(57)【要約】【課題】  分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光の検出について、分析精度を向上することが可能な微小粒子分析装置の提供。【解決手段】  分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光を検出する光検出部を備え、該光検出部は、該光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを有する回路を備え、前記前方散乱光の所定周波数に応じて、前記ハイパスフィルタに切り替わる、微小粒子分析装置を提供する。この微小粒子分析装置の構成により、装置の構造上の機械的振動等に起因する低周波ノイズが光検出部に入り込んでいても、当該低周波ノイズをハイパスフィルタにて除去することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光を検出する光検出部を備え、
該光検出部は、該光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを有する回路を備え、前記前方散乱光の所定周波数に応じて、前記ハイパスフィルタに切り替わる、微小粒子分析装置。
【請求項２】
前記光検出部は、前記所定周波数が２００ｋＨｚ以上のときに、前記ハイパスフィルタに切り替わる請求項１記載の微小粒子分析装置。
【請求項３】
前記ハイパスフィルタは、前記微小粒子と前記光検出部との間に配置される０次光除去部を回避して光検出部に入射される漏れ光に含まれる低周波ノイズを除去する請求項２記載の微小粒子分析装置。
【請求項４】
前記ハイパスフィルタは、２ｋＨｚ未満の周波数のノイズを除去する請求項３記載の微小粒子分析装置。
【請求項５】
前記回路は、入力側から出力側へ直通のチャネルと、前記ハイパスフィルタを有するチャネルと、を備え、
前記直通のチャネルと、前記ハイパスフィルタを有するチャネルとは、並列に接続されている請求項４記載の微小粒子分析装置。
【請求項６】
前記回路は、前記直通のチャネル及び前記ハイパスフィルタを有するチャネルのうちの何れかのチャネルに切り替えるスイッチ素子を備える請求項５記載の微小粒子分析装置。
【請求項７】
前記回路は、前記前方散乱光の検出信号を増幅させる増幅器を備える請求項６記載の微小粒子分析装置。
【請求項８】
分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光の所定周波数に応じて、ハイパスフィルタを有する回路にて、光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去し、前記微小粒子を分析する微小粒子分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、微小粒子分析装置及び微小粒子分析方法に関する。より詳しくは、微小粒子から発生する前方散乱光の検出精度を高められる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、フローセル内やマイクロチップに形成された流路内を通流する微小粒子に光を照射し、微小粒子から発生する散乱光や、微小粒子又は微小粒子に標識された蛍光物質から発生する蛍光を検出する微小粒子分析装置が用いられている。
この微小粒子分析装置は、微小粒子等から発生する散乱光や蛍光を検出することで、分析対象である微小粒子の光学的特性を測定するものである。また、所定の特性を有する微小粒子のみを分別して回収する分取系の構成を備える装置（フローサイトメータ又はセルソータ等とも称される）も用いられている。
【０００３】
微小粒子分析装置の分野においては、分析対象となる微小粒子から発生する蛍光や散乱光の検出精度や分析精度の向上を図るべく、種々の構成が提案されている。
例えば、特許文献１には、後方散乱光や蛍光をより効率的に取得すべく、微小粒子から発生する光を光検出器に導光する光学経路上に、蛍光の透過領域と散乱光の透過領域とを有する光学フィルタを備える微小粒子測定装置が提案されている。
また、特許文献２には、高精度な測定を行うことを可能とすべく、散乱されずに直進した照射光と微小粒子に散乱された散乱光とを複数領域に分割された受光素子に集光する集光手段等を備えた微小粒子測定装置が開示されている。この特許文献２には、微小粒子測定装置における集光手段として、照射光の遮断領域と散乱光の透過領域とを有する光学フィルタを用いることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２６８３７号公報
【特許文献２】特開２０１２−４７４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の通り、微小粒子測定装置（微小粒子分析装置）の分野においては、分析精度の向上の手法が種々提案されているが、前方散乱光の検出などに関して、さらなる分析精度の向上が望まれている。
【０００６】
そこで、本技術は、分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光の検出について、分析精度を向上することが可能な微小粒子分析装置を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、前方散乱光の検出に関して、分析精度（検出精度）の向上を図るべく、鋭意研究を重ねた。研究過程において、まず、本発明者は、微小粒子分析装置の構造上の機械的振動に起因して発生する低周波ノイズの問題が存在することを突き止めた。
その問題は、機械的振動起因による低周波ノイズが、光源から出射された光のうちの微小粒子に照射されずに透過した光に含まれ、その光が前方散乱光を検出する光検出部に入射されることから生じるものである。具体的には、前方散乱光を検出する光検出部に入り込む低周波ノイズは、分析対象となる微小粒子の径が小さく、前方散乱光の信号出力レベルが小さいほど、ＳＮ比の悪化をもたらすことから問題となる。
また、本発明者は、分析対象となる微小粒子の径が小さく、前方散乱光の信号出力レベルが小さいとき、その前方散乱光の周波数が高いということに気が付いた。
そして、このときに低周波ノイズを除去すれば、ＳＮ比の悪化を防止することができるとの着想を得て本技術を見出したのである。
【０００８】
すなわち、上記課題解決のため、本技術は、分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光を検出する光検出部を備え、該光検出部は、該光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを有する回路を備え、前記前方散乱光の所定周波数に応じて、前記ハイパスフィルタに切り替わる、微小粒子分析装置を提供する。
この構成により、装置の構造上の機械的振動等に起因する低周波ノイズが光検出部に入り込んでいても、当該低周波ノイズをハイパスフィルタにて除去することが可能となる。そして、光検出部は、前方散乱光の所定周波数に応じてハイパスフィルタに切り替わることで、当該低周波ノイズにより光検出部の検出のＳＮ比を悪化させるおそれがあるときに、当該低周波ノイズを除去することが可能となる。
なお、本技術において、「低周波ノイズを除去する」ことには、低周波ノイズを完全に除去することのみならず、低周波ノイズの一部を除去すること、及び低周波ノイズを低減することの意も含まれる。
前記光検出部は、前記所定周波数が２００ｋＨｚ以上のときに、前記ハイパスフィルタに切り替わるものであることが好ましい。
前記ハイパスフィルタは、前記微小粒子と前記光検出部との間に配置される０次光除去部を回避して光検出部に入射される漏れ光に含まれる低周波ノイズを除去するものとすることができる。
また、前記ハイパスフィルタは、２ｋＨｚ未満の周波数のノイズを除去することが好ましい。
前記回路は、入力側から出力側へ直通のチャネルと、前記ハイパスフィルタを有するチャネルと、を備え、前記直通のチャネルと前記ハイパスフィルタを有するチャネルとは、並列に接続されている構成であるのが好ましい。そして、前記回路は、前記直通のチャネル及び前記ハイパスフィルタを有するチャネルのうちの何れかのチャネルに切り替えるスイッチ素子を備えるのが好ましい。
さらに、前記回路は、前記前方散乱光の検出信号を増幅させる増幅器を備えるのが好ましい。
【０００９】
また、本技術は、分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光の所定周波数に応じて、ハイパスフィルタを有する回路にて、該光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去し、前記微小粒子を分析する微小粒子分析方法も提供する。
【００１０】
本技術において、「微小粒子」には、細胞や微生物、リポソームなどの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子など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、リポソーム、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（血球系細胞など）および植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌などの細菌類、タバコモザイクウイルスなどのウイルス類、イースト菌などの菌類などが含まれる。さらに、生体関連微小粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体などの生体関連高分子も包含され得るものとする。また、工業用粒子は、例えば有機もしくは無機高分子材料、金属などであってもよい。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などが含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料などが含まれる。金属には、金コロイド、アルミなどが含まれる。これら微小粒子の形状は、一般には球形であるのが普通であるが、非球形であってもよく、また大きさや質量なども特に限定されない。
【発明の効果】
【００１１】
本技術により、分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光の検出について、分析精度を向上することが可能な微小粒子分析装置及び微小粒子分析方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の実施形態に係る微小粒子分析装置における光学検出系の一例の構成を説明するための模式図である。
【図２】本技術の実施形態に係る微小粒子分析装置における分析対象となる微小粒子がレーザビームを通過するときに検出される前方散乱光の信号レベルを説明するための模式図である。
【図３】本技術の実施形態に係る微小粒子分析装置における光検出部に備えられている回路の一例を示す図である。
【図４】本技術の実施形態に係る微小粒子分析装置における光検出部に備えられる回路の別の一例を示す図である。
【図５】本技術に係る微小粒子分析装置の効果を確認する実施例による実証結果を示す図である。
【図６】本技術に係る微小粒子分析装置の効果を確認する実施例において、光検出部により検出された前方散乱光の信号データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。なお、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。説明は以下の順序で行う。
１．微小粒子分析装置の構成
２．微小粒子分析装置の動作
【００１４】
＜１．微小粒子分析装置の構成＞
本技術に係る微小粒子分析装置は、フローセルやマイクロチップ等の流路系と、流路系の流路内を通過する微小粒子から発生する蛍光（ＦＬ）、前方散乱光（ＦＳ）及び後方散乱光（ＢＳ）等の光成分を検出する光学検出系等を備えている。
図１は、本技術に係る微小粒子分析装置１の光学検出系における、前方散乱光検出系（以下、「ＦＳ検出系」ともいう。）の概略構成を説明するための模式図である。
【００１５】
本実施形態に係る微小粒子分析装置の流路系は、マイクロチップ２に形成された流路２ａを備えるものである。マイクロチップ２に形成された流路２ａには、サンプル液、及びサンプル液中に含まれる分析対象となる微小粒子（サンプル）Ｐが通流される。
マイクロチップ２に形成された流路２ａを用いることは、マイクロチップ２がディスポーザブルユース（使い捨て）に適していることから、測定間（サンプル間）のクロスコンタミネーションを防止し易い点で好ましい。
マイクロチップ２は、例えば、ガラスやＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＳ、及びポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）等の各種樹脂材料からなる基板により形成される。基板への流路２ａの形成は、例えば、エッチング、射出成形、ナノインプリント、及び機械加工等によって行うことができる。
なお、流路は、水晶製、石英製又はセラミック製の略角柱状又は略円柱状等に形成されたフローセルによって構成されていてもよい。
【００１６】
本技術に係る微小粒子分析装置１のＦＳ検出系は、図１に示すように、光源３と、光源３からの光Ｌ１を照射された微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２を検出するための光検出部４と、を備えて構成されている。この光検出部４は、前方散乱光Ｌ２を検出するものであることから、以下、前方散乱光用検出部４（以下、「ＦＳ検出部４」とも記す。）という。
また、本実施形態では、ＦＳ検出系が、光源３と流路２ａ（微小粒子Ｐ）との間の光学経路上に、光源３からの光Ｌ１を流路２ａ（微小粒子Ｐ）へ集光する集光レンズ５を備えた構成を例示する。さらに、本実施形態では、ＦＳ検出系が、流路２ａ（微小粒子Ｐ）とＦＳ検出部４との間の光学経路上に、０次光除去部６を備えた構成を例示する。
【００１７】
光源３は、励起光を出射することが可能なものであり、流路２ａ内を通過するサンプル液中の微小粒子Ｐに対して光（励起光）Ｌ１を照射するものである。
光源３としては、レーザダイオード（以下、「ＬＤ」と記すことがある。）が好適に用いられる。ＬＤ以外にも、光源として、ＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ  Ｈａｒｍｏｎｉｃ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）レーザ、固体レーザ、ガスレーザ、及び高輝度ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：発光ダイオード）等も用いられ得る。また、光源３には、波長の異なる複数の光が用いられてもよい。
【００１８】
光源３より出射された光（励起光）Ｌ１は、集光レンズ５を介して、流路２ａ内を図１中の矢印Ａ方向に通流する微小粒子Ｐに照射される。このとき、微小粒子Ｐから蛍光や、前方散乱光Ｌ２及び後方散乱光等の必要な散乱光等が発せられる。
ここで、蛍光及び必要な散乱光成分は、微小粒子Ｐの光学的情報（特性）を得る上で重要な光成分である。光成分のうち前方散乱光Ｌ１からは、分析対象となる細胞等の大きさや形状等が主に分析され得る。
【００１９】
ＦＳ検出部４は、励起光Ｌ１を照射された微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２を検出するものである。前方散乱光Ｌ２は、光源３からの光Ｌ１の光軸に対して、一般的に１°〜１９°程度の角度で、励起光Ｌ１を照射された微小粒子Ｐから散乱する光であり、主に微小粒子（細胞等）の大きさに関する情報が得られるものである。
ＦＳ検出部４は、例えば、フォトダイオード（ＰＤ；Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）等の光検出器によって構成される。また、ＦＳ検出部４は、微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２が入射されると、前方散乱光Ｌ２を電気的な信号（電圧パルス）に変換するものである。
【００２０】
流路２ａ（微小粒子Ｐ）とＦＳ検出部４との間に配置されている０次光除去部６は、光源３から出射された光Ｌ１が微小粒子Ｐに照射されずに透過して、ＦＳ検出部４に入射する光（０次光）を遮断するためのものである。この０次光除去部６は、流路２ａ（微小粒子Ｐ）とＦＳ検出部４との間の光学経路上であって、光源３から出射される光Ｌ１の光軸中心に配置されている。
０次光除去部６は、光源３から出射される光Ｌ１の波長に応じて、その波長の光を遮断可能な部材で構成されていればよく、例えば、遮光膜、遮光板、及び光学マスク等によって構成される。
【００２１】
０次光除去部６によっても、微小粒子Ｐに照射されずに透過した光源３からの光Ｌ１を完全に除去することができず、当該光Ｌ１のうちの一部の光が、漏れ光Ｌ３として、ＦＳ検出部４に入射される場合がある。
【００２２】
ＦＳ検出部４に入射される漏れ光Ｌ３には、装置の構造上の機械的振動に起因して発生する低周波ノイズが含まれていることがある。この漏れ光Ｌ３は、ＦＳ検出部４に直接入射されることから、前方散乱光Ｌ２に対して大きいと、ＦＳ検出系のＳＮ比の悪化につながり易くなる。
すなわち、分析対象となる微小粒子Ｐの径が小さく、前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルが小さいとき（図２Ｂ参照）、漏れ光Ｌ３が前方散乱光Ｌ２に対して相対的に大きくなり、ＦＳ検出系のＳＮ比が悪化するおそれがある。
なお、図２は、微小粒子Ｐが光源（ＬＤ）からのレーザビームを通過するときに検出される前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルを模式的に表した図である。図２Ａは、微小粒子Ｐの径が大きく、信号出力レベルが大きい様子を示し、図２Ｂは、微小粒子Ｐの径が小さく、信号出力レベルが小さい様子を示したものである。
【００２３】
本発明者は、分析対象となる微小粒子Ｐの径が装置の分析能力の限界に近いほど小さく、微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルが小さいとき（図２Ｂ参照）、その前方散乱光Ｌ２の周波数が高いことに着目した。そこで、ＳＮ比の悪化の問題に対して、後述するように、ＦＳ検出部４に前方散乱光Ｌ２の周波数に応じて切り替わるハイパスフィルタを備えることとしている。
なお、一般的に、微小粒子分析装置の分析能力は、分析対象となる微小粒子の径が０．５μｍ〜４０μｍの範囲であるが、従来の微小粒子分析装置では、微小粒子の径が例えば２μｍ未満程度と小さいとき、前方散乱光の検出精度は低いものであった。本実施形態に係る微小粒子分析装置は、微小粒子Ｐの径が装置の分析能力の限界に近いほど小さい場合にも、前方散乱光Ｌ２を精度よく検出することを可能にするものである。
【００２４】
ＦＳ検出部４は、例えば、図３に示すように、低周波ノイズを除去するハイパスフィルタ４１を有する回路４０を備えており、前方散乱光Ｌ２の所定周波数に応じて、ハイパスフィルタ４１に切り替わる構成となっている。
具体的には、ＦＳ検出部４は、前方散乱光Ｌ２の周波数が、好ましくは２００ｋＨｚ以上、より好ましくは２５０ｋＨｚ以上、さらに好ましくは３００ｋＨｚ以上のときに、ハイパスフィルタ４１に切り替わるのが好適である。
前方散乱光Ｌ２の周波数が２００ｋＨｚ以上のとき、分析対象の微小粒子Ｐの径が小さく、その前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルが小さいことから、低周波ノイズが存在するとＳＮ比が悪化するおそれがあるためである。このＳＮ比向上の観点からは、ハイパスフィルタ４１に切り替わる際の前方散乱光Ｌ２の周波数の上限値は特に限定されるものではない。しかしながら、当該上限値は、例えば、微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２の周波数として考えられる最も高い場合を考慮して、３ＭＨｚ以下に設定されてもよい。
【００２５】
上述の通り、流路２ａ（微小粒子Ｐ）とＦＳ検出部（光検出部）４との間に配置される０次光除去部６を回避してＦＳ検出部４に入射される漏れ光Ｌ３が存在する。そして、この漏れ光Ｌ３に、微小粒子分析装置１の構造上の機械的振動に起因して発生する低周波ノイズが含まれている。
本実施形態に係る微小粒子分析装置１は、ＦＳ検出部４に備えられているハイパスフィルタ４１にて、漏れ光Ｌ３に含まれる低周波ノイズの除去を可能とするものである。
【００２６】
機械的振動起因による低周波ノイズの周波数は、例えば、数ｋＨｚ（２ｋＨｚ程度）までである。また、ハイパスフィルタ４１が除去する周波数が大き過ぎると前方散乱光Ｌ２の波形に影響を与えるおそれがある。
機械的振動起因による低周波ノイズの周波数帯域（数ｋＨｚ）、及び検出すべき前方散乱光Ｌ２の検出波形への影響の観点から、ハイパスフィルタ４１は、２ｋＨｚ未満の周波数のノイズを除去するのが好適である。
【００２７】
ハイパスフィルタ４１の周波数特性の観点からいえば、発生している低周波ノイズと信号出力レベルの比を考慮した上でのノイズに必要な減衰率より、回路の定数を設定することが好適である。例えば、ハイパスフィルタ４１の周波数２００Ｈｚにおける減衰率は、好ましくは−１２ｄＢ以下、より好ましくは−１５ｄＢ以下、さらに好ましくは−１８ｄＢ以下とするのが好適である。
なお、ハイパスフィルタ４１は、遮断周波数より低い周波数を通さない（又は減衰させる）という性質上、ハイパスフィルタ４１が除去（遮断）する周波数の下限値は限定されるものではない。
【００２８】
ハイパスフィルタ４１を有する回路４０の一例を表す図３に示すように、ＦＳ検出部４における回路４０は、入力側から出力側へ直通する経路の第１チャネルＣｈ１と、ハイパスフィルタ４１を有する第２チャネルＣｈ２と、を備えている。そして、第１チャネルＣｈ１と第２チャネルＣｈ２とは、並列に接続されている。
また、当該回路４０には、入力側から出力側へ直通の経路である場合と、抵抗器やコンデンサの定数載せ替えによりハイパスフィルタとして機能する場合と、で対応可能な第３チャネルＣｈ３が設けられている。この第３チャネルＣｈ３は、第１チャネルＣｈ１及び第２チャネルＣｈ２に並列に設けられている。
【００２９】
分析対象となる微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２の周波数が低く、当該前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルが、上記漏れ光Ｌ３に低周波ノイズを含んでいてもＳＮ比が問題とならないほどに大きい場合、直通の第１チャネルＣｈ１が選択される。
具体的には、上述の通り、前方散乱光Ｌ２の周波数が、好ましくは６０ｋＨｚ未満のとき、より好ましくは８０ｋＨｚ未満のとき、さらに好ましくは１００ｋＨｚ未満のとき、第１チャネルＣｈ１が選択されるように設定するのが好適である。
【００３０】
一方、微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２の周波数が高く、前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルが、上記漏れ光Ｌ３に低周波ノイズを含んでいる場合にＳＮ比が悪化するほど小さい場合、第２チャネルＣｈ２（ハイパスフィルタ４１）が選択される。
具体的には、上述の通り、前方散乱光Ｌ２の周波数が、好ましくは２００ｋＨｚ以上のとき、より好ましくは２５０ｋＨｚ以上のとき、さらに好ましくは３００ｋＨｚ以上のとき、第２チャネルＣｈ２が選択されるように設定するのが好適である。
【００３１】
分析対象となる微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２の周波数が、第１チャネルＣｈ１の設定値以上で、第２チャネルＣｈ２の設定値未満の場合、第３チャネルＣｈ３が選択される。
具体的には、前方散乱光Ｌ２の周波数が、好ましくは６０ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ未満、より好ましくは８０ｋＨｚ以上２５０ｋＨｚ未満、さらに好ましくは１００ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ未満のときに、第３チャネルＣｈ３が選択されるように設定するのが好適である。
また、第３チャネルＣｈ３は、抵抗器やコンデンサが実装されていない状態（Ｎ．Ｍ）とすることも可能で、抵抗器やコンデンサの定数をユーザーが適宜設定して（載せ替えて）、ハイパスフィルタの機能を持たせることもできるように構成される。
【００３２】
図３に示すように、本実施形態では、ハイパスフィルタ４１は、入力信号に直列する２つのコンデンサＣ１、Ｃ２と、入力信号に並列する２つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２と、を含んで構成されている。
ハイパスフィルタ４１における抵抗器の抵抗値をｒ［Ω］、コンデンサの容量値をｃ［Ｆ］とした場合、遮断周波数ｆ［Ｈｚ］は次式（１）で表される。
ｆ＝１／２πｒｃ  ・・・式（１）
本実施形態のように、ハイパスフィルタ４１が抵抗器及びコンデンサを複数有する場合、上記式（１）で示されるｒ及びｃは、それぞれ合成抵抗値ｒ及び合成容量値ｃを表す。ここで、「合成抵抗値」とは、ハイパスフィルタ４１において、複数の抵抗を等価な１つの抵抗に置き換えた場合の抵抗値をいう。また、「合成容量値」とは、ハイパスフィルタ４１において、複数のコンデンサを等価な１つのコンデンサに置き換えた場合の容量値をいう。
【００３３】
ハイパスフィルタ４１が除去（遮断）する周波数（遮断周波数ｆ）が上述した好ましい数値となるように、適切な抵抗値ｒを有する抵抗器、及び適切な容量値ｃを有するコンデンサを設けるのが好適である。なお、ハイパスフィルタ４１における抵抗器及びコンデンサの個数は特に限定されない。また、ハイパスフィルタ４１には、抵抗器及びコンデンサ以外の他の素子が設けられていてもよい。
【００３４】
上記ハイパスフィルタ４１を有する回路４０における各チャネルＣｈ１〜３の切り替えは、例えば、スイッチ素子にて行うことができる。
本実施形態では、上記回路４０には、第２チャネルＣｈ２と第３チャネルＣｈ３との切り替えを可能にするスイッチ素子Ｓｗ１が設けられている。また、上記回路４０には、第１チャネルＣｈ１と、第２チャネルＣｈ２及び第３チャネルＣｈ３の何れかのチャネルとの切り替えを可能にするスイッチ素子Ｓｗ２が設けられている。
上記回路４０において、上記前方散乱光Ｌ２の周波数に応じて選択される各チャネルＣｈ１、Ｃｈ２及びＣｈ３の切り替えが、スイッチ素子Ｓｗ１及びＳｗ２にて行われる。
【００３５】
ハイパスフィルタ４１を有する回路４０は、上記前方散乱光Ｌ２の検出信号を増幅する増幅器を備えていてもよい。
本実施形態では、図３に示すように、ハイパスフィルタ４１を有する回路４０は、２つの増幅器Ａｍ１、Ａｍ２を備えている。
【００３６】
本実施形態では、上記前方散乱光Ｌ２の周波数に応じて、直通の第１チャネルＣｈ１が選択された場合、第１チャネルＣｈ１と増幅器Ａｍ２とがスイッチ素子Ｓｗ２にて接続される。
第１チャネルＣｈ１を通過した前方散乱光Ｌ２の検出信号は、増幅器Ａｍ２により所定のゲインで増幅されてもよい。この際、前方散乱光Ｌ２の信号レベルは大きいため、第１チャネルＣｈ１が選択される場合の増幅器Ａｍ２のゲインは、第２チャネルＣｈ２が選択される場合の増幅器Ａｍ２のゲインに比べて低く設定するのが好適である。
【００３７】
また、本実施形態では、上記前方散乱光Ｌ２の周波数に応じて、ハイパスフィルタ４１の第２チャネルＣｈ２が選択された場合、第２チャネルＣｈ２と増幅器Ａｍ２とがスイッチ素子Ｓｗ１及びＳｗ２にて接続される。
第２チャネルＣｈ２を通過した前方散乱光Ｌ２の検出信号は、増幅器Ａｍ２により所定のゲインで増幅されてもよい。この際、前方散乱光Ｌ２の信号レベルが小さいため、第２チャネルＣｈ２が選択される場合の増幅器Ａｍ２のゲインは、第１チャネルＣｈ１が選択される場合の増幅器Ａｍ２のゲインに比べて高く設定するのが好適である。第２チャネルＣｈ２が選択される場合、ハイパスフィルタ４１により低周波ノイズが除去されるため、低周波ノイズをほとんど拾わずに、前方散乱光Ｌ２の小さな信号を増幅器Ａｍ２で増幅して、検出精度を高めることができる。
【００３８】
さらに、本実施形態では、上記前方散乱光Ｌ２の周波数に応じて、ハイパスフィルタ４１の第３チャネルＣｈ３が選択された場合、第３チャネルＣｈ３と増幅器Ａｍ２とがスイッチ素子Ｓｗ１及びＳｗ２にて接続される。
第３チャネルＣｈ２を通過した前方散乱光Ｌ２の検出信号は、増幅器Ａｍ２により所定のゲインで増幅されてもよい。第３チャネルＣｈ３が選択される場合の増幅器Ａｍ２のゲインは、第１チャネルＣｈ１が選択される場合のゲインと、第２チャネルＣｈ２が選択される場合のゲインとの間に設定するのが好適である。
【００３９】
図３に示す本実施形態における回路４０では、増幅器Ａｍ１のゲインの切り替えと、第１〜第３チャネル（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の切り替えは、連動しているのが好適である。増幅器Ａｍ１の切り替えと、第１〜第３チャネル（Ｃｈ１〜Ｃｈ３）の切り替えとが連動することで制御信号を共通化することができる。また、この場合、増幅器Ａｍ１は、３段階のゲインを有して設計されているのが好適である。
なお、ＦＳ検出部４に備えられるハイパスフィルタ４１を有する回路４０は、２つのチャネルから構成してもよい。例えば、図４に示すように、直通の第１チャネルＣｈ１Ａと、低周波ノイズを除去するハイパスフィルタ４１Ａを有する第２チャネルＣｈ２Ａとから構成され、それらのチャネルが互いに並列な回路４０Ａとしてもよい。
回路４０Ａでは、チャネル数を２つと少なくし、ハイパスフィルタを有する回路を簡素化することができる。
【００４０】
微小粒子分析装置１は、ＦＳ検出系以外にも、例えば、以下に述べる構成をとることができる。
本技術に係る微小粒子分析装置は、蛍光（ＦＬ）を検出する蛍光検出系（ＦＬ検出系）や後方散乱光（ＢＳ）を検出する後方散乱光検出系（ＢＳ検出系）を備えていてもよい。
ＦＬ検出系やＢＳ検出系は、必要に応じて、光学レンズ、ダイクロイックミラー、光学フィルタ等を備えて構成されていてもよい。
ＦＬ検出系は、蛍光用検出部（ＦＬ検出部）を備え、そのＦＬ検出部により蛍光の検出が行われる。ＢＳ検出系では、後方散乱光用検出部（ＢＳ検出部）を備え、そのＢＳ検出部により後方散乱光の検出が行われる。
ＦＬ検出部やＢＳ検出部は、例えば、光電子倍増管（ＰＭＴ；Ｐｈｏｔｏ  Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ  Ｔｕｂｅ）、ＣＣＤ及びＣＭＯＳ素子等のエリア撮像素子等によって構成される。
【００４１】
本技術に係る微小粒子分析装置は、上述の構成に加え、分析対象となる微小粒子を分別して回収する分取系の構成を備えていてもよい。
分取系の構成は、従来の微小粒子分析装置と同様に構成することができる。例えば、分取系は、マイクロチップから吐出された微小粒子を含む液滴に電荷を付与する荷電部と、液滴の移動方向に沿って液滴を挟むように対向して配置される一対の偏向板と、微小粒子を含む液滴を収容する容器と、を備えて構成される。
【００４２】
本技術に係る微小粒子分析装置は、上述の構成に加え、従来の微小粒子分析装置と同様に、微小粒子の光学特性判定のためのデータ解析部、サンプル液等を貯留するタンク部並びにこれらの各構成を制御するための制御部等を備えてもよい。
制御部は、ＣＰＵ、メモリ及びハードディスク等を備える汎用のコンピュータによって構成でき、ハードディスク内にはＯＳと後述する微小粒子分析方法（微小粒子分析装置の動作）を実行するプログラム等が格納されている。
例えば、ハイパスフィルタ４１を有する回路４０において、各チャネルＣｈ１〜３がそれぞれ利用される際の前方散乱光Ｌ２の周波数の記憶及び設定を制御部にて行うことができる。また、当該回路４０における各チャネルＣｈ１〜３の切り替え（スイッチ素子Ｓｗ１及びＳｗ２の切り替え）を制御部にて行うこともできる。
【００４３】
次に本実施形態に係る微小粒子分析装置１が奏する作用効果を説明する。
本実施形態に係る微小粒子分析装置１によれば、上記ＦＳ検出部４の構成により、微小粒子Ｐから発生する前方散乱光Ｌ２の所定周波数に応じて低周波ノイズを除去するハイパスフィルタ４１にて前方散乱光Ｌ２の検出が行われる。そのため、装置の構造上の機械的振動起因による低周波ノイズを含む漏れ光Ｌ３が、ＦＳ検出部４に入射された場合にも、低周波ノイズをハイパスフィルタ４１にて除去することが可能である。そのため、前方散乱光Ｌ２の検出に関するＳＮ比を向上することができ、分析精度を高めることができる。
低周波ノイズの存在は、微小粒子Ｐの径が小さく、前方散乱光Ｌ２の信号出力レベルが小さいとき（図２Ｂ参照）、すなわち、前方散乱光Ｌ２の周波数が高いときにＳＮ比の悪化をもたらす。そのため、本実施形態の微小粒子分析装置１では、前方散乱光Ｌ２の周波数が２００ｋＨｚ以上のときに、ＦＳ検出部４はハイパスフィルタ４１に切り替わって前方散乱光Ｌ２の検出を行うように構成されている。よって、低周波ノイズによるＳＮ比の悪化を防止することができ、前方散乱光Ｌ２の検出精度が高まり、分析精度を向上することができる。
【００４４】
＜２．微小粒子分析装置の動作＞
次に、上述の微小粒子分析装置１の動作について、説明する。
まず、光源３からの光（励起光）Ｌ１が、集光レンズ５によって集光され、流路２ａ内を流れる微小粒子Ｐに照射される。また、光源３から発せられた光Ｌ１の一部は、０次光除去部６を回避して、漏れ光Ｌ３としてＦＳ検出部４に入射される。
励起光Ｌ１が照射された微小粒子Ｐからは、蛍光及び散乱光成分（前方散乱光Ｌ２、後方散乱光等）が発せられる。このとき、微小粒子Ｐから発生した前方散乱光Ｌ２は、ＦＳ検出部４に入射される。
【００４５】
ＦＳ検出部４に入射された前方散乱光Ｌ２は、ＦＳ検出部４にて電気的信号に変換されて検出される。この際、ＦＳ検出部４に備えられている、低周波ノイズを除去するハイパスフィルタ４１を有する回路４０が用いられ（図３参照）、前方散乱光Ｌ２の所定周波数に応じて、ハイパスフィルタ４１にて前方散乱光Ｌ２の検出が行われる。
【００４６】
ＦＳ検出部４に備えられているハイパスフィルタ４１を有する回路４０としては、上述の通り、例えば、図３に示される回路が用いられる。
図３に示す回路４０の場合、例えば、前方散乱光Ｌ２の周波数が、好ましくは２００ｋＨｚ以上（より好ましくは２５０ｋＨｚ以上、さらに好ましくは３００ｋＨｚ以上）のときに、ハイパスフィルタを有する第２チャネルＣｈ２にて前方散乱光Ｌ２の検出が行われる。
また、例えば、前方散乱光Ｌ２の周波数が、好ましくは６０ｋＨｚ未満（より好ましくは８０ｋＨｚ未満、さらに好ましくは１００ｋＨｚ未満）のときに、ハイパスフィルタ４１を有さない直通の第１チャネルＣｈ１にて前方散乱光Ｌ２の検出が行われる。
さらに、前方散乱光Ｌ２の周波数が、６０ｋＨｚ以上２００ｋＨｚ未満（より好ましくは８０ｋＨｚ以上２５０ｋＨｚ未満、さらに好ましくは１００ｋＨｚ以上３００ｋＨｚ未満）のときに、第３チャネルＣｈ３にて前方散乱光Ｌ２の検出が行われる。
【００４７】
ハイパスフィルタ４１（第２チャネルＣｈ２）にて前方散乱光Ｌ２の検出が行われる場合、ハイパスフィルタ４１により、上述の低周波ノイズが除去される。その結果、前方散乱光Ｌ２の検出のＳＮ比が向上し、前方散乱光Ｌ２の信号レベルが小さいときにも検出精度が向上する。
また、各チャネルＣｈ１〜３を通過した前方散乱光Ｌ２の検出信号は、増幅器Ａｍ２にて増幅される。ハイパスフィルタにて検出が行われる場合、上述の低周波ノイズが除去されるため、低周波ノイズがほとんど拾われずに、前方散乱光Ｌ２の小さな信号が増幅され、検出精度がさらに高まる。
【００４８】
なお、本技術に係る微小粒子分析装置の動作を、上述の制御部、及び記録媒体（不揮発性メモリ（ＵＳＢメモリ等）、ＨＤＤ、ＣＤ等）等を備えるハードウェア資源にプログラムとして格納し、制御部によって実現させることも可能である。
【００４９】
本技術は以下のような構成をとることもできる。
（１）分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光を検出する光検出部を備え、該光検出部は、該光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを有する回路を備え、前記前方散乱光の所定周波数に応じて、前記ハイパスフィルタに切り替わる、微小粒子分析装置。
（２）前記光検出部は、前記所定周波数が２００ｋＨｚ以上のときに、前記ハイパスフィルタに切り替わる上記（１）に記載の微小粒子分析装置。
（３）前記ハイパスフィルタは、前記微小粒子と前記光検出部との間に配置される０次光除去部を回避して光検出部に入射される漏れ光に含まれる低周波ノイズを除去する上記（１）又は（２）に記載の微小粒子分析装置。
（４）前記ハイパスフィルタは、２ｋＨｚ未満の周波数のノイズを除去する上記（１）〜（３）の何れか１つに記載の微小粒子分析装置。
（５）前記回路は、入力側から出力側へ直通のチャネルと、前記ハイパスフィルタを有するチャネルと、を備え、前記直通のチャネルと前記ハイパスフィルタを有するチャネルとは、並列に接続されている上記（１）〜（５）の何れか１つに記載の微小粒子分析装置。
（６）前記回路は、前記直通のチャネル及び前記ハイパスフィルタを有するチャネルのうちの何れかのチャネルに切り替えるスイッチ素子を備える上記（５）に記載の微小粒子分析装置。
（７）前記回路は、前記前方散乱光の検出信号を増幅させる増幅器を備える上記（１）〜（６）の何れか１つに記載の微小粒子分析装置。
（８）分析対象となる微小粒子から発生する前方散乱光の所定周波数に応じて、ハイパスフィルタを有する回路にて、光検出部に入射された光中に含まれる低周波ノイズを除去し、前記微小粒子を分析する微小粒子分析方法。
【実施例】
【００５０】
以下の実施例により、本技術の効果について説明する。
本実施例は、上述の図１に表されるような前方散乱光検出系を備えたフローサイトメータ（微小粒子分析装置）を用いて、本技術の効果確認実験を行ったものである。
また、このフローサイトメータにおける前方散乱光用検出部としては、低周波ノイズを除去するハイパスフィルタを有する回路が設けられたフォトダイオードを用いた。
【００５１】
フォトダイオードに備えられているハイパスフィルタを有する回路としては、上述の図３に表されるような回路を用いた。
本実施例で用いた当該回路は、図３において、抵抗器Ｒ１及びＲ２に相当する抵抗器の抵抗値をそれぞれ２．２ｋΩ及び４．７ｋΩとし、コンデンサＣ１及びＣ２に相当するコンデンサの容量値をともに０．１μＦとしたものである。
また、当該回路のハイパスフィルタの遮断周波数ｆ（−３ｄＢでの周波数）は１．２３ｋＨｚであり、２００Ｈｚにおける減衰率は−１９ｄＢであった。
【００５２】
光源には、６００ｎｍの光を出射するＬＥＤとパルスジェネレータを用い、マージンを考慮に入れ３．０μｍの粒子径が散乱するときに生じる光波形（４μ秒幅の半波整流された１２５ｋＨｚの正弦波）を作り出し、フォトダイオードに入射した。
【００５３】
マイクロビーズから発生した前方散乱光の検出は、ハイパスフィルタを有さない直通の第１チャネル（Ｃｈ１）と、ハイパスフィルタを有する第２チャネル（Ｃｈ２）とで行った（図３参照）。これらの実証結果を図５に示した。
図５に示すように、第１チャネルでの検出は、ノイズが大きいことが確認された（図５Ａ参照）。これに対して、ハイパスフィルタ（第２チャネル）での検出は、ノイズが大幅に低減されたことが確認された（図５Ｂ参照）。
【００５４】
また、第１チャネル及びハイパスフィルタ（第２チャネル）とで検出された前方散乱光の波形をそれぞれ図６に示した。図６Ａは、第１チャネル及びハイパスフィルタ（第２チャネル）で検出された前方散乱光の波形を併せて示したものである。また、図６Ｂは、ハイパスフィルタ（第２チャネル）で検出された前方散乱光の波形を示したものであり、図６Ｃは、第１チャネルで検出された前方散乱光の波形を示したものである。
図６Ａに示すように、ハイパスフィルタを有さない第１チャネルによる波形（図６Ｃ「Ｄｅｆａｏｕｌｔ」）と、ハイパスフィルタを有する第２チャネルによる波形（図６Ｂ「ＨＰＦ」）とが一致し、両波形に歪がないことが確認された。
【００５５】
以上から、３．０μｍの微小粒子に対して、ハイパスフィルタによって、検出すべき前方散乱光の検出波形に影響を与えずに、低周波ノイズを除去することができたことが確認された。
よって、本技術の微小粒子分析装置によれば、微小粒子の径が小さく、前方散乱光の信号出力が小さい場合でも、ＳＮ比を向上させ、前方散乱光についての検出精度（分析精度）を高めることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１  微小粒子分析装置
２  マイクロチップ
２ａ  流路
３  光源
４  ＦＳ検出部
５  集光レンズ
６  ０次光除去部
Ｌ１  励起光
Ｌ２  前方散乱光
Ｌ３  漏れ光
Ｐ  微小粒子
４０  ハイパスフィルタを有する回路
４１  ハイパスフィルタ
Ｒ１〜Ｒ４  抵抗器
Ｃ１〜Ｃ４  コンデンサ
Ｓｗ１，Ｓｗ２  スイッチ素子
Ａｍ１，Ａｍ２  増幅器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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