WO2020026554A1 - サンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプル送液方法 - Google Patents

サンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプル送液方法 Download PDF

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suction
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克俊 田原
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present technology relates to a flow cytometer and an apparatus and a method for sending a sample used for the flow cytometer.
  • a sample liquid sending device in a flow cytometer described in Patent Literature 1 includes a stirring unit for stirring a sample tube, and a nozzle for sucking a sample in the sample tube.
  • the nozzle inserted into the sample tube functions as a stirring rod that moves relatively to the sample tube (for example, paragraphs [0014] and [0049] in the specification). (See FIG. 1).
  • an object of the present technology is to provide a sample liquid sending device capable of sufficiently aspirating a precipitate of a sample, a flow cytometer including the same, and a liquid sending method therefor.
  • a sample liquid sending device includes a driving mechanism, a suction mechanism, and a control unit.
  • the drive mechanism is configured to support a sample container having a storage unit that stores a suspension containing a sample, and to be able to move the sample container.
  • the suction mechanism has a nozzle configured to be inserted into the storage section, and suctions the suspension via the nozzle.
  • the control unit is configured to be able to control the drive mechanism such that a bottom of the storage unit and a suction port of the nozzle are separated by a predetermined distance.
  • the sample container can be moved relative to the nozzle.
  • the distance between the bottom of the storage section and the suction port of the nozzle can be set to a distance that can sufficiently suck the precipitate of the sample. Therefore, according to the present technology, it is possible to sufficiently suction the precipitate of the sample accumulated at the bottom of the storage unit.
  • the control unit may control the distance between the bottom and the suction port to be 0.4 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the suction mechanism may include a nozzle having a hollow portion that is a flow path through which the suspension flows, and an opening provided at the suction port and communicating with the hollow portion. This makes it possible to suck the suspension while the suction port of the nozzle and the bottom of the well are in contact with each other, so that the suspension can be sufficiently sucked.
  • the suction mechanism may include a nozzle provided with a plurality of openings communicating with the hollow portion at the suction port. This improves the efficiency of sucking the suspension.
  • the suction mechanism may include a nozzle provided with a notch on a bottom surface facing the bottom.
  • the apparatus may further include a holding mechanism that has a detection unit that detects contact between the bottom and the suction port, and that can hold the nozzle at a predetermined position. Thereby, the relative position of the storage section with respect to the nozzle can be freely determined.
  • a flow cytometer includes the sample liquid sending device, a holding mechanism, and an analysis unit.
  • the holding mechanism has a detection unit that detects contact between the bottom and the suction port, and is configured to be able to hold the nozzle at a predetermined position.
  • the analysis unit analyzes characteristics of the sample.
  • a sample liquid sending method is: A nozzle provided in the suction mechanism is inserted into a storage part of the sample container supported by the drive mechanism, which stores the suspension containing the sample. A predetermined distance is provided between the bottom of the housing and the suction port of the nozzle. The suspension is sucked through the nozzle by the suction mechanism.
  • a sample liquid sending method is: A nozzle provided in the suction mechanism is inserted into a storage part of the sample container supported by the drive mechanism, which stores the suspension containing the sample. The contact between the bottom of the storage section and the suction port of the nozzle is detected. In a state where the bottom and the suction port are in contact with each other, the suspension is sucked through the nozzle by the suction mechanism.
  • the precipitate of the sample can be sufficiently aspirated.
  • the above effects are not necessarily limited, and any of the effects shown in the present specification or other effects that can be grasped from the present specification are added together with or in place of the above effects. May be played.
  • FIG. 1 is a schematic diagram mainly showing a sample liquid sending device according to a first embodiment of the present technology, and schematically showing a configuration example of a flow cytometer including the sample liquid sending device.
  • It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the holding mechanism of the said sample liquid supply apparatus. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the said holding mechanism. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the said holding mechanism. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the said holding mechanism. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the said holding mechanism. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the said holding mechanism. It is a schematic diagram which shows the example of a structure of the said holding mechanism.
  • FIG. 9 is a table showing a comparison between a dead volume when a conventional nozzle is used and a dead volume when a nozzle according to the second embodiment is used. It is a graph which shows a time change of an event rate at the time of using a nozzle of a 2nd embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically illustrating a configuration example of the flow cytometer 100 according to the first embodiment.
  • the flow cytometer 100 has an analysis unit 10 and a sample liquid sending device 20.
  • the analysis unit 10 has a function of analyzing characteristics of a sample detected by the sample liquid sending device 20. That is, the flow cytometer 100 of the present embodiment typically functions as an analyzer.
  • the analysis unit 10 is connected to the sample detection unit 23 by, for example, an optical fiber F.
  • the analysis unit 10 has a function of analyzing optical characteristics such as scattered light and fluorescence generated by laser irradiation.
  • the analysis unit 41 is typically configured by a computer.
  • the sample liquid sending device 20 includes a drive mechanism 21, a suction mechanism 22, a sample detection unit 23, a holding mechanism 24, and a control unit 25.
  • the drive mechanism 21 has a support unit 211 and a drive unit 212.
  • the support part 211 supports the well plate P (sample container).
  • the drive unit 212 is configured to be able to move the well plate P via the support unit 211 in a plane direction orthogonal to the longitudinal direction of the nozzle 224 and the longitudinal direction. That is, the drive unit 212 is configured to be able to move the well plate P in three axial directions orthogonal to each other via the support unit 211.
  • the driving unit 212 for example, a cylinder type mechanism is adopted.
  • the drive unit 212 is typically an air cylinder type mechanism, but is not limited thereto, and may be of any type, such as a dry cylinder type, a gas cylinder type, or an oil cylinder type.
  • the well plate P has a plurality of wells W (accommodating portions) as shown in FIG.
  • Each of the plurality of wells W contains a suspension containing a sample.
  • the sample is, for example, a living cell.
  • the inner diameter of the well W is not particularly limited, but is, for example, about 8 to 9 mm.
  • Well plate P is, for example, a 6, 12, 24, 48, 96 or 384 well plate, but typically a 96 well plate is employed.
  • the well plate P is made of, for example, a synthetic resin such as plastic.
  • the well plate P is supported by the support portion 211, but is not limited thereto. For example, one or a plurality of sample tubes may be supported.
  • the suction mechanism 22 includes pumps 221 and 222, a nozzle 224, a sample flow tube 225, a sheath flow tube 226, a merge tube 227, a sheath tank 228, and a drainage tank 229.
  • the sheath liquid is stored in the sheath tank 228.
  • the sheath liquid is a liquid having a role of narrowing and focusing the flow of the sample in the flow cytometer 100.
  • As the sheath liquid for example, water or physiological saline is used.
  • the pump 221 is connected to the sheath flow tube 226 and the sheath tank 228 on the upstream side of the flow cytometer 100.
  • the pump 221 has a function of sucking the sheath liquid from the sheath tank 228 and transferring the sucked sheath liquid to the downstream side.
  • the pump 222 is connected to the junction pipe 227 and the drainage tank 229 on the downstream side of the flow cytometer 100.
  • the pump 222 has a function of sucking a mixed liquid of the sheath liquid and the suspension from the upstream side and discharging the sucked mixed liquid to the drain tank 229.
  • two pumps 221 and 222 are provided on the upstream side and the downstream side of the flow cytometer 100, and their driving pressures and their driving timings or the valves V1 and V2 are opened and closed.
  • the flow of the liquid flowing through the sheath flow tube 226, the sample flow tube 225, the sample detection unit 23, and the merge tube 227 is precisely controlled by controlling the timing at which the flow is performed.
  • the nozzle 224 has a suction port 224a.
  • the sample liquid sending device 20 sucks the suspension contained in the well W of the well plate P via the nozzle 224 (suction port 224a). At this time, the suction port 224a is housed in the well W.
  • the inner diameter D4 and the outer diameter D5 of the nozzle 224 are not particularly limited.
  • the inner diameter D4 (the diameter of the hollow portion 224b) is about 0.2 mm
  • the outer diameter D5 is about 1.6 mm (see FIG. 11).
  • the material forming the nozzle 224 is not particularly limited, and for example, stainless steel or the like can be adopted. The detailed configuration of the nozzle 224 will be described in a second embodiment described later.
  • the sample flow tube 225 connects the nozzle 224 and the sample detection unit 23. Part or all of the sample flow tube 225 is made of a flexible material such as silicone rubber.
  • the sheath flow tube 226 connects the pump 221 and the sample detection unit 23.
  • the sheath flow tube 226 is provided with a valve V1.
  • the junction tube 227 connects the sample detection unit 23 and the pump 222 (buffer 223 provided on the more upstream side).
  • the junction pipe 227 is provided with a valve V2.
  • the valves V1 and V2 are typically open / close valves such as an on / off valve, and are configured by, for example, an electromagnetic valve, a pneumatic valve, or the like.
  • the sample detector 23 is connected to the sheath flow tube 226, the sample flow tube 225, and the merge tube 227 as shown in FIG.
  • the sample detection unit 23 has a function of forming a sheath flow using the sheath liquid from the sheath tank 228 to detect a sample.
  • the sample detector 23 is mainly composed of a cuvette.
  • a sheath flow by the sheath liquid is formed in the cuvette, so that the sample from the sample flow tube 225 flows in an aligned manner.
  • detection of the sample is performed by irradiating a sample (for example, a living cell) that flows in a line in the cuvette with a laser from a laser generating unit (not shown).
  • the sample detector 23 of this embodiment is typically mainly composed of a cuvette, but is not limited to this, and may be, for example, a sorting chip.
  • a sorting chip for example, one having an orifice size of 70 ⁇ m, 100 ⁇ m, or 130 ⁇ m is employed.
  • FIG. 2 to FIG. 8 are schematic diagrams illustrating a configuration example of the holding mechanism 24.
  • FIG. Hereinafter, some configuration examples of the holding mechanism 24 will be described.
  • the X, Y and Z axis directions shown in these drawings indicate three axis directions orthogonal to each other, and are common to all the drawings in this specification.
  • -Configuration example 1 2 is a top view of the holding mechanism 24,
  • FIG. 3 is a front view showing the holding mechanism 24 in a bottom dead center state (initial state),
  • FIG. 4 is a side view of FIG. 3, and
  • the holding mechanism 24 has a nozzle arm 241, a nozzle holder 242, and a collision sensor 243 (detection unit).
  • the nozzle holder 242 supports the nozzle 224, and is configured to be relatively movable in the Z-axis direction with respect to the nozzle arm 241. Accordingly, the nozzle 224 moves in the Z-axis direction together with the nozzle holder 242.
  • the nozzle holder 242 has a first flat plate portion 242a, a second flat plate portion 242d, and a connecting portion 242c.
  • the first flat plate portion 242a is placed on the upper surface in the vertical direction of the nozzle arm 241 when the holding mechanism 24 is in the bottom dead center state (see FIG. 4). That is, a state where the first flat plate portion 242a and the nozzle arm 241 are in contact with each other is a state of the bottom dead center of the holding mechanism 24.
  • the first flat plate portion 242a protrudes more toward the collision sensor 243 in the X-axis direction than the second flat plate portion 242d.
  • the first flat plate portion 242a of the present embodiment has a protruding portion 242b that protrudes in the X-axis direction at the center in the Y-axis direction.
  • the protrusion 242b enters a part of the collision sensor 243 as shown in FIG.
  • the second flat plate portion 242d is placed on the holding portion 241a of the nozzle arm 241 when the holding mechanism 24 is at the top dead center (see FIG. 5). That is, the state where the second flat plate part 242d and the holding part 241a contact each other is the state of the bottom dead center of the holding mechanism 24.
  • the second flat plate portion 242d functions as a stopper that regulates the movement of the nozzle holder 242 in the Z-axis direction.
  • the connecting portion 242c connects the first flat plate portion 242a and the second flat plate portion 242d.
  • the connecting part 242c is arranged between the pair of holding parts 241a as shown in FIG.
  • the connecting portion 242c is configured to be movable in the Z-axis direction while facing the holding portion 241a in the Y-axis direction.
  • the nozzle arm 241 holds the nozzle 224 via the nozzle holder 242.
  • the nozzle arm 241 is configured to be able to hold the nozzle holder 242 (connection portion 242c) at an arbitrary position in the Z-axis direction. Accordingly, the relative position of the well W with respect to the nozzle 224 can be freely determined by holding (fixing) the nozzle holder 242 at a predetermined position by the nozzle arm 241.
  • the nozzle arm 241 has a pair of holding portions 241a that oppose both sides of the connecting portion 242c in the Y-axis direction and protrude in the X-axis direction.
  • the nozzle arm 241 forms an opening 241b with a pair of holding parts 241a and an end face between the holding parts 241a in the X-axis direction.
  • the opening 241b accommodates the connecting part 242c at a predetermined interval as shown in FIGS.
  • the width D2 of the holding portion 241a in the Z-axis direction is smaller than the width D1 of the connecting portion 242c in the Z-axis direction. This creates play when the nozzle holder 242 moves in the Z-axis direction.
  • the collision sensor 243 has a housing 243a, an LED light source 243b, and a photodiode 243c.
  • the housing 243a is provided on the nozzle arm 241 as shown in FIGS. 4 and 5, and has an opening S1 that opens to the nozzle 224 side.
  • the opening S1 accommodates one end of the protruding portion 242b of the first flat plate portion 242a.
  • the LED light source 243b and the photodiode 243c are provided in the housing 243a so as to face each other in the Y-axis direction via the opening S1, and when the holding mechanism 24 is in the top dead center state, one end of the protruding portion 242b is provided. It is provided at a position facing the Y-axis direction (see FIG. 5).
  • the collision sensor 243 contacts the suction port 224a of the nozzle 224 and the bottom of the well W in response to the fact that the emission light of the LED light source 243b is blocked by the projection 242b and the photodiode 243c does not receive the emission light. Contact), and a detection signal based on the detection result can be output to the control unit 25.
  • the collision sensor 243 of the present embodiment is typically a transmission type photo sensor, but is not limited thereto.
  • a reflection type photo sensor may be employed.
  • FIG. 6 is a top view of the holding mechanism 24
  • FIG. 7 is a side view showing the holding mechanism 24 in a bottom dead center state (initial state)
  • FIG. 8 is a side view showing the holding mechanism 24 in a top dead center state. Note that the same reference numerals are given to the configurations as in the configuration example 1, and the description thereof will be omitted.
  • the collision sensor 243 of the present embodiment may be a switch-type collision sensor as shown in FIGS.
  • the collision sensor 243 is provided on the holding portion 241a so as to face the second flat plate portion 242d.
  • the collision sensor 243 detects the contact between the bottom of the well W and the suction port 224a of the nozzle 224 by being pressed by the second flat plate portion 242d when the holding mechanism 24 is in the top dead center state, A detection signal based on the detection result is configured to be output to the control unit 25.
  • the configuration of the holding mechanism 24 shown in FIGS. 2 to 8 is merely an example, and is not limited to the configuration shown in these drawings.
  • the control unit 25 is configured to control the driving of the pumps 221 and 222, the driving mechanism 21 (the driving unit 212), the valves V1 and V2, and other mechanisms.
  • the control unit 25 is configured to be able to control the drive unit 212 such that the bottom of the well W and the suction port 224a of the nozzle 224 are separated by a predetermined distance.
  • the control unit 25 basically includes, in addition to these drivers, hardware necessary for the computer, such as a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), and a ROM (Read Only Memory).
  • the control unit 25 may include a PLD (Programmable Logic Device) such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) instead of the CPU. Further, the control unit 25 includes a driver (not shown) for driving the pumps 221 and 222, the driving mechanism 21, the valves V1 and V2, and the like.
  • PLD Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation procedure of the sample liquid sending device 20.
  • a typical operation of the sample liquid sending device 20 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
  • the sample liquid sending device 20 is activated (Step S101), and the tip position of the nozzle 224 is detected (Step S102). This makes it possible to grasp how far the suction port 224a of the nozzle 224 is apart from the support portion 211.
  • a method of detecting the position of the tip of the nozzle 224 is not particularly limited. For example, a position detection sensor or the like may be employed.
  • the well plate P is set on the support unit 211 (Step S103), and the control unit 25 moves the drive unit 212 stepwise to the nozzle 224 side.
  • the well plate P approaches the nozzle 224 stepwise, and the bottom of the well W and the suction port 224a of the nozzle 224 come into contact with each other.
  • the moving distance per one step of the well plate P be about 0.1 mm. This suppresses the suction port 224a from hitting the bottom of the well W with an excessive force.
  • control unit 25 further raises the drive unit 212 from the state where the suction port 224a is in contact with the bottom of the well W, and the second flat plate part 242d is in contact with the nozzle arm 241.
  • the holding mechanism 24 shifts from the bottom dead center state to the top dead center state, and the nozzle arm 241 holds the connecting portion 242c to maintain the top dead center state.
  • the collision sensor 243 detects whether the light emitted from the LED light source 243b is blocked by the protruding portion 242b (see FIG. 5) or pressed by the second flat plate portion 242d (see FIG. 8).
  • the contact between the controller and the bottom of the well W is detected (step S104), and a detection signal based on the detection result is output to the controller 25.
  • the moving distance of the first flat plate portion 242a when the holding mechanism 24 shifts from the bottom dead center state to the top dead center state is about 0.4 mm.
  • the control unit 25 moves the driving unit 212 a predetermined distance in a direction away from the nozzle 224.
  • the suction port 224a and the bottom of the well W are separated by a predetermined distance.
  • the distance D3 between the suction port 224a and the bottom of the well W is not particularly limited, but is typically controlled to 0.5 mm by the control unit 25 (Step S105).
  • the control unit 25 opens the valves V1 and V2 and changes the suction pressure of the pumps 221 and 222 (Step S106).
  • the suspension in the well W is sucked by the suction mechanism 22 through the nozzle 224, and further, the sheath liquid in the sheath tank 228 is sucked.
  • the suspension and the sheath liquid merge in the sample detection unit 23, and the mixed liquid is transferred toward the drainage tank 229.
  • the measurement of the sample is performed by irradiating the mixed solution flowing in the sample detection unit 23 with the laser (Step S107).
  • the measurement time of the sample is not particularly limited, but is typically 1 second.
  • Step S111 when the sample measurement is continued (YES in step S108), or when it is time to stir the suspension in the well W (YES in step S110), the control unit 25 stops the pumps 221 and 222. Then, the valves V1 and V2 are closed. Thus, the pressure in the nozzle 224 is set to 0 (Step S111).
  • the control unit 25 moves the driving unit 212 a predetermined distance in a direction away from the nozzle 224.
  • the suction port 224a and the bottom of the well W are further separated by a predetermined distance.
  • the distance D3 between the suction port 224a and the bottom of the well W is not particularly limited.
  • the suspension D is controlled to about 80 mm by the control unit 25.
  • the suspension is controlled to about 1.4 mm by the control unit 25.
  • the suspension in the well W is stirred by the control of the control unit 25.
  • rocking agitation such as moving the drive mechanism 21 that supports the well plate P may be executed, or vibration may be generated in a vibrator (not shown) attached to the holding mechanism 24 so that the nozzle 224 may be driven.
  • the suspension may be stirred.
  • step S104 a series of operations from step S104 to step S113 (S104 ⁇ S105 ⁇ S106 ⁇ S107 ⁇ S108 ⁇ S110 ⁇ S111 ⁇ S112 ⁇ S113) is repeated for one well W until the sample measurement is completed.
  • step S108 the control unit 25 closes the valves V1 and V2 or stops the pumps 221 and 222 to terminate the sample measurement (step S109). If it is not time to agitate the suspension in the well W (NO in step S110), the sample measurement is continued.
  • steps S104 to S113 described above is performed for all the wells W provided in the well plate P.
  • the inventor performed the following verification in order to confirm the effects of the first embodiment.
  • the inventor used a cell analyzer (product name: SA3800) manufactured by Sony Corporation.
  • FIG. 10 is a graph showing the verification results.
  • the well W contains a suspension in which sample beads (Flow ⁇ Check ⁇ Beads) of an inorganic material dried as a sample in deionized water (DIW: Deionized ⁇ Water) are precipitated.
  • DIW Deionized ⁇ Water
  • the event rate is the number of samples detected by the sample detector 23 per second. Further, in this verification, the flow rate when sucking the suspension was set to 33 ⁇ L / min.
  • the event rate was again confirmed. Therefore, the event rate was not confirmed when the distance D3 was 0.3 mm. This is not due to the depletion of the sample in the suspension.
  • the bottom of the well W and the suction port 224a are controlled to be separated by a predetermined distance under the control of the control unit 25.
  • the interval D3 is controlled to 0.5 mm. Therefore, as described above, if the interval D3 is 0.4 mm or more and 0.8 mm or less, an event is constantly detected. Therefore, if the interval D3 is 0.5 mm, the precipitate of the sample settled on the bottom of the well W It is sufficiently sucked (see FIG. 10).
  • FIG. 11 is an enlarged side view showing the vicinity of the suction port 224a of the nozzle 224
  • FIG. 12 is an enlarged view of the suction port 224a (bottom surface S2) viewed from the Z-axis direction.
  • the opening 224c is provided at the tip of the suction port 224a of the nozzle 224 as shown in FIG. 11, and communicates with the hollow part 224b, which is a flow passage for the suspension.
  • the opening 224c is a groove formed linearly along the Y-axis direction, as shown in FIG. Note that the opening shape of the opening 224c shown in FIG. 11 is rectangular, but is not limited to this, and any shape such as triangular or semicircular may be used.
  • the formation pattern of the opening 224c formed in the suction port 224a is not limited to the patterns shown in FIGS. 13 and 14 are enlarged views of the suction port 224a (bottom surface S2) as viewed from the Z-axis direction, and are diagrams illustrating variations of the formation pattern of the opening 224c.
  • the opening 224c has a configuration including a first groove T1 formed linearly along the Y-axis direction and a second groove T2 formed along the Z-axis direction. There may be. That is, a groove formed in a cross shape at the tip of the suction port 224a of the nozzle 224 may be used.
  • a plurality of openings 224c may be provided around the Z axis at the tip of the suction port 224a of the nozzle 224.
  • each of the plurality of openings 224c communicates with a concave portion C (recessed toward the sample flow tube 225) provided along the Z-axis direction as shown in FIG.
  • the number of the openings 224c shown in FIG. 14 is eight, but is not limited thereto, and may be eight or more or eight or less.
  • FIGS. 15 and 17 are enlarged views of the bottom surface S2 of the nozzle 224 viewed from the Z-axis direction.
  • FIG. 16 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the suction port 224a, showing the nozzle 224 housed in the well W.
  • the bottom surface S2 of the nozzle 224 is a surface facing the bottom of the well W when the suction mechanism 22 sucks the suspension contained in the well W.
  • the nozzle 224 of the second embodiment may have a configuration in which a notch 224d is provided on the bottom surface S2. In this case, a plurality of notches 224d are provided around the Z axis as shown in FIG.
  • a gap H is formed between the tip of the suction port 224a and the bottom of the well W, and the flow path when sucking the suspension is formed. Is surely secured. Therefore, the suspension accumulated at the bottom of the well W can be sufficiently sucked, and the dead volume can be reduced.
  • the shape of the notch 224d shown in FIG. 15 is a V-shape, but is not limited to this, and may be any shape such as a rectangular shape or a U-shape. Further, the number of the notches 224d shown in the figure is four, but is not limited thereto, and may be four or more or four or less.
  • the “dead volume” is the amount of the suspension that cannot be completely sucked when sucking the suspension through the sample nozzle, and has the same meaning in the following description.
  • the second embodiment nozzle 224 may have a shape in which a bottom surface S2 is formed by a combination of a straight line S3 and a curve C1. With this configuration, the same operation and effect as those of the pattern 1 of the application example 2 are obtained.
  • the number of the straight lines S3 and the number of the curves C1 are respectively four, but it is a matter of course that the present invention is not limited to this.
  • the nozzle 224 of the second embodiment may have a configuration in which the opening 224c is provided in the suction port 224a.
  • the opening 224c is a through hole that penetrates a side wall near the tip of the suction port 224a.
  • FIG. 18 is an enlarged side view showing the vicinity of the suction port 224a of the nozzle 224
  • FIGS. 19 and 20 are enlarged views of the suction port 224a (bottom surface S2) of the nozzle 224 viewed from the Z-axis direction.
  • the opening 224c (through-hole) may be formed in a straight line along the Y-axis direction and communicate with the hollow portion 224b.
  • the shape of the opening 224c is rectangular, but is not limited thereto, and may be triangular, circular, or elliptical.
  • the opening 224c (through-hole) is formed linearly along the Y-axis direction, and is formed along the first through-hole H1 communicating with the hollow portion 224b, and along the X-axis direction. , And a second through hole H2 communicating with the hollow portion 224b.
  • the opening 224c is formed of two through holes, but is not limited thereto, and may be formed of two or more through holes.
  • the suction mechanism 22 sucks the suspension through the nozzle 224 when the bottom of the well W is in contact with the suction port 224a of the nozzle 224. That is, in the operation of the sample liquid sending device 20 according to the second embodiment, step S105 described in the first embodiment is omitted.
  • the inventor performed the following verifications 1 and 2 in order to demonstrate the effects of the second embodiment.
  • a cell analyzer product name: SA3800 manufactured by Sony Corporation was used.
  • a nozzle 224 having an opening 224c in the suction port 224a was used.
  • the flow rate when sucking the suspension was set to 33 ⁇ L / min.
  • FIG. 21 is a table summarizing the verification results.
  • the suspension is passed through the nozzle having no opening 224c.
  • the dead volume is 35 to 40 ⁇ L when the well has a flat bottom, and the dead volume is 20 ⁇ L when the well has a V bottom.
  • the well W has a flat bottom.
  • the dead volume was 4 to 7 ⁇ m, and when the well W was V-bottom, the dead volume was 1 ⁇ m or less.
  • the suction volume 224a in which the opening 224c is formed is brought into contact with the bottom of the well W, and the suspension is sucked through the nozzle 224, so that the dead volume is clearly reduced as compared with the conventional method. It was confirmed that it was possible. That is, the effect of forming the opening 224c in the suction port 224a was proved.
  • FIG. 22 is a graph showing the verification result.
  • the suction port 224a was brought into contact with the bottom of the well W about 100 seconds after the start of the suspension suction.
  • the well W contains a suspension containing sample beads (Flow ⁇ Check ⁇ Beads) of an inorganic material dried as a sample in deionized water (DIW: Deionized ⁇ Water).
  • DIW Deionized ⁇ Water
  • the opening 224c is provided in the suction port 224a of the nozzle 224.
  • the suspension can be sucked while the suction port 224a is in contact with the bottom of the well W, so that the dead volume can be reduced (see FIG. 21).
  • the efficiency of sucking the suspension is improved.
  • the distance D3 between the suction port 224a of the nozzle 224 and the bottom of the well W is controlled by the control unit 25, but is not limited thereto.
  • the distance D3 may be controlled by a manual operation by a person.
  • the distance D3 between the suction port 224a and the bottom of the well W is controlled by moving the drive mechanism 21 (the support portion 211) that supports the well plate P, but is not limited thereto.
  • the drive mechanism 21 the support portion 2111 that supports the well plate P
  • the interval D3 may be controlled.
  • step S104 is typically performed on all the wells W, but is not limited thereto.
  • step S104 may be performed every three or four wells, and may be omitted as necessary.
  • the “suction port” of the nozzle 224 includes at least conceptually the tip of the nozzle 224 facing the bottom of the well W when sucking the suspension, and the side wall near the tip.
  • sample liquid sending device 20 is applied to a flow cytometer, but the present invention is not limited to this.
  • the sample liquid sending device 20 may be applied, for example, as a sorter, and its use is not limited.
  • a drive mechanism configured to support a sample container having an accommodating portion for accommodating a suspension including a sample, and the sample container is configured to be movable.
  • a suction mechanism that has a nozzle configured to be inserted into the storage section, and suctions the suspension through the nozzle,
  • a sample liquid sending device comprising: a control unit configured to control the driving mechanism such that a bottom of the storage unit and a suction port of the nozzle are separated by a predetermined distance.
  • the sample liquid sending device according to the above (1), The sample controller according to claim 1, wherein the controller controls a distance between the bottom and the suction port to be 0.4 mm or more and 0.8 mm or less.
  • the sample liquid sending device according to the above (1) or (2), A sample liquid sending device, wherein the suction mechanism has a nozzle having a hollow portion that is a flow path through which the suspension flows, and an opening provided at the suction port and communicating with the hollow portion.
  • the sample liquid sending device according to the above (3), The sample pumping device, wherein the suction mechanism has a nozzle provided with a plurality of openings communicating with the hollow portion at the suction port.
  • the sample liquid sending device according to any one of the above (1) to (4), The sample feeding device, wherein the suction mechanism has a nozzle provided with a notch on a bottom surface facing the bottom.
  • a sample liquid sending device further comprising a holding mechanism configured to detect a contact between the bottom portion and the suction port and configured to hold the nozzle at a predetermined position.
  • a drive mechanism configured to support a sample container having an accommodating portion for accommodating a suspension including a sample, and the sample container is configured to be movable.
  • a suction mechanism that has a nozzle configured to be inserted into the storage section, and suctions the suspension through the nozzle,
  • a control unit configured to be able to control the drive mechanism so that the bottom of the storage unit and the suction port of the nozzle are separated by a predetermined distance;
  • a holding mechanism configured to detect a contact between the bottom and the suction port, and configured to be able to hold the nozzle at a predetermined position;
  • a flow cytometer comprising: an analysis unit configured to analyze characteristics of the sample.
  • a storage portion of the sample container supported by the drive mechanism the storage portion for storing the suspension containing the sample, insert the nozzle provided in the suction mechanism, Detecting the contact between the bottom of the storage section and the suction port of the nozzle, A predetermined distance between the housing and the suction port, A sample liquid sending method in which the suspension is sucked through the nozzle by the suction mechanism.
  • a storage portion of the sample container supported by the drive mechanism the storage portion for storing the suspension containing the sample, insert the nozzle provided in the suction mechanism, Detecting the contact between the bottom of the storage section and the suction port of the nozzle, In a state where the bottom portion and the suction port are in contact with each other, the suction mechanism suctions the suspension through the nozzle by the suction mechanism.

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Abstract

本技術のサンプル送液装置は、駆動機構と、吸引機構と、制御部とを具備する。上記駆動機構は、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部を有するサンプル容器を支持し、上記サンプル容器を移動可能に構成される。上記吸引機構は、上記収容部に挿入されるように構成されたノズルを有し、上記ノズルを介して上記懸濁液を吸引する。上記制御部は、上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口とが所定距離離間するように上記駆動機構を制御可能に構成される。

Description

サンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプル送液方法
 本技術は、フローサイトメータと、これに用いられるサンプル送液のための装置及び方法に関する。
 フローサイトメータは、液体に懸濁したサンプルをシース液で管内に流通させ、その流通途中にあるレーザー照射部で得られた散乱光や蛍光のデータを取得し、解析する。例えば特許文献1に記載のフローサイトメータにおけるサンプル送液装置は、サンプルチューブを撹拌するための撹拌ユニットと、サンプルチューブ内のサンプルを吸引するノズルとを備える。撹拌ユニットによりサンプルチューブ内が撹拌されることにより、サンプルチューブ内に挿入されたノズルはサンプルチューブに対して相対的に動く撹拌棒として機能する(例えば、明細書段落[0014]、[0049]、図1参照)。サンプルチューブ内を撹拌することでサンプルチューブの底部に溜まったサンプルの沈殿物が液体中に分散され、効率良くサンプルが送り出される。
特開2016-153805号公報
 このように、サンプルチューブの底部に溜まったサンプルの沈殿物を十分に吸引することが可能な技術が望まれている。
 以上のような事情に鑑み、本技術の目的はサンプルの沈殿物を十分に吸引可能なサンプル送液装置、これを備えるフローサイトメータ、またその送液方法を提供することにある。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るサンプル送液装置は、駆動機構と、吸引機構と、制御部とを具備する。
 上記駆動機構は、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部を有するサンプル容器を支持し、上記サンプル容器を移動可能に構成される。
 上記吸引機構は、上記収容部に挿入されるように構成されたノズルを有し、上記ノズルを介して上記懸濁液を吸引する。
 上記制御部は、上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口とが所定距離離間するように上記駆動機構を制御可能に構成される。
 この構成によれば、サンプル容器をノズルに対して相対移動させることができる。これにより、収容部の底部とノズルの吸込み口との間を、サンプルの沈殿物を十分に吸引可能な距離に設定することができる。従って、本技術によれば、収容部の底部に溜まったサンプルの沈殿物を十分に吸引することができる。
 上記制御部は、上記底部と上記吸込み口との間隔を0.4mm以上0.8mm以下に制御してもよい。
 上記吸引機構は、上記懸濁液が流れる流路である中空部と、上記吸込み口に設けられ、上記中空部に連通する開口部とを備えるノズルを有してもよい。これにより、ノズルの吸込み口とウェルの底部とを当接させた状態で懸濁液を吸引することが可能となり、懸濁液を十分に吸引することができる。
 上記吸引機構は、上記吸込み口に上記中空部に連通する複数の開口部が設けられたノズルを有してもよい。これにより、懸濁液を吸引する際の効率性が向上する。
 上記吸引機構は、上記底部に対向する底面に切欠きが設けられたノズルを有してもよい。この構成により、フラットボトムではない収容部に吸込み口が収容された際に、吸込み口の先端と収容部の底部との間に隙間が生じ、懸濁液を吸引する際の流路が確実に確保される。従って、収容部の底部に溜まった懸濁液を十分に吸引することが可能となる。
 上記底部と上記吸込み口との当接を検出する検出部を有し、上記ノズルを所定位置で保持可能な保持機構をさらに具備してもよい。これにより、ノズルに対する収容部の相対位置を自由に決定することができる。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るフローサイトメータは、上記サンプル送液装置と、保持機構と、解析部とを具備する。
 上記保持機構は、上記底部と上記吸込み口との当接を検出する検出部を有し、上記ノズルを所定位置で保持可能に構成される。
 上記解析部は、上記サンプルの特性を解析する。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るサンプル送液方法は、
 駆動機構に支持されたサンプル容器の収容部であって、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部に、吸引機構に設けられたノズルが挿入される。
 上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口との間が所定距離離間される。
 上記吸引機構により上記ノズルを介して上記懸濁液が吸引される。
 上記目的を達成するため、本技術の一形態に係るサンプル送液方法は、
 駆動機構に支持されたサンプル容器の収容部であって、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部に、吸引機構に設けられたノズルが挿入される。
 上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口との当接が検出される。
 上記底部と上記吸込み口とが当接している状態において、上記吸引機構により上記ノズルを介して上記懸濁液が吸引される。
 以上のように、本技術によれば、サンプルの沈殿物を十分に吸引することができる。なお、上記効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、又は、上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果又は本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本技術の第1の実施形態に係るサンプル送液装置を主に示し、このサンプル送液装置を含むフローサイトメータの構成例を簡略的に示す模式図である。 上記サンプル送液装置の保持機構の構成例を示す模式図である。 上記保持機構の構成例を示す模式図である。 上記保持機構の構成例を示す模式図である。 上記保持機構の構成例を示す模式図である。 上記保持機構の構成例を示す模式図である。 上記保持機構の構成例を示す模式図である。 上記保持機構の構成例を示す模式図である。 上記サンプル送液装置の動作手順を示すフローチャートである。 ノズルの吸込み口とウェルの底部との間隔と、イベントレートとの関係を示すグラフである。 本技術の第2の実施形態に係るノズルの吸込み口の拡大図であり、この吸込み口に設けられた開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記ノズルの底面の拡大図であり、この底面の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記吸込み口周辺を拡大して示す斜視図であり、収容部に収容されたノズルを示す図である。 上記底面の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 上記開口部の形成パターンのバリエーションを示す図である。 従来のノズルを用いた場合のデッドボリュームと、第2の実施形態のノズルを用いた場合のデッドボリュームとを比較して示す表である。 第2の実施形態のノズルを用いた場合のイベントレートの時間変化を示すグラフである。
 以下、図面を参照しながら、本技術の実施形態を説明する。
 1.第1の実施形態
 1.1)フローサイトメータの構成
 図1は第1の実施形態に係るフローサイトメータ100の構成例を簡略的に示す模式図である。フローサイトメータ100は、解析部10と、サンプル送液装置20とを有する。
 [解析部]
 解析部10は、サンプル送液装置20で検出されたサンプルの特性を解析する機能を有する。つまり、本実施形態のフローサイトメータ100は、典型的にはアナライザーとして機能する。
 解析部10は、例えば光ファイバーFによりサンプル検出部23と接続される。解析部10は、レーザー照射により生成された散乱光、蛍光等の光学特性を解析する機能を有する。解析部41は、典型的にはコンピュータにより構成される。
 [サンプル送液装置]
 サンプル送液装置20は、駆動機構21と、吸引機構22と、サンプル検出部23と、保持機構24と、制御部25とを有する。
 (駆動機構)
 駆動機構21は、支持部211と、駆動部212とを有する。支持部211は、ウェルプレートP(サンプル容器)を支持する。駆動部212は、ノズル224の長手方向と当該長手方向に直交する平面方向に、支持部211を介して、ウェルプレートPを移動可能に構成される。即ち、駆動部212は、支持部211を介して、ウェルプレートPを相互に直交する3軸方向に移動可能に構成される。
 駆動部212としては、例えば、シリンダ式の機構が採用される。この場合、駆動部212は、典型的にはエアシリンダ式の機構であるがこれに限られず、ドライシリンダ式、ガスシリンダ式、オイルシリンダ式等、その機構は問わない。
 ウェルプレートPは、図1に示すように、複数のウェルW(収容部)を有する。複数のウェルW各々には、サンプルを含む懸濁液が収容される。サンプルは、例えば生体細胞である。ウェルWの内径は特に限定されないが、例えば8~9mm程度である。
 ウェルプレートPは、例えば、6、12、24、48、96又は384ウェルプレート等であるが、典型的には96ウェルプレートが採用される。ウェルプレートPは、例えばプラスチック等の合成樹脂からなる。なお、本実施形態では、支持部211にウェルプレートPが支持されるがこれに限られず、例えば1つ又は複数のサンプルチューブが支持されてもよい。
 (吸引機構)
 吸引機構22は、ポンプ221,222、ノズル224、サンプル流管225、シース流管226、合流管227、シースタンク228及び排液タンク229を有する。
 シースタンク228には、シース液が貯められる。シース液は、フローサイトメータ100において、サンプルの流れを絞り、フォーカスさせる役割を持つ液体である。シース液としては、例えば水や生理食塩水等が採用される。
 ポンプ221は、フローサイトメータ100の上流側において、シース流管226とシースタンク228とに接続される。ポンプ221は、シースタンク228からシース液を吸込み、吸込んだシース液を下流側へ移送する機能を有する。
 ポンプ222は、フローサイトメータ100の下流側において、合流管227と排液タンク229とに接続される。ポンプ222は、上流側からシース液と懸濁液との混合液を吸込み、吸込んだ混合液を排液タンク229へ吐出する機能を有する。
 本実施形態では、図1に示すように、フローサイトメータ100の上流側と下流側の2つにポンプ221,222が設けられ、それらの駆動圧力やその駆動タイミング、あるいはバルブV1,V2を開閉させるタイミング等が制御されることにより、シース流管226、サンプル流管225、サンプル検出部23及び合流管227に流れる液の流れが精密に制御される。
 ノズル224は、吸込み口224aを有する。サンプル送液装置20は、ノズル224(吸込み口224a)を介して、ウェルプレートPのウェルWに収容された懸濁液を吸引する。この際、吸込み口224aは、ウェルWに収容される。
 ノズル224の内径D4及び外径D5は特に限定されないが、例えば内径D4(中空部224bの径)は0.2mm程度であり、外径D5は1.6mm程度である(図11参照)。ノズル224を構成する材料は特に限定されないが、例えばステンレス鋼等が採用可能である。ノズル224の詳細な構成については後述の第2の実施形態で説明する。
 サンプル流管225は、ノズル224とサンプル検出部23とを接続する。サンプル流管225の一部又は全部は、例えばシリコンゴムのようなフレキシブルな材料から構成される。
 シース流管226は、ポンプ221とサンプル検出部23とを接続する。シース流管226にはバルブV1が設けられる。合流管227は、サンプル検出部23とポンプ222(より上流側に設けられたバッファ223)とを接続する。合流管227にはバルブV2が設けられる。バルブV1,V2は典型的にはオンオフ弁等の開閉弁であり、例えば電磁弁、空圧弁等で構成される。
 (サンプル検出部)
 サンプル検出部23は、図1に示すように、シース流管226、サンプル流管225及び合流管227にそれぞれ接続される。サンプル検出部23は、シースタンク228からのシース液によりシース流を形成してサンプルを検出する機能を有する。
 サンプル検出部23は、主にキュベットで構成される。サンプル送液装置20では、このキュベット内で、シース液によるシース流が形成されることにより、サンプル流管225からのサンプルが整列して流れるようになる。ここで、本実施形態では、レーザー発生部(図示略)からのレーザーが、このキュベット内を整列して流れるサンプル(例えば生体細胞)に照射されることによって、当該サンプルの検出が行われる。
 本実施形態のサンプル検出部23は、典型的には主にキュベットで構成されるがこれに限られず、例えばソーティングチップであってもよい。このようなソーティングチップとしては例えば、オリフィスサイズが70μm、100μm又は130μmのものが採用される。
 (保持機構)
 図2~図8は、保持機構24の構成例を示す模式図である。以下、保持機構24の幾つかの構成例について説明する。なお、これらの図に示すX、Y及びZ軸方向は相互に直交する3軸方向を示し、本明細書の全図おいて共通である。
 ・構成例1
 図2は保持機構24の上面図、図3は下死点状態(初期状態)の保持機構24を示す正面図、図4は図3の側面図、図5は上死点状態の保持機構24を示す側面図である。保持機構24は、ノズルアーム241と、ノズルホルダー242と、衝突センサー243(検出部)とを有する。
 ノズルホルダー242はノズル224を支持し、ノズルアーム241に対してZ軸方向に相対移動可能に構成される。これにより、ノズル224は、ノズルホルダー242と共にZ軸方向に移動する。
 ノズルホルダー242は、第1平板部242aと、第2平板部242dと、連結部242cとを有する。第1平板部242aは、保持機構24が下死点状態である時に、ノズルアーム241の鉛直方向上面に載置される(図4参照)。つまり、第1平板部242aとノズルアーム241とが当接する状態が保持機構24の下死点状態となる。第1平板部242aは、第2平板部242dよりもX軸方向に衝突センサー243側へ突出する。
 また、本実施形態の第1平板部242aは、Y軸方向中央部において、X軸方向に突出する突出部242bを有する。この突出部242bは、図2に示すように、衝突センサー243の一部に入り込む。
 第2平板部242dは、保持機構24が上死点状態である時にノズルアーム241の保持部241aに載置される(図5参照)。つまり、第2平板部242dと保持部241aとが当接する状態が保持機構24の下死点状態となる。第2平板部242dは、ノズルホルダー242のZ軸方向に移動を規制するストッパとして機能する。
 連結部242cは、第1平板部242aと第2平板部242dとを連結する。連結部242cは、図3に示すように、一対の保持部241aの間に配置される。連結部242cは、保持部241aとY軸方向に対向しながら、Z軸方向に移動可能に構成される。
 ノズルアーム241は、ノズルホルダー242を介してノズル224を保持する。ノズルアーム241は、Z軸方向の任意の位置において、ノズルホルダー242(連結部242c)を保持可能に構成される。これにより、ノズルホルダー242がノズルアーム241により所定位置で保持(固定)されることによって、ノズル224に対するウェルWの相対位置を自由に決定することができる。ノズルアーム241は、連結部242cのY軸方向両側面に対向し、X軸方向に突出する一対の保持部241aを有する。
 ノズルアーム241は、一対の保持部241aと、これらの間のX軸方向を向いた端面とで開口部241bを構成する。開口部241bは、図2,3に示すように、所定の間隔をおいて連結部242cを収容する。
 保持部241aのZ軸方向の幅D2は、連結部242cのZ軸方向の幅D1よりも狭く構成される。これにより、ノズルホルダー242がZ軸方向に移動する上での遊びが生まれる。
 衝突センサー243は、筐体243aと、LED光源243bと、フォトダイオード243cとを有する。筐体243aは、図4,5に示すようにノズルアーム241上に設けられ、ノズル224側に開口する開口部S1を有する。開口部S1は、第1平板部242aの突出部242bの一端を収容する。
 LED光源243bとフォトダイオード243cは、開口部S1を介してY軸方向に相互に対向するように筐体243aに設けられ、保持機構24が上死点状態である時に、突出部242bの一端とY軸方向に対向する位置に設けられる(図5参照)。
 衝突センサー243は、LED光源243bの出射光が突出部242bに遮られ、フォトダイオード243cがこの出射光を受光しないことを受けて、ノズル224の吸込み口224aとウェルWの底部との当接(接触)を検出し、この検出結果に基づく検出信号を制御部25に出力可能に構成される。
 本実施形態の衝突センサー243は、典型的には透過型のフォトセンサが採用されるがこれに限られず、例えば、反射型のフォトセンサが採用されてもよい。
 ・構成例2
 次に、保持機構24の他の構成例について説明する。図6は保持機構24の上面図、図7は下死点状態(初期状態)の保持機構24を示す側面図、図8は上死点状態の保持機構24を示す側面図である。なお、構成例1と同様に構成については同様の符号を付し、その説明を省略する。
 本実施形態の衝突センサー243は、図7,8に示すように、スイッチ式の衝突センサーであってもよい。この場合、衝突センサー243は、第2平板部242dと対向するように保持部241aに設けられる。
 これにより、衝突センサー243は、保持機構24が上死点状態にある時に第2平板部242dに押圧されることによって、ウェルWの底部とノズル224の吸込み口224aとの当接を検出し、この検出結果に基づく検出信号を制御部25に出力可能に構成される。なお、図2~図8に示す保持機構24の構成はあくまで一例であり、これらの図に示した構成に限定されないのは勿論である。
 (制御部)
 制御部25は、ポンプ221,222、駆動機構21(駆動部212)、バルブV1,V2、その他の各機構の駆動を制御するように構成される。特に、制御部25は、ウェルWの底部とノズル224の吸込み口224aとが所定距離離間するように駆動部212を制御可能に構成される。制御部25は、これらのドライバーの他、基本的には、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のコンピュータに必要なハードウェアを含む。
 制御部25は、CPUの代わりに、FPGA(Field Programmable Gate Array)等のPLD(Programmable Logic Device)を有していてもよい。また、制御部25は、ポンプ221,222、駆動機構21、バルブV1,V2等を駆動させる図示を省略したドライバーを含む。
 1.2)サンプル送液装置の動作
 図9は、サンプル送液装置20の動作手順を示すフローチャートである。以下、本実施形態のサンプル送液装置20の典型的な動作について図9を適宜参照しながら説明する。
 先ず、サンプル送液装置20を起動させ(ステップS101)、ノズル224の先端位置を検知する(ステップS102)。これにより、ノズル224の吸込み口224aと支持部211との間がどの程度離間しているのかかが把握される。ノズル224の先端位置を検知する方法は特に限定されないが、例えば位置検出センサー等が採用されてもよい。
 次に、支持部211にウェルプレートPをセットし(ステップS103)、制御部25が駆動部212をノズル224側へ段階的に移動させる。これにより、ウェルプレートPがノズル224に段階的に接近し、ウェルWの底部とノズル224の吸込み口224aとが当接する。この際、ウェルプレートPの一段階当たりの移動距離を0.1mm程度にするのが好ましい。これにより、吸込み口224aとウェルWの底部とが過度な力で突き当たることが抑制される。
 次いで、制御部25は、吸込み口224aとウェルWの底部とが当接している状態から、駆動部212をさらに上昇させ、第2平板部242dがノズルアーム241に当接する。これにより、保持機構24が下死点状態から上死点状態に移行し、ノズルアーム241が連結部242cを保持することによって上死点状態が維持される。
 この際、衝突センサー243は、LED光源243bの出射光が突出部242bに遮られるか(図5参照)、あるいは、第2平板部242dに押圧されることによって(図8参照)、吸込み口224aとウェルWの底部との当接を検出し(ステップS104)、この検出結果に基づく検出信号を制御部25に出力する。なお、保持機構24が下死点状態から上死点状態に移行する際の第1平板部242aの移動距離は0.4mm程度である。
 次に、制御部25は、衝突センサー243から検出信号を取得したことを受けて、駆動部212をノズル224から離間する方向に所定距離移動させる。これにより、吸込み口224aとウェルWの底部とが所定距離離間する。この際、吸込み口224aとウェルWの底部との間隔D3は特に限定されないが、典型的には制御部25により0.5mmに制御される(ステップS105)。
 続いて、制御部25は、バルブV1,V2を開き、ポンプ221,222の吸引圧力を変更する(ステップS106)。これにより、吸引機構22によりノズル224を介してウェルW内の懸濁液が吸引され、さらに、シースタンク228内のシース液が吸引される。そして、懸濁液とシース液とがサンプル検出部23内で合流し、これらの混合液が排液タンク229に向かって移送される。この際、サンプル検出部23内を流れる混合液にレーザーが照射されることによって、サンプルの測定が行われる(ステップS107)サンプルの測定時間は特に限定されないが、典型的には1秒である。
 次いで、サンプル測定を継続する場合(ステップS108のYES)、ウェルW内の懸濁液を攪拌するタイミングである場合には(ステップS110のYES)、制御部25がポンプ221,222を停止させるか、バルブV1,V2を閉める。これにより、ノズル224内の圧力を0にする(ステップS111)。
 次に、制御部25は、駆動部212をノズル224から離間する方向に所定距離移動させる。これにより、吸込み口224aとウェルWの底部とが所定距離さらに離間する。この際、吸込み口224aとウェルWの底部との間隔D3は特に限定されないが、後述のステップS113においてウェルW内の懸濁液を搖動攪拌する場合には、制御部25により80mm程度に制御され、懸濁液をノズル224で攪拌する場合には制御部25により1.4mm程度に制御される。
 続いて、吸込み口224aとウェルWの底部とが所定距離離間した状態において、制御部25の制御によりウェルW内の懸濁液が攪拌される。この際、ウェルプレートPを支持する駆動機構21を動かす等の搖動攪拌が実行されてもよく、あるいは、保持機構24に取り付けられた振動子(図示略)に振動を発生させることで、ノズル224に懸濁液を攪拌させてもよい。
 本実施形態では、サンプルの測定が終了するまで1つのウェルWにつきステップS104からステップS113までの一連の動作(S104→S105→S106→S107→S108→S110→S111→S112→S113)が繰り返される。
 一方、サンプル測定を継続しない場合は(ステップS108のNO)は、制御部25がバルブV1,V2を閉めるか、ポンプ221,222を停止させることによって、サンプル測定が終了する(ステップS109)。また、ウェルW内の懸濁液を攪拌するタイミングではない場合には(ステップS110のNO)、引き続きサンプル測定が継続される。
 本実施形態では、上記したステップS104~ステップS113の一連の動作がウェルプレートPに設けられた全てのウェルWについて実行される。
 1.3)検証
 発明者は、第1の実施形態における効果を確認するために、以下の検証を行った。本検証において、発明者はソニー社製のセルアナライザー(製品名:SA3800)を用いた。
 発明者は、一定の吸引圧力下において、ウェルWの底部とノズル224の吸込み口224aとの間隔D3を0.3mm以上1.4mm以下の範囲で変更させながらイベントレート(eps:events per second)を確認した。図10はこの検証結果を示すグラフである。この場合、ウェルWには、脱イオン水(DIW:Deionized Water)にサンプルとして乾燥した無機材料のサンプルビーズ(Flow Check Beads)が沈殿した懸濁液が収容される。また、イベントレートとは、1秒当たりにサンプル検出部23で検出されるサンプルの数である。さらに、本検証においては、懸濁液を吸引する際の流量を33μL/minとした。
 図10を参照すると、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3が0.9mm以上1.4mm以下の範囲においては、イベントレートがほとんど確認されない。即ち、ウェルWの底部に溜まったサンプルの沈殿物がほとんど吸引されていない。これは、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3が大きすぎるためと考えられる。
 一方、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3が0.4mm以上0.8mm以下の範囲においては、イベントレートが確認され、特に0.4mm以上0.7mm以下の範囲においては大きなイベントレートが確認された。
 しかしながら、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3を0.3mmとするとイベントレートは確認されなかった。即ち、間隔D3を0.3mm以下とすると、サンプルの沈殿物は吸引されないことが確認された。これは、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3が小さすぎることによって、圧力損失が生じたためと考えられる。
 なお、図10を参照すると、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3を0.5mmとすると再びイベントレートが確認されたことから、間隔D3が0.3mm時にイベントレートが確認されなかったことは、懸濁液内のサンプルが枯渇したためではない。
 以上の検証により、ウェルWの底部と吸込み口224aとの間隔D3を0.4mm以上0.8mm以下の範囲とするとサンプルの沈殿物が十分に吸引され、上記範囲外ではサンプルの沈殿物がほとんど吸引されないことが実証された。即ち、間隔D3を0.4mm以上0.8mm以下の範囲とする効果が実証された。
 1.4)効果
 第1の実施形態によれば、制御部25の制御によりウェルWの底部と吸込み口224aとが所定距離離間するように制御される。具体的には、間隔D3が0.5mmに制御される。従って、上記検証のとおり間隔D3が0.4mm以上0.8mm以下あれば定常的にイベントが検出されるので、間隔D3が0.5mmであればウェルWの底部に沈殿したサンプルの沈殿物が十分に吸引される(図10参照)。
 2.第2の実施形態
 次に、本発明の第2の実施形態に係るサンプル送液装置20について説明する。以下、第1の実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
 2.1)ノズルの構成
 2.1.1)適用例1
 第2の実施形態におけるノズル224は、開口部224cを有する構成であってもよい。図11はノズル224の吸込み口224a周辺を拡大して示す側面図であり、図12は吸込み口224a(底面S2)をZ軸方向から見た拡大図である。
 開口部224cは、図11に示すようにノズル224の吸込み口224aの先端に設けられ、懸濁液が流れる流路である中空部224bに連通する。開口部224cは、図12に示すように、Y軸方向に沿って直線状に形成された溝である。なお、図11に示す開口部224cの開口形状は矩形状であるがこれに限られず、三角状又は半円状等、その形状は問わない。
 本技術では、吸込み口224aに形成される開口部224cの形成パターンは、図11,12に示すパターンに限定されるものではない。図13及び図14は、吸込み口224a(底面S2)をZ軸方向から見た拡大図であり、開口部224cの形成パターンのバリエーションを示す図である。
 [パターン1]
 開口部224cは、図13に示すように、Y軸方向に沿って直線状に形成された第1の溝T1と、Z軸方向に沿って形成された第2の溝T2とからなる構成であってもよい。即ち、ノズル224の吸込み口224aの先端において、十字状に形成された溝であってもよい。
 [パターン2]
 開口部224cは、図14に示すように、ノズル224の吸込み口224aの先端において、Z軸周りに複数設けられてもよい。この場合、複数の開口部224c各々は、同図に示すようにZ軸方向に沿って設けられた(サンプル流管225側に窪む)凹部Cに連通し、凹部Cを介して中空部224bに連通する。なお、図14に示す開口部224cの数は8つであるがこれに限られず、8つ以上又は8つ以下であってもよい。
 2.1.2)適用例2
 図15,図17は、ノズル224の底面S2をZ軸方向から見た拡大図である。また、図16は、吸込み口224a周辺を拡大して示す斜視図であり、ウェルWに収容されたノズル224を示す図である。なお、ノズル224の底面S2とは、吸引機構22がウェルWに収容された懸濁液を吸引する際に、ウェルWの底部に対向する面である。
 [パターン1]
 第2の実施形態のノズル224は、底面S2に切欠き224dが設けられた構成であってもよい。この場合、切欠き224dは、図15に示すように、Z軸周りに複数設けられる。この構成により、フラットボトムではないウェルWに吸込み口224aが収容された際に、吸込み口224aの先端とウェルWの底部との間に隙間Hが生じ、懸濁液を吸引する際の流路が確実に確保される。従って、ウェルWの底部に溜まった懸濁液を十分に吸引することが可能となり、デッドボリュームを減らすことができる。
 なお、図15に示す切欠き224dの形状はV字状であるがこれに限られず、矩形状又はU字状等、その形状は問わない。また、同図に示す切欠き224dの数は4つであるがこれに限られず、4つ以上又は4つ以下であってもよい。
 ここで、上記の「デッドボリューム」とは、サンプルノズルを介して懸濁液を吸引する際に、吸引しきれなかった懸濁液の量であり、以下の説明においても同義である。
 [パターン2]
 第2の実施形態ノズル224は、図17に示すように、底面S2が直線S3と曲線C1の組み合わせからなる形状であってもよい。この構成により、適用例2のパターン1と同様の作用効果が得られる。なお、図17では、直線S3及び曲線C1の数はそれぞれ4つであるが、これに限られないのは勿論である。
 2.1.3)適用例3
 第2の実施形態のノズル224は、吸込み口224aに開口部224cが設けられた構成であってもよい。当該開口部224cは、吸込み口224aの先端近傍の側壁を貫通する貫通孔である。図18はノズル224の吸込み口224a周辺を拡大して示す側面図であり、図19,20はノズル224の吸込み口224a(底面S2)をZ軸方向から見た拡大図である。
 [パターン1]
 開口部224c(貫通孔)は、図19に示すように、Y軸方向に沿って直線状に形成され、中空部224bに連通する構成であってもよい。なお、開口部224cの開口形状は、矩形状であるがこれに限られず、三角状、円状又は楕円状等、その形状は問わない。
 [パターン2]
 開口部224c(貫通孔)は、図20に示すように、Y軸方向に沿って直線状に形成され、中空部224bに連通する第1の貫通孔H1と、X軸方向に沿って形成され、中空部224bに連通する第2の貫通孔H2とからなる構成であってもよい。なお、パターン2において、開口部224cは2つの貫通孔から構成されるがこれに限られず、2つ以上の貫通孔から構成されてもよい。
 2.2)サンプル送液装置の動作
 第2の実施形態のサンプル送液装置20は、ウェルWの底部とノズル224の吸込み口224aとが当接している状態において、吸引機構22によりノズル224を介して懸濁液を吸引する。即ち、第2の実施形態のサンプル送液装置20の動作は、第1の実施形態で説明したステップS105が省略される。
 2.3)検証
 発明者は、第2の実施形態における効果を実証するために、以下の検証1,2を行った。本検証では、ソニー社製のセルアナライザー(製品名:SA3800)を用いた。また、本検証においては、吸込み口224aに開口部224cが設けられたんノズル224を用いた。さらに、本検証においては、懸濁液を吸引する際の流量を33μL/minとした。
 2.3.1)検証1
 検証1では、ノズル224(吸込み口224a)をウェルWの底部に当接させ、このノズル224を介して懸濁液を吸引した場合にどの程度デッドボリュームがあるかを確認した。なお、検証1では、開口部224cが形成されていない従来のノズルを比較例とし、ウェルWがフラットボトム又はVボトムの場合についてそれぞれ検証した。図21は、この検証結果をまとめた表である。
 図21を参照すると、ノズルの先端とウェルの底部との間を一定距離(例えば1mm以上1.2mm以下)離間させた状態で、開口部224cが形成されていないノズルを介して懸濁液を吸引する従来方式では、ウェルがフラットボトムの場合デッドボリュームが35~40μLであり、ウェルがVボトムの場合デッドボリュームが20μLであった。
 一方、吸込み口224aとウェルWの底部とを当接させた状態で、吸込み口224aに開口部224cが形成されたノズル224を介して懸濁液を吸引する本方式では、ウェルWがフラットボトムの場合デッドボリュームが4~7μmであり、ウェルWがVボトムの場合1μm以下であった。
 以上の検証により、開口部224cが形成された吸込み口224aをウェルWの底部に当接させ、このノズル224を介して懸濁液を吸引することによって、従来方式よりもデッドボリュームを明確に低減できることが確認された。即ち、吸込み口224aに開口部224cを形成する効果が実証された。
 2.3.2)検証2
 検証2では、ウェルWの底部に吸込み口224aを当接させる前後で、イベントレート(eps:events per second)に変化があるか確認した。図22はこの検証結果を示すグラフである。検証2では、懸濁液の吸引を開始してから約100秒後にウェルWの底部に吸込み口224aを当接させた。この場合、ウェルWには、脱イオン水(DIW:Deionized Water)にサンプルとして乾燥した無機材料のサンプルビーズ(Flow Check Beads)を含む懸濁液が収容される。また、イベントレートとは、1秒当たりにサンプル検出部23で検出されるサンプルの数である。
 図22を参照すると、吸込み口224aとウェルWの底部とを当接させてもイベントレートが変化しないことが確認された。即ち、この検証により、吸込み口224aとウェルWの底部とを当接させた状態で、吸込み口224aに開口部224cが形成されたノズル224を介して懸濁液を吸引しても、イベントレートに影響しないことが実証された。
 2.4)効果
 本技術の第2の実施形態によれば、ノズル224の吸込み口224aに開口部224cが設けられる。これにより、吸込み口224aとウェルWの底部とを当接させた状態で懸濁液を吸引することができるため、デッドボリュームを減らすことができる(図21参照)。特に、吸込み口224aに開口部224cが複数設けられる場合は(図13,14,20参照)、懸濁液を吸引する際の効率性が向上する。
 3.変形例
 以上、本技術の実施形態について説明したが、本技術は上述の実施形態に限定されるものではなく種々変更を加え得ることは勿論である。
 例えば、上記実施形態では制御部25により、ノズル224の吸込み口224aとウェルWの底部と間隔D3が制御されるがこれに限られず、例えば人によるマニュアル操作で間隔D3が制御されてもよい。
 また、上記実施形態では、ウェルプレートPを支持する駆動機構21(支持部211)を移動させることによって、吸込み口224aとウェルWの底部との間隔D3が制御されるがこれに限られず、例えばノズルホルダー242を支持するノズルアーム241を移動させることによって、間隔D3が制御されてもよい。
 さらに、上記実施形態では、典型的には全てのウェルWについてステップS104が実行されるがこれに限られない。例えば、ステップS104は3又は4ウェル毎に実行されてもよく、必要に応じて省略されてもよい。
 加えて、本明細書において、ノズル224の「吸込み口」とは、懸濁液の吸引時にウェルWの底部に対向するノズル224の先端と、当該先端近傍の側壁とを少なくとも概念的に含む。
 また、上記実施形態では、サンプル送液装置20がフローサイトメータに適用された例について説明したがこれに限られない。サンプル送液装置20は、例えばソーターとして適用されてもよく、その用途は問わない。
 なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
 (1)
 サンプルを含む懸濁液を収容する収容部を有するサンプル容器を支持し、上記サンプル容器を移動可能に構成された駆動機構と、
 上記収容部に挿入されるように構成されたノズルを有し、上記ノズルを介して上記懸濁液を吸引する吸引機構と、
 上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口とが所定距離離間するように上記駆動機構を制御可能に構成された制御部と
 を具備するサンプル送液装置。
 (2)
 上記(1)に記載のサンプル送液装置であって、
 上記制御部は、上記底部と上記吸込み口との間隔を0.4mm以上0.8mm以下に制御する
 サンプル送液装置。
 (3)
 上記(1)又は(2)に記載のサンプル送液装置であって、
 上記吸引機構は、上記懸濁液が流れる流路である中空部と、上記吸込み口に設けられ、上記中空部に連通する開口部とを備えるノズルを有する
 サンプル送液装置。
 (4)
 上記(3)に記載のサンプル送液装置であって、
 上記吸引機構は、上記吸込み口に上記中空部に連通する複数の開口部が設けられたノズルを有する
 サンプル送液装置。
 (5)
 上記(1)から(4)のいずれか1つに記載のサンプル送液装置であって、
 上記吸引機構は、上記底部に対向する底面に切欠きが設けられたノズルを有する
 サンプル送液装置。
 (6)
 上記(1)から(5)のいずれか1つに記載のサンプル送液装置であって、
 上記底部と上記吸込み口との当接を検出する検出部を有し、上記ノズルを所定位置で保持可能に構成された保持機構をさらに具備する
 サンプル送液装置。
 (7)
 サンプルを含む懸濁液を収容する収容部を有するサンプル容器を支持し、上記サンプル容器を移動可能に構成された駆動機構と、
 上記収容部に挿入されるように構成されたノズルを有し、上記ノズルを介して上記懸濁液を吸引する吸引機構と、
 上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口とが所定距離離間するように上記駆動機構を制御可能に構成された制御部と、
 上記底部と上記吸込み口との当接を検出する検出部を有し、上記ノズルを所定位置で保持可能に構成された保持機構と、
 上記サンプルの特性を解析する解析部と
 を具備するフローサイトメータ。
 (8)
 駆動機構に支持されたサンプル容器の収容部であって、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部に、吸引機構に設けられたノズルを挿入し、
 上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口との当接を検出し、
 上記収容部と上記吸込み口との間を所定距離離し、
 上記吸引機構により上記ノズルを介して上記懸濁液を吸引する
 サンプル送液方法。
 (9)
 駆動機構に支持されたサンプル容器の収容部であって、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部に、吸引機構に設けられたノズルを挿入し、
 上記収容部の底部と上記ノズルの吸込み口との当接を検出し、
 上記底部と上記吸込み口とが当接している状態において、上記吸引機構により上記ノズルを介して上記懸濁液を吸引する
 サンプル送液方法。
 サンプル送液装置・・・20
 駆動機構・・・・・・・21
 吸引機構・・・・・・・22
 保持機構・・・・・・・24
 制御部・・・・・・・・25
 フローサイトメータ・・100
 ノズル・・・・・・・・224
 吸込み口・・・・・・・224a
 中空部・・・・・・・・224b
 開口部・・・・・・・・224c
 切欠き・・・・・・・・224d
 検出部・・・・・・・・243

Claims (9)

  1.  サンプルを含む懸濁液を収容する収容部を有するサンプル容器を支持し、前記サンプル容器を移動可能に構成された駆動機構と、
     前記収容部に挿入されるように構成されたノズルを有し、前記ノズルを介して前記懸濁液を吸引する吸引機構と、
     前記収容部の底部と前記ノズルの吸込み口とが所定距離離間するように前記駆動機構を制御可能に構成された制御部と
     を具備するサンプル送液装置。
  2.  請求項1に記載のサンプル送液装置であって、
     前記制御部は、前記底部と前記吸込み口との間隔を0.4mm以上0.8mm以下に制御する
     サンプル送液装置。
  3.  請求項1に記載のサンプル送液装置であって、
     前記吸引機構は、前記懸濁液が流れる流路である中空部と、前記吸込み口に設けられ、前記中空部に連通する開口部とを備えるノズルを有する
     サンプル送液装置。
  4.  請求項3に記載のサンプル送液装置であって、
     前記吸引機構は、前記吸込み口に前記中空部に連通する複数の開口部が設けられたノズルを有する
     サンプル送液装置。
  5.  請求項1に記載のサンプル送液装置であって、
     前記吸引機構は、前記底部に対向する底面に切欠きが設けられたノズルを有する
     サンプル送液装置。
  6.  請求項1に記載のサンプル送液装置であって、
     前記底部と前記吸込み口との当接を検出する検出部を有し、前記ノズルを所定位置で保持可能に構成された保持機構をさらに具備する
     サンプル送液装置。
  7.  サンプルを含む懸濁液を収容する収容部を有するサンプル容器を支持し、前記サンプル容器を移動可能に構成された駆動機構と、
     前記収容部に挿入されるように構成されたノズルを有し、前記ノズルを介して前記懸濁液を吸引する吸引機構と、
     前記収容部の底部と前記ノズルの吸込み口とが所定距離離間するように前記駆動機構を制御可能に構成された制御部と、
     前記底部と前記吸込み口との当接を検出する検出部を有し、前記ノズルを所定位置で保持可能に構成された保持機構と、
     前記サンプルの特性を解析する解析部と
     を具備するフローサイトメータ。
  8.  駆動機構に支持されたサンプル容器の収容部であって、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部に、吸引機構に設けられたノズルを挿入し、
     前記収容部の底部と前記ノズルの吸込み口との当接を検出し、
     前記収容部と前記吸込み口との間を所定距離離し、
     前記吸引機構により前記ノズルを介して前記懸濁液を吸引する
     サンプル送液方法。
  9.  駆動機構に支持されたサンプル容器の収容部であって、サンプルを含む懸濁液を収容する収容部に、吸引機構に設けられたノズルを挿入し、
     前記収容部の底部と前記ノズルの吸込み口との当接を検出し、
     前記底部と前記吸込み口とが当接している状態において、前記吸引機構により前記ノズルを介して前記懸濁液を吸引する
     サンプル送液方法。
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