(57)【要約】【課題】サンプル液中の微粒子を４種類以上に分取することが可能なフローサイトメータを提供する。【解決手段】  サンプル液をフローセル内に流すことによってサンプル液中の複数の微粒子を個々に識別するようにした本体部４０と、サンプル液の排出側に微粒子の分取手段５０を具備したフローサイトメータにおいて、分取手段５０がスイッチング素子５４ａ，……を備えた分岐チャンネル５２ａ，……を多段に繋げた構成とされている。本体部４０で識別した微粒子が分岐チャンネル５４ａ，……を通過する時刻に合わせて、制御器５８は各スイッチング素子５４ａ，……の作動を制御する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の微粒子が浮遊するサンプル液をフローセル内に流す過程で前記微粒子を個々に識別するようにした本体部と、前記フローセルのサンプル液の排出側に微粒子の分取手段とを具備したフローサイトメータにおいて、前記分取手段がスイッチング素子を備えた分岐チャンネルを多段に繋げた構成とされたことを特徴とするフローサイトメータ。
【請求項２】
前記本体部で識別した微粒子が前記分岐チャンネルを通過する時刻に合わせて前記各スイッチング素子の作動を制御する制御手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載のフローサイトメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフローサイトメータに係り、特にサンプル液の排出側に微粒子の分取手段を具備したフローサイトメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
フローサイトメータは、サンプル液を透明なフローセル内に細長く流すことによって、サンプル液中に存在する細胞、微生物、マイクロビーズなどの微粒子をその特性に応じて光学的に識別し、計数するようにした測定解析装置である。また、必要に応じてサンプル液の排出側に分取手段を取り付け、識別した微粒子を分取手段によって分取することもできる。
【０００３】
図５は一般的なフローサイトメータの概念図である。フローチャンバ１０にはインサーションノズル１２が奥深く挿入され、インサーションノズル１２の下端開口から微粒子を含んだサンプル液１４がフローチャンバ１０内に注入される。フローチャンバ１０にはシース液の供給口１６が接続している。供給口１６から流れ込んだシース液１８がサンプル液１４を包むようにしてフローチャンバ１０の下部に設けたフローセル２０に向けて細長い押し出し流を形成する。この際シース液１８とサンプル液１４の流量を制御することにより、フローセル２０には微粒子が１個ずつ縦に並んだ状態で流れるようにする。
【０００４】
フローセル２０の位置にはレーザ光源２２が配置されており、フローセル２０内にレーザ光を照射している。サンプル液１４中に微粒子が存在するとレーザ光が散乱する。また、微粒子に予め蛍光色素を付与しておくとレーザ光の照射によって微粒子が蛍光を発する。レーザ光源２２の対向位置（又は側向位置）には発生した散乱光や蛍光を測定する検出器２４が配置されている。検出器２４で測定した散乱光や蛍光をデータ処理器２６で解析することによってフローセル２０を通過した個々の微粒子の種類を特定するとともに、所定時間当たりにフローセル２０を通過した微粒子をその種類毎にカウントする。
【０００５】
フローセル２０のサンプル液排出側には微粒子の分取手段２８が設けられている。分取手段２８は制御器２９と荷電器３０と一対の偏向板３２ａ，３２ｂと３個の採取容器３４ａ，３４ｂ，３４ｃとによって構成される。超音波振動などによってフローセル２０の下端ノズルから連続的に滴下する液滴は例えば目的の微粒子１個を含む液滴、微粒子を含まない液滴、目的外の微粒子１個を含む液滴の３種類に区分される。したがって、分取手段２８はこの３種類の液滴をそれぞれ別の採取容器３４ａ，３４ｂ，３４ｃに分取する目的で作動する。
【０００６】
すなわち、制御器２９はデータ処理器２６からの信号に基いて、荷電器３０の側方位置を落下する液滴３１が上記３種類の区分のいずれであるかを判別し、液滴３１が目的の微粒子１個を含む液滴である時には例えば液滴３１が−帯電するように荷電器３０を作動させる。また、液滴３１が目的外の微粒子１個を含む液滴である時には液滴３１が＋帯電するように荷電器３０を作動させる。また、液滴３１が微粒子を含まない液滴である時には液滴３１が帯電しないように荷電器３０を作動させる。なお、液滴３１が荷電器３０によって−＋に帯電しやすいように、サンプル液を包むシース液としては電解質溶液が使用される。
【０００７】
荷電器３０の下方には一対の偏向板３２ａ，３２ｂが末広がりに配置されている。偏向板３２ａは＋極板であり、偏向板３２ｂは−極板である。したがって、荷電器３０によって−帯電した液滴３１は偏向板３２ａ，３２ｂ間の空間を落下する過程で＋極板である偏向板３２ａ側に引き寄せられ、偏向板３２ａの下方に配置された採取容器３４ａに採取される。一方、荷電器３０によって＋帯電した液滴３１は−極板である偏向板３２ｂ側に引き寄せられ、偏向板３２ｂの下方に配置された採取容器３４ｃに採取される。帯電していない液滴３１は中央の採取容器３４ｂに採取される。
【０００８】
その結果、目的の微粒子は採取容器３４ａに、目的外の微粒子は採取容器３４ｃに分取される。また、上記と同様の操作によって、例えば第１目的の微粒子を採取容器３４ａに、第２目的の微粒子を採取容器３４ｃに、目的外の微粒子を採取容器３４ｂに分取することも可能である。このようにして、サンプル液中の微粒子を目的に応じて２〜３種類に分取することができる（以上、例えば非特許文献１又は特許文献１参照）。
【非特許文献１】ＦＣＭの原理入門講座、［online］、ベックマンコールター社，［平成１７年１月２５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http//www.bc-cytometry.com/FCM/fcmprinciple.html＞
【特許文献１】特表２００３−５１２６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、サンプル液中に４種類以上の微粒子が存在しており、これらの微粒子を種類別に４種類以上に分取したい場合には、上述のフローサイトメータでは対応できないという欠点があった。
【００１０】
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解消し、サンプル液中の微粒子を４種類以上に分取することが可能なフローサイトメータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係るフローサイトメータは、複数の微粒子が浮遊するサンプル液をフローセル内に流す過程で前記微粒子を個々に識別するようにした本体部と、前記フローセルのサンプル液の排出側に微粒子の分取手段とを具備したフローサイトメータにおいて、前記分取手段がスイッチング素子を備えた分岐チャンネルを多段に繋げた構成とされたことを特徴とする。この構成のフローサイトメータは、前記本体部で識別した微粒子が前記分岐チャンネルを通過する時刻に合わせて前記各スイッチング素子の作動を制御する制御手段を具備していることが望ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、分取手段がスイッチング素子を備えた分岐チャンネルを多段に繋げた構成とされている。このため、目的とする微粒子を含んだサンプル液が各分岐チャンネルを通過する際に、それぞれのスイッチング素子を作動させることによって、当該サンプル液の流路を選択し目的の分取位置まで誘導することができる。分岐チャンネルを２段以上に繋げたことによって、サンプル液中の微粒子を少なくとも４種類以上に分取することができる。この際、本体部で識別した微粒子が各分岐チャンネルを通過する時刻に合わせて各スイッチング素子が作動するように制御すると正確な分取が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明に係るフローサイトメータの実施形態を示す系統図である。本体部４０は図５に示したフローサイトメータと同様にフローチャンバ、フローセル、レーザ光源、検出器などによって構成されており、検出器で測定した散乱光や蛍光をデータ処理器４２で解析することによってフローセルを通過した個々の微粒子の種類を識別する。
【００１４】
フローセルのサンプル液の排出側には分取手段５０が接続している。この分取手段５０は、サンプル液の排出経路として逆Ｙ字型の分岐チャンネル５２ａ，５２ｂ，……，５２ｇを３段に繋げた構成とされ、各分岐チャンネルはスイッチング素子５４ａ，５４ｂ，……，５４ｇを備えている。また、分岐チャンネル５２ｄの末端側には排出されたサンプル液を受ける採取容器５６ａ，５６ｂが配置されている。同様に分岐チャンネル５２ｅの末端側には採取容器５６ｃ，５６ｄ、分岐チャンネル５２ｆの末端側には採取容器５６ｅ，５６ｆ、分岐チャンネル５２ｇの末端側には採取容器５６ｇ，５６ｈがそれぞれ配置されている。
【００１５】
本体部４０のフローセルを通過したサンプル液は、まず第１段の分岐チャンネル５２ａに至り、スイッチング素子５４ａの作動によって左右いずれかの流路が選択される。分岐チャンネル５２ａを通過したサンプル液は、引き続き第２段の分岐チャンネル５２ｂ又は５２ｃに至り、スイッチング素子５４ｂ又は５４ｃの作動によって左右いずれかの流路が選択される。第２段の分岐チャンネル５２ｂ又は５２ｃを通過したサンプル液は、引き続き第３段の分岐チャンネル５２ｄ〜５２ｇのいずれかに至り、各分岐チャンネルのスイッチング素子の作動によって左右いずれかの流路が選択され、８個の採取容器５６ａ〜５６ｈのいずれかに採取される。したがって、この実施形態の分取手段５０によれば、各スイッチング素子を適正に作動させることによって、サンプル液中に存在する微粒子を８種類に分取することができる。
【００１６】
スイッチング素子５４ａ〜５４ｇの作動は制御器５８によって制御される。すなわち、本体部４０のフローセルを通過した個々の微粒子は前記したようにデータ処理器４２によって識別され、この識別信号が制御器５８に送られる。制御器５８ではこの本体部４０で識別した微粒子が各分岐チャンネルを通過する時刻に合わせて各スイッチング素子の作動を制御する。この際、分取したい微粒子の種類がＡ〜Ｈの８種類とすれば、これらの微粒子の種別を図２に示したように２進法でコード化する。この３桁のコードは先頭の数字が第１段の分岐チャンネルの分岐方向、中間の数字が第２段の分岐チャンネルの分岐方向、末尾の数字が第３段の分岐チャンネルの分岐方向を意味する。
【００１７】
そして各分岐チャンネルでサンプル液を左側に通過させる時は「０」、右側に通過させる時は「１」と定めておき、上記微粒子のコードにリンクして各分岐チャンネルのスイッチング素子を作動させる。例えば本体部４０のフローセルを通過した微粒子がＤである時は、この微粒子Ｄのコードは図２から「０１１」となる。そして、この微粒子Ｄを含むサンプル液が第１段の分岐チャンネル５２ａを通過する時刻には、コードの先頭数字が「０」であるから分岐チャンネル５２ａではサンプル液を左側に通過させるようにスイッチング素子５４ａを作動させる。次に、この微粒子Ｄを含むサンプル液が第２段の分岐チャンネル５２ｂを通過する時刻には、コードの中間数字が「１」であるから分岐チャンネル５２ｂではサンプル液を右側に通過させるようにスイッチング素子５４ｂを作動させる。さらに、この微粒子Ｄを含むサンプル液が第３段の分岐チャンネル５２ｅを通過する時刻には、コードの末尾数字が「１」であるから分岐チャンネル５２ｅではサンプル液を右側に通過させるようにスイッチング素子５４ｅを作動させる。その結果、微粒子Ｄを含むサンプル液が採取容器５６ｄに分取される。
【００１８】
上記の分取操作を的確に実行するためには、該当するサンプル液が各段の分岐チャンネルを通過する時刻を正確に算出し、その算出結果に応じてスイッチング素子を遅速なく作動させることが重要である。そのため、制御器５８には各部位におけるチャンネル内のサンプル液の流速を演算、記憶して上記の時刻を割り出す演算機能を具備させる。
【００１９】
図３はスイッチング素子を例示した原理図である。図３（１）に示したものは、図５に示した分取手段と同様の原理であり、分岐チャンネル５２の上流側にスイッチング素子としての荷電器６０が、分岐部に偏向板６２ａ，６２ｂが配置されている。荷電器６０は制御器５８からの信号によってチャンネル内を通過するサンプル液を＋、−のいずれかに帯電させる。荷電器６０によってサンプル液が−に帯電すると、サンプル液は＋極である偏向板６２ａに吸引され、左側の分岐路に誘導される。荷電器６０によってサンプル液が＋に帯電すると、サンプル液は−極である偏向板６２ｂに吸引され、右側の分岐路に誘導される。
【００２０】
図３（２）に示したものは、分岐チャンネル５２の分岐部にスイッチング素子として一対の圧電式切替弁６４ａ，６４ｂが配置されている。これらの圧電式切替弁は制御器５８からの信号によって、いずれか一方が分岐路を遮断し、他方が分岐路を開放することによって、サンプル液の流れ方向を選択する。
【００２１】
図３（３）に示したものは、分岐チャンネル５２の分岐部を弾性壁で構成し、この分岐部にスイッチング素子として一対の圧電式ピストン６５ａ，６５ｂが配置されている。これらの圧電式ピストンは制御器５８からの信号によって、いずれか一方が分岐路を弾性変形させることによって遮断し、サンプル液の流れ方向を選択する。
【００２２】
図４は本発明に係るフローサイトメータの他の実施形態を示す系統図である。この実施形態のフローサイトメータは分取手段６６が４個の逆Ｙ字型の分岐チャンネル６８ａ〜６８ｄを３段又は２段に繋げた構成とされ、分取手段６６の末端側には排出されたサンプル液を受ける５個の採取容器７０ａ〜７０ｅが配置されている。したがって、本実施形態のフローサイトメータによれば、サンプル液中に存在する微粒子を５種類に分取することができる。
【００２３】
このように、本発明に係るフローサイトメータでは、分取したい微粒子の種類数に応じて多段に繋げる分岐チャンネルの数を増減すればよい。このため、柔軟性のある分取機能を具備したフローサイトメータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係るフローサイトメータの実施形態を示す系統図である。
【図２】微粒子の種類のコード化例を示す説明図である。
【図３】スイッチング素子を例示した原理図である。
【図４】本発明に係るフローサイトメータの他の実施形態を示す系統図である。
【図５】従来技術の一般的なフローサイトメータの概念図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０………フローチャンバ、１２………インサーションノズル、１４………サンプル液、１６………（シース液の）供給口、１８………シース液、２０………フローセル、２２………レーザ光源、２４………検出器、２６………データ処理器、２８………分取手段、３０………荷電器、３２ａ，３２ｂ………偏向板、３４ａ，３４ｂ，３４ｃ………採取容器、４０………本体部、４２………データ処理器、５０，６６………分取手段、５２，５２ａ〜５２ｇ，６８ａ〜６８ｄ………分岐チャンネル、５４ａ〜５４ｇ………スイッチング素子、５４ａ〜５４ｈ，７０ａ〜７０ｅ………採取容器、６０………荷電器、６２ａ，６２ｂ………偏向板、６４ａ，６４ｂ………圧電式切替弁、６５ａ，６５ｂ………圧電式ピストン。
【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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