WO2022080482A1 - 粒子検出装置、粒子検出システム、及び粒子検出方法 - Google Patents

粒子検出装置、粒子検出システム、及び粒子検出方法 Download PDF

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WO2022080482A1
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unit
particle
particles
light
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学治 橋本
充紀 植田
務 丸山
伊佐夫 日高
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ソニーグループ株式会社
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume, or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/14—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
    • G01N15/1433—
    • G01N15/149—
    • G—PHYSICS
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    • G01N2015/1006—Investigating individual particles for cytology
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    • G01N15/1404—Fluid conditioning in flow cytometers, e.g. flow cells; Supply; Control of flow
    • G01N2015/1406—Control of droplet point

Definitions

  • This technology relates to a particle detector. More specifically, the present invention relates to a particle detection device, a particle detection system, and a particle detection method for optically detecting the characteristics of particles.
  • Flow cytometry is the detection of fluorescence and scattered light emitted from each particle by pouring the particles to be analyzed into the fluid in an aligned state and irradiating the particles with laser light or the like. , It is an analysis method that analyzes and sorts particles.
  • the cell labeled with a fluorescent dye is irradiated with excitation light having an appropriate wavelength and intensity such as laser light. Then, the fluorescence emitted from the fluorescent dye is condensed by a lens or the like, light in an appropriate wavelength range is selected using a wavelength selection element such as a filter or a dichroic mirror, and the selected light is used as a PMT (photomultiplier tube: photo). Detect using a light receiving element such as a multiplier tube).
  • a wavelength selection element such as a filter or a dichroic mirror
  • a wavelength selection element such as a filter and measuring the intensity of the light in each wavelength range, in a continuous wavelength range.
  • spectral flow cytometry which can measure the fluorescence spectrum, the fluorescence emitted from the particles is separated using a spectroscopic element such as a prism or a grating. Then, the spectroscopic fluorescence is detected by using a light receiving element array in which a plurality of light receiving elements having different detection wavelength ranges are arranged.
  • the light receiving element array includes a PMT array or photodiode array in which light receiving elements such as PMTs and photodiodes are arranged in one dimension, or a plurality of independent detection channels such as two-dimensional light receiving elements such as CCD or CMOS. It is used.
  • an optical method is often used in which the particles to be analyzed are irradiated with light such as a laser and the fluorescence or scattered light emitted from the particles is detected. Then, based on the detected optical information, a histogram is extracted by an analysis computer and software, and analysis is performed.
  • Patent Document 1 describes an optical mechanism for irradiating each of biological particles with light to detect light from the biological particles, and based on light from each of the biological particles.
  • a device for separating biological particles contained in a liquid flow has been proposed.
  • the main purpose is to provide a technique for improving the accuracy of the technique of optically detecting the characteristics of particles contained in a fluid individually and analyzing or sorting the detected particles.
  • the light irradiation unit that irradiates the particles contained in the fluid with excitation light
  • a photodetector that detects the light generated by the irradiation of the excitation light
  • An excitation light detection unit having an image pickup device for detecting the excitation light to irradiate the particles
  • an excitation light detection unit having an image pickup device for detecting the excitation light to irradiate the particles
  • an excitation light detection unit is provided.
  • the light irradiation unit may be configured to irradiate a plurality of excitation lights having different wavelengths at different positions in the flow direction of the fluid. In this case, the excitation light detection may be performed. The unit can detect the position information of the plurality of excitation lights.
  • the particle detection device may further include a processing unit that specifies the interval between the plurality of excitation lights based on the position information detected by the excitation light detection unit.
  • the particle detector according to this technique includes a vibrating element that vibrates the fluid and It may further include a preparative portion for preparating droplets containing the particles formed by the vibration.
  • the processing unit can specify the delay time from the irradiation of the particles with the excitation light to the formation of the droplet containing the particles, based on the specified intervals of the plurality of excitation lights.
  • the processing unit is The velocity of the particles is determined based on the interval between the plurality of excitation lights and the detection timing at which the particles are detected by the photodetector.
  • the delay time can be specified based on the velocity of the particles.
  • the delay time at the time of sorting can be specified by using the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities. Specifically, the feature amount specified based on the first delay time calculated under the condition that the particle velocity is constant and the second delay time calculated under the condition that the particle velocity is different is set. It can be used to specify the delay time at the time of sorting.
  • the second delay time can be a delay time calculated using optical information from particles at two or more different particle velocities under the condition that the particle velocities are different.
  • the delay time at the time of sorting is used by using the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities under the condition that the particle velocities are different.
  • the particle detection device may include an excitation light calibration unit that calibrates the interval of the excitation light to the particles based on the position information of the plurality of excitation lights acquired by the excitation light detection unit. can.
  • the particle detection device may include an abnormality detection unit that detects an abnormality in the irradiation unit based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit.
  • the particle detection device may include a control unit that controls the irradiation unit based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit.
  • a light irradiation unit that irradiates particles contained in the fluid with excitation light
  • a photodetector that detects the light generated by the irradiation of the excitation light
  • a particle detection device comprising an excitation light detection unit having an image pickup element for detecting the excitation light to irradiate the particles.
  • An information processing apparatus having a processing unit for processing information detected over time by the excitation light detection unit, and an information processing device.
  • a light irradiation step of irradiating particles contained in the fluid with excitation light and The photodetection step of detecting the light generated by the irradiation of the excitation light, and An excitation light detection step of detecting the excitation light to irradiate the particles using an image sensor, and Provided is a particle detection method having the above.
  • particles include a wide range of biologically related fine particles such as cells, microorganisms and ribosomes, or synthetic particles such as latex particles, gel particles and industrial particles.
  • Bioly-related microparticles include chromosomes, ribosomes, mitochondria, organelles (organelles), etc. that make up various cells.
  • Cells include animal cells (eg, blood cell lineage cells, etc.) and plant cells.
  • Microorganisms include bacteria such as Escherichia coli, viruses such as tobacco mosaic virus, and fungi such as yeast.
  • the bio-related microparticles may include bio-related polymers such as nucleic acids, proteins, and complexes thereof.
  • the industrial particles may be, for example, an organic or inorganic polymer material, a metal, or the like.
  • Organic polymer materials include polystyrene, styrene / divinylbenzene, polymethylmethacrylate and the like.
  • Inorganic polymer materials include glass, silica, magnetic materials and the like.
  • Metals include colloidal gold, aluminum and the like.
  • the shape of these particles is generally spherical, but in the present technique, they may be non-spherical, and their size, mass, and the like are not particularly limited.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view schematically showing a cross section in a cuvette when calculating an average flow velocity in the cuvette using the Navier-Stokes equation.
  • It is a flowchart of the particle fraction using the 1st Embodiment of the particle detection apparatus 1 or the particle detection system 2 which concerns on this technique.
  • It is a schematic conceptual diagram which shows typically the 2nd Embodiment of the particle detection apparatus 1 which concerns on this technique.
  • 3 is a schematic conceptual diagram showing a liquid feeding state used for specifying a delay time in the particle detection device 1 and the particle detection system 2 according to the third embodiment. It is a flowchart of the delay time adjustment algorithm in the particle detection apparatus 1 and the particle detection system 2 which concerns on 3rd Embodiment. It is a flowchart of the delay time adjustment algorithm in the particle detection apparatus 1 and the particle detection system 2 which concerns on 3rd Embodiment. It is a flowchart of the delay time adjustment algorithm in the particle detection apparatus 1 and the particle detection system 2 which concerns on 3rd Embodiment. It is a flowchart of the delay time adjustment algorithm in the particle detection apparatus 1 and the particle detection system 2 which concerns on the modification of 3rd Embodiment.
  • Particle detection device 1 particle detection system 2 [First Embodiment] (1) Flow path P (2) Light irradiation unit 11 (3) Photodetector 12 (4) Excitation light detection unit 13 (5) Vibration element 111 (6) Sorting unit 112 (7) Processing unit 14 (8) Excitation light calibration unit 15 (9) Abnormality detection unit 16 (10) Control unit 17 (11) Storage unit 18 (12) Display unit 19 (13) User interface 110 [Second Embodiment] [Third Embodiment] (1) Processing unit 14 [Modified example of the third embodiment] 2. 2. Particle detection method
  • FIG. 1 is a schematic conceptual diagram schematically showing a first embodiment of the particle detection device 1 according to the present technology.
  • FIG. 2 is a schematic conceptual diagram schematically showing an example different from FIG. 1 of the first embodiment of the particle detection device 1 according to the present technique.
  • the particle detection device 1 according to the first embodiment includes at least a light irradiation unit 11, a light detection unit 12, an excitation light detection unit 13, a vibration element 111, and a preparative unit 112.
  • a flow path P (P11 to 13), a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, a display unit 19, a user interface 110, and the like are provided. be able to.
  • the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, the display unit 19, the user interface 110, and the like are similar to the particle detection device 1 shown in FIGS. 1 and 2. Although it may be provided in the particle detection device 1, but not shown, it has a light irradiation unit 11, a light detection unit 12, an excitation light detection unit 13, a vibration element 111, and a preparative unit 112.
  • a particle detection system 2 including a particle detection device 1, an information processing device having a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, a display unit 19, and a user interface 110. It can also be.
  • the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, the display unit 19, and the user interface 110. Can be independently provided and connected to the particle detection device 1 via a network.
  • light detection is performed in the liquid column portion L of the jet flow JF, but the present invention is not limited to this.
  • light detection may be performed in the flow path P.
  • a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, and a display unit 19 are provided in a cloud environment, and a particle detection device is provided via a network. It is also possible to connect with 1.
  • a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a display unit 19, and a user interface 110 are provided in the information processing device 10, and a storage unit 18 is provided in a cloud environment. It is also possible to connect to the particle detection device 1 and the information processing device 10 via a network. In this case, it is also possible to store the records of various processes in the information processing apparatus 10 in the storage unit 18 on the cloud and share the various information stored in the storage unit 18 among a plurality of users. The details of each part will be described below.
  • the particle detection device 1 and the particle detection system 2 analyze and sort particles by detecting optical information obtained from particles arranged in a row in a flow cell (flow path P). be able to.
  • the flow path P may be provided in advance in the particle detection device 1 and the particle detection system 2, but a commercially available flow path P, a disposable chip provided with the flow path P, or the like may be installed for analysis or sorting. It is also possible to do it.
  • the form of the flow path P is not particularly limited and can be freely designed.
  • the flow path P is not limited to the flow path P formed in the substrate T such as two-dimensional or three-dimensional plastic or glass as shown in FIGS. 1 and 3, but as shown in FIG. 2 described later, a conventional flow cytometer is used.
  • the flow path P as used can also be used for the particle detection device 1.
  • the flow path width, flow path depth, and flow path cross-sectional shape of the flow path P are not particularly limited as long as they can form a laminar flow, and can be freely designed.
  • a microchannel having a channel width of 1 mm or less can also be used in the particle detection device 1.
  • a microchannel having a channel width of 10 ⁇ m or more and 1 mm or less can be suitably used in this technique.
  • the method of sending particles is not particularly limited, and the particles can be passed through the flow path P according to the form of the flow path P to be used.
  • the case of the flow path P formed in the substrate T shown in FIGS. 1 and 3 will be described.
  • the sample liquid containing the particles is introduced into the sample liquid flow path P11, and the sheath liquid is introduced into the two sheath liquid flow paths P12a and P12b, respectively.
  • the sample liquid flow path P11 and the sheath liquid flow paths P12a and P12b merge to form the main flow path P13.
  • a sheath flow sandwiched between sheath liquid laminar flows can be formed.
  • the particles to be passed through the flow path P can be labeled with one kind or two or more kinds of dyes such as fluorescent dyes.
  • the fluorescent dyes that can be used in this technology include, for example, Cascade Blue, Pacific Blue, Fluorescein isothiocyanate (FITC), Phycoerythrin (PE), Propidium iodide (PI), Texas red (TR), and Peridinin chlorophyll protein (PerCP). ), Allophycocyanin (APC), 4', 6-Diamidino-2-phenylindole (DAPI), Cy3, Cy5, Cy7, Brilliant Violet (BV421) and the like.
  • the light irradiation unit 11 In the light irradiation unit 11, the particles contained in the fluid are irradiated with the excitation light.
  • the light irradiation unit 11 may be provided with a plurality of light sources so that excitation light having different wavelengths can be irradiated. In this case, it is possible to irradiate a plurality of excitation lights having different wavelengths at different positions in the flow direction of the fluid.
  • the type of light emitted from the light irradiation unit 11 is not particularly limited, but light having a constant light direction, wavelength, and light intensity is desirable in order to reliably generate fluorescence or scattered light from the particles.
  • a laser an LED and the like can be mentioned.
  • the type is not particularly limited, but it may be an argon ion (Ar) laser, a helium-neon (He-Ne) laser, a die (dye) laser, a krypton (Cr) laser, a semiconductor laser, or a semiconductor laser.
  • Ar argon ion
  • He-Ne helium-neon
  • Cr krypton
  • One type or two or more types of solid-state lasers and the like combined with a wavelength conversion optical element can be freely combined and used.
  • the particles flowing through the flow path P may be irradiated with excitation light (Cuvette detection method), but the flow path.
  • the liquid column portion L of the jet flow JF may be irradiated with excitation light as shown in FIG. 3 (Jet in Air detection method).
  • the objective lens is placed in the vicinity of the liquid column portion L for detection, the liquid easily adheres to the objective lens, and the liquid column portion L is replaced every time the orifice P14 is replaced. Since the position moves, optical adjustment is required. Further, since an air gap is required between the objective lens and the liquid column portion L, a high NA lens having an NA exceeding 1.0 cannot be used, and the optical detection sensitivity is inferior to that of other methods. There is.
  • the Cuvette detection method since the objective lens can be directly attached to the Cuvette portion, the droplet D does not adhere to the objective lens.
  • the Cuvette detection method is superior to the Jet in Air detection method in terms of device maintenance and usability, as optical adjustment is not required even if the orifice is replaced. Further, since an air gap is not required between the objective lens and the Cuvette, a high NA lens having an NA of more than 1.0 can be used, and higher optical detection sensitivity than other methods can be obtained.
  • the photodetection unit 12 detects the light generated by the irradiation of the excitation light. Specifically, it detects fluorescence and scattered light emitted from particles and converts them into electrical signals.
  • the photodetector that can be used in the photodetector 12 is not particularly limited as long as it can detect an optical signal from particles, and is used in a known photodetector.
  • the light detection method used can be freely selected and adopted. For example, fluorescence measuring instrument, scattered light measuring instrument, transmitted light measuring instrument, reflected light measuring instrument, diffracted light measuring instrument, ultraviolet spectroscopic measuring instrument, infrared spectroscopic measuring instrument, Raman spectroscopic measuring instrument, FRET measuring instrument, FISH measuring instrument, etc.
  • the excitation light detection unit 13 is characterized by having an image pickup device.
  • the image pickup device captures the state of the excitation light irradiating the particles.
  • the actual position of the excitation light on the focal plane of the objective lens is affected by the heat generated by the light irradiation unit 11 and the particle detection device 1 itself, and fluctuates with time.
  • the state of the excitation light irradiating the particles can be captured and detected by the image pickup device in the excitation light detection unit 13, it is possible to capture the fluctuation of the excitation light over time, and as a result, the detection accuracy. Can contribute to the improvement of.
  • various image pickup elements such as a photoelectric conversion element can be used for imaging the excitation light.
  • the image pickup device may be provided with a moving mechanism for changing its position.
  • the particle detection device 1 of the present embodiment may be provided with a light source for illuminating the photographing region, although not shown, in addition to the image pickup element.
  • the excitation light detection unit 13 detects fluorescence in the light detection unit 12, for example, the excitation light may be totally reflected to the excitation light detection unit 13 side by using a dichroic mirror M or the like. Further, on the light detection unit 12 side facing the light irradiation unit 11, a mirror having a constant ratio such as a half mirror, or a range in which the scattered light detected by the light detection unit 12 is not affected (for example, the same NA as the excitation light). ) Can be fully reflected. Alternatively, although not shown, it is also possible to realize the excitation light detection unit 13 by capturing the excitation light by installing a low reflection mirror in front of the objective lens.
  • the excitation light detection unit 13 determines the position information of the plurality of excitation lights. Can be detected.
  • the excitation light detection unit 13 can also detect the intensity of the excitation light. Specifically, the excitation light detection unit 13 can detect the intensity distribution of the excitation light: the intensity distribution on the minor axis, the intensity distribution on the major axis, and the like in real time. Further, the excitation light detection unit 13 can detect the shape: width, length, inclination, etc. of the excitation light in real time. Further, the excitation light detection unit 13 can detect the relative position and the absolute position of the excitation light in real time.
  • the particle detection device 1 grasps the condition of the device by recording the time-dependent fluctuations of the above-mentioned excitation light information detected by the excitation light detection unit 13, such as hourly and daily. Can be done.
  • the image of the excitation light should be switched to a camera gain suitable for each excitation light and photographed multiple times. Therefore, it is possible to grasp the accurate excited light state. At this time, if the image is overexposed or underexposed, correct detection cannot be performed, so it is necessary to take measures such as taking multiple shots with a camera gain suitable for each excitation light.
  • the excitation light detection unit 13 having the above function, it is possible to detect an abnormality in the device. Moreover, since the abnormal state can be grasped in real time, the excitation light can be readjusted automatically or remotely.
  • optical signal intensity detected by the optical detection unit 12 depends on the excitation light intensity, it is possible to manage it as a quantitative optical signal intensity by detecting the intensity of the excitation light.
  • the optical signal detected by the photodetector 12 can be corrected according to the change in the intensity of the excitation light. As a result, the light detection accuracy can be improved.
  • Vibration element 111 In the particle detection device 1 according to the present technique, a droplet containing the particles is formed by the vibrating element 111. Specifically, when a fluid containing particles is ejected from the orifice P14 of the flow path P13 as a jet flow JF, the vibration element 111 that vibrates at a predetermined frequency is used to vibrate the whole or a part of the main flow path P13. By adding, the horizontal cross section of the jet flow JF is modulated in synchronization with the frequency of the vibrating element 111 along the vertical direction, and the droplet D is separated and generated at the breakoff point BP.
  • the vibration element 111 used in this technique is not particularly limited, and the vibration element 111 that can be used in a general flow cytometer can be freely selected and used. As an example, a piezo vibration element or the like can be mentioned. Further, the size of the droplet D can be adjusted by adjusting the amount of liquid sent to the sample liquid flow path P11, the sheath liquid flow paths P12a and P12b, and the main flow path P13, the diameter of the discharge port, the frequency of the vibrating element, and the like. It can be adjusted to generate a droplet D containing a certain amount of particles.
  • the position of the vibrating element 111 is not particularly limited, and if it is possible to form droplets containing the particles, the vibrating element 111 can be freely arranged.
  • the vibrating element 111 may be arranged in the vicinity of the orifice P14 of the flow path P13, or as shown in FIG. 4, the vibrating element 111 may be arranged upstream of the flow path P.
  • Sorting unit 112 In the sorting unit 112, the droplet D containing the particles formed by the vibrating element 111 is sorted. Specifically, the droplet D is charged with a positive or negative charge based on the analysis results such as the size, morphology, and internal structure of the particles analyzed from the optical signal detected by the optical detection unit 12. See reference numeral 112a). Then, the path of the charged droplet D is changed in a desired direction by the counter electrode 112b to which the voltage is applied, and the droplet D is separated.
  • the position of the charged portion 112a is not particularly limited, and if the droplet D containing the particles can be charged, it can be freely arranged.
  • the droplet D can be directly charged downstream of the breakoff point BOP, and as shown in FIG. 4, the sheath liquid flow path P12a or P12b or the like can be charged.
  • a charged portion 112a composed of an electrode or the like and charge the droplet D via the sheath liquid immediately before forming the droplet D containing the target particles.
  • the particle detection device 1 may include a processing unit 14 that specifies the interval between the plurality of excitation lights based on the position information detected by the excitation light detection unit.
  • the processing unit 14 is not essential in the first embodiment, the processing unit 14 for specifying the interval between a plurality of excitation lights is provided to improve the accuracy of light detection by the photodetection unit 12. be able to.
  • the processing unit 14 specifies the interval between the plurality of excitation lights based on the position information detected by the excitation light detection unit 13, and the particles are based on the specified interval between the plurality of excitation lights. It is possible to specify the delay time from the irradiation of the excitation light to the formation of droplets containing the particles.
  • Patent Document 1 the moving speed of particles is obtained based on the excitation light spot interval, and the charging timing to the droplet D containing the particles is controlled based on this moving speed.
  • the method of Patent Document 1 does not consider that the excitation light spot interval changes with time. Since the excitation light is affected by the heat generated by the light irradiation unit 11 and the particle detection device 1 itself, the actual position of the excitation light on the focal plane of the objective lens is emitted by the light irradiation unit 11 or the particle detection device 1 itself. It is affected by heat and fluctuates over time. Therefore, if the excitation light spot interval fluctuates with time after the sorting adjustment, it becomes difficult to calculate the optimum charge timing by the conventional technique.
  • the liquid column portion L of the jet flow JF tends to be long due to high-pressure liquid feeding, so that the droplet D is formed from the position of the excitation light with respect to the excitation light spot interval.
  • the ratio of the distance to the breakoff point BP is increased, and the change in the excitation light spot interval has a great influence on the specification of the delay time.
  • the driving frequency of the vibrating element 111 that forms droplets is high, and the accuracy required for the arrival time to the droplet charging position becomes stricter in proportion to it, and the excitation light becomes stricter.
  • the change in the spot interval has a great influence on the identification of the delay time.
  • the excitation light detection unit 13 detects the actual position of the excitation light
  • the processing unit 14 specifies the interval between the plurality of excitation lights based on the actual position information of the excitation light. Based on the specified intervals of the plurality of excitation lights, the delay time from the irradiation of the particles with the excitation light to the formation of droplets containing the particles is specified. Therefore, even if the actual position of the excitation light changes with time, the delay time adjustment accuracy can be improved.
  • the processing unit 14 determines the speed of the particles based on the interval between the plurality of excitation lights and the detection timing at which the particles are detected by the photodetection unit 12, and based on the speed of the particles. ,
  • the delay time can be specified. Therefore, even if the liquid feeding speed changes after the sorting adjustment, the delay time adjustment accuracy can be improved.
  • FIG. 5 is a block diagram of the processing unit 14.
  • the photodetection unit 12 detects the light generated from the particles by the irradiation of the excitation light from the light irradiation unit 11, and this is sent to the processing unit 14.
  • the signal detected by the processing unit 14 is corrected as necessary, and the presence or absence of sorting of the particles is determined from the gate determination of the sort logic unit and the matching logic of the class logic and the droplet drive circuit unit, and the charge waveform is generated.
  • the unit sets the amount of charge in the sorting unit 112.
  • the center of gravity time is obtained from the pulse signal waveform of the particles detected by the photodetection unit 12, and the delay time is specified by the processing unit 14 by the following method.
  • the access control circuit is updated based on the information, the charge timing is determined, and the charge waveform is generated in the droplet drive circuit unit.
  • the strobe light emitting device LD and the camera C shown in FIG. 6, the adjustment beads, and the bright field image and the fluorescence image are used.
  • the droplet D can be observed as a stationary image (see FIG. 7A).
  • the fluorescence image observation in which the excitation light is emitted by the strobe at a fixed time after the particle is detected, it is possible to confirm the position of the detected adjustment beads during the strobe emission (see FIGS. 7B-1 and B-2). .. With these droplet images and the following adjustment procedure, it is possible to obtain an appropriate delay time T.
  • (A) Set an arbitrary core diameter (for example, about 5 ⁇ m) to create a state in which there is no difference in particle velocity.
  • (B) The droplet observation camera C is set to the bright field mode so that the charge position (breakoff point BOP) on the droplet D can be imaged.
  • (C) The voltage of the vibrating element 111 for forming the droplet is adjusted, and the center of the droplet, which is the end of the liquid column portion L, is aligned with the image reference position (see the broken line in FIG. 7) (see FIG. 7A).
  • D) The droplet observation camera is switched to a fluorescent image, and the emission time of strobe illumination: t is gradually increased from 0 from particle detection while flowing fluorescent beads for adjustment (see FIG. 7B-1).
  • (E) The strobe emission time: t at which the center of gravity of the emission point coincides with the image reference position is adopted as the delay time (see FIG. 7B-1).
  • the delay time can be calculated using the following mathematical formula (1) (see FIG. 8).
  • the delay time can be calculated by using the following mathematical formula (2).
  • Laser spot transit time t1
  • Laser spot interval x1 Particle velocity when passing through the laser spot: v1
  • Cuvette particle velocity: v2 (v1 v2)
  • the velocity distribution inside the liquid column is constant regardless of the position of the particles.
  • the velocity distribution of Hagen-Poiseuille shown in FIG. 9 is obtained, and when the sample core diameter is increased, the velocity of the particles varies, and it is necessary to integrate the delay time suitable for each individual velocity.
  • the average flow velocity in the Cuvette can be calculated by the following formula (3) (see FIG. 10).
  • the average flow velocity: v2maan can be obtained by obtaining the particle velocity: v2 (corresponding to Umax) in the Cuvette. Since the flow velocity of the liquid is inversely proportional to the cross section of the flow path, the particle velocity of the liquid column portion can be calculated by the following mathematical formula (4).
  • the delay time can be calculated by the following mathematical formula (6).
  • the delay time is (x2 + b ⁇ x3) / x1 multiplied by the laser passage time: t1, but the laser spot.
  • Interval: x1 is limited to the lens field of view and is about 1 mm or less, whereas the distance from the optical detection to the breakoff point BOP is about several tens of mm, so that the excitation light spot interval changes slightly. Even if the error is several tens of times, it has a great influence on the specification of the delay time. Under such circumstances, the speed compensation by the conventional method requires very high stability (Pointing Stability) of the excitation light, and it is difficult to secure the stability as a sorting system.
  • the excitation light detection unit 13 by installing the excitation light detection unit 13, the initial value and the time-dependent change of the excitation light spot interval can be measured with high accuracy. Therefore, the measured initial value and the time-dependent change of the excitation light spot interval can be measured.
  • highly accurate delay time management is realized. This makes it possible to improve the robustness of delay time management corresponding to individual particle velocities and realize stable sorting performance.
  • FIG. 11 shows a specific flow chart of particle separation.
  • the liquid feeding distance from the light detection to the breakoff point BOP which is necessary for specifying the delay time, is detected from the position of the camera C (S1).
  • S3 to S6 are repeated if there is no change in the excitation light interval based on the position information of the excitation light detected by the excitation light detection unit 13, and if there is a change in the excitation light interval, the excitation light is repeated. After correcting the interval to the correct position (S7), S2 to S6 are repeated.
  • Excitation light calibration unit 15 The particle detection device 1 according to the present technology includes an excitation light calibration unit 15 that calibrates the interval of the excitation light to the particles based on the position information of the plurality of excitation lights acquired by the excitation light detection unit 13. Can be prepared.
  • the excitation light calibration unit 15 is not essential in the first embodiment, the light detection unit 12 is provided with the excitation light calibration unit 15 for calibrating the interval of the excitation light to the particles. The accuracy of the light can be improved. Further, by providing the excitation light calibration unit 15 for calibrating the interval of the excitation light to the particles in the second embodiment and the fourth embodiment described later, in addition to improving the accuracy of light detection by the photodetection unit 12. Therefore, the accuracy of particle sorting by the sorting unit 112, which will be described later, can also be improved.
  • the particle detection device 1 may include an abnormality detection unit 16 that detects an abnormality in the light irradiation unit 11 based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit 13.
  • the abnormality detection unit 16 is not essential in the first embodiment, the abnormality detection unit 16 is provided with the abnormality detection unit 16 for detecting the abnormality of the light irradiation unit 11, for example, from the abnormality detection unit 16 to the light irradiation unit 11.
  • the optical adjustment of the light irradiation unit 11 can be performed based on the information of the excitation optical detection unit 13, and as a result, the accuracy of particle detection can be improved.
  • Control unit 17 The particle detection device 1 according to the present technique may include a control unit 17 that controls the light irradiation unit 11 based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit 13. Specifically, the control unit 17 can perform optical adjustment of the light irradiation unit 11 based on the information of the excitation optical detection unit 13. Further, the control unit 17 can also correct the optical signal intensity from the particles detected by the light detection unit 12 based on the intensity change of the excitation light acquired by the excitation light detection unit 13.
  • control unit 17 is not essential, but by including the control unit 17 that controls the light irradiation unit 11, the optical information detected by the light detection unit 12 can be obtained by the light irradiation unit 11. It is possible to prevent the influence of the change in the intensity of the light, and as a result, the detection accuracy and the preparative accuracy can be improved.
  • Storage unit 18 The particle detection device 1 and the particle detection system 2 according to the present technology may be provided with a storage unit 18 for storing various data.
  • a storage unit 18 for example, optical signal data from particles detected by the light detection unit 12, excitation light data detected by the excitation light detection unit 13, processed data processed by the processing unit 14, and excitation light calibration unit 15 Particle detection such as calibrated excitation light calibration data, anomaly data detected by the anomaly detection unit 16, control data controlled by the control unit 17, and particle preparative data fractionated by the preparative unit 112, which will be described later. All data related to particle sorting can be stored.
  • the storage unit 18 can be provided in the cloud environment, it is possible for each user to share various information recorded in the storage unit 18 on the cloud via the network. Is.
  • the storage unit 18 is not indispensable, and it is possible to store various data by using an external storage device or the like.
  • Display unit 19 The particle detection device 1 and the particle detection system 2 according to the present technology may be provided with a display unit 19 for displaying various data.
  • a display unit 19 for example, optical signal data from particles detected by the light detection unit 12, excitation light data detected by the excitation light detection unit 13, processed data processed by the processing unit 14, and excitation light calibration unit 15 Particle detection such as calibrated excitation light calibration data, anomaly data detected by the anomaly detection unit 16, control data controlled by the control unit 17, and particle preparative data fractionated by the preparative unit 112, which will be described later. All data related to particle sorting can be displayed.
  • the display unit 19 is not essential, and an external display device may be connected.
  • the display unit 19 for example, a display, a printer, or the like can be used.
  • User interface 110 The particle detection device 1 and the particle detection system 2 according to the present technology can be provided with a user interface 110, which is a part for a user to operate. The user can access each part and each device and control each part and each device through the user interface 110.
  • the user interface 110 is not essential, and an external operating device may be connected.
  • an external operating device for example, a mouse, a keyboard, or the like can be used.
  • FIG. 12 is a schematic conceptual diagram schematically showing a second embodiment of the particle detection device 1 according to the present technique.
  • the particle detection device 1 according to the second embodiment includes at least a light irradiation unit 11, a light detection unit 12, and an excitation light detection unit 13. That is, the particle detection device 1 according to the second embodiment does not require the vibration element 111 and the preparative unit 112. Further, if necessary, a flow path P (P11 to 13), a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, a display unit 19, a user interface 110, and the like are provided. be able to.
  • the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, the display unit 19, the user interface 110, and the like are particles like the particle detection device 1 shown in FIG. Although it may be provided in the detection device 1, although not shown, a particle detection device 1 having a light irradiation unit 11, a light detection unit 12, and an excitation light detection unit 13, a processing unit 14, and an excitation light calibration unit are provided.
  • the particle detection system 2 may also include an information processing device 10 having 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, a display unit 19, and a user interface 110.
  • a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, a display unit 19, and a user interface 110 are independently provided, respectively, via a network. It is also possible to connect to the particle detection device 1.
  • a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a storage unit 18, and a display unit 19 are provided in a cloud environment, and a particle detection device is provided via a network. It is also possible to connect with 1.
  • a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, a display unit 19, and a user interface 110 are provided in the information processing device 10, and a storage unit 18 is provided in a cloud environment. It is also possible to connect to the particle detection device 1 and the information processing device 10 via a network. In this case, it is also possible to store the records of various processes in the information processing apparatus 10 in the storage unit 18 on the cloud and share the various information stored in the storage unit 18 with a plurality of users.
  • FIG. 13 is a schematic conceptual diagram schematically showing a third embodiment of the particle detection device 1 according to the present technology.
  • the particle detection device 1 according to the third embodiment includes at least a light irradiation unit 11, a light detection unit 12, a vibration element 111, a preparative unit 112, and a processing unit 14. That is, the excitation light detection unit 13 is not essential for the particle detection device 1 according to the third embodiment. However, of course, if necessary, the flow path P (P11 to 13), the excitation light detection unit 13, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, the display unit 19, and the user interface. It can also be equipped with 110 and the like.
  • the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, the display unit 19, the user interface 110, and the like are shown in FIGS. 1 and 1 and FIGS.
  • the particle detection device 1 may be provided, but as in the first embodiment described above, the light irradiation unit 11 and the light detection unit 12 , A particle detection device 1 having an excitation light detection unit 13, a vibrating element 111, and a preparative unit 112, a processing unit 14, an excitation light calibration unit 15, an abnormality detection unit 16, a control unit 17, and a storage unit 18.
  • the particle detection system 2 may also include a display unit 19 and an information processing apparatus 10 having a user interface 110.
  • the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, the display unit 19, and the user interface 110 Can be provided independently and connected to the particle detection device 1 via a network.
  • the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the storage unit 18, and the display unit 19 are clouded. It is also possible to provide it in the environment and connect it to the particle detection device 1 via a network. Further, as in the first embodiment described above, the processing unit 14, the excitation light calibration unit 15, the abnormality detection unit 16, the control unit 17, the display unit 19, and the user interface 110 are provided in the information processing device 10 and are stored. It is also possible to provide the 18 in a cloud environment and connect the particle detection device 1 and the information processing device 10 via a network. In this case, it is also possible to store the records of various processes in the information processing apparatus 10 in the storage unit 18 on the cloud and share the various information stored in the storage unit 18 with a plurality of users.
  • processing unit 14 uses the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities.
  • the delay time is specified at the time of sorting. Specifically, for example, the features specified based on the first delay time calculated under the condition that the particle velocity is constant and the second delay time calculated under the condition that the particle velocity is different.
  • the amount can be used to specify the delay time at the time of sorting.
  • the above-mentioned measurement targets are the optical detection unit: excitation light, the droplet forming orifice: mechanical parts, and the liquid column terminal part: liquid feed fluid, and since the morphology is different in the first place, high-precision distance measurement is performed. Is very difficult and difficult to adopt in an actual sorting system.
  • the drive frequency of the vibrating element 111 that generates droplets is high, that is, the droplet spacing is small, so that the droplet charge position is proportional to the drive frequency.
  • the accuracy required for the arrival time has become stricter, and the above-mentioned distance measurement requires extremely high measurement accuracy, and a new method for realizing it is required.
  • the velocity distribution inside the liquid column is constant regardless of the position of the particles, and the delay time is increased even if the sample core diameter is increased.
  • the velocity distribution of Hagen Poiseil is obtained in the microchannel in the Cuvette (see FIG. 9), and the sample core diameter is increased.
  • FIG. 14 shows an example of the liquid feeding conditions used for specifying the delay time in the particle detection device 1 and the particle detection system 2 according to the third embodiment.
  • the sample liquid is made small and the sample core is made small, and the particle velocity at that time is recorded as the central flow velocity (maximum flow velocity) (see liquid feeding condition A, FIG. 14A).
  • the sample flow rate is increased to create a state in which the sample core is thick, that is, a state in which a difference in particle velocity occurs (see liquid feeding condition B, FIG. 14B).
  • the delay time adjustment algorithms S1 to S40 shown in FIGS. 15 to 17 the liquid feeding state is different regardless of the position of the flow path of the Cuvette section, that is, the liquid feeding state is different. Even in this case, it is possible to specify the delay time with high accuracy.
  • the fluorescent beads for adjustment are fed under the liquid feeding condition A (see FIG. 14A) in which the core diameter becomes small (S2).
  • the droplet observation camera C is switched to the bright field mode (S3), and the droplet observation camera C is moved to a position where the breakoff point BOP can be observed (S4).
  • the vibrating element 111 is adjusted to match the position of the breakoff point BOP with the image reference (S5).
  • the passing time of an arbitrary number of particles (for example, 1000 particles): t1 is measured and an average value is obtained (S6).
  • the liquid column average flow velocity: V3 is calculated from the laser pitch: x1 and the particle transit time: t1 (S7).
  • the fluorescent beads for adjustment are fed (S12), and only the particles that pass through the outer peripheral portion of the core are selected (see the white circle in FIG. 14B), for example, the velocity. Squeeze the slow particles and apply the trigger (S13).
  • the strobe emission time: t4 at which the fluorescence emission point matches the image reference is obtained (S14). Let x2 obtained in S11 and t4 obtained in S14 as the delay time, and obtain x3 from the above mathematical formula (2) (S15).
  • the fluorescence emission point does not match the image reference, again select only the particles that pass through the center of the core (see liquid feed condition B, black circles in FIG. 14B), for example, focusing on fast particles.
  • Trigger (S22).
  • the strobe light emission time is set as the delay time of the above formula (2), and lighting is performed (S23).
  • the x2 of the mathematical formula (2) whose fluorescence emission point matches the image reference is obtained (S24). Only the particles that pass through the outer peripheral portion of the core are selected (see liquid feeding condition B, white circle in FIG. 14B), and for example, the trigger is applied only to the particles having a slow speed (S25).
  • the delay time is obtained from the above mathematical formula (2) (S26).
  • the strobe emission time is set as the delay time of the formula (2), and the position of the fluorescence emission point is obtained (S27).
  • S29 x2 obtained in S24 and x3 obtained in S15 are adopted (S29), and the specification of the delay time is completed (S30).
  • the fluorescence emission point does not match the image reference, again select only the particles that pass through the outer periphery of the core (see liquid feeding condition B, white circle in FIG. 14B), for example, focusing on slow particles.
  • Trigger S31.
  • the strobe light emission time is set as the delay time of the above formula (2), and lighting is performed (S32).
  • the x3 of the mathematical formula (2) whose fluorescence emission point matches the image reference is obtained (S33). Only the particles that pass through the center of the core are selected (see liquid feeding condition B, black circle in FIG. 14B) and triggered (S34).
  • the delay time is obtained from the above mathematical formula (2) (S35).
  • the strobe emission time is set as the delay time determined in S35, and the position of the fluorescence emission point is determined (S36).
  • S36 the position of the fluorescence emission point is determined.
  • x2 obtained in S24 and x3 obtained in S33 are adopted (S38), and the specification of the delay time is completed (S39).
  • the cuvette passing distance and the distance of the liquid column portion required for specifying the delay time are set as unknowns, and the liquid feeding adjustment is different.
  • the adjustment algorithm By using the adjustment algorithm, the above unknowns can be calculated with high accuracy.
  • the parameters are calculated as two divisions of the central part (particle velocity is fast) and the outer peripheral part (particle velocity is slow) in the sample core flow, but it is also possible to subdivide into three divisions or more and calculate each parameter. Is.
  • the conditions having different particle velocities are created by changing the liquid feeding conditions.
  • the delay time at the time of sorting is specified by using the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities under the condition that the particle velocities are different. You can also do it.
  • a modified example of the delay time adjustment algorithm according to the third embodiment in the Cuvette detection method will be described.
  • the delay time t4 can be calculated using the following mathematical formula (7) (see FIG. 9).
  • the delay time t4 passes through the laser spot according to the particle velocity as shown in the following formula (8). It becomes the formula of time t1.
  • Laser spot transit time t1
  • Laser spot interval x1
  • Particle velocity when passing through the laser spot v1
  • the delay time t4_in when passing through the core center (see the black circle in FIG. 14B) can be expressed by the following mathematical formula (9), where the laser spot passing time t1_in when the particles pass through the core center is used.
  • the delay time t4_out when passing through the outer peripheral portion of the core can be expressed by the following mathematical formula (10) assuming that the laser spot passing time t1_out when the particles pass through the outer peripheral portion of the core. ..
  • the delay time t4 can be calculated by the following formula (13) with respect to the laser spot passing time t1 and the laser spot interval x1 when the particles pass through an arbitrary core position.
  • the liquid column passage time t3 can be obtained from the following mathematical formula (14) from the flow path cross-sectional area a2 in the Cuvette and the flow path cross-sectional area a3 of the liquid column portion. ) Can also be calculated.
  • the fluorescent beads for adjustment are fed under the liquid feeding condition A (see FIG. 14A) in which the core diameter becomes small (S2).
  • the droplet observation camera C is switched to the bright field mode (S3), and the droplet observation camera C is moved to a position where the breakoff point BOP can be observed (S4).
  • the vibrating element 111 is adjusted to match the position of the breakoff point BOP with the image reference (S5). Up to this point, it is the same as the adjustment algorithm of FIG. 15 described above.
  • the droplet observation camera C is switched to the fluorescent observation mode (S7), and each particle passage time t1 is set at the center of the core. And confirm that the measurement can be performed at two or more points such as the outer peripheral portion of the core (S8).
  • the laser spot transit time t1_in of the particles passing through the center of the core is determined (S9), and gating is performed with a predetermined width centered on the laser spot transit time t1_in (S10). Only the particles passing through the center of the core are made to emit strobe light (S11), the strobe light emission time is adjusted, and the fluorescence emission point is aligned with the image reference position (S12). The time from the detection of the particles until the fluorescence emission point matches the image reference, that is, the delay time t4_in is obtained (S13).
  • the laser spot passing time t1_out of the particles passing through the outer peripheral portion of the core is determined (S14), and gating is performed with a predetermined width centered on the laser spot passing time t1_out (S15). Only the particles passing through the outer peripheral portion of the core are made to emit strobe light (S16), the strobe light emission time is adjusted, and the fluorescence emission point is aligned with the image reference position (S17). The time from the detection of the particles until the fluorescence emission point matches the image reference, that is, the delay time t4_out is obtained (S18).
  • the Cuvette passage distance x2 is calculated from the above formula (11) (S19).
  • the liquid column passage time t3 is calculated from the above formula (12) (S20).
  • the delay time t4 is calculated from the mathematical formula (13) (S21).
  • the strobe emission time is set as the calculated delay time t4, the strobe emission is performed (S22), it is confirmed whether or not the fluorescence emission points match the image reference (S23), and if they match, the adjustment is completed (S24). If they do not match, the process returns to S9.
  • the conditions for different particle velocities are created by changing the liquid feeding conditions, but each parameter is calculated using two or more kinds of particles having different particle sizes. It is also possible.
  • processing unit 11 of the particle detection device 1 and the particle detection system 2 according to the third embodiment and its modifications described above, it is also possible to perform the processing performed by the processing unit 11 in the second embodiment described above. ..
  • the particle detection method according to the first embodiment is a method of performing at least a light irradiation step, a light detection step, an excitation light detection step, a droplet forming step, and a sorting step. Further, if necessary, a processing step, an excitation light calibration step, an abnormality detection step, a control step, a storage step, a display step, and the like can be performed.
  • the particle detection method according to the second embodiment is a method of performing at least a light irradiation step, a light detection step, and an excitation light detection step. Further, if necessary, a processing step, an excitation light calibration step, an abnormality detection step, a control step, a storage step, a display step and the like can also be performed.
  • the particle detection method according to the third embodiment is a method in which at least a light irradiation step, a light detection step, a droplet forming step, a sorting step, and a processing step are performed. That is, in the particle detection method according to the third embodiment, the excitation light detection step is not essential. However, of course, an excitation light detection step, an excitation light calibration step, an abnormality detection step, a control step, a storage step, a display step, and the like can be performed, if necessary.
  • a light irradiation unit that irradiates the particles contained in the fluid with excitation light A photodetector that detects the light generated by the irradiation of the excitation light, An excitation light detection unit having an image pickup device for detecting the excitation light to irradiate the particles, and an excitation light detection unit.
  • a particle detector A particle detector.
  • the light irradiation unit is configured to irradiate a plurality of excitation lights having different wavelengths at different positions in the flow direction of the fluid.
  • the particle detection device according to (1), wherein the excitation light detection unit detects position information of the plurality of excitation lights.
  • the particle detection device which has a processing unit for specifying the interval between the plurality of excitation lights based on the position information detected by the excitation light detection unit.
  • the particle detector includes a vibrating element that vibrates the fluid and It further has a preparative portion for preparating droplets containing the particles formed by the vibration.
  • the processing unit The velocity of the particles is determined based on the interval between the plurality of excitation lights and the detection timing at which the particles are detected by the photodetector.
  • the particle detection device according to (4), wherein the delay time is specified based on the velocity of the particles.
  • the processing unit The particle detection according to (4) or (5), wherein the delay time at the time of sorting is specified by using a feature amount specified based on two or more delay times calculated at two or more different particle velocities.
  • Device (7)
  • the feature amount specified based on the first delay time calculated under the condition that the particle velocity is constant and the second delay time calculated under the condition that the particle velocity is different is obtained.
  • the particle detection device according to any one of (4) to (6), which is used to specify the delay time at the time of sorting.
  • the particle detection device is a delay time calculated by using light information from particles at two or more different particle velocities under the condition that a difference in particle velocities occurs.
  • the delay time at the time of sorting is specified by using the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities under the condition that the particle velocities are different.
  • the particle detection device according to any one of (4) to (6).
  • the particle detection device according to any one of (1) to (10), which has an abnormality detection unit for detecting an abnormality in the light irradiation unit based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit.
  • the particle detection device according to any one of (1) to (11), which has a control unit that controls the light irradiation unit based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit.
  • An information processing device having a processing unit for processing information detected over time by the excitation light detection unit, and an information processing device.
  • a particle detection system (14) A light irradiation process that irradiates particles contained in a fluid with excitation light, The photodetection step of detecting the light generated by the irradiation of the excitation light, and An excitation light detection step of detecting the excitation light to irradiate the particles using an image sensor, and A particle detection method.
  • a light irradiation unit that irradiates the particles contained in the fluid with excitation light
  • a photodetector that detects the light generated by the irradiation of the excitation light
  • a vibrating element that vibrates the fluid
  • a sorting unit that separates droplets containing the particles formed by the vibration
  • a processing unit that specifies the delay time at the time of sorting by using the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities.
  • a particle detector (16) In the processing unit, the feature amount specified based on the first delay time calculated under the condition that the particle velocity is constant and the second delay time calculated under the condition that the particle velocity is different is obtained.
  • a particle detector Using the processing unit to specify the delay time at the time of sorting, A particle detector.
  • the delay time at the time of sorting is specified by using the feature amount specified based on the two or more delay times calculated at two or more different particle velocities under the condition that the particle velocities are different.
  • the light irradiation unit is configured to irradiate a plurality of excitation lights having different wavelengths at different positions in the flow direction of the fluid.
  • the particle detection device according to (19), wherein the excitation light detection unit detects position information of the plurality of excitation lights.
  • the particle detection device according to (20) which has a processing unit for specifying the interval between the plurality of excitation lights based on the position information detected by the excitation light detection unit.
  • the processing unit specifies a delay time from irradiation of the particles with excitation light to formation of droplets containing the particles based on the specified intervals of the plurality of excitation lights.
  • Device specifies a delay time from irradiation of the particles with excitation light to formation of droplets containing the particles based on the specified intervals of the plurality of excitation lights.
  • the processing unit The velocity of the particles is determined based on the interval between the plurality of excitation lights and the detection timing at which the particles are detected by the photodetector.
  • the described particle detector The particle detection device according to any one of (19) to (24), which has an abnormality detection unit for detecting an abnormality in the light irradiation unit based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit.
  • the particle detection device according to any one of (19) to (25), which has a control unit that controls the light irradiation unit based on the intensity of the excitation light acquired by the excitation light detection unit.
  • a light irradiation unit that irradiates the particles contained in the fluid with excitation light A photodetector that detects the light generated by the irradiation of the excitation light, A vibrating element that vibrates the fluid and A sorting unit that separates droplets containing the particles formed by the vibration, and
  • An information processing apparatus having a processing unit that specifies the delay time at the time of sorting by using a feature amount specified based on two or more delay times calculated at two or more different particle velocities.
  • a light irradiation process that irradiates particles contained in a fluid with excitation light, The photodetection step of detecting the light generated by the irradiation of the excitation light, and The droplet forming step of applying vibration to the fluid to form droplets, and A preparative step of separating the droplets containing the particles formed in the droplet forming step, and a preparative step of separating the droplets.
  • a particle detection method A particle detection method.
  • Particle detection device 2 Particle detection system P, P11, P12, P13 Flow path P14 Orchid 11
  • Light irradiation unit 12 Light detection unit 13
  • Excitation light detection unit 14 Processing unit 15
  • Excitation light calibration unit 16 Abnormality detection unit 17
  • Control unit 18 Storage unit 19
  • Display unit 110 User interface 111
  • Vibration element 112 Preparative unit 112a
  • Charged unit 112b Opposite electrode 10

Abstract

流体に含まれる粒子の特性を個々に光学的に検出したり、検出した粒子を解析又は分取する技術において、その精度を向上させる技術を提供すること。　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、を備える、粒子検出装置を提供する。本技術に係る粒子検出装置において、前記光照射部を、波長の異なる複数の励起光を、前記流体の流れ方向に異なる位置で照射するように構成してもよく、この場合、前記励起光検出部は、前記複数の励起光の位置情報を検出することができる。

Description

粒子検出装置、粒子検出システム、及び粒子検出方法
　本技術は、粒子検出装置に関する。より詳しくは、粒子の特性を光学的に検出する粒子検出装置、粒子検出システム、及び粒子検出方法に関する。
　近年、分析手法の発展に伴い、細胞や微生物等の生体微小粒子、マイクロビーズ等の微小粒子などを流路中に通流させ、通流させる工程において、粒子等を個々に検出したり、検出した粒子等を解析又は分取したりする手法が開発されつつある。
　このような粒子の解析又は分取の手法の代表的な一例として、フローサイトメトリーと呼ばれる分析手法の技術改良が急速に進んでいる。フローサイトメトリーとは、解析の対象となる粒子を流体中に整列させた状態で流し込み、該粒子にレーザー光等を照射することにより、各粒子から発せられた蛍光や散乱光を検出することで、粒子の解析や分取を行う分析手法である。
　例えば、細胞の蛍光を検出する場合、蛍光色素により標識した細胞にレーザー光などの適当な波長かつ強度を有する励起光を照射する。そして、蛍光色素から発せられる蛍光をレンズなどで集光し、フィルタやダイクロイックミラー等の波長選択素子を用いて適当な波長域の光を選択し、選択された光をＰＭＴ（光電子倍増管：photo multiplier tube）などの受光素子を用いて検出する。このとき、波長選択素子と受光素子とを複数組み合わせることによって、細胞に標識された複数の蛍光色素からの蛍光を同時に検出し、解析することも可能である。更に、複数波長の励起光を組み合わせることで、解析可能な蛍光色素の数を増やすこともできる。
　フローサイトメトリーにおける蛍光検出には、フィルタなどの波長選択素子を用いて不連続な波長域の光を複数選択し、各波長域の光の強度を計測する方法の他に、連続した波長域における光の強度を蛍光スペクトルとして計測する方法もある。蛍光スペクトルの計測が可能なスペクトル型フローサイトメトリーでは、粒子から発せられる蛍光を、プリズム又はグレーティングなどの分光素子を用いて分光する。そして、分光された蛍光を、検出波長域が異なる複数の受光素子が配列された受光素子アレイを用いて検出する。受光素子アレイには、ＰＭＴやフォトダイオード等の受光素子を一次元に配列したＰＭＴアレイ又はフォトダイオードアレイ、或いはＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の２次元受光素子などの独立した検出チャネルが複数並べられたものが用いられている。
　フローサイトメトリー等に代表される粒子の解析では、分析対象となる粒子にレーザーなどの光を照射し、粒子から発せられる蛍光や散乱光を検出する光学的手法が多く用いられている。そして、検出された光学的情報をもとに、解析用コンピュータとソフトウェアでヒストグラムを抽出し、解析が行われる。
　例えば、特許文献１には、生物学的粒子のそれぞれに光を照射して、該生物学的粒子からの光を検出する光学的機構と、前記生物学的粒子のそれぞれからの光に基づいて、前記液体フローにおける該生物学的粒子の移動速度を検出する制御部と、前記生物学的粒子のそれぞれの前記移動速度に基づいて、該生物学的粒子に電荷を与える荷電部とを備える、液体フローに含まれる生物学的粒子を分別する装置が提案されている。
特開２００９－１４５２１３号公報
　流体に含まれる粒子の特性を個々に光学的に検出したり、検出した粒子を解析又は分取する技術において、その精度を向上させる技術を提供することを主目的とする。
　本技術では、まず、流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、
を備える、粒子検出装置を提供する。
　本技術に係る粒子検出装置において、前記光照射部を、波長の異なる複数の励起光を、前記流体の流れ方向に異なる位置で照射するように構成してもよく、この場合、前記励起光検出部は、前記複数の励起光の位置情報を検出することができる。
　本技術に係る粒子検出装置には、前記励起光検出部にて検出された位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定する処理部を更に備えることができる。
　本技術に係る粒子検出装置は、前記流体に振動を与える振動素子と、
　前記振動により形成された前記粒子を含む液滴を分取する分取部と、を更に備えてもよく、
　この場合、前記処理部では、特定された前記複数の励起光の間隔に基づいて、前記粒子への励起光照射から前記粒子を含む液滴形成までのディレイタイムを特定することができる。
　本技術に係る粒子検出装置において、前記処理部は、
　前記複数の励起光の間隔と、前記光検出部にて前記粒子が検出された検出タイミングと、に基づき、前記粒子の速度を決定し、
　前記粒子の速度に基づき、前記ディレイタイムを特定することができる。
　また、前記処理部では、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定することができる。
　具体的には、粒子速度が一定となる条件において算出された第１のディレイタイムと、粒子速度に差が生じる条件において算出された第２のディレイタイムと、に基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定することができる。
　この場合、前記第２のディレイタイムは、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上粒子速度における粒子からの光情報を用いて算出されたディレイタイムとすることができる。
　また、前記処理部では、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定することもできる。
　本技術に係る粒子検出装置には、前記励起光検出部で取得された前記複数の励起光の位置情報に基づいて、前記粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部を備えることができる。
　本技術に係る粒子検出装置には、前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記照射部の異常を検出する異常検出部を備えることができる。
　本技術に係る粒子検出装置には、前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記照射部を制御する制御部を備えることができる。
　本技術では、次に、流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、を有する、粒子検出装置と、
　前記励起光検出部にて経時的に検出された情報を処理する処理部を有する、情報処理装置と、
を備える粒子検出システムを提供する。
　本技術では、さらに、流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射工程と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出工程と、
　撮像素子を用いて、前記粒子へ照射する励起光を検出する励起光検出工程と、
を有する、粒子検出方法を提供する。
　本技術において、「粒子」には、細胞や微生物、リボソーム等の生体関連微小粒子、或いはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子等の合成粒子などが広く含まれるものとする。
　生体関連微小粒子には、各種細胞を構成する染色体、リボソーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)などが含まれる。細胞には、動物細胞（例えば、血球系細胞等）及び植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌等の細菌類、タバコモザイクウイルス等のウイルス類、イースト菌等の菌類などが含まれる。更に、生体関連微小粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体等の生体関連高分子も包含され得る。また、工業用粒子は、例えば、有機若しくは無機高分子材料、金属等であってもよい。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレート等が含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料等が含まれる。金属には、金コロイド、アルミ等が含まれる。これらの粒子の形状は、一般には球形であるのが普通であるが、本技術では、非球形であってもよく、また、その大きさ、質量等も特に限定されない。
本技術に係る粒子検出装置１の第１実施形態を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る粒子検出装置１の第１実施形態の図１とは異なる一例を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る粒子検出システム２の第１実施形態を模式的に示す模式概念図である。 振動素子１１１および荷電部１１２ａの設置例を示す模式概念図である。 処理部１４のブロック図である。 ディレイタイムの特定に用いるデバイスを示す模式概念図である。 明視野画像と蛍光画像の一例を示す図面代用写真である。 Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式におけるディレイタイムの算出方法を示す模式概念図である。 Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式におけるディレイタイムの算出方法の一例を示す模式概念図である。 ナヴィエ－ストークス方程式に用いてＣｕｖｅｔｔｅ内の平均流速を算出する際のＣｕｖｅｔｔｅ内の断面を模式的に示す模式断面図である。 本技術に係る粒子検出装置１または粒子検出システム２の第１実施形態を用いた粒子分取のフローチャートである。 本技術に係る粒子検出装置１の第２実施形態を模式的に示す模式概念図である。 本技術に係る粒子検出装置１の第３実施形態を模式的に示す模式概念図である。 第３実施形態に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２において、ディレイタイム特定で用いる送液状態を示す模式概念図である。 第３実施形態に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２における、ディレイタイム調整アルゴリズムのフローチャートである。 第３実施形態に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２における、ディレイタイム調整アルゴリズムのフローチャートである。 第３実施形態に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２における、ディレイタイム調整アルゴリズムのフローチャートである。 第３実施形態の変形例に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２における、ディレイタイム調整アルゴリズムのフローチャートである。 第３実施形態の変形例に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２における、ディレイタイム調整アルゴリズムのフローチャートである。 第３実施形態の変形例に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２における、ディレイタイム調整アルゴリズムのフローチャートである。
　以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．粒子検出装置１、粒子検出システム２
　［第１実施形態］
　（１）流路Ｐ
　（２）光照射部１１
　（３）光検出部１２
　（４）励起光検出部１３
　（５）振動素子１１１
　（６）分取部１１２
　（７）処理部１４
　（８）励起光校正部１５
　（９）異常検出部１６
　（１０）制御部１７
　（１１）記憶部１８
　（１２）表示部１９
　（１３）ユーザーインターフェース１１０
　［第２実施形態］
　［第３実施形態］
　（１）処理部１４
　［第３実施形態の変形例］
　２．粒子検出方法
　１．粒子検出装置１、粒子検出システム２
　［第１実施形態］
　図１は、本技術に係る粒子検出装置１の第１実施形態を模式的に示す模式概念図である。図２は、本技術に係る粒子検出装置１の第１実施形態の図１とは異なる一例を模式的に示す模式概念図である。第１実施形態に係る粒子検出装置１は、少なくとも、光照射部１１と、光検出部１２と、励起光検出部１３と、振動素子１１１と、分取部１１２と、を備える。また、必要に応じて、流路Ｐ（Ｐ１１～１３）、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０等を備えることができる。
　なお、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０等については、図１および図２に示す粒子検出装置１のように、粒子検出装置１内に設けてもよいが、図示しないが、光照射部１１と、光検出部１２と、励起光検出部１３と、振動素子１１１と、分取部１１２と、を有する粒子検出装置１と、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を有する情報処理装置と、を備える粒子検出システム２とすることもできる。
　さらに、図３に示す粒子検出システム２の第１実施形態のように、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を、それぞれ独立して設け、ネットワークを介して、粒子検出装置１と接続することも可能である。なお、図３に示す粒子検出システム２の第１実施形態では、ジェットフローＪＦの液柱部Ｌにおいて、光検出を行っているが、これに限定されない。例えば、図１や図２に示す例のように、流路Ｐにおいて光検出を行ってもよい。
　加えて、図示しないが、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、および表示部１９を、クラウド環境に設けて、ネットワークを介して、粒子検出装置１と接続することも可能である。また、図示しないが、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を情報処理装置１０内に設け、記憶部１８をクラウド環境に設けて、ネットワークを介して、粒子検出装置１および情報処理装置１０と接続することも可能である。この場合、情報処理装置１０における各種処理の記録等を、クラウド上の記憶部１８に記憶して、記憶部１８に記憶された各種情報を、複数のユーザーで共有することも可能である。以下、各部の詳細について説明する。
　（１）流路Ｐ
　本技術に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２では、フローセル（流路Ｐ）中で一列に整列させた粒子から得られる光学的情報を検出することにより、粒子の解析や分取を行うことができる。
　流路Ｐは、粒子検出装置１、および粒子検出システム２に予め備えていてもよいが、市販の流路Ｐや流路Ｐが設けられた使い捨てのチップなどを設置して解析又は分取を行うことも可能である。
　流路Ｐの形態も特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、図１および図３に示すような２次元又は３次元のプラスチックやガラス等の基板Ｔ内に形成した流路Ｐに限らず、後述する図２に示すように、従来のフローサイトメータで用いられているような流路Ｐも、粒子検出装置１に用いることができる。
　また、前記流路Ｐの流路幅、流路深さ、流路断面形状も、層流を形成し得る形態であれば特に限定されず、自由に設計することができる。例えば、流路幅１ｍｍ以下のマイクロ流路も、粒子検出装置１に用いることが可能である。特に、流路幅１０μｍ以上１ｍｍ以下程度のマイクロ流路は、本技術に好適に用いることができる。
　粒子の送流方法は特に限定されず、用いる流路Ｐの形態に応じて、流路Ｐ内を通流させることができる。例えば、図１および図３に示す基板Ｔ内に形成した流路Ｐの場合を説明する。粒子を含むサンプル液はサンプル液流路Ｐ１１に、また、シース液は２本のシース液流路Ｐ１２ａ、Ｐ１２ｂに、それぞれ導入される。サンプル液流路Ｐ１１とシース液流路Ｐ１２ａ、Ｐ１２ｂは合流して主流路Ｐ１３となる。サンプル液流路Ｐ１１内を送液されるサンプル液層流と、シース液流路Ｐ１２ａ、Ｐ１２ｂ内を送液されるシース液層流と、は主流路Ｐ１３内において合流し、サンプル液層流がシース液層流に挟み込まれたシースフローを形成することができる。
　流路Ｐを通流させる粒子は、１種又は２種以上の蛍光色素等の色素で標識することができる。この場合、本技術で使用可能な蛍光色素としては、例えば、Cascade Blue、Pacific Blue、Fluorescein isothiocyanate(FITC)、Phycoerythrin(PE)、Propidium iodide(PI)、Texas red(TR)、Peridinin chlorophyll protein(PerCP)、Allophycocyanin(APC)、4’,6-Diamidino-2-phenylindole(DAPI)、Cy3、Cy5、Cy7、Brilliant Violet(BV421)等が挙げられる。
　（２）光照射部１１
　光照射部１１では、流体に含まれる粒子への励起光の照射が行なわれる。光照射部１１には、異なる波長の励起光を照射できるように、複数の光源を備えることもできる。この場合、波長の異なる複数の励起光を、流体の流れ方向に異なる位置で、照射するように構成することができる。
　光照射部１１から照射される光の種類は特に限定されないが、粒子から蛍光や散乱光を確実に発生させるためには、光方向、波長、光強度が一定の光が望ましい。一例としては、レーザー、ＬＥＤ等を挙げることができる。レーザーを用いる場合、その種類も特に限定されないが、アルゴンイオン（Ar）レーザー、ヘリウム－ネオン（He-Ne）レーザー、ダイ（dye）レーザー、クリプトン（Cr）レーザー、半導体レーザー、または、半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を、１種又は２種以上、自由に組み合わせて用いることができる。
　なお、図１および図２の第１実施形態に示すように、前記流路Ｐ（主流路Ｐ１３）を通流中の粒子へ励起光を照射してもよいが（Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式）、流路ＰのオリフィスＰ１４から流体をジェットフローＪＦとして噴出する場合は、図３に示すように、ジェットフローＪＦの液柱部Ｌに励起光を照射してもよい（Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式）。
　Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式は、液柱部Ｌの近傍に対物レンズを配置して検出が行なわれるため、対物レンズに液体が付着しやすく、また、オリフィスＰ１４を交換する度に、液柱部Ｌの位置が移動してしまうため、光学調整が必要になる。さらに、対物レンズと液柱部Ｌの間にエアーギャップを必要とする為、ＮＡが１．０を超えるような高ＮＡレンズを用いることが出来ず、他の方式よりも光学検出感度で劣る場合がある。
　一方、Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式では、Ｃｕｖｅｔｔｅ部に直接対物レンズを取り付けることができるため、対物レンズに液滴Ｄが付着することがない。また、オリフィス交換を行っても光学調整が不要など、装置メンテナンスや使い勝手の面では、Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式よりもＣｕｖｅｔｔｅ検出方式の方が優れている。さらに、対物レンズとＣｕｖｅｔｔｅの間にエアーギャップを必要としない為、ＮＡが１．０を超える高ＮＡレンズを用いることが可能で、他の方式よりも高い光学検出感度を得ることが出来る。
　（３）光検出部１２
　光検出部１２では、前記励起光の照射により発生する光の検出が行われる。具体的には、粒子から発せられた蛍光や散乱光を検出して、電気信号へ変換する。
　本技術において、光検出部１２に用いることができる光検出器としては、粒子からの光信号の検出ができれば、その具体的な光検出方法は特に限定されず、公知の光検出器に用いられている光検出方法を自由に選択して採用することができる。例えば、蛍光測定器、散乱光測定器、透過光測定器、反射光測定器、回折光測定器、紫外分光測定器、赤外分光測定器、ラマン分光測定器、ＦＲＥＴ測定器、ＦＩＳＨ測定器その他各種スペクトラム測定器、ＰＭＴやフォトダイオード等の受光素子を一次元に配列したＰＭＴアレイ又はフォトダイオードアレイ、或いはＣＣＤ又はＣＭＯＳ等の２次元受光素子などの独立した検出チャネルが複数並べられたもの、等に用いられている光検出方法を１種又は２種以上自由に組み合わせて採用することができる。
　（４）励起光検出部１３
　励起光検出部１３は、撮像素子を有することを特徴とする。撮像素子は、粒子へ照射する励起光の状態を撮像するものである。対物レンズ焦点面の励起光の実際の位置は、前記光照射部１１や粒子検出装置１自体が発する熱の影響を受け、経時的に変動する。本技術では、粒子へ照射する励起光の状態を励起光検出部１３における撮像素子によって撮像し、検出することができるため、励起光の経時的な変動を捉えることができ、その結果、検出精度の向上に寄与することができる。
　なお、励起光の撮像は、ＣＣＤやＣＭＯＳカメラなどの撮像装置の他に、光電変換素子などの各種撮像素子を使用することができる。また、撮像素子には、図示しないが、その位置を変更するための移動機構が設けられていてもよい。更に、本実施形態の粒子検出装置１には、撮像素子と併せて、図示しないが、撮影領域を照明する光源が設けられていてもよい。
　また、励起光検出部１３は、例えば、光検出部１２において蛍光を検出する場合には、ダイクロイックミラーＭなどを用いて励起光を励起光検出部１３側に全反射させても良い。また、光照射部１１と対向する光検出部１２側に、ハーフミラーのような一定比率のミラー、または光検出部１２が検出する散乱光等に影響が無い範囲（例えば、励起光と同じＮＡ）を全反射させることで、実現することができる。または、図示しないが、対物レンズ前に低反射ミラーを設置することにより励起光を撮像することで、励起光検出部１３を実現することも可能である。
　前記光照射部１１が、波長の異なる複数の励起光を、前記流体の流れ方向に異なる位置で照射するように構成されている場合、励起光検出部１３では、前記複数の励起光の位置情報を検出することができる。
　また、励起光検出部１３では、励起光の強度を検出することも可能である。具体的には、励起光検出部１３では、励起光の強度分布：短軸の強度分布、長軸の強度分布等をリアルタイムで検出することができる。また、励起光検出部１３では、励起光の形状：幅、長さ、傾き等もリアルタイムで検出することが出来る。さらに、励起光検出部１３では、励起光の相対位置および絶対位置をリアルタイムで検出することが出来る。
　本技術に係る粒子検出装置１は、励起光検出部１３で検出された上記の励起光情報について、時間ごと、日ごと等の経時的な変動を記録することで、装置のコンディションを把握することが出来る。
　また、励起光の強さが励起波長ごとに異なる、または撮像素子の感度が励起波長ごとに異なる場合には、励起光の画像を個々の励起光に適したカメラゲインに切り替え複数回撮影することで、正確な励起光状態を把握することが出来る。この際、画像がオーバー露光、アンダー露光になると正しい検出が出来ないので、励起光ごとに適したカメラゲインで複数回撮影するなどの工夫が必要である。
　上記機能を有する励起光検出部１３を備えることで、装置の異常を検知することが可能となる。また、異常状態をリアルタイムに把握出来るので、励起光の再調整を自動または遠隔操作で行うことが可能となる。
　また、光検出部１２で検出される光信号強度は、励起光強度に依存する為、励起光の強度を検出することで定量的な光信号強度として管理することが可能となる。
　さらに、光検出部１２で検出された光信号を、励起光の強度変化に応じて補正することができる。その結果、光検出精度を向上させることができる。
　（５）振動素子１１１
　本技術に係る粒子検出装置１では、振動素子１１１によって、前記粒子を含む液滴が形成される。具体的には、流路Ｐ１３のオリフィスＰ１４から粒子を含む流体がジェットフローＪＦとして噴出される際、所定の周波数で振動する振動素子１１１を用いて、主流路Ｐ１３の全体若しくは一部に振動を加えることで、ジェットフローＪＦの水平断面が鉛直方向に沿って振動素子１１１の周波数に同期して変調し、ブレイクオフポイントＢＰにおいて、液滴Ｄが分離・発生する。
　なお、本技術に用いる振動素子１１１は特に限定されず、一般的なフローサイトメータに用いることができる振動素子１１１を自由に選択して用いることができる。一例としては、ピエゾ振動素子などを挙げることができる。また、サンプル液流路Ｐ１１とシース液流路Ｐ１２ａ、Ｐ１２ｂ、及び主流路Ｐ１３への送液量、吐出口の径、振動素子の振動数などを調整することにより、液滴Ｄの大きさを調整し、粒子を一定量ずつ含む液滴Ｄを発生させることができる。
　本技術において、振動素子１１１の位置は特に限定されず、前記粒子を含む液滴の形成が可能であれば、自由に配置することができる。例えば、図１～３に示すように、流路Ｐ１３のオリフィスＰ１４近傍に振動素子１１１を配置することもできるし、図４に示すように、流路Ｐの上流に振動素子１１１を配置して、流路Ｐの全体、一部又は流路Ｐ内部のシース流に振動を加えることも可能である。
　（６）分取部１１２
　分取部１１２では、前記振動素子１１１によって形成された前記粒子を含む液滴Ｄの分取が行なわれる。具体的には、前記光検出部１２により検出された光信号から解析された粒子の大きさ、形態、内部構造等の解析結果に基づいて、液滴Ｄにプラスまたはマイナスの電荷を荷電する（符号１１２ａ参照）。そして、荷電された液滴Ｄは、電圧が印加された対向電極１１２ｂによって、その進路が所望の方向へ変更され、分取される。
　本技術において、荷電部１１２ａの位置は特に限定されず、前記粒子を含む液滴Ｄへの荷電が可能であれば、自由に配置することができる。例えば、図１～３に示すように、ブレイクオフポイントＢＯＰの下流で、液滴Ｄへ直接、荷電を行うこともできるし、図４に示すように、シース液流路Ｐ１２ａまたはＰ１２ｂ等に、電極等で構成される荷電部１１２ａを配置し、目的の粒子を含む液滴Ｄの形成直前に、シース液を介して荷電することも可能である。
　（７）処理部１４
　本技術に係る粒子検出装置１には、前記励起光検出部にて検出された位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定する処理部１４を備えることができる。なお、第１実施形態においては、この処理部１４は必須ではないが、複数の励起光の間隔を特定する処理部１４を備えることで、前記光検出部１２での光検出の精度を向上させることができる。
　また、処理部１４では、前記励起光検出部１３にて検出された位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定し、特定された前記複数の励起光の間隔に基づいて、前記粒子への励起光照射から前記粒子を含む液滴形成までのディレイタイムを特定することができる。
　例えば、前述した特許文献１では、励起光スポット間隔を基に粒子の移動速度を求め、この移動速度に基づいて粒子を含有する液滴Ｄへの荷電タイミングを制御している。しかしながら、特許文献１の方法では、励起光スポット間隔が経時的に変化することが考慮されていない。励起光は、光照射部１１や粒子検出装置１自体が発生する熱の影響を受けるため、対物レンズ焦点面の励起光の実際の位置は、前記光照射部１１や粒子検出装置１自体が発する熱の影響を受け、経時的に変動する。そのため、ソーティング調整後、励起光スポット間隔が経時的に変動してしまうと、従来の技術では、最適な荷電タイミングを算出することが難しくなる。
　特に、高速なソーティング処理能力を有するセルソータでは、高圧送液によりジェットフローＪＦの液柱部Ｌが長くなる傾向にあるため、励起光スポット間隔に対して、励起光の位置から液滴Ｄが形成されるブレイクオフポイントＢＰまでの距離の比率が大きくなり、励起光スポット間隔の変化が、ディレイタイムの特定に大きく影響する。
　さらに、高速なソーティング処理能力を有するセルソータは、液滴形成を行う振動素子１１１の駆動周波数が高く、それに比例して液滴荷電位置までの到達時間に必要とされる精度も厳しくなり、励起光スポット間隔の変化が、ディレイタイムの特定に大きく影響する。
　加えて、Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式において粒子の分取を行う場合（図１０参照）、液柱部を検出対象の粒子が通過中に、励起光照射および光検出と、液滴荷電とを行うので、励起光照射から荷電までの待ち時間が比較的短い。したがって、ディレイタイムの調整精度は高い。また、液柱内部の速度分布は粒子がどの位置にあっても一定であり、サンプルコア径を大きくしてもディレイタイムの特定には大きな影響は無い。一方、Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式において粒子の分取を行う場合、Ｃｕｖｅｔｔｅ部で検出を行い、流路ＰのオリフィスＰ１４から流体をジェットフローＪＦとして噴出した後に液柱部Ｌで液滴荷電を行うので、荷電までの待ち時間が長く、ディレイタイムは送液速度の影響を受け易い。また、ソーティング調整後に送液速度が変化してしまうと、著しくソーティング性能が悪化する。
　そこで、本技術では、前記励起光検出部１３によって、励起光の実際の位置を検出し、処理部１４では、励起光の実際の位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定し、特定された前記複数の励起光の間隔に基づいて、前記粒子への励起光照射から前記粒子を含む液滴形成までのディレイタイムを特定する。そのため、励起光の実際の位置が経時的に変化した場合でも、ディレイタイムの調整精度を向上させることができる。
　また、処理部１４では、前記複数の励起光の間隔と、前記光検出部１２にて前記粒子が検出された検出タイミングと、に基づき、前記粒子の速度を決定し、前記粒子の速度に基づき、前記ディレイタイムを特定することができる。そのため、ソーティング調整後に送液速度が変化した場合でも、ディレイタイムの調整精度を向上させることができる。
　以下、ディレイタイムの特定の具体的な方法を示す。
　＜処理部１４の全体構成＞
　図５は、処理部１４のブロック図である。光照射部１１からの励起光の照射により粒子から発生する光を光検出部１２が検出し、これが処理部１４に送られる。処理部１４において検出した信号は、必要に応じて補正され、ソートロジック部のゲート判定およびクラス論理と液滴駆動回路部の一致論理より、前記粒子の分取の有無が決定され、チャージ波形生成部により、分取部１１２における荷電量の設定が行われる。
　これと並行して、光検出部１２で検出された粒子のパルス信号波形から重心時刻を求め、処理部１４において以下の方法で、ディレイタイムが特定される。その情報をもとにアクセス制御回路が更新され、荷電タイミングが決定されて、前記液滴駆動回路部で荷電波形が生成される。
　＜使用デバイスと手順＞
　ディレイタイムの調整には、図６に示すストロボ発光デバイスＬＤとカメラＣおよび調整用ビーズと、明視野画像と蛍光画像を用いる。液滴Ｄに加振を行う振動素子１１１と同期しストロボ発光を行う明視野観察では、液滴Ｄを静止した状態の画像として観察することが可能である（図７Ａ参照）。一方で、粒子検出後に一定時刻で励起光のストロボ発光行う蛍光画像観察では、ストロボ発光時における検出された調整ビーズの位置を確認することが可能である（図７Ｂ－１およびＢ－２参照）。これらの液滴画像および下記の調整手順により、適切なディレイタイムＴを求めることが可能となる。
　（ａ）任意のコア径（例えば、５μｍ程度）を設定し、粒子速度差が生じない状態を作る。
　（ｂ）液滴観察カメラＣを明視野モードにし、液滴Ｄへの荷電位置（ブレイクオフポイントＢＯＰ）が撮像できる状態とする。
　（ｃ）液滴形成用の振動素子１１１の電圧を調整し、液柱部Ｌの最端部となる液滴中心を画像基準位置（図７破線参照）と合わせる（図７Ａ参照）。
　（ｄ）液滴観察カメラを蛍光画像に切り替え、調整用の蛍光ビーズを流しながら、粒子検出からストロボ照明の発光時刻：ｔを０から徐々に大きくする（図７Ｂ－１参照）。
　（ｅ）発光ポイントの重心が画像基準位置と一致するストロボ発光時刻：ｔを、ディレイタイムとして採用する（図７Ｂ－１参照）。
　＜Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式におけるディレイタイムの算出＞
　Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式において、ディレイタイムは、下記の数式（１）を用いて算出することができる（図８参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　光検出からブレイクオフポイントＢＯＰまでの距離：ｘ
　液柱部の粒子速度：ｖ
　＜Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式におけるディレイタイムの算出＞
　Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式において、ディレイタイムは、下記の数式（２）を用いて算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　レーザースポット通過時間：ｔ１
　レーザースポット間隔：ｘ１
　レーザースポット通過時の粒子速度：ｖ１
　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過時間：ｔ２
　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過距離：ｘ２
　Ｃｕｖｅｔｔｅ粒子速度：ｖ２（ｖ１＝ｖ２）
　液柱部通過時間：ｔ３
　液柱部通過距離：ｘ３
　液柱部粒子速度：ｖ３
　液柱内部の速度分布は粒子がどの位置にあっても一定である。一方、Ｃｕｖｅｔｔｅ内のマイクロ流路では図９に示すハーゲンポアズイユの速度分布となり、サンプルコア径を大きくすると粒子の速度にバラツキが生じ、個別の速度に適したディレイタイムを積算する必要がある。
　ナヴィエ－ストークス方程式より、Ｃｕｖｅｔｔｅ内の平均流速は下記数式（３）で算出できる（図１０参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　中心流速：Ｕｍａｘ
　流量：Ｑ
　平均流速：Ｕｍｅａｎ
　即ち、Ｃｕｖｅｔｔｅ内の粒子速度：ｖ２（Ｕｍａｘに相当）を求めることで、平均流速：ｖ２ｍｅａｎを求めることができる。液体の流速は流路断面に反比例するので、液柱部の粒子速度は、下記の数式（４）で算出できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　一方で、前記数式（２）において、Ｃｕｖｅｔｔｅ内の流路断面積：ａ２、液柱部の流路断面積：ａ３とすると、液柱として排出される液量はＣｕｖｅｔｔｅ内の流量と同じゆえ流速は断面積に比例し、Ｃｕｖｅｔｔｅ粒子速度：ｖ２より、液柱部の粒子速度ｖ３は、下記の数式（５）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　Ｃｕｖｅｔｔｅ内の平均流速：１／２×ｖ２
　数式（５）を、前記数式（２）に代入すると、ディレイタイムは、下記の数式（６）で算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　レーザースポット通過時間：ｔ１
　レーザースポット間隔：ｘ１
　レーザースポット通過時の粒子速度：ｖ１
　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過時間：ｔ２
　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過距離：ｘ２
　Ｃｕｖｅｔｔｅ粒子速度：ｖ２（ｖ１＝ｖ２）
　液柱部通過時間：ｔ３
　液柱部通過距離：ｘ３
　液柱部粒子速度：ｖ３＝１／２×ｖ２×ａ２／ａ３
　Ｃｕｖｅｔｔｅ内の流路断面積：ａ２
　液柱部の流路断面積：ａ３
　前記数式（６）に示すように、流路断面積：a２およびa３を定数とみなすと、ディレイタイムは（ｘ２＋ｂ×ｘ３）／ｘ１にレーザー通過時刻：ｔ１を乗した値となるが、レーザースポット間隔：ｘ１はレンズ視野の制約を受け、約１ｍｍ以下であるのに対し、光学検出からブレイクオフポイントＢＯＰまでの距離は、約数十ｍｍとなるので、励起光スポット間隔に僅かな変化が生じた場合でも、その数１０倍の誤差として、ディレイタイムの特定に大きな影響を及ぼす。そのような事情から、従来方式による速度補償は励起光非常に高い安定性（Pointing Stability）を要求することになり、ソーティングシステムとしての安定性を確保するのが困難であった。
　そこで、本技術では、励起光検出部１３を設置することで、励起光スポット間隔の初期値および経時的変化を高精度に計測できるため、計測した励起光スポット間隔の初期値および経時的変化を、ディレイタイム算出に反映させるシステムを構築することで、高精度なディレイタイム管理を実現する。これにより、個々の粒子速度に対応したディレイタイム管理のロバスト性を改善し、安定したソーティング性能を実現することが可能となる。
　具体的な粒子分取のフローチャートを、図１１に示す。まず、ディレイタイムの特定に必要な、光検出からブレイクオフポイントＢＯＰまでの送液距離を、カメラＣの位置より検知する（Ｓ１）。次に、励起光検出部１３で検出された励起光の位置情報に基づき、処理部１４が励起光の間隔を特定し（Ｓ２）、ソーティングを開始する。粒子が励起光を通過した時刻から、粒子速度＝励起光間隔／通過時間を求め（Ｓ３）、粒子速度と送液距離より、ディレイタイムを算出する（Ｓ４）。算出されたディレイタイムに従ってソーティングを実施する（Ｓ５）。ソーティングを続ける場合、励起光検出部１３で検出された励起光の位置情報に基づき、励起光間隔に変化がない場合は、Ｓ３～Ｓ６を繰り返し、励起光間隔に変化がある場合は、励起光間隔を正しい位置に修正した上で（Ｓ７）、Ｓ２～Ｓ６を繰り返す。
　（８）励起光校正部１５
　本技術に係る粒子検出装置１には、前記励起光検出部１３で取得された前記複数の励起光の位置情報に基づいて、前記粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部１５を備えることができる。なお、第１実施形態においては、この励起光校正部１５は必須ではないが、粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部１５を備えることで、前記光検出部１２での光検出の精度を向上させることができる。また、後述する第２実施形態、および第４実施形態において粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部１５を備えることで、前記光検出部１２での光検出の精度を向上に加えて、後述する分取部１１２での粒子の分取精度も向上させることができる。
　（９）異常検出部１６
　本技術に係る粒子検出装置１には、前記励起光検出部１３で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部１１の異常を検出する異常検出部１６を備えることができる。なお、第１実施形態においては、この異常検出部１６は必須ではないが、光照射部１１の異常を検出する異常検出部１６を備えることで、例えば、異常検出部１６から光照射部１１の異常が検出された場合には、前記励起光学検出部１３の情報を元に、光照射部１１の光学調整を行うことができ、その結果、粒子検出の精度を向上させることができる。また、前記励起光学検出部１３の情報を元に、光照射部１１の光学調整を行っても異常状態を回避できない場合は、分取部１１２での粒子の分取を中止する等の対応が取れ、その結果、無駄な分取作業を回避することができる。
　（１０）制御部１７
　本技術に係る粒子検出装置１には、前記励起光検出部１３で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部１１を制御する制御部１７を備えることができる。具体的には、制御部１７では、励起光学検出部１３の情報を元に、光照射部１１の光学調整を行うことができる。また、制御部１７では、前記励起光検出部１３で取得された励起光の強度変化に基づき、前記光検出部１２で検出された粒子からの光信号強度を補正することもできる。
　なお、第１実施形態においては、この制御部１７は必須ではないが、光照射部１１を制御する制御部１７を備えることで、光検出部１２で検出する光学的情報が、光照射部１１の強度変化に影響されるのを防止することができ、その結果、検出精度や分取精度を向上させることができる。
　（１１）記憶部１８
　本技術に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２には、各種データを記憶させる記憶部１８を備えることができる。記憶部１８では、例えば、光検出部１２によって検出された粒子から光信号データ、励起光検出部１３によって検出された励起光データ、処理部１４によって処理された処理データ、励起光校正部１５によって校正された励起光校正データ、異常検出部１６によって検出された異常データ、制御部１７によって制御された制御データ、後述する分取部１１２によって分取された粒子の分取データ等、粒子検出や粒子分取に関わるあらゆるデータを記憶することができる。
　また、前述したとおり、本技術では、記憶部１８をクラウド環境に設けることができるため、ネットワークを介して、各ユーザーがクラウド上の記憶部１８に記録された各種情報を、共用することも可能である。
　なお、本技術において、記憶部１８は必須ではなく、外部の記憶装置等を用いて、各種データの記憶を行うことも可能である。
　（１２）表示部１９
　本技術に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２には、各種データを表示する表示部１９を備えることができる。表示部１９では、例えば、光検出部１２によって検出された粒子から光信号データ、励起光検出部１３によって検出された励起光データ、処理部１４によって処理された処理データ、励起光校正部１５によって校正された励起光校正データ、異常検出部１６によって検出された異常データ、制御部１７によって制御された制御データ、後述する分取部１１２によって分取された粒子の分取データ等、粒子検出や粒子分取に関わるあらゆるデータを表示することができる。
　本技術において、表示部１９は必須ではなく、外部の表示装置を接続してもよい。表示部１９としては、例えば、ディスプレイやプリンタなどを用いることができる。
　（１３）ユーザーインターフェース１１０
　本技術に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２には、ユーザーが操作するための部位であるユーザーインターフェース１１０を備えることができる。ユーザーは、ユーザーインターフェース１１０を通じて、各部や各装置にアクセスし、各部や各装置を制御することができる。
　本技術において、ユーザーインターフェース１１０は必須ではなく、外部の操作装置を接続してもよい。ユーザーインターフェース１１０としては、例えば、マウスやキーボード等を用いることができる。
　［第２実施形態］
　図１２は、本技術に係る粒子検出装置１の第２実施形態を模式的に示す模式概念図である。第２実施形態に係る粒子検出装置１は、少なくとも、光照射部１１と、光検出部１２と、励起光検出部１３と、を備える。即ち、第２実施形態に係る粒子検出装置１は、振動素子１１１および分取部１１２が必須ではない。また、必要に応じて、流路Ｐ（Ｐ１１～１３）、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０等を備えることができる。
　なお、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０等については、図１２に示す粒子検出装置１のように、粒子検出装置１内に設けてもよいが、図示しないが、光照射部１１と、光検出部１２と、励起光検出部１３と、を有する粒子検出装置１と、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を有する情報処理装置１０と、を備える粒子検出システム２とすることもできる。
　さらに、図示しないが、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を、それぞれ独立して設け、ネットワークを介して、粒子検出装置１と接続することも可能である。
　加えて、図示しないが、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、および表示部１９を、クラウド環境に設けて、ネットワークを介して、粒子検出装置１と接続することも可能である。また、図示しないが、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を情報処理装置１０内に設け、記憶部１８をクラウド環境に設けて、ネットワークを介して、粒子検出装置１および情報処理装置１０と接続することも可能である。この場合、情報処理装置１０における各種処理の記録等を、クラウド上の記憶部１８に記憶して、記憶部１８に記憶された各種情報を、複数のユーザーで共有することも可能である。
　なお、本技術に係る粒子検出装置１および粒子検出システム２の各部については、前述した第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
　［第３実施形態］
　図１３は、本技術に係る粒子検出装置１の第３実施形態を模式的に示す模式概念図である。第３実施形態に係る粒子検出装置１は、少なくとも、光照射部１１と、光検出部１２と、振動素子１１１と、分取部１１２と、処理部１４とを備える。即ち、第３実施形態に係る粒子検出装置１は、励起光検出部１３が必須ではない。しかしながら、勿論、必要に応じて、流路Ｐ（Ｐ１１～１３）、励起光検出部１３、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０等を備えることもできる。
　なお、第３実施形態においても、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０等については、前述した図１および図２に示す第１実施形態に係る粒子検出装置１のように、粒子検出装置１内に設けてもよいが、前述した第１実施形態と同様に、光照射部１１と、光検出部１２と、励起光検出部１３と、振動素子１１１と、分取部１１２と、を有する粒子検出装置１と、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を有する情報処理装置１０と、を備える粒子検出システム２とすることもできる。
　さらに、第３実施形態においても、前述した第１実施形態と同様に、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を、それぞれ独立して設け、ネットワークを介して、粒子検出装置１と接続することも可能である。
　加えて、第３実施形態においても、前述した第１実施形態と同様に、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、および表示部１９を、クラウド環境に設けて、ネットワークを介して、粒子検出装置１と接続することも可能である。また、前述した第１実施形態と同様に、処理部１４、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０を情報処理装置１０内に設け、記憶部１８をクラウド環境に設けて、ネットワークを介して、粒子検出装置１および情報処理装置１０と接続することも可能である。この場合、情報処理装置１０における各種処理の記録等を、クラウド上の記憶部１８に記憶して、記憶部１８に記憶された各種情報を、複数のユーザーで共有することも可能である。
　以下、各部の詳細について説明する。なお、光照射部１１、光検出部１２、励起光検出部１３、流路Ｐ（Ｐ１１～１３）、励起光校正部１５、異常検出部１６、制御部１７、記憶部１８、表示部１９、およびユーザーインターフェース１１０、振動素子１１１、分取部１１２については、前述した第１実施形態および第２実施形態と同様であるため、ここでは説明を割愛する。
　（１）処理部１４
　第３実施形態に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２において、処理部１４は、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムの特定が行われる。具体的には、例えば、粒子速度が一定となる条件において算出された第１のディレイタイムと、粒子速度に差が生じる条件において算出された第２のディレイタイムと、に基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムの特定が行うことができる。
　前述した特許文献１のような従来技術では、レーザースポット間隔、流路内部の距離、液柱部の距離が既知であれば、原理的には液滴荷電位置までの到達時刻を算出することは可能である。しかし、液滴間隔が数１０～１００μｍであることを考慮すると、上記の距離計測にも１０μｍ単位での測定精度が必要とされる。
　しかしながら、上記の計測対象は、光学検出部：励起光、液滴形成用オリフィス：メカ部品、液柱終端部：送液流体であり、そもそもの形態が異なるが故に高精度な距離計測を行うことは非常に困難であり、実際のソーティングシステムで採用することは難しい。
　また、高速なソーティング処理能力を有するセルソータ等の分取装置では、液滴生成を行う振動素子１１１の駆動周波数が高く、即ち、液滴間隔が小さいため、それに比例して液滴荷電位置までの到達時間に必要とされる精度も厳しくなり、上記の距離測定に非常に高い測定精度が要求され、それを実現する新たな手法が必要である。
　さらに、Ｊｅｔ　ｉｎ　Ａｉｒ検出方式において粒子の分取を行う場合（図８参照）、液柱内部の速度分布は粒子がどの位置にあっても一定であり、サンプルコア径を大きくしてもディレイタイムの特定には大きな影響は無いが、一方、Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式において粒子の分取を行う場合、Ｃｕｖｅｔｔｅ内のマイクロ流路では、ハーゲンポアズイユの速度分布となり（図９参照）、サンプルコア径を大きくすると粒子の速度にバラツキが生じ、個別の速度に適したディレイタイムを積算する必要がある。
　そこで本発明では、Ｃｕｖｅｔｔｅ部の通過距離：ｘ２、および液柱部通過距離：ｘ３のそれぞれの距離について、計測条件を下記の２つとすることで、ディレイタイムを算出することを可能とする。
　（ａ）サンプル送液条件で、サンプルコア径が小さい場合の粒子速度はＶｍａｘとなり、ナヴィエ－ストークス方程式より平均流速は１／２Ｖｍａｘとなる。
　（ｂ）Ｃｕｖｅｔｔｅ通過距離：ｘ２、および液柱部通過距離：ｘ３が適正であれば、中心部および外周部を通過した粒子の前述した数式（６）より算出されたブレイクオフポイントＢＯＰ到達時刻は、どちらの場合でも適正となる。
　第３実施形態に係る粒子検出装置１、および粒子検出システム２において、ディレイタイム特定で用いる送液条件の一例を、図１４に示す。最初にサンプル送液を少量としサンプルコアが小さい状態とし、その時の粒子速度を中心流速（最大流速）として記録する（送液条件Ａ、図１４Ａ参照）。次に、サンプル流量を多くしてサンプルコアが太い状態、つまり粒子速度に差が生じる状態を作り出す（送液条件Ｂ、図１４Ｂ参照）。これらの送液条件と、図１５～図１７に示すディレイタイム調整アルゴリズムＳ１～Ｓ４０を用いることで、Ｃｕｖｅｔｔｅ部の流路のどの位置を粒子が通流した場合でも、即ち、送液状態が異なる場合でも、精度の高いディレイタイムの特定が可能となる。
　以下、ディレイタイム調整アルゴリズムについて、具体的に説明する。まず、コア径が小さくなる送液条件Ａ（図１４Ａ参照）で、調整用蛍光ビーズを送液する（Ｓ２）。液滴観察カメラＣを明視野モードに切り替え（Ｓ３）、液滴観察カメラＣをブレイクオフポイントＢＯＰが観察可能な位置に移動させる（Ｓ４）。振動素子１１１を調整し、ブレイクオフポイントＢＯＰの位置を、画像基準に一致させる（Ｓ５）。任意の数の粒子（例えば、１０００個）の通過時刻：ｔ１を測定し、平均値を求める（Ｓ６）。レーザーピッチ：ｘ１、粒子通過時間：ｔ１より、液柱平均流速：Ｖ３を算出する（Ｓ７）。液滴観察カメラＣを蛍光観察モードに切り替え（Ｓ８）、ストロボ発光時刻を調整し、蛍光発光ポイントを画像基準と一致させ（Ｓ９）、蛍光発光ポイントが画像基準と一致するストロボ発光時刻：ｔ４を求める（Ｓ１０）。液柱通過距離：ｘ３を設計値、ディレイタイム＝ｔ４とし、前記数式（２）より、ｘ２を求める（Ｓ１１）。
　次に、コア径が太くなる送液条件Ｂで、調整用蛍光ビーズを送液し（Ｓ１２）、コアの外周部を通過する粒子のみを選択し（図１４Ｂの白丸参照））、例えば、速度が遅い粒子に絞ってトリガーを掛ける（Ｓ１３）。蛍光発光ポイントが画像基準と一致するストロボ発光時刻：ｔ４を求める（Ｓ１４）。Ｓ１１で求めたｘ２と、ディレイタイムをＳ１４で求めたｔ４とし、前記数式（２）より、ｘ３を求める（Ｓ１５）。
　次に、コアの中心部を通過する粒子のみを選択し（送液条件Ｂ、図１４Ｂの黒丸参照）、例えば、速度が速い粒子に絞ってトリガーを掛ける（Ｓ１６）。Ｓ１１で求めたｘ２と、Ｓ１５で求めたｘ３と、を用いて、前記数式（２）より、各粒子のディレイタイムを求める（Ｓ１７）。ストロボ発光時刻をＳ１７で求めたディレイタイムとし、蛍光発光ポイントの位置を求める（Ｓ１８）。蛍光発光ポイントが画像基準と一致している場合は、Ｓ１１で求めたｘ２と、Ｓ１５で求めたｘ３を採用し（Ｓ２０）、ディレイタイムの特定を終了する（Ｓ２１）。
　蛍光発光ポイントが画像基準と一致していない場合は、再度、コアの中心部を通過する粒子のみを選択し（送液条件Ｂ、図１４Ｂの黒丸参照）、例えば、速度が速い粒子に絞ってトリガーを掛ける（Ｓ２２）。ストロボ発光時刻を前記数式（２）のディレイタイムとし、照明を行う（Ｓ２３）。蛍光発光ポイントが画像基準と一致する数式（２）のｘ２を求める（Ｓ２４）。コアの外周部を通過する粒子のみを選択し（送液条件Ｂ、図１４Ｂの白丸参照）、例えば、速度が遅い粒子に絞ってトリガーを掛ける（Ｓ２５）。Ｓ２４で求めたｘ２と、Ｓ１５で求めたｘ３と、を用いて、前記数式（２）より、ディレイタイムを求める（Ｓ２６）。ストロボ発光時刻を前記数式（２）のディレイタイムとし、蛍光発光ポイントの位置を求める（Ｓ２７）。蛍光発光ポイントが画像基準と一致している場合は、Ｓ２４で求めたｘ２と、Ｓ１５で求めたｘ３を採用し（Ｓ２９）、ディレイタイムの特定を終了する（Ｓ３０）。
　蛍光発光ポイントが画像基準と一致していない場合は、再度、コアの外周部を通過する粒子のみを選択し（送液条件Ｂ、図１４Ｂの白丸参照）、例えば、速度が遅い粒子に絞ってトリガーを掛ける（Ｓ３１）。ストロボ発光時刻を前記数式（２）のディレイタイムとし、照明を行う（Ｓ３２）。蛍光発光ポイントが画像基準と一致する数式（２）のｘ３を求める（Ｓ３３）。コアの中心部を通過する粒子のみを選択し（送液条件Ｂ、図１４Ｂの黒丸参照）、トリガーを掛ける（Ｓ３４）。Ｓ２４で求めたｘ２と、Ｓ３３で求めたｘ３と、を用いて、前記数式（２）より、ディレイタイムを求める（Ｓ３５）。ストロボ発光時刻をＳ３５で求めたディレイタイムとし、蛍光発光ポイントの位置を求める（Ｓ３６）。蛍光発光ポイントが画像基準と一致している場合は、Ｓ２４で求めたｘ２と、Ｓ３３で求めたｘ３を採用し（Ｓ３８）、ディレイタイムの特定を終了する（Ｓ３９）。
　蛍光発光ポイントが画像基準と一致していない場合は、Ｓ２２に戻り計算を繰り返す。
　以上説明した第３実施形態に係る粒子検出装置１や粒子検出システム２では、ディレイタイムの特定に必要なＣｕｖｅｔｔｅ通過距離および液柱部の距離について、それらを未知数とし、送液調整の異なる状態と調整アルゴリズムを用いることで、上記の未知数を高精度に算出することができる。その結果、Ｃｕｖｅｔｔｅ部の流路のどの位置を粒子が通流した場合でも、即ち、送液状態が異なる場合でも、精度の高いディレイタイムの特定が可能となる。
　上記原理においては、サンプルコア流れにおける中心部（粒子速度が速い）と外周部（粒子速度が遅い）の２分割としてパラメータを算出したが、３分割以に細分化し各パラメータを算出することも可能である。
　また、Ｓ２の初期条件において、送液条件Ａとせず、コア径が太い送液条件Ｂの状態にて最大流速Ｕｍａｘを求めることも可能である。
　更に、上記原理においては、送液条件を変更することで、粒子速度の異なる条件を作り出しているが、例えば、粒子のサイズの違いによっても粒子速度の異なる条件を作り出すことは可能であるため、粒子サイズの異なる２種以上の粒子を用いて、各パラメータを算出することも可能である。
　［第３実施形態の変形例］
　処理部１４では、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定することもできる。以下、Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式における前記第３実施形態に係るディレイタイム調整アルゴリズムの変形例を説明する。
　Ｃｕｖｅｔｔｅ検出方式において、ディレイタイムｔ４は、下記の数式（７）を用いて算出することができる（図９参照）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過時間：ｔ２
　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過距離：ｘ２
　Ｃｕｖｅｔｔｅ粒子速度：ｖ２
　液柱部通過時間：ｔ３
　ここで、光学検出部の粒子速度がＣｕｖｅｔｔｅ通過速度と同じ、すなわちｖ２＝ｖ１＝ｘ１÷ｔ１と仮定するとディレイタイムｔ４は、下記の数式（８）に示すように粒子速度に応じたレーザースポット通過時間ｔ１の式となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
 　レーザースポット通過時間：ｔ１
　レーザースポット間隔：ｘ１
　レーザースポット通過時の粒子速度：ｖ１
　数式（８）において、未知の値であるＣｕｖｅｔｔｅ通過距離ｘ２と液柱部通過時間ｔ３を求めるために、コア径が大きくなる送液条件でコアの中心部と外周部など粒子速度の異なる２点以上の測定を行う（図１４Ｂ参照）。
　コア中心部を通る場合（図１４Ｂの黒丸参照）のディレイタイムｔ４_ｉｎは、コア中心部を粒子が通過するときのレーザースポット通過時間ｔ１_ｉｎとすると、下記の数式（９）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
 　コア中心部のレーザースポット通過時間：ｔ１_ｉｎ
　コア中心部を測定したときのレーザースポット間隔：ｘ１_ｉｎ
　一方、コア外周部を通る場合（図１４Ｂの白丸参照）のディレイタイムｔ４_ｏｕｔは、コア外周部を粒子が通過するときのレーザースポット通過時間ｔ１_ｏｕｔとすると、下記の数式（１０）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 　コア外周部のレーザースポット通過時間：ｔ１_ｏｕｔ
　コア外周部を測定したときのレーザースポット間隔：ｘ１_ｏｕｔ
　数式（９）および数式（１０）より、ディレイタイム調整時にはレーザースポット間隔が、コア中心部とコア外周部で同じと仮定すると、ｘ１_ｉｎ＝ｘ１_ｏｕｔとなり、Ｃｕｖｅｔｔｅ通過距離ｘ２と液柱部通過時間ｔ３は、下記の数式（１１）および数式（１２）となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　従って、粒子が任意のコア位置を通過するときのレーザースポット通過時間t１およびレーザースポット間隔ｘ１に対して、ディレイタイムｔ４は下記数式（１３）で算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
　なお、液柱部通過時間ｔ３は、液柱部通過距離ｘ３が正しく求めることができるのであれば、Ｃｕｖｅｔｔｅ内の流路断面積ａ２および液柱部の流路断面積ａ３より、下記数式（１４）で算出することもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
 　Ｃｕｖｅｔｔｅ内の流路断面積：ａ２
　液柱部の流路断面積：ａ３
　以下、具体的なディレイタイム調整アルゴリズムを、図１８～図２０のフローチャートを用いて説明する。
　まず、コア径が小さくなる送液条件Ａ（図１４Ａ参照）で、調整用蛍光ビーズを送液する（Ｓ２）。液滴観察カメラＣを明視野モードに切り替え（Ｓ３）、液滴観察カメラＣをブレイクオフポイントＢＯＰが観察可能な位置に移動させる（Ｓ４）。振動素子１１１を調整し、ブレイクオフポイントＢＯＰの位置を、画像基準に一致させる（Ｓ５）。ここまでは、前述した図１５の調整アルゴリズムと同一である。
　次に、コア径が太くなる送液条件で、調整用蛍光ビーズを送液し（Ｓ６）、液滴観察カメラＣを蛍光観察モードに切り替え（Ｓ７）、各粒子通過時間ｔ１が、コア中心部とコア外周部等の２点以上で測定できることを確認する（Ｓ８）。
　コアの中心部を通過する粒子（図１４Ｂの黒丸参照）のレーザースポット通過時間ｔ１_ｉｎを決定し（Ｓ９）、レーザースポット通過時間ｔ１_ｉｎを中心とする所定の幅でゲーティングする（Ｓ１０）。コアの中心部を通過する粒子のみにストロボ発光させ（Ｓ１１）、ストロボ発光時刻を調整し、蛍光発光ポイントを画像基準位置に一致させる（Ｓ１２）。粒子を検出してから蛍光発光ポイントが画像基準と一致するまでの時間、即ち、ディレイタイムｔ４_ｉｎを求める（Ｓ１３）。
　コアの外周部を通過する粒子（図１４Ｂの白丸参照）のレーザースポット通過時間ｔ１_ｏｕｔを決定し（Ｓ１４）、レーザースポット通過時間ｔ１_ｏｕｔを中心とする所定の幅でゲーティングする（Ｓ１５）。コアの外周部を通過する粒子のみにストロボ発光させ（Ｓ１６）、ストロボ発光時刻を調整し、蛍光発光ポイントを画像基準位置に一致させる（Ｓ１７）。粒子を検出してから蛍光発光ポイントが画像基準と一致するまでの時間、即ち、ディレイタイムｔ４_ｏｕｔを求める（Ｓ１８）。
　Ｃｕｖｅｔｔｅ通過距離ｘ２を、前記数式（１１）から算出する（Ｓ１９）。液柱部通過時間ｔ３を、前記数式（１２）から算出する（Ｓ２０）。そして、ディレイタイムｔ４を、前記数式（１３）から算出する（Ｓ２１）。
　ストロボ発光時刻を、算出したディレイタイムｔ４として、ストロボ発光させ（Ｓ２２）、蛍光発光ポイントが画像基準と一致しているか否かを確認し（Ｓ２３）、一致していれば調整終了し（Ｓ２４）、一致していなければＳ９に戻る。
　なお、第３実施形態の変形例においても、送液条件を変更することで、粒子速度の異なる条件を作り出しているが、粒子サイズの異なる２種以上の粒子を用いて、各パラメータを算出することも可能である。
　以上説明した第３実施形態およびその変形例に係る粒子検出装置１や粒子検出システム２の処理部１１では、前述した第２実施形態における処理部１１が行う処理も併せて行うことも可能である。
　２．粒子検出方法
　［第１実施形態］
　第１実施形態に係る粒子検出方法は、少なくとも、光照射工程と、光検出工程と、励起光検出工程と、液滴形成工程、分取工程と、を行う方法である。また、必要に応じて、処理工程、励起光校正工程、異常検出工程、制御工程、記憶工程、表示工程等を行うこともできる。
　［第２実施形態］
　第２実施形態に係る粒子検出方法は、少なくとも、光照射工程と、光検出工程と、励起光検出工程と、を行う方法である。また、必要に応じて、処理工程、励起光校正工程、異常検出工程、制御工程、記憶工程、表示工程等も行うこともできる。
　［第３実施形態］
　第３実施形態に係る粒子検出方法は、少なくとも、光照射工程と、光検出工程と、液滴形成工程と、分取工程と、処理工程とを行う方法である。即ち、第３実施形態に係る粒子検出方法は、励起光検出工程は必須ではない。しかしながら、勿論、必要に応じて、励起光検出工程、励起光校正工程、異常検出工程、制御工程、記憶工程、表示工程等を行うこともできる。
　なお、各工程は、前述した本技術に係る粒子検出装置１や粒子検出システム２の各部が行う工程と同一であるため、ここでは説明を割愛する。
　なお、本技術では、以下の構成を取ることもできる。
（１）
　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、
を備える、粒子検出装置。
（２）
　前記光照射部は、波長の異なる複数の励起光を、前記流体の流れ方向に異なる位置で照射するように構成され、
　前記励起光検出部は、前記複数の励起光の位置情報を検出する、（１）に記載の粒子検出装置。
（３）
　前記励起光検出部にて検出された位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定する処理部を有する、（２）に記載の粒子検出装置。
（４）
　前記粒子検出装置は、前記流体に振動を与える振動素子と、
　前記振動により形成された前記粒子を含む液滴を分取する分取部と、を更に有し、
　前記処理部は、特定された前記複数の励起光の間隔に基づいて、前記粒子への励起光照射から前記粒子を含む液滴形成までのディレイタイムを特定する、（３）に記載の粒子検出装置。
（５）
　前記処理部は、
　前記複数の励起光の間隔と、前記光検出部にて前記粒子が検出された検出タイミングと、に基づき、前記粒子の速度を決定し、
　前記粒子の速度に基づき、前記ディレイタイムを特定する、（４）に記載の粒子検出装置。
（６）
　前記処理部は、
　異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、（４）または（５）に記載の粒子検出装置。
（７）
　前記処理部では、粒子速度が一定となる条件において算出された第１のディレイタイムと、粒子速度に差が生じる条件において算出された第２のディレイタイムと、に基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、（４）から（６）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（８）
　前記第２のディレイタイムは、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度における粒子からの光情報を用いて算出されたディレイタイムである、（７）に記載の粒子検出装置。
（９）
　前記処理部では、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、（４）から（６）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（１０）
　前記励起光検出部で取得された前記複数の励起光の位置情報に基づいて、前記粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部を有する、（２）から（９）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（１１）
　前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部の異常を検出する異常検出部を有する、（１）から（１０）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（１２）
　前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部を制御する制御部を有する、（１）から（１１）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（１３）
　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、を有する、粒子検出装置と、
　前記励起光検出部にて経時的に検出された情報を処理する処理部を有する、情報処理装置と、
　を備える粒子検出システム。
（１４）
　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射工程と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出工程と、
　撮像素子を用いて、前記粒子へ照射する励起光を検出する励起光検出工程と、
を有する、粒子検出方法。
（１５）
　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
　前記流体に振動を与える振動素子と、
　前記振動により形成された前記粒子を含む液滴を分取する分取部と、
　異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、処理部と、
　を備える、粒子検出装置。
（１６）
　前記処理部では、粒子速度が一定となる条件において算出された第１のディレイタイムと、粒子速度に差が生じる条件において算出された第２のディレイタイムと、に基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、処理部と、
　を備える、粒子検出装置。
（１７）
　前記第２のディレイタイムは、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度における粒子からの光情報を用いて算出されたディレイタイムである、（１６）に記載の粒子検出装置。
（１８）
　前記処理部では、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、（１５）に記載の粒子検出装置。
（１９）
　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部を更に備える、（１５）から（１８）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（２０）
　前記光照射部は、波長の異なる複数の励起光を、前記流体の流れ方向に異なる位置で照射するように構成され、
　前記励起光検出部は、前記複数の励起光の位置情報を検出する、（１９）に記載の粒子検出装置。
（２１）
　前記励起光検出部にて検出された位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定する処理部を有する、（２０）に記載の粒子検出装置。
（２２）
　前記処理部は、特定された前記複数の励起光の間隔に基づいて、前記粒子への励起光照射から前記粒子を含む液滴形成までのディレイタイムを特定する、（２１）に記載の粒子検出装置。
（２３）
　前記処理部は、
　前記複数の励起光の間隔と、前記光検出部にて前記粒子が検出された検出タイミングと、に基づき、前記粒子の速度を決定し、
　前記粒子の速度に基づき、前記ディレイタイムを特定する、（２１）または（２２）に記載の粒子検出装置。
（２４）
　前記励起光検出部で取得された前記複数の励起光の位置情報に基づいて、前記粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部を有する、（２０）から（２３）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（２５）
　前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部の異常を検出する異常検出部を有する、（１９）から（２４）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（２６）
　前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部を制御する制御部を有する、（１９）から（２５）のいずれかに記載の粒子検出装置。
（２７）
　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
　前記流体に振動を与える振動素子と、
　前記振動により形成された前記粒子を含む液滴を分取する分取部と、
を有する、粒子検出装置と、
　異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、処理部を有する、情報処理装置と、
　を備える粒子検出システム。
（２８）
　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射工程と、
　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出工程と、
　前記流体に振動を与えて液滴を形成する液滴形成工程と、
　前記液滴形成工程にて形成された前記粒子を含む液滴を分取する分取工程と、
　異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、処理工程と、
を有する、粒子検出方法。
１　粒子検出装置
２　粒子検出システム
Ｐ，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ１３　流路
Ｐ１４　オリフィス
１１　光照射部
１２　光検出部
１３　励起光検出部
１４　処理部
１５　励起光校正部
１６　異常検出部
１７　制御部
１８　記憶部
１９　表示部
１１０　ユーザーインターフェース
１１１　振動素子
１１２　分取部
１１２ａ　荷電部
１１２ｂ　対向電極
１０　情報処理装置
ＪＦ　ジェットフロー
Ｌ　液柱部
ＢＯＰ　ブレイクオフポイント

Claims (14)

  1. 　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
    　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
    　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、
    を備える、粒子検出装置。
  2. 　前記光照射部は、波長の異なる複数の励起光を、前記流体の流れ方向に異なる位置で照射するように構成され、
    　前記励起光検出部は、前記複数の励起光の位置情報を検出する、請求項１に記載の粒子検出装置。
  3. 　前記励起光検出部にて検出された位置情報に基づき、前記複数の励起光の間隔を特定する処理部を有する、請求項２に記載の粒子検出装置。
  4. 　前記粒子検出装置は、前記流体に振動を与える振動素子と、
    　前記振動により形成された前記粒子を含む液滴を分取する分取部と、を更に有し、
    　前記処理部は、特定された前記複数の励起光の間隔に基づいて、前記粒子への励起光照射から前記粒子を含む液滴形成までのディレイタイムを特定する、請求項３に記載の粒子検出装置。
  5. 　前記処理部は、
    　前記複数の励起光の間隔と、前記光検出部にて前記粒子が検出された検出タイミングと、に基づき、前記粒子の速度を決定し、
    　前記粒子の速度に基づき、前記ディレイタイムを特定する、請求項４に記載の粒子検出装置。
  6. 　前記処理部は、
    　異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、請求項４に記載の粒子検出装置。
  7. 　前記処理部では、粒子速度が一定となる条件において算出された第１のディレイタイムと、粒子速度に差が生じる条件において算出された第２のディレイタイムと、に基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、請求項６に記載の粒子検出装置。
  8. 　前記第２のディレイタイムは、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度における粒子からの光情報を用いて算出されたディレイタイムである、請求項７に記載の粒子検出装置。
  9. 　前記処理部では、粒子速度に差が生じる条件において、異なる２以上の粒子速度において算出された２以上のディレイタイムに基づいて特定された特徴量を用いて、分取時における前記ディレイタイムを特定する、請求項６に記載の粒子検出装置。
  10. 　前記励起光検出部で取得された前記複数の励起光の位置情報に基づいて、前記粒子への励起光の間隔を校正する励起光校正部を有する、請求項２に記載の粒子検出装置。
  11. 　前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部の異常を検出する異常検出部を有する、請求項１に記載の粒子検出装置。
  12. 　前記励起光検出部で取得された励起光の強度に基づき、前記光照射部を制御する制御部を有する、請求項１に記載の粒子検出装置。
  13. 　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射部と、
    　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出部と、
    　前記粒子へ照射する前記励起光を検出する撮像素子を有する励起光検出部と、を有する、粒子検出装置と、
    　前記励起光検出部にて経時的に検出された情報を処理する処理部を有する、情報処理装置と、
    を備える粒子検出システム。
  14. 　流体に含まれる粒子へ励起光を照射する光照射工程と、
    　前記励起光の照射により発生する光を検出する光検出工程と、
    　撮像素子を用いて、前記粒子へ照射する励起光を検出する励起光検出工程と、
    を有する、粒子検出方法。
     
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