示す図。 実施例１変形例の分析フローを示す図。 図７に始点、区別設定点、終点を表示した図。 始点と区別設定点と終点で通過データを求めたときに分かる経過時間と通過距離の関係を示す図。 実施例２の分析システムの構成例を示す図。 実施例２のデータ取得のための処理フローを示す図。 実施例２の分析フローを示す図。
＜本発明の原理＞
　まず、所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路においては、細胞がマイクロ流路を等速で移動するときの速度および所定の間隔（一定の距離）を移動するために要する時間には、細胞の弾性と粘性のうちの弾性のみが影響を与えることを説明する。図４に細胞がマイクロ流路に侵入するときの様子を示す。図５に細胞がマイクロ流路を移動するときの様子を示す。
　個体が変形するときに必要な力Ｆには、変形量に依存する弾性による力と変形量の変化に依存する粘性による力がある。球形の細胞４００－１がマイクロ流路５１０に入るときは、図４の細胞４００－２のように変形しながら侵入する（変形量が変化する）。このときは、弾性による力と粘性による力の両方が細胞４００－２から生じる。そして、図４の細胞４００－３のようにマイクロ流路５１０に侵入してしまうと、変形量はほとんど変化しなくなる。この状態で等速に移動し始めたとき、その速度を決定する要素に粘性が含まれないことを説明する。
　原理の説明を簡単にするため、マイクロ流路の断面は円形とし、記号を以下のように定める。
　ｂ：マイクロ流路の断面の直径
　ｄ：細胞が等速になってからマイクロ流路内を進む長さ（図５中の印５５１から印５５２までの距離）
　ｈ：細胞とマイクロ流路との隙間の間隔（液体の膜厚）
　μ：マイクロ流路を流れる液体のダンピング係数
　Ｐ：マイクロ流路の両端で液体に加えられている圧力差
　τ：細胞とマイクロ流路との隙間の液体に加わるせん断応力
　Ｕ：マイクロ流路を等速で移動するときの細胞の速度
　Ｌ：細胞のマイクロ流路内での長さ（細胞長）
　Ｄ：力が加わっていないときの細胞の直径（細胞４００－１の直径）
　Ｋ：細胞のバネ定数
　Ｍ：細胞のダンピング係数
　Ｆ：変形した細胞が元の形状に戻ろうとする力
　Ｔ：細胞が長さｄを移動する時間
まず力のバランスを考える。等速運動なので、液体に与えられた圧力差Ｐが細胞に与える力と、液体のせん断応力による力とがつりあう。よって、
　Ｐπｂ２／４　＝　τπｂＬ　　　（１）
である。マイクロ流路と対向している細胞の表面付近での液体のせん断応力τは、液体の速度がマイクロ流路表面から細胞表面まで一定に増えると近似すると、
　τ　≒　μＵ／ｈ　　　（２）
である。式（１）、（２）より、せん断応力τを消去して細胞の速度Ｕと液体の膜厚ｈとの関係を整理すると、
　Ｕ　≒　ｈ・（Ｐｂ／４μＬ）　　　（３）
となる。そして、液体の膜厚ｈは、細胞が元の形状に戻ろうとする力が大きいほど小さく、戻ろうとする力が小さいほど大きくなる。また、細胞が元の形状に戻ろうとする力は、細胞のバネ定数が大きいほど大きく、かつ、力が加わっていないときの細胞の直径が大きいほど大きい。つまり、
　ｈ　～　１／Ｆ　～　１／ＫＤ　　　（４）
の関係が成り立つ。なお、“～”は、式で用いるときは、左辺が大きくなれば右辺も大きくなり、左辺が小さくなるときは右辺も小さくなる関係であることを示す記号とする。そして、式（３）、（４）より、
　Ｕ　～　１／ＫＤ　　　（５）
であることが分かる。式（３）にも式（５）にも細胞のダンピング係数Ｍは含まれていない。したがって、等速で移動するときの細胞の速度Ｕは、細胞の弾性には依存するが細胞の粘性には依存しない物理量であることが分かる。また、細胞が長さｄを移動する時間Ｔは、
　Ｔ＝ｄ／Ｕ　　　（６）
なので、式（５）、（６）より、
　Ｔ＝ｆ（ＫＤ）　　　（７）
となる。なお、ｆ（ＫＤ）はＫＤが増加するとＴも増加することを示す関数である。つまり、等速で移動する細胞が、所定の距離を移動する時間Ｔも、細胞の弾性には依存するが細胞の粘性には依存しない物理量である。
　図６は、細胞がマイクロ流路を通過するときの時間と位置の関係を示す図である。図６の横軸は図３Ｂの状態の時間を０ｍｓとしたときの時間を示しており、縦軸は、図３Ｂの状態の通過距離を０μｍとしたときの細胞の先端の位置（通過距離）を示している。上述の原理から考えると、図６の点Ａから点Ｂの間は細胞がマイクロ流路に侵入し、形状が安定するまでの時間（変形時間）または区間（変形区間）であり、細胞の弾性と粘性の両方の影響を受ける。そして、点Ｂから点Ｃの間は細胞の形状が安定して等速度で移動する時間（等速時間）または区間（等速区間）である。
　上述の検討から、変形時間と等速時間とを加えた全通過時間Ｔａｌｌは、力が加わっていないときの細胞の直径Ｄ、細胞のバネ定数Ｋ、細胞のダンピング係数Ｍ、マイクロ流路を流れる液体のダンピング係数μ、マイクロ流路の両端で液体に加えられている圧力差Ｐの影響を受けるので、
　Ｔａｌｌ　＝　ｔａ１（Ｄ，Ｋ，Ｍ，μ，Ｐ）　　　（８）
のように表現できる。なお、ｔａ１は（Ｄ，Ｋ，Ｍ，μ，Ｐ）を変数とする関数である。そして、コントロールできる値であるマイクロ流路を流れる液体のダンピング係数μとマイクロ流路の両端で液体に加えられている圧力差Ｐを一定にすると、
　Ｔａｌｌ　＝　ｔａ２（Ｄ，Ｋ，Ｍ）　　　（９）
と表現できる。なお、ｔａ２は（Ｄ，Ｋ，Ｍ）を変数とする関数である。また、細胞のマイクロ流路内での長さ（細胞長）Ｌは、力が加わっていないときの細胞の直径Ｄに依存するので、Ｌを計測することでＤの影響を考慮することはできる。しかし、マイクロ流路の全区間を通過する時間を計測した場合、細胞のバネ定数Ｋ（弾性）と細胞のダンピング係数Ｍ（粘性）の影響を区別できない。
　一方、上述のように、等速時間（または等速区間）においては、粘性の影響がない。したがって、マイクロ流路を流れる液体のダンピング係数μとマイクロ流路の両端で液体に加えられている圧力差Ｐを一定にし、細胞長Ｌを計測することで力が加わっていないときの細胞の直径Ｄの影響を考慮すれば、細胞のバネ定数Ｋ（弾性）だけの影響を受けた物理量（例えば、速度、所定の間隔を移動する時間など）および、その物理量に対応した値を求めることができる。なお、物理量に対応した値とは、物理量そのものも含み、物理量と１対１に対応する値である。例えば、速度の逆数や速度にある定数を乗算した値などがある。
　図７は、経過時間と通過距離の関係から細胞の弾性と粘性の特徴が分かることを説明するための図である。例えば、細胞４０１、４０２、４０３は、細胞長Ｌがほぼ同じだったとする。細胞４０１は、点Ａから点Ｂ１までが変形時間（または変形区間）、点Ｂ１から点Ｃ１までが等速時間（または等速区間）である。細胞４０２は、点Ａから点Ｂ２までが変形時間（または変形区間）、点Ｂ２から点Ｃ２までが等速時間（または等速区間）である。細胞４０３は、点Ａから点Ｂ３までが変形時間（または変形区間）、点Ｂ３から点Ｃ２までが等速時間（または等速区間）である。
　細胞４０１と細胞４０２は、変形時間（または変形区間）の変化がほぼ同じであり、等速時間（または等速区間）の傾きが細胞４０２の方が急である（速度が速い）。したがって、弾性と粘性の両方の影響による力は同等であり、弾性は細胞４０２の方が細胞４０１よりも低いことが分かる。そして、粘性は細胞４０２の方が高いと考えられる。
　細胞４０１と細胞４０３の等速時間（または等速区間）の傾きはほぼ同じなので、速度が同じである。つまり、細胞４０１と細胞４０３とは弾性はほぼ等しいことが分かる。そして、細胞４０３の変形時間（または変形区間）の方が短いことから、細胞４０３の方が細胞４０１よりも粘性が低いことが分かる。
　細胞４０２と細胞４０３を見ると、全区間を通過する時間は同じである。つまり、従来の分析方法では、細胞４０２と細胞４０３は、細胞長も全通過時間も同じと判断されることになる。一方、上述のように分析すれば、細胞４０２は、細胞４０３よりも弾性は低く、粘性は高いことが分かる。このように、弾性と粘性の影響を区別できれば、細胞の物理的特性をより細かく評価できる。そして、このような分析は、細胞が等速度で移動するときの位置と時間の情報を得ることで可能となる。
　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、同じ機能を有する構成部には同じ番号を付し、重複説明を省略する。
　図８に、実施例１の分析システムの構成例を示す。図９は実施例１の画像データを取得する処理フローであり、図１０は実施例１の分析フローである。分析システム１０は、マイクロチップ５００、マイクロ流路制御部６００、高速カメラ７１０、高速処理部７３０、分析装置１００を備える。マイクロチップ５００は、従来と同じであり、マイクロ流路５１０、マイクロ流路５１０の入口側に形成されたマイクロ流路よりも幅の広い入口側溝５２１、マイクロ流路５１０の出口側に形成されたマイクロ流路よりも幅の広い出口側溝５２２、入口側溝５２１からマイクロ流路５１０に細胞を導く入口側テーパ５３１、マイクロ流路５１０から出口側溝５２２に細胞を導く出口側テーパ５３２で形成される（図２参照）。ただし、マイクロ流路５１０は、分析対象の細胞であればどんな細胞でも速度が一定となる区間が十分確保できる長さであることが望ましい。マイクロ流路制御部６００は、マイクロ流路５１０内を流す液体を、入口側溝５２１と出口側溝５２２との間に所定の圧力差を与えながら供給する。高速カメラ７１０は、マイクロ流路５１０の画像を高速に複数枚撮影する。例えば、１秒間に４００～１０００回撮影する。つまり、例えば、１ｍｓ間隔～２．５ｍｓ間隔で画像を撮影する。撮影範囲は、図２に示した従来とは異なり、マイクロ流路全体を含む範囲７１１である。高速処理部７３０は、撮影された複数の画像を、細胞を識別する情報である細胞情報（例えば、患者のＩＤ番号、採取の日時など）、および時間の情報（例えば、何枚目の画像かを示す情報、ミリ秒単位まで示した時刻など）と関連つけて画像データとして画像データ記録部１９０に記録する（Ｓ７３０）。
　分析装置１００は、通過データ取得部１１０、細胞長取得部１２０、区別情報取得部１３０、等速区間速度計算部１４０、分析データ記録部１８０、表示部１７０、画像データ記録部１９０を備える。なお、表示部１７０と画像データ記録部１９０は、分析装置１００の内部に備えてもよいし、外部でもよい。
　分析フローにおいては、画像データ記録部１９０に記録されている細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けられた、マイクロ流路を通過する細胞の時間的な変化を示す複数の画像のデータである画像データが入力情報である。通過データ取得部１１０は、画像データから、マイクロ流路５１０内の細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを４つ以上求め、細胞情報に関連付けて分析データ記録部１８０に記録する（Ｓ１１０）。ステップＳ１１０では、画像ごとに通過データを求めれば細かい分析ができるのでの望ましい。したがって、実施例１の分析装置１００の通過データの数は４つ以上であり画像データに含まれる画像の数以下である。ただし、４つ以上の通過データを求めるのであれば、本実施例を適用できる。
　細胞長取得部１２０は、画像データから、マイクロ流路５１０内での細胞の長さである細胞長を求め、細胞情報に関連付けて分析データ記録部１８０に記録する（Ｓ１２０）。なお、細胞長は、画像データの中の、細胞の先端があらかじめ定めた位置（例えば、終点）にある１つの画像から求めればよい。
　区別情報取得部１３０は、通過データから、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と、細胞が等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報を求める（Ｓ１３０）。または、区別情報取得部１３０は、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と、等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求める（Ｓ１３０）。もちろん、区別情報取得部１３０は、等速区間と変形区間とを区別するための区間情報と、等速時間と変形時間とを区別するための時間情報の両方を求めてもよい。なお、「速度が所定の変動範囲内」は、計測上や計算上の誤差を考慮して決めればよい。また、通過データがＮ個のときに隣り合う通過データを使ってその間の速度を求める場合、速度はＮ－１個求められる。通過データは少なくとも４個あるので、速度データは少なくとも３個ある。そして、少なくとも終点に近い２つの区間での速度がほぼ同じであれば、これらの区間を等速区間とすればよい。細胞によってはマイクロ流路５１０の範囲内で等速にならない可能性もある場合であって、終点に近い２つの区間での速度が同じにならなかったときは、その細胞のデータは使わない（または使えない）と判断すればよい。また、終点に近い最後の１区間を、分析対象の細胞であればどんな細胞でも速度が一定となるように設定したのであれば、すべての速度データが異なる場合でも、最後の１区間を等速区間としてもよい。上述の処理によって、分析データ記録部１８０には、細胞情報に関連付けて通過データと細胞長と区別情報とが記録されている。
　等速区間速度計算部１４０は、等速区間での速度である等速区間速度または等速区間速度に対応する値（例えば、等速区間速度の逆数）を求め、分析データ記録部１８０に細胞情報に関連付けて記録する（Ｓ１４０）。等速区間速度を求めるときは、変形区間と等速区間（または変形時間と等速時間）との境界となる位置と終点位置の間の距離を通過するために要した時間で割ればよい。もしくは、等速区間の隣り合う通過データの間の速度の平均を求めてもよい。なお、等速区間速度に対応する値とは、等速区間速度の逆数だけでなく、等速区間速度に定数を乗じた値など、あらかじめ定めた等速区間速度と１対１に対応した値であればよい。
　表示部１７０は、分析データ記録部１８０に記録された情報を、操作者が求めるフォーマットで表示する。例えば、定められた条件を有する複数の細胞長と等速区間速度の組または、複数の細胞長と等速区間速度に対応する値（例えば、等速区間速度の逆数）の組を、同時に表示する。「定められた条件」とは、同時に表示するデータを選択する条件である。例えば、同一人物を定めた条件とすれば、同一人物の過去のデータと現在のデータとを同時に表示できるので、同一人物の経過が確認できる。また、「分析対象者または健常者」を条件とすれば、分析対象者のデータと健常者のデータとを比較できる。上述の原理で説明したように、速度は弾性が同じでも細胞長が異なれば速度は異なる。そこで、等速区間速度は、「細胞長と等速区間速度の組」として表示する。
　また、表示部１７０は、経過時間と通過距離の組を、変形区間に属するか等速区間に属するかが判別できるように表示してもよい。「通過距離」とは、マイクロ流路５１０のあらかじめ定めた位置を基準とする位置の差である。「あらかじめ定めた位置」とは、マイクロ流路５１０の始点とすればよいが、これに限定する必要はない。「経過時間」とは、マイクロ流路５１０に侵入した細胞の先端の位置があらかじめ定められた位置の時を基準とする時間である。
　図１１は、１８個の赤血球を用いた実験結果であり、横軸はマイクロ流路の始点を通過してからの経過時間、縦軸はマイクロ流路の始点からの通過距離である。マイクロ流路を通過させる液体には約５０倍に薄めた生理食塩水を用いた。○は等速区間（または等速時間）に属することを示しており、□は変形区間（または変形時間）に属することを示している。この図から、原理で説明したとおり、細胞ごとに変形区間（または変形時間）と等速区間（または等速時間）が存在することがわかる。また、表示部１７０が、経過時間と通過距離の組を、変形区間に属するか等速区間に属するかが判別できるように表示できれば、図７を用いて説明したように、細胞の弾性と粘性の高低を評価しやすい。
　図１２は、１８個の赤血球の画像データから求めた全通過時間と細胞長との関係を調べた結果である。また、図１３は、図１２と同じ１８個の赤血球の画像データから求めた等速区間速度と細胞長との関係を調べた結果である。上述の原理で説明したように、マイクロ流路を移動する細胞の速度や時間は、細胞の大きさ（細胞長に相当）、細胞の弾性、細胞の粘性、マイクロ流路を流れる液体の粘性、液体に加えた圧力差に依存する。そして、実験では１８個すべての細胞に対して、液体の粘性と液体に加えた圧力差は同じにしている。したがって、マイクロ流路を移動する細胞の速度や時間は、細胞長、細胞の弾性、細胞の粘性で決まる。図１２、１３では、細胞長との相関係数を調べているが、細胞の弾性や粘性の影響も受けるため、細胞長との相関係数は１よりも小さくなる。図１２の結果から全通過時間と細胞長との相関係数は０．３５であり、図１３の結果から等速区間速度の逆数と細胞長との相関係数は０．５９である。等速区間速度の逆数との相関係数の方が全通過時間との相関係数よりも大きいことがわかる。これは、全通過時間は弾性と粘性の両方の影響を受けるが、等速区間速度は弾性の影響は受けるが粘性の影響は受けないことを裏付けていると考えられる。また、図１３では、図の上の方に位置する細胞は速度が遅いので、弾性が高いことを示している。つまり、表示部１７０が、複数の細胞情報に関連付けられた複数の細胞長と等速区間速度の組または、複数の細胞長と等速区間速度に対応する値（例えば、等速区間速度の逆数）の組を同時に、かつ色やマークの形状などで差をつけて細胞情報を識別できるように表示すれば、弾性の高い細胞と低い細胞を見分けやすい。
　実施例１の分析装置１００は、マイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて細胞の物理的な特性を分析するので、短時間で多数のサンプルの計測が可能である。そして、所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路においては、細胞がマイクロ流路を等速で移動するときの速度および所定の間隔を移動するために要する時間には、細胞の弾性と粘性のうちの弾性のみが影響を与える。分析装置１００は、この特性を利用して弾性が影響を与える物理量に対応した値を求めるための情報を取得する。具体的には、分析装置１００によれば、通過データから等速区間または等速時間を識別した上で、区別情報も関連付けて通過データ（位置と時間の情報を対応させた情報）を記録している。したがって、分析装置１００は、細胞の弾性と粘性のうちの弾性の影響だけで決まる物理量に対応した値を求めるための通過データを取得できる。また、取得する通過データを多くすれば、粘性の影響も分析しやすくできる。
　なお、図１１，１２，１３に示した実験では赤血球を用いたが、本発明は細胞の物理的な特徴を分析するものである。したがって、マイクロ流路を分析対象の細胞に適応できるように設計すれば、赤血球だけでなく他の細胞にも適用できる。
［変形例］
　図１４に、実施例１変形例の分析システムの構成例を示す。図１５はデータ取得のための処理フローを示す図、図１６は分析フローを示す図である。分析システム２０は、マイクロチップ５００、マイクロ流路制御部６００、高速カメラ７１０、分析装置２００を備える。分析装置２００は、通過データ取得部２１０と細胞長取得部２２０を有する高速処理部２３０も備えている点が実施例１と異なり、高速処理部２３０、区別情報取得部１３０、等速区間速度計算部１４０、分析データ記録部１８０、表示部１７０を備える。
　実施例１では、画像データをまず取得、記録した上で、画像データから通過データと細胞長を求めた。本変形例では、画像データを取得しながら通過データと細胞長を求める。本変形例を実現するには、実施例１の高速処理部７３０よりも高速な高速処理部２３０が必要である。十分高速のプロセッサを用いれば、本変形例を実行できる。
　本変形例のデータを取得する処理フローでは、高速処理部２３０は、細胞を識別する情報である細胞情報および時間の情報と関連つけられた画像を複数受信する（Ｓ２３０）。通過データ取得部２１０は、複数の画像のデータである画像データから、マイクロ流路５１０内の細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを４つ以上求め、細胞情報に関連付けて分析データ記録部１８０に記録する（Ｓ２１０）。細胞長取得部２２０は、画像データから、マイクロ流路５１０内での細胞の長さである細胞長を求め、細胞情報に関連付けて分析データ記録部１８０に記録する（Ｓ２２０）。
　分析フローでは、区別情報取得部１３０は、通過データから、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と、細胞が等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報を求める（Ｓ１３０）。または、区別情報取得部１３０は、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と、等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求める（Ｓ１３０）。もちろん、区別情報取得部１３０は、等速区間と変形区間とを区別するための区間情報と、等速時間と変形時間とを区別するための時間情報の両方を求めてもよい。等速区間速度計算部１４０は、等速区間の距離と細胞の先端が等速区間を通過する時間から、等速区間での速度である等速区間速度を求め、分析データ記録部１８０に細胞情報に関連付けて等速区間速度も記録する（Ｓ１４０）。ステップＳ１７０の処理は実施例１と同じなので、説明を省略する。
　本変形例は、データを取得する処理フローと分析する処理フローの分担を変えただけであり、全体的な処理フローは実施例１と同じである。したがって、実施例１と同様の効果が得られる。
　実施例１では通過データを４つ以上求めたが、実施例２では、適切な２点での通過データを求めれば、２つまたは３つの通過データでも細胞の粘性の影響を受けない物理量に対応した値を求めることができることを示す。まず、図１７と図１８を用いて本実施例の考え方を説明する。図１７は、図７に始点、区別設定点、終点を表示した図である。始点はマイクロ流路５１０の入口付近に定めた位置であり、終点はマイクロ流路５１０の出口付近に定めた位置である。また、区別設定点は、分析対象の細胞であれば細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間の中からあらかじめ定めた位置である。実施例２では、あらかじめ分析対象の細胞であれば等速になるはずの区間を求め、区別設定点を定めておく必要があるが、処理フローの中で区間情報を求めるステップＳ１３０が不要となる。
　図１８は、始点と区別設定点と終点で通過データを求めたときに分かる経過時間と通過距離の関係を示している。なお、図１８に示されている細胞４０１，４０２，４０３の細胞長はほぼ等しいとする。このとき、少なくとも区別設定点と終点での通過データが分かれば、その間の速度が分かるので、等速区間速度を求めることができる。したがって、細胞の弾性を評価できる。この点は、実施例１と同じである。また、始点での通過データも分かると、始点から区別設定点までの経過時間と平均速度が分かる。これらは弾性だけでなく粘性の影響も受けるが、等速区間速度が分かった上で始点から区別設定点までの経過時間と平均速度が分かれば、ある程度の粘性の評価ができる。
　例えば、細胞４０１と細胞４０３を比較すると、点Ｄ１から点Ｃ１の傾きと点Ｄ３から点Ｃ２の傾きはほぼ等しいので、等速区間速度はほぼ同じである。したがって、細胞の弾性はほぼ同じと考えられる。そして、点Ａから点Ｄ１の傾きは点Ａから点Ｄ３の傾きよりも小さいので、細胞４０１の粘性は細胞４０３の粘性よりも高いことが分かる。また、点Ｄ２から点Ｃ２の傾きは点Ｄ３から点Ｃ２の傾きよりも大きいので、細胞４０２の弾性は細胞４０３の弾性よりも低いことが分かる。一方、全通過時間は細胞４０２も細胞４０３も同じなので、細胞４０２の粘性は細胞４０３の粘性よりも高いことが分かる。このように、区別設定点を分析対象の細胞であれば細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間の中から設定し、区別設定点と終点で通過データを求めれば、少なくとも細胞の弾性を評価できる物理量に対応した値を求めることができる。さらに始点での通過データも求めれば、粘性についてもある程度評価できる物理量に対応した値を求めることができる。
　次に実施例２の分析システムについて説明する。図１９に実施例２の分析システムの構成例を示す。また、図２０は実施例２のデータ取得のための処理フロー、図２１は実施例２の分析フローを示す図である。実施例２の分析システム３０は、マイクロチップ５００、マイクロ流路制御部６００、高速カメラ８１０、分析装置３００を備える。分析装置３００は、高速処理部３３０、分析データ記録部３９０、情報処理部３４０、表示部１７０を備える。高速処理部３３０は、通過データ取得部３１０、細胞長取得部３２０を備える。マイクロチップ５００は、従来と同じであり、マイクロ流路５１０、マイクロ流路５１０の入口側に形成されたマイクロ流路よりも幅の広い入口側溝５２１、マイクロ流路５１０の出口側に形成されたマイクロ流路よりも幅の広い出口側溝５２２、入口側溝５２１からマイクロ流路５１０に細胞を導く入口側テーパ５３１、マイクロ流路５１０から出口側溝５２２に細胞を導く出口側テーパ５３２で形成される（図２参照）。ただし、マイクロ流路５１０は、分析対象の細胞であればどんな細胞でも速度が一定となる区間が十分確保できる長さであることが望ましい。
　高速カメラ８１０は、少なくとも区別設定点近傍の領域８１２、終点近傍の領域８１３の画像を高速に撮影する。なお、始点近傍の領域８１１の画像も撮影してもよいし、マイクロ流路５１０全体の画像を撮影してもよい。また、細胞長を計測するために、領域８１２または領域８１３は、マイクロ流路５１０に沿って細胞長よりも長い範囲に設定する。さらに、従来例のように、画像上に始点、区別設定点、終点を示す印を設けてもよい。
　高速処理部３３０は、画像データの中から、少なくとも細胞の先端が区別設定点のときの画像と、終点のときの画像とを選択する（Ｓ３３０）。そして、通過データ取得部３１０は、区別設定点に細胞の先端があるときと終点に細胞の先端があるときの通過データ（マイクロ流路５１０内の細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報）を求め、細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けて分析データ記録部３９０に記録する（Ｓ３１０）。なお、高速処理部３３０が、細胞の先端が始点のときの画像も選択し、通過データ取得部３１０が、始点に前記細胞の先端があるときの通過データも取得し、細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けて分析データ記録部３９０に記録してもよい。もちろん、高速処理部３３０が、細胞がその他の位置（特に、始点と区別設定点の間）にあるときの画像も選択し、通過データ取得部３１０が、そのときの通過データも取得し、細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けて分析データ記録部３９０に記録してもよい。
　細胞長取得部３２０は、画像データから、マイクロ流路５１０内での細胞の長さである細胞長を求め、細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けて分析データ記録部３９０に記録する（Ｓ３２０）。具体的には、高速処理部３３０が選択した細胞の先端が区別設定点のときの画像または、終点のときの画像から細胞長を求めればよい。
　情報処理部３４０は、区別設定点に細胞の先端があるときと終点に細胞の先端があるときの通過データから、等速区間速度または等速区間速度に対応する値（例えば、等速区間速度の逆数）を求める（Ｓ３４０）。そして、表示部１７０は、定められた条件を有する複数の細胞情報に関連付けられた複数の細胞長と等速区間速度の組、または複数の細胞長と等速区間速度に対応する値の組を表示する（Ｓ１７０）。なお、表示部１７０が、複数の細胞情報に関連付けられた複数の細胞長と等速区間速度の組または、複数の細胞長と等速区間速度に対応する値の組を同時に、かつ色やマークの形状などで差をつけて細胞情報を識別できるように表示すれば、弾性の高い細胞と低い細胞を見分けやすい。また、始点のときの通過データやその他の点での通過データも取得する場合は、表示部１７０は、定められた条件を有する複数の経過時間と通過距離の組を表示してもよい。「定められた条件」については、実施例１と同じである。また、このときの始点を基準としてもよいし、区別設定点を基準として複数の経過時間と通過距離の組を表示してもよい。
　分析装置３００は、マイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて細胞の物理的な特性を分析するので、短時間で多数のサンプルの計測が可能である。そして、所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路においては、細胞がマイクロ流路を等速で移動するときの速度および所定の間隔を移動するために要する時間には、細胞の弾性と粘性のうちの弾性のみが影響を与える。分析装置３００は、この特性を利用して弾性が影響を与える物理量に対応した値を求めるための情報を取得する。具体的には、分析装置３００によれば、分析対象の細胞であれば速度が一定になっている等速区間を調べておき、その範囲の中から区別設定点を決めておく。そして、区別設定点と終点の通過データ（位置と時間の情報を対応させた情報）を記録している。したがって、分析装置３００は、細胞の弾性と粘性のうちの弾性の影響だけで決まる物理量に対応した値を求めるための通過データを取得できる。
　なお、始点と区別設定点との間の通過データも取得していれば、粘性の影響についても分析しやすくなる。例えば、通過データ取得部３１０は、通過データを、始点と区別設定点との間の１つ以上の点でも求める。そして、情報処理部３４０は、通過データから、細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と細胞が等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報、または細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求め、区間情報または時間情報を区別情報とする。分析データ記録部３９０は、さらに、細胞情報に関連付けて区別情報も記録する。このように処理すれば、実施例１と同様に、粘性の影響についても分析しやすくなる。

Claims (11)

  1. 　所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて、前記細胞の物理的な特性を分析する分析装置であって、
    　前記細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けられた、前記マイクロ流路を通過する前記細胞の時間的な変化を示す複数の画像のデータである画像データが入力され、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内の前記細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを４つ以上求める通過データ取得部と、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内での前記細胞の長さである細胞長を求める細胞長取得部と、
    　前記通過データから、前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と前記細胞が前記等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報、または前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と前記等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求める区別情報取得部と、
    　前記細胞情報に関連付けて前記通過データと前記細胞長と前記区別情報とを記録する分析データ記録部と、
    　を備える分析装置。
  2. 　請求項１記載の分析装置であって、
    　前記等速区間での速度である等速区間速度、または等速区間速度に対応する値を求める等速区間速度計算部も備え、
    　前記分析データ記録部は、前記細胞情報に関連付けて前記等速区間速度も記録する。
  3. 　請求項２記載の分析装置であって、
    　定められた条件を有する複数の前記細胞長と前記等速区間速度の組または、複数の前記細胞長と前記等速区間速度に対応する値の組を、同時に表示する表示部も備える。
  4. 　請求項１から３のいずれかに記載の分析装置であって、
    　前記マイクロ流路のあらかじめ定めた位置を基準とする位置の差を通過距離とし、前記マイクロ流路に侵入した前記細胞の先端の位置が前記あらかじめ定められた位置の時を基準とする時間を経過時間とし、
    　前記経過時間と前記通過距離の組を、前記変形区間に属するか前記等速区間に属するかが判別できるように表示する表示部も備える。
  5. 　所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて、前記細胞の物理的な特性を分析する分析装置であって、
    　前記細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けられた、前記マイクロ流路を通過する前記細胞の時間的な変化を示す複数の画像のデータである画像データが入力され、
    　区別設定点を、分析対象の細胞であれば前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間の中からあらかじめ定めた位置とし、
    　終点を、前記マイクロ流路の出口付近にあらかじめ定めた位置とし、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内の前記細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを、少なくとも前記区別設定点に前記細胞の先端があるときと前記終点に前記細胞の先端があるときは求める通過データ取得部と、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内での前記細胞の長さである細胞長を求める細胞長取得部と、
    　前記細胞情報に関連付けて前記通過データと前記細胞長とを記録する分析データ記録部と、
    　を備える分析装置。
  6. 　請求項５記載の分析装置であって、
    　前記区別設定点に前記細胞の先端があるときの通過データと前記終点に前記細胞の先端があるときの通過データから、前記等速区間での速度である等速区間速度、または等速区間速度に対応する値を求める情報処理部も備える。
  7. 　請求項５記載の分析装置であって、
    　始点を、前記マイクロ流路の入口付近にあらかじめ定めた位置とし、
    　前記通過データ取得部は、前記通過データを、前記始点に前記細胞の先端があるときも求める
    　分析装置。
  8. 　請求項７記載の分析装置であって、
    　前記通過データ取得部は、前記通過データを、前記始点と前記区別設定点との間の１つ以上の点でも求め、
    　前記通過データから、前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と前記細胞が前記等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報、または前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と前記等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求め、前記区間情報または前記時間情報を区別情報とする情報処理部も備え、
    　前記分析データ記録部は、前記細胞情報に関連付けて前記区別情報も記録する。
  9. 　請求項７または８記載の分析装置であって、
    　前記マイクロ流路のあらかじめ定めた位置を基準とする位置の差を通過距離とし、前記マイクロ流路に侵入した前記細胞の先端の位置が前記あらかじめ定められた位置の時を基準とする時間を経過時間とし、
    　前記経過時間と前記通過距離の組を表示する表示部も備える。
  10. 　所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて、前記細胞の物理的な特性を分析する分析方法であって、
    　前記細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けられた、前記マイクロ流路を通過する前記細胞の時間的な変化を示す複数の画像のデータを画像データとし、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内の前記細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを４つ以上求める通過データ取得ステップと、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内での前記細胞の長さである細胞長を求める細胞長取得ステップと、
    　前記通過データから、前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間と前記細胞が前記等速区間の前に通過する変形区間とを区別するための区間情報、または前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速時間と前記等速時間の前の時間である変形時間とを区別するための時間情報を求める区別情報取得ステップと、
    　を有する分析方法。
  11. 　所定の圧力差が与えられた液体が通過するマイクロ流路に細胞を通過させた画像を用いて、前記細胞の物理的な特性を分析する分析方法であって、
    　前記細胞を識別する情報である細胞情報と関連付けられた、前記マイクロ流路を通過する前記細胞の時間的な変化を示す複数の画像のデータを画像データとし、
    　区別設定点を、分析対象の細胞であれば前記細胞の先端の速度が所定の変動範囲内で一定となる等速区間の中からあらかじめ定めた位置とし、
    　終点を、前記マイクロ流路の出口付近にあらかじめ定めた位置とし、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内の前記細胞の先端の位置と時間の情報を対応させた情報である通過データを、少なくとも前記区別設定点に前記細胞の先端があるときと前記終点に前記細胞の先端があるときは求める通過データ取得ステップと、
    　前記画像データから、前記マイクロ流路内での前記細胞の長さである細胞長を求める細胞長取得ステップと、
    　を有する分析方法。
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