(57)【要約】【課題】吐出された液滴に含まれる粒子の検知精度が向上すると共に、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させても液滴内の粒子数が検知可能な高い生産性を有する粒子計数装置等の提供。【解決手段】光Ｌを照射されたときに発光可能な粒子２００を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴２１０に対し前記光を照射する光照射手段３０と、前記光を照射された前記粒子２００からの発光Ｌｆを受光する受光手段４１と、前記受光手段４１により受光した前記発光Ｌｆに基づき、前記複数の液滴２１０に含まれる前記粒子２００を計数する粒子計数手段５０と、を有する粒子計数装置１である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し前記光を照射する光照射手段と、
前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記複数の液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数手段と、
を有することを特徴とする粒子計数装置。
【請求項２】
前記受光手段を２つ以上備えており、それぞれの前記受光手段が異なる方向から前記粒子からの発光を受光する請求項１に記載の粒子計数装置。
【請求項３】
前記受光手段が、受光面の略法線方向に受光した前記発光の輝度値及び前記発光の前記受光面における形状の情報を得て、
前記粒子計数手段が、前記発光の輝度値に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第一の計数処理、及び、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行う請求項２に記載の粒子計数装置。
【請求項４】
前記粒子計数手段が、前記第一の計数処理を行い、前記粒子を計数できないと判定したとき、前記第二の計数処理を行い、前記粒子を計数する請求項３に記載の粒子計数装置。
【請求項５】
前記粒子計数手段が、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づき曲率半径を算出し、所定の範囲内にある前記曲率半径を算出した際の円の中心の個数を前記粒子の個数として計数する前記第二の計数処理を行う請求項３から４のいずれかに記載の粒子計数装置。
【請求項６】
２つ以上の前記受光手段のうち少なくとも１の前記受光手段が、その受光方向が他の前記受光手段の受光方向と略直交方向に位置するように配された請求項２から５のいずれかに記載の粒子計数装置。
【請求項７】
前記受光手段が、その受光方向が前記液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配された請求項２から６のいずれかに記載の粒子計数装置。
【請求項８】
前記光照射手段から照射される光が、パルス光である請求項１から７のいずれかに記載の粒子計数装置。
【請求項９】
前記光を照射されたときに発光可能な粒子が、細胞である請求項１から８のいずれかに記載の粒子計数装置。
【請求項１０】
前記光を照射されたときに発光可能な粒子が、蛍光色素によって染色された細胞及び蛍光タンパク質を発現可能な細胞の少なくともいずれかである請求項１から９のいずれかに記載の粒子計数装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の粒子計数装置と、
吐出開始地点として、複数の吐出口を有する液滴吐出手段と、
を備えることを特徴とする液滴形成装置。
【請求項１２】
前記複数の吐出口が、前記液滴吐出手段の吐出面の長さ方向に沿って１列以上配設されている請求項１１に記載の液滴形成装置。
【請求項１３】
前記複数の吐出口の数が、１列当り２個以上１００個以下である請求項１２に記載の液滴形成装置。
【請求項１４】
前記液滴吐出手段が、
前記光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液体を保持する液体保持部と、
複数の吐出口が形成され、前記液体保持部に保持された前記液体を振動により前記複数の吐出口から液滴として吐出する膜状部材と、
を有する請求項１１から１３のいずれかに記載の液滴形成装置。
【請求項１５】
前記液体保持部が、大気開放部を有する請求項１４に記載の液滴形成装置。
【請求項１６】
光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し前記光を照射する光照射工程と、
前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する受光工程と、
前記受光工程で受光した前記発光に基づき、前記複数の液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数工程と、
を含むことを特徴とする粒子計数方法。
【請求項１７】
請求項１１から１５のいずれかに記載の液滴形成装置と、
前記液滴吐出手段から吐出された前記液滴が着滴する複数の凹部が形成された被着対象物と、
を有することを特徴とする分注装置。
【請求項１８】
前記液滴吐出手段と前記複数の凹部との相対的な位置関係を制御する制御手段を有する請求項１７に記載の分注装置。
【請求項１９】
前記液滴形成装置における粒子計数装置が、前記液滴に含まれる粒子の数が０個であると判定したとき、
前記液滴吐出手段が、同じ前記凹部に対して前記液滴を再度吐出する請求項１７から１８のいずれかに記載の分注装置。
【請求項２０】
組織体の形成に用いられる請求項１７から１９のいずれかに記載の分注装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子計数装置及び粒子計数方法、並びに液滴形成装置、及び分注装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、幹細胞技術の進展に伴い、複数の細胞をインクジェットで吐出し組織体を形成する技術の開発が行われている。細胞を代表とする粒子を含む液滴を吐出する際に、吐出する液滴中にどの程度の数の粒子が含まれているのかを検知することは重要である。
【０００３】
このような機能を備えた装置として、例えば、圧電素子によって液室の振動板を加圧してノズルから細胞を含有する液を吐出する吐出ヘッドを備えており、吐出した液滴にレーザー光を照射し、ＣＣＤカメラ又はフォトダイオードで撮影あるいは光量を測定することで吐出した液滴中の細胞数を計測する吐出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、吐出された液滴に含まれる粒子の検知精度が向上すると共に、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させても液滴内の粒子数が検知可能な高い生産性を有する粒子計数装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段としての本発明の粒子計数装置は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し光を照射する光照射手段と、
光を照射された粒子からの発光を受光する受光手段と、
受光手段により受光した発光に基づき、複数の液滴に含まれる粒子を計数する粒子計数手段と、を有する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、吐出された液滴に含まれる粒子の検知精度が向上すると共に、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させても液滴内の粒子数が検知可能な高い生産性を有する粒子計数装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の液滴形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】図２は、本発明の液滴形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の液滴形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の液滴形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図５】図５は、本発明の液滴形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図６】図６は、本発明の液滴形成装置の他の一例を示す概略図である。
【図７】図７は、本発明の液滴形成装置における液滴吐出手段の吐出面の複数の吐出口の配置状態の一例を示す概略平面図である。
【図８】図８は、本発明の液滴形成装置における液滴吐出手段の吐出面の複数の吐出口の配置状態の他の一例を示す概略平面図である。
【図９】図９は、本発明の液滴形成装置における液滴吐出手段の吐出面の複数の吐出口の配置状態の他の一例を示す概略平面図である。
【図１０】図１０は、本発明の液滴形成装置における液滴吐出手段の吐出面の複数の吐出口の配置状態の他の一例を示す概略平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の液滴形成装置における液滴吐出手段の吐出面の複数の吐出口の配置状態の他の一例を示す概略平面図である。
【図１２】図１２は、図３に示した液滴形成装置における２つの受光手段の位置関係の一例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、図１２に示した位置関係とした２つの受光手段により得られる発光の画像の説明図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、２つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、２つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の他の一例を示す説明図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、２つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の他の一例を示す説明図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の他の一例を示す説明図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の一例を示す画像である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の他の一例を示す画像である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の他の一例を示す画像である。
【図１７】図１７は、２以上の受光手段により受光された発光の輝度値に基づき粒子の個数を判定する検量線の一例を示すグラフである。
【図１８】図１８は、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの一例を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。
【図２２】図２２は、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。
【図２３】図２３は、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された液滴に含まれる粒子を計数するフローの他の一例を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、本発明の分注装置の一例を示す概略図である。
【図２５】図２５は、本発明の分注装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、本発明の分注装置の動作の他の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（粒子計数装置及び粒子計数方法）
本発明の粒子計数装置は、光照射手段と、受光手段と、粒子計数手段と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
【０００９】
本発明の粒子計数方法は、光照射工程と、受光工程と、粒子計数工程と、を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
【００１０】
本発明の粒子計数方法は、本発明の粒子計数装置により好適に実施することができ、光照射工程は光照射手段により行うことができ、受光工程は受光手段により行うことができ、粒子計数工程は粒子計数手段により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。
以下、本発明の粒子計数装置の説明を通じて、本発明の粒子計数方法の詳細についても明らかにする。
【００１１】
本発明の粒子計数装置は、従来の単一ノズル（１つの吐出口）を有する特許文献１に記載の吐出装置では、単位時間当りの吐出する液滴数が少ないため生産性が低くなり、粒子としてライフタイムの短い細胞を含む液滴を吐出し、細胞が生きている限られた時間内に細胞の組織体を形成する上で不利であり、また、特許文献１に記載の吐出装置では、光が照射されたときに発光しない細胞にレーザー光を照射して光学像及び光量を計測して、液滴中の細胞を計数しているので、検知精度が低く、誤検知が生じるおそれがあるという知見に基づくものである。
【００１２】
＜光照射手段及び光照射工程＞
光照射手段は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し光を照射する手段である。
光照射工程は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し光を照射する工程であり、光照射手段により好適に行うことができる。
【００１３】
異なる位置とは、吐出される複数の液滴の吐出開始地点が異なること、即ち、液滴の吐出開始地点が複数存在することを意味する。なお、粒子計数装置が、液滴吐出手段を有する液滴形成装置である場合には、複数の吐出開始地点は、後述する複数の吐出口に相当する。
複数の吐出開始地点としては、複数の液滴の吐出方向に対して直交する方向に沿って、１列以上配設されていることが好ましく、１列以上４列以下がより好ましい。
１列当たりの吐出開始地点の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、２個以上１００個以下が好ましく、２個以上５０個以下がより好ましく、２個以上１２個以下が更に好ましい。
【００１４】
光照射手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、固体レーザー、半導体レーザー、色素レーザーなどが挙げられる。
固体レーザーとしては、例えば、ＹＡＧレーザー、ルビーレーザー、ガラスレーザーなどが挙げられる。
ＹＡＧレーザーの市販品としては、例えば、Ｅｘｐｌｏｒｅｒ  ＯＮＥ−５３２−２００−ＫＥ（スペクトラ・フィジックス株式会社製）などが挙げられる。
レーザーのスポット径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１００μｍ以上２,０００μｍ以下が好ましい。スポット径が１００μｍ以上２,０００μｍ以下であると、飛翔液滴の吐出ばらつきが発生した場合においても液滴にレーザーが照射される確率が高くなるため、複数の液滴内の粒子のカウント精度低下を抑制可能であるという利点がある。
【００１５】
光照射手段から照射される光は、パルス光であることが好ましい。これにより、液滴中の粒子数のカウント精度を向上させることができる。
パルス光のパルス幅としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１０μｓ以下が好ましく、１μｓ以下がより好ましい。
単位パルスあたりのエネルギーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、集光の有無等の光学系に大きく依存するが、０．１μＪ以上が好ましく、１μＪ以上がより好ましい。
【００１６】
光照射手段は、飛翔中の複数の液滴に光を照射する。なお、飛翔中とは、液滴が吐出されてから、被着対象物に液滴が着滴するまでの状態を指す。
光照射手段としては、複数の液滴の吐出に同期して光を照射できることが好ましい。これにより、異なる位置から吐出された複数の液滴に、光をより確実に照射することができる。
ここで、同期するとは、液滴が吐出されて所定位置に達したときに光照射手段が光を照射することを意味する。つまり、光照射手段は、液滴の吐出に対して、所定時間だけ遅延して光を照射する。
光照射手段から照射される光は、飛翔中の液滴１つに照射されることが好ましい。異なる位置から同時に複数の液滴が吐出され、光が複数の液滴に同時に照射された場合、複数の液滴中に含まれる光を照射されたときに発光可能な粒子からの発光を同時に受光してしまうため、それぞれの液滴に含まれる粒子の数をカウントすることが困難となってしまう。つまり、液滴中の粒子数カウントの精度を向上させるためには、異なる位置から複数の液滴が吐出されるタイミングをずらすことが好ましい。
また、光が、飛翔中の複数の液滴に同時に照射されても、例えば、レンズと複数の受光素子がアレイ状に配置された受光手段を用いることにより、複数の液滴の粒子を同時にカウントすることができる。
【００１７】
光を照射されたときに発光可能な粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、細胞が好ましく、自家蛍光を受光して飛翔液滴中の粒子数をカウントできる点から、蛍光タンパク質を発現する細胞、蛍光色素により染色された染色細胞、蛍光色素により染色された無機微粒子、蛍光色素により染色された有機ポリマー粒子が好ましく、蛍光タンパク質を発現する細胞、蛍光色素により染色された染色細胞が特に好ましい。
【００１８】
蛍光タンパク質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ；Ｇｒｅｅｎ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）、赤色蛍光タンパク質（ＲＦＰ；Ｒｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）、黄色蛍光タンパク質（ＹＦＰ；Ｙｅｌｌｏｗ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）などが挙げられる。
染色細胞における蛍光色素としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、セルトラッカーオレンジ、セルトラッカーレッドなどが挙げられる。
蛍光色素により染色された有機ポリマー粒子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＳＰＨＥＲＯ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｎｉｌｅ  Ｒｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ベイバイオサイエンス株式会社製、１％（ｗ／ｖ）、直径１０μｍ〜１４μｍ）などが挙げられる。
液滴中に含まれる粒子の個数は、１個以上が好ましく、１個以上５個以下がより好ましい。液滴中に粒子としての細胞が含まれていないとその部分の組織が欠落してしまう。液滴中に粒子としての細胞が過剰に含まれていると、酸素や栄養が欠乏し、細胞の定着率が低下することがある。
【００１９】
なお、粒子が凝集する場合には、粒子を含む液体の粒子の濃度を調整することにより、液体中の粒子の濃度と、液体中の粒子の個数とがポアソン分布に従う理論から、液体中の粒子の個数を適宜調整することができる。
液体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオン交換水、蒸留水、純水、生理食塩水などが挙げられる。
【００２０】
液滴の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、２５μｍ以上１５０μｍ以下が好ましい。液滴の直径が２５μｍ以上であると、内包する粒子の直径が適正となり、適用できる粒子の種類が多くなる。また、液滴の直径が１５０μｍ以下であると、液滴の吐出が安定となる。
また、液滴の直径をＲとし、粒子の直径をｒとすると、Ｒ＞３ｒであることが好ましい。Ｒ＞３ｒであると、粒子の直径と液滴の直径との関係が適正であり、液滴の縁の影響を受けることがないため、粒子の計数精度が向上する。
液滴の液量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、１,０００ｐＬ以下が好ましく、１００ｐＬ以下がより好ましい。
液滴の液量は、例えば、液滴の画像から液滴の大きさを求め、液量を算出する方法などにより測定することができる。
【００２１】
＜受光手段及び受光工程＞
受光手段は、光を照射された粒子からの発光を受光する手段である。
受光工程は、光を照射された粒子からの発光を受光する工程であり、受光手段により好適に行うことができる。
【００２２】
受光手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、一次元素子、二次元素子を有するカメラなどが挙げられる。これらの中でも、二次元素子を有するカメラが好ましい。受光手段が二次元素子を有するカメラであると、発光の輝度値のみならず、発光の受光面における形状を得やすい点で有利である。
【００２３】
一次元素子としては、例えば、フォトダイオード、フォトセンサなどが挙げられる。これらの中でも、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオードが好ましい。一次元素子が光電子増倍管、アバランシェフォトダイオードであると、高感度な測定が可能となる。
二次元素子としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子、ゲートＣＣＤなどが挙げられる。
受光手段としては、ＣＭＯＳ撮像素子を有するカメラが好ましい。
ＣＭＯＳ撮像素子を有するカメラの市販品としては、例えば、高感度カメラ（ｐｃｏ．ｅｄｇｅ、ｓＣＭＯＳ、株式会社東京インスツルメンツ製）などが挙げられる。
【００２４】
受光手段は、飛翔中の複数の液滴に光を照射されたときに発光可能な粒子が含有されていた場合に、粒子が光を励起光として吸収して発する蛍光を受光する。蛍光は、粒子から四方八方に発せられるため、受光手段は粒子からの発光を受光可能な任意の位置に配置することができる。この際、コントラストを向上するため、光照射手段から出射される光が直接入射しない位置に受光手段を配置することが好ましい。
【００２５】
受光手段を２つ以上備えており、それぞれの受光手段が異なる方向から粒子からの発光を受光することが好ましい。２つ以上の受光手段を有することにより、１つの受光手段により発光が重なった状態を受光した場合であっても、他の受光手段により発光が重なっていない状態を受光できていれば、他の受光手段により受光された発光に基づいて、液滴に含まれる粒子を精度よく計数することができる。
【００２６】
発光は、光が照射されたときに発光可能な粒子から四方八方に発せられるため、２つ以上の受光手段は、光が照射されたときに発光可能な粒子から異なる方向に発せられる発光を受光できる任意の位置に配置することができる。なお、光が照射されたときに発光可能な粒子から異なる方向に発せられる発光を受光できる位置に３つ以上の受光手段を配置してもよい。また、各受光手段は同一仕様としてもよいし、異なる仕様としてもよい。
受光手段が１つであると、飛翔する液滴に複数個の光が照射されたときに発光可能な粒子が含まれる場合に、光が照射されたときに発光可能な粒子同士が重なることに起因して、粒子計数手段が液滴に含有された光が照射されたときに発光可能な粒子の個数を誤検知する（カウントエラーが発生する）おそれがあるが、受光手段を２つ以上設けることで光が照射されたときに発光可能な粒子が重なる影響を低減することが可能である。
後述する粒子計数手段としては、光が照射されたときに発光可能な粒子の輝度値あるいは面積値と、予め設定された閾値とを比較することで実行可能である。受光手段を２つ以上設置する場合、それぞれの受光手段から得られる輝度値あるいは面積値のうち、最大値を示すデータを採択することで、カウントエラーの発生を抑制することが可能である（粒子の重なりが生じた場合、輝度値及び面積値のいずれも低減する結果となるため）。また、二次元受光素子を複数設置する場合、得られる複数の形状データを基に、粒子数を推定するアルゴリズムにより粒子数を決定づけてもよい。
【００２７】
光を照射された粒子からの発光は、粒子から全方位に発せられる。このため、２つ以上の受光手段としては、発光を受光可能な位置に配することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、それぞれの受光方向とのなす角が０°とならない位置に配されることが好ましい。発光の重なりが少ない状態の情報が得られる点で有利である。
【００２８】
２つ以上の受光手段のうち少なくとも１つの受光手段は、その受光方向が他の受光手段の受光方向と略直交方向に位置するように配されることが好ましい。これにより、１つの受光手段及び他の受光手段を用いた場合、１つの受光手段及び他の受光手段により受光した情報のうち、いずれかの情報を選択する際に、発光の重なりが少ない状態の情報を選択できる。なお、略直交とは、８０°以上１００°以下を意味する。
【００２９】
上記の２つの受光手段以外の受光手段における受光方向としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。受光手段が２つ以上の場合、２つ以上の受光手段を同一平面上に位置するように配されるとき、隣り合う受光手段の受光方向がなす角を、３６０°を受光手段の個数で等分した角度になるようにすることが好ましい。例えば、３つの受光手段を同一平面上に位置するように配されるときは、隣り合う受光手段の受光方向をそれぞれ１２０°となる位置するように配されることが好ましい。
【００３０】
受光手段は、その受光方向が液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配されることが好ましく、すべての受光手段がその受光方向が液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配されることがより好ましい。これにより、受光手段の位置を調整しやすくすることができ、粒子計数装置の構造が複雑にならない点で有利である。
なお、コントラストを向上するため、光照射手段から出射される光が直接入射しない位置に受光手段を配置することが好ましい。
【００３１】
受光手段としては、受光面の略法線方向に受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を得ることが好ましい。これにより、粒子計数手段は、発光の輝度値に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第一の計数処理、及び、発光の受光面における形状の情報に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行うことができるため、粒子の計数精度を向上させることができる。
【００３２】
受光手段としては、複数の液滴の吐出に同期して発光を受光できることが好ましい。これにより、異なる位置から吐出された複数の液滴に、光照射手段から光が照射され、粒子からの発光をより確実に受光することができる。
なお、ここで、同期するとは、例えば、複数の液滴が吐出されて所定位置に達したときに液滴に光が照射され、光が照射されたときに発光可能な粒子が発光するタイミングで、受光手段が発光を受光することを意味する。つまり、受光手段は、異なる位置からの複数の液滴の吐出、及び光照射手段による光の照射に対して、それぞれ所定時間だけ遅延して発光を検出する。
【００３３】
なお、光照射手段が照射する光と比較して粒子からの発光が弱い場合、受光手段の受光面側に光の波長域を減衰させるフィルタを設置してもよい。フィルタを設置することにより、ノイズの少ない状態で受光手段が発光を受光できる。
フィルタとしては、例えば、光の波長を含む特定波長域を減衰させるノッチフィルタなどが挙げられる。
【００３４】
前述のように、光照射手段から照射される光は、パルス光が好ましいが、連続発振させた光としてもよい。この場合、吐出された飛翔中の液滴に連続発振させた光が照射されるタイミングで受光手段が発光を受光可能となるように制御することが好ましい。
【００３５】
＜粒子計数手段及び粒子計数工程＞
粒子計数手段は、受光手段により受光した発光に基づき、複数の液滴に含まれる粒子を計数する手段である。
粒子計数工程は、受光手段により受光した発光に基づき、複数の液滴に含まれる粒子を計数する工程であり、粒子計数手段により好適に行うことができる。
【００３６】
粒子計数手段は、発光の輝度値に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第一の計数処理、及び、発光の受光面における形状の情報に基づいて液滴に含まれる粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行うことが好ましい。
次に、粒子計数手段が行う第一の計数処理及び第二の計数処理について説明する。
【００３７】
［発光の輝度値に基づいて粒子を計数する第一の計数処理］
発光の輝度値に基づいて粒子を計数する第一の計数処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）少なくとも２つの受光手段が受光した発光の輝度値に基づき、あらかじめ取得した検量線を用いて粒子の個数を判定する処理、（２）受光手段が受光した発光の個数のうち最も多い発光の個数を粒子の個数として計数する処理などが挙げられる。
【００３８】
上記（１）の処理では、発光が透過可能な粒子であれば、発光が重なる場合でも、発光の総輝度値により検量線を用いて粒子の個数を判定することができる。発光が透過しない粒子であっても、２つ以上の受光手段から発光の輝度値を得るため、発光が重なっていない、あるいは発光の重なりが少ない発光の輝度値に基づいて、粒子を計数することができる。
【００３９】
上記（２）の処理では、それぞれの受光手段が受光した発光の輝度値に基づいて、輝度値が所定の範囲内にある発光の個数をそれぞれ求め、求めた発光の個数のうち最も多い発光の個数を粒子の個数として計数することができる。
【００４０】
これらの中でも、上記（１）の処理が好ましい。第一の計数処理が上記（１）の処理であると、粒子の個数を計数する精度が高まる点で有利である。
第一の計数処理を行う場合、受光手段としては、一次元素子を用いてもよく、二次元素子を用いてもよい。
【００４１】
［発光の受光面における形状の情報に基づいて粒子を計数する第二の計数処理］
発光の受光面における形状の情報に基づいて粒子を計数する第二の計数処理としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（３）発光の受光面における形状の曲率半径を求め、求めた曲率半径のうち所定の範囲内にある曲率半径の中心の個数を粒子の個数として計数する処理、（４）発光の受光面における形状の外周の長さが所定の範囲内にある発光の個数を計数する処理、（５）発光の受光面における形状の外周の変曲点の個数を粒子の個数として計数する処理、（６）発光の受光面における形状の外周の接線の傾きの符号が変わる回数を粒子の個数として計数する処理などが挙げられる。
【００４２】
上記（３）の処理では、曲率半径が所定の範囲より小さい場合、粒子からの発光以外の屈折した光や散乱した光などが受光されているため、曲率半径が所定の範囲より小さい発光は除外する。また、曲率半径が所定の範囲より大きい場合、粒子が液滴の外辺部近傍に存在しているとき、光を照射して粒子を発光させると、粒子からの発光が液滴の球面内側に反射する現象により、液滴の外辺部が発光して見えるため、粒子からの発光ではないと判定して除外する。発光の受光面における形状の情報に基づき算出した曲率半径のうち所定の範囲内にある曲率半径を算出した際の円の中心の個数を粒子の個数として計数することができる。
【００４３】
上記（４）の処理は、上記（３）の処理における曲率半径を発光の受光面における形状の外周の長さに置き換えたものである。
【００４４】
上記（５）の処理では、例えば、２つの発光が重なったときには変曲点の個数が２個になり、３つの発光が重なったときには変曲点の個数が３個になるため、変曲点の個数を粒子の個数として計数することができる。
【００４５】
上記（６）の処理では、例えば、２つの発光が重なったときには接線の傾きの符号が２回変わり、３つの発光が重なったときには接線の傾きの符号が３回変わるため、接線の傾きの符号が変わる回数を粒子の個数として計数することができる。
【００４６】
これらの中でも、上記（３）の処理が好ましい。即ち、粒子計数手段が、発光の受光面における形状の情報に基づき曲率半径を算出し、所定の範囲内にある曲率半径を算出した際の円の中心の個数を粒子の個数として計数する第二の計数処理を行うことがより好ましい。第二の計数処理が上記（３）の処理であると、粒子が複数であっても計数が容易となり、粒子を計数する精度が高まる点で有利である。
【００４７】
第二の計数処理を行う場合、受光手段としては、二次元素子を用いることが好ましい。受光手段が二次元素子であれば、二次元画像を得やすい点で有利である。
受光手段から得られた二次元画像に基づいて、発光の受光面における形状に基づいて曲率半径を算出するための画像処理を行うソフトウェアを用いてもよい。
画像処理を行うソフトウェアとしては、例えば、ＩｍａｇｅＪ（アメリカ国立衛生研究所製、オープンソース）などが挙げられる。
【００４８】
［第一の計数処理と第二の計数処理の順序］
第一の計数処理と第二の計数処理の順序としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒子計数手段が、第一の計数処理を行い、粒子を計数できないと判定したとき、第二の計数処理を行い、粒子を計数することが好ましい。
第一の計数処理のほうが第二の計数処理よりも処理速度が速いため、第一の計数処理を先に行う。第一の計数処理の際に、例えば、粒子からの発光が液滴の球面内側に反射する現象のため、発光の輝度値に基づいて検量線により粒子を計数することが困難な場合がある。この場合、あらかじめ検量線に判定不可領域を設けておくことにより、第一の計数処理では粒子を計数できないと判定し、第二の計数処理に切り換えることにより、液滴に含まれる粒子の計数精度を向上させることができる。
【００４９】
粒子計数手段が、粒子の個数が０個であると判定したとき、液滴を更に吐出することが好ましい。これにより、被付着物に所定の個数の粒子を付着させることができる。
なお、粒子の個数が０個である液滴を被付着物に付着させないようにすることもできる。これにより、被付着物の汚損を防止することができる。
【００５０】
また、粒子計数手段が、粒子の数が１個以上であると判定したとき、粒子の個数が１個以上であると判定した液滴を被付着物に付着させた後、被付着物に付着させた位置とは別の位置に、液滴を吐出する工程などの次工程に移行するようにしてもよい。
更に、異なる位置から所定の回数の液滴を吐出した後に、後述する記録手段に記録した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を読み出し、吐出させた各々の液滴に含まれる粒子の個数を計数するようにしてもよい。
【００５１】
粒子計数手段は、本発明の粒子計数装置の各動作を制御するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、メインメモリなどを有し、粒子計数装置全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。
【００５２】
＜その他の手段及びその他の工程＞
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光学系、記録手段を有することが好ましい。その他の工程は、その他の手段により好適に行われる。
【００５３】
光学系としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、光照射手段から出射された光を液滴に集光させるためのレンズ、光をフィルタリングして受光手段が発光を受光しやすくするためのフィルタなどが挙げられる。
【００５４】
記録手段としては、受光手段により受光された発光の輝度値及び発光の受光面における形状の情報を記録できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。
【００５５】
（液滴形成装置）
本発明の液滴形成装置は、本発明の粒子計数装置と、液滴吐出手段と、を備え、更に必要に応じてその他の手段を備える。
【００５６】
＜液滴吐出手段及び液滴吐出工程＞
液滴吐出手段は、吐出開始地点として、複数の吐出口を有する手段である。
複数の吐出口は、本発明の粒子計数装置の光照射手段における複数の液滴が吐出される異なる位置（吐出開始地点）に相当する。
【００５７】
液滴吐出手段の動作方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧電素子を用いた圧電加圧方式、ヒータを用いたサーマル方式、静電引力によって液を引っ張る静電方式等によるインクジェットヘッドなどが挙げられる。これらの中でも、粒子に対する熱や電場のダメージが比較的小さい点から、圧電加圧方式が好ましい。
【００５８】
液滴吐出手段は、液体保持部と、膜状部材と、振動部材とを有することが好ましく、更に必要に応じてその他の部材を有することがより好ましい。
液滴吐出手段としては、オープンヘッド、及びクローズヘッドのいずれであっても構わない。
【００５９】
−液体保持部−
液体保持部は、光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液体を保持する部である。
液滴吐出手段がオープンヘッドの場合には、大気開放部を上部側に有している。なお、大気開放部の位置は上部に限定されない。液体中に混入した気泡は大気開放部から排出可能に構成されている。
【００６０】
液体保持部の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
液体保持部の材質としては、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等や、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニアなどが挙げられる。
これらの中でも、粒子として細胞やタンパク質を用いる際には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることが好ましい。
細胞の付着性は一般的に材質の水との接触角に依存性があると言われており、材質の親水性が高い又は疎水性が高いときには細胞の付着性が低い。親水性の高い材料としては各種金属材料やセラミックス（金属酸化物）を用いることが可能であり、疎水性が高い材料としてはフッ素樹脂等を用いることが可能である。
これら以外にも、材料表面をコーティングすることで細胞接着性を低下させることも考えられる。例えば、材料表面を前述の金属又は金属酸化物材料でコーティングすることや、細胞膜を模した合成リン脂質ポリマー（例えば、日油株式会社製、Ｌｉｐｉｄｕｒｅ）によってコーティングすることが可能である。
【００６１】
−膜状部材−
膜状部材は、複数の吐出口（ノズル）が形成され，液体保持部に保持された液体をその振幅運動による振動により複数の吐出口から液滴として吐出する部材である。
膜状部材は、液滴吐出手段がオープンヘッドの場合には、液体保持部の下端部に固定されている。
膜状部材は、液滴吐出手段がクローズヘッドの場合には、液体保持部の上端部に固定されている。
液体保持部に保持された液体は、膜状部材の振動により貫通孔である複数の吐出口から液滴として吐出される。
【００６２】
膜状部材の平面形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
膜状部材の平面形状としては、例えば、円形、楕円形、長方形、正方形、菱形などが挙げられる。
膜状部材の材質としては、柔らかすぎると膜状部材が簡単に振動し、吐出しないときに直ちに振動を抑えることが困難であるため、ある程度の硬さを有する材質を用いることが好ましく、例えば、金属、セラミックス、高分子材料などが挙げられ、具体的には、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム、二酸化ケイ素、アルミナ、ジルコニアなどが挙げられる。これらの中でも、上記液体保持部と同様に、粒子として細胞やタンパク質を用いる場合には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることが好ましい。
【００６３】
−複数の吐出口−
複数の吐出口としては、その配列数、配列態様、間隔（ピッチ）、開口形状、開口の大きさなどについては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
吐出口の配列数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、液滴吐出手段の吐出面の長さ方向に沿って１列以上配設されていることが好ましく、１列以上４列以下がより好ましい。吐出口を１列以上設けることにより、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させることができると共に、粒子の種類（例えば、細胞の種類など）応じて列を変えて一度に吐出することができる。
１列当たりの吐出口の数としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、２個以上１００個以下が好ましく、２個以上５０個以下がより好ましく、２個以上１２個以下が更に好ましい。１列当たりの吐出口の数が２個以上１００個以下であると、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させることができる高い生産性を有する粒子計数装置を提供することができる。
複数の吐出口の配列態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、規則配列（例えば、千鳥格子配列など）であっても、不規則配列であってもよい。
複数の吐出口が、複数列である場合には、隣接する吐出口から吐出される液滴同士の干渉を防止でき、粒子の検出感度を向上させるため、各列の間に仕切り部材を設けることが好ましい。仕切り部材としては、例えば、仕切り板などが挙げられる。
複数の吐出口は、等間隔に並んで配列されていることが好ましく、隣接する吐出口の中心間の最短距離である間隔（ピッチ）Ｐとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、５０μｍ以上１,０００μｍ以下が好ましい。
複数の吐出口の開口形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形、四角形などが挙げられる。
複数の吐出口の平均径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、粒子が吐出口に詰まることを避けるため、粒子の大きさの２倍以上とすることが好ましい。
粒子が、例えば、動物細胞、特にヒトの細胞である場合、ヒトの細胞の大きさは、一般的に、５μｍ以上５０μｍ以下であるため、複数の吐出口の平均径は、使用する細胞に合わせて、１０μｍ以上１００μｍ以下が好ましい。
一方で、液滴が大きくなり過ぎると、微小液滴を形成するという目的の達成が困難となるため、複数の吐出口の平均径は、２００μｍ以下であることが好ましい。したがって、複数の吐出口の平均径は、１０μｍ以上２００μｍ以下がより好ましい。
【００６４】
−振動部材−
振動部材は、膜状部材を振動させて複数の吐出口（ノズル）から液滴を吐出させる部材である。
振動部材は、液滴吐出手段がオープンヘッドである場合には、膜状部材の下面側に形成されている。
振動部材は、液滴吐出手段がクローズヘッドである場合には、膜状部材の上面側に形成されている。
振動部材の形状、大きさ、材質、及び構造については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
振動部材の形状としては、特に制限はなく、膜状部材の形状に合わせて適宜設計することができるが、例えば、膜状部材の平面形状が円形である場合には、クローズヘッドの場合には、円形の振動部材を設けることが好ましい。また、オープンヘッドの場合には、複数の吐出口の周囲に平面形状が円環状（リング状）の振動部材を形成することが好ましい。
【００６５】
振動部材としては、圧電素子が好適に用いられる。圧電素子としては、例えば、圧電材料の上面及び下面に電圧を印加するための電極を設けた構造とすることができる。この場合、駆動手段から圧電素子の上下電極間に電圧を印加することによって膜の面横方向に圧縮応力が加わり、膜状部材を膜の面上下方向に振動させることができる。
圧電材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）、ビスマス鉄酸化物、ニオブ酸金属物、チタン酸バリウム、又はこれらの材料に金属や異なる酸化物を加えたものなどが挙げられる。これらの中でも、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）が好ましい。
【００６６】
＜その他の手段＞
その他の手段としては、例えば、駆動手段を有することが好ましい。
駆動手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液滴吐出手段が圧電加圧方式によるインクジェットヘッドである場合、液滴吐出手段に駆動電圧を入力する手段などが挙げられる。この場合、駆動手段が圧電素子を変形させることにより微小な液滴を吐出させることができる。
【００６７】
ここで、本発明の液滴形成装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
本発明の液滴形成装置は、液滴吐出手段を備えた本発明の粒子計数装置に該当し、本発明の液滴形成装置に含まれるため、以下の本発明の液滴形成装置の実施形態の説明を通じて、本発明の粒子計数装置の実施形態についても説明する。
なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。また、下記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好ましい数、位置、形状等にすることができる。
【００６８】
＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態の液滴形成装置の一例を示す概略図である。
この図１の液滴形成装置１は、液滴吐出手段１０、駆動手段２０、光照射手段３０、受光手段４１、及び粒子計数手段５０を有している。
図１では、４つの吐出口１４のうちの１つから、１つの液滴を吐出している状態を代表的に示しているが、液滴を吐出するタイミングを適宜調整して、４つの吐出口１４から、４つの液滴２１０を連続的に吐出することができる。
なお、図１では、受光手段４１は１つだけを代表させて示しているが、４つの吐出口１４から吐出される４つの液滴に含まれる粒子からの発光を受光可能な任意の位置及び数に配することができる。
【００６９】
液滴吐出手段１０は、本実施形態ではクローズヘッドであり、液体保持部１１と、４つの吐出口１４が形成され、液体保持部１１に保持された光を照射されたときに発光可能な粒子２００を含む液体２０１を振動部材１３の振動により４つの吐出口１４から、図１中Ｄ３で示す吐出方向に４つの液滴２１０を吐出する膜状部材１２とを有する。
なお、液体保持部１１は、隔壁によって、４つの吐出口１４毎に４つの液室に分けて構成することもできる。
【００７０】
液滴吐出手段１０の動作方式としては、圧電素子を用いた圧電加圧方式が用いられている。
【００７１】
液体保持部１１は、粒子２００を含む液体２０１を保持する部であり、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、アルミニウム等の金属、シリコン、セラミックスなどから形成されている。
液体保持部１１の下面側には貫通孔である吐出口１４が４つ設けられているが、吐出口の数は、４つに限定されるものではない。４つの吐出口１４は一列に整列して配置されており、吐出した４つの液滴２１０に光照射手段３０からの光Ｌを照射することが可能な構成となっている。
【００７２】
４つの吐出口１４の径としては、粒子２００の大きさの２倍以上とすることが好ましく、１０μｍ以上１００μｍ以下とすることがより好ましい。
【００７３】
ここで、複数の吐出口１４の液滴吐出手段の吐出面での配置状態について説明する。
図７は、液滴吐出手段１０の吐出面１１ａの吐出口１４の配置状態の一例を示す概略平面図であり、吐出口１４が吐出面１１ａの長さ方向に沿って１列に６個配設されている。
図８は、液滴吐出手段１０の吐出面１１ａの吐出口１４の配置状態の一例を示す概略平面図であり、吐出口１４が吐出面１１ａの長さ方向に沿って１列に１２個配設されている。
図９は、液滴吐出手段１０の吐出面１１ａの吐出口１４の配置状態の一例を示す概略平面図であり、吐出口１４が吐出面１１ａの長さ方向に沿って３列に合計３６個配設されている。
図１０は、液滴吐出手段１０の吐出面１１ａの吐出口１４の配置状態の一例を示す概略平面図であり、吐出口１４が吐出面１１ａの長さ方向に沿って３列に合計２０個配設されている（いわゆる千鳥格子配列）。
図１１は、液滴吐出手段１０の吐出面１１ａの吐出口１４の配置状態の一例を示す概略平面図であり、吐出口１４が吐出面１１ａの長さ方向に沿って３列に合計３６個配設されており、各列の間に仕切り部材２５が設けられている。
【００７４】
膜状部材１２は、４つの吐出口１４が形成され、液体保持部１１に保持された粒子２００を含む液体２０１を振動により４つの吐出口１４から４つの液滴２１０を吐出する部であり、本実施形態では、液滴吐出手段１０がクローズヘッドであるため、液体保持部１１の上端部に固定されている。膜状部材１２の平面形状は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円形、楕円形状、四角形などが挙げられる。
【００７５】
振動部材１３は、本実施形態では、液滴吐出手段１０がクローズヘッドであるため、膜状部材１２の上面に配置されている。振動部材１３に駆動手段２０から駆動信号を供給することにより、膜状部材１２を振動させることができる。それによって、４つの吐出口１４から４つの液滴２１０を吐出することができる。
振動部材１３の形状は、膜状部材１２の形状に合わせて設計することができる。例えば、膜状部材の平面形状が円形である場合には、円形の振動部材を設けることが好ましい。
振動部材１３としては圧電素子を用いており、圧電素子としては、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ）を用いている。
【００７６】
光照射手段３０は、飛翔中の４つの液滴２１０に光を照射する。光照射手段３０は、液滴吐出手段１０による液滴の吐出に同期して（駆動手段２０から液滴吐出手段１０に供給される駆動信号に同期して）光を発することができる。なお、飛翔中とは、液滴２１０が液滴吐出手段１０から吐出されてから、被着対象物に液滴が着滴するまでの状態を指す。
ここで、同期するとは、液滴吐出手段１０による液滴の吐出と同時に（駆動手段２０が液滴吐出手段１０に駆動信号を供給するのと同時に）発光することではなく、液滴が飛翔して所定位置に達したときに液滴に光が照射されるタイミングで、光照射手段３０が発光することを意味する。つまり、光照射手段３０は、液滴吐出手段１０による４つの液滴２１０の吐出（駆動手段２０から液滴吐出手段１０に供給される駆動信号）に対して、所定時間だけ遅延して発光する。
【００７７】
光照射手段３０より照射される光Ｌは，飛翔中の液滴１つに照射されることが好ましい。４つの吐出口１４から同時に４つの液滴２１０が吐出され，光Ｌが４つの液滴２１０に同時に照射された場合、４つの液滴中に含まれる粒子２００からの発光を同時に受光してしまうため、それぞれの液滴に含まれる粒子２００の数をカウントすることが困難となってしまう。つまり、液滴中の粒子数カウントの精度を向上させるためには４つの吐出口１４から４つの液滴が吐出されるタイミングをずらすことが好ましい。
【００７８】
光照射手段３０から発せられる光Ｌはパルス光であることが好ましく、例えば、固体レーザー、半導体レーザー、色素レーザーなどが好適に用いられる。光がパルス光である場合のパルス幅は１０μｓ以下が好ましく、１μｓ以下がより好ましい。単位パルス当たりのエネルギーとしては、集光の有無等、光学系に大きく依存するが、０．１μＪ以上が好ましく、１μＪ以上がより好ましい。
【００７９】
受光手段４１は、飛翔中の４つの液滴に粒子２００が含有されていた場合に、粒子２００が光を励起光として吸収して発する蛍光を受光する。蛍光は、粒子２００から四方八方に発せられるため、受光手段４１は蛍光を受光可能な任意の位置に配置することができる。この際、コントラストを向上するため、光照射手段３０から出射される光が直接入射しない位置に受光手段４１を配置することが好ましい。
受光手段４１としては、例えば、フォトダイオード、フォトセンサ等の一次元素子が挙げられるが、高感度な測定が必要な場合には、光電子増倍管やアバランシェフォトダイオードを用いることが好ましい。受光手段として、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、ゲートＣＣＤ等の二次元素子を用いてもよい。
【００８０】
なお、光照射手段３０が発する光と比較して粒子２００からの発光が弱いため、受光手段４１の前段（受光面側）に光の波長域を減衰させるフィルタを設置してもよい。これにより、受光手段４１において、非常にコントラストの高い光が粒子２００の画像を得ることができる。フィルタとしては、例えば、光の波長を含む特定波長域を減衰させるノッチフィルタ等を用いることができる。
【００８１】
粒子計数手段５０は、受光手段４１からの情報に基づいて、４つの液滴中の粒子２００の個数（ゼロである場合も含む）を検知する。
粒子計数手段５０としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、メインメモリ等を含む構成とすることができる。この場合、粒子計数手段５０の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、粒子計数手段５０の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。また、粒子計数手段５０は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。
【００８２】
粒子計数手段５０は、例えば、受光手段４１が受光した光量と予め設定された閾値とを比較して、粒子２００の個数を検知することができる。この場合には、受光手段４１として一次元素子を用いても二次元素子を用いても構わない。
受光手段４１として二次元素子を用いる場合は、粒子計数手段５０は、受光手段４１から得られた二次元画像に基づいて、粒子２００の輝度値或いは面積を算出するための画像処理を行う手法を用いてもよい。この場合、粒子計数手段５０は、画像処理により粒子２００の輝度値或いは面積値を算出し、算出された輝度値或いは面積値と、予め設定された閾値とを比較することにより、粒子２００の個数を検知することができる。また、二次元素子を用いる場合には、発光を受光する直前のタイミングにて液滴の画像を撮影することで，不吐出検知も可能となる．
【００８３】
粒子２００としては、細胞が好ましく、蛍光色素によって染色された細胞及び蛍光タンパク質を発現可能な細胞の少なくともいずれかがより好ましい。これらは、自家蛍光を受光手段４１が受光し、粒子計数手段５０が液滴に含有された細胞の個数を検知することができる。
蛍光色素としては、例えば、セルトラッカーオレンジ、セルトラッカーレッドなどが挙げられる。
蛍光タンパク質としては、例えば、緑色蛍光タンパク質（ＧＦＰ；ｇｒｅｅｎ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｐｒｏｔｅｉｎ）、赤色蛍光タンパク質（ＲＦＰ；Ｒｅｄ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）、黄色蛍光タンパク質（ＹＦＰ；Ｙｅｌｌｏｗ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｐｒｏｔｅｉｎ）などが挙げられる。
【００８４】
＜第１の実施形態の変形例１＞
図２は、第１の実施形態の変形例１の液滴形成装置の一例を示す概略図である。なお、第１の実施形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
図２に示す液滴形成装置１Ａにおいて、図１に示す第１の実施形態の液滴形成装置１との違いは、第１のレンズ５２、第２のレンズ５３を介することで、４つの吐出口１４から同時に液滴が吐出され、光が４つの液滴２１０に同時に照射された場合においても、４つの液滴のそれぞれに含まれる粒子数をカウントすることが可能となる点である。なお、吐出口の数は４つに限定されない。
なお、図２中、第１のレンズ５２、第２のレンズ５３、粒子計数手段５０の位置は一例であり、４つの吐出口１４から吐出される４つの液滴２１０の近傍であって、液滴の落下や被着対象物への着滴の邪魔にならない位置であれば特に制限はない。また、図２中、受光手段４１の位置は、４つの吐出口１４から吐出される４つの液滴２１０に含まれる粒子２００からの発光を受光可能な任意の位置であって、液滴の被着対象物への着滴に邪魔にならない位置に配することができる。
【００８６】
受光手段４１は、複数の受光手段がアレイ状に形成された構造を有している。４つの液滴のそれぞれに光が照射されたときに粒子２００からの発光Ｌｆ１は、第１のレンズ５２によって方向を変えられ、第２のレンズ５３に集められ、第２のレンズ５３によって受光手段４１を構成する１つの受光手段上に結像することが可能となる。これにより、光が４つの液滴に同時に照射された場合であっても、４つの液滴のそれぞれに含まれる粒子２００の数をカウントすることができる。
なお、必要に応じて、第１及び第２のレンズにミラーを組み合わせて調整してもよい。
【００８７】
第１のレンズ４２、及び第２のレンズ４３としては、開口数（ＮＡ：Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ）の高いレンズを用いることが好ましく、特に、対物レンズやｆθレンズは、受光手段４１に垂直に光を入射させることが可能であり、受光手段４１の場所による依存性が出にくいため、好適である。ここで、対物レンズとは、収差の少ない拡大像を得ることが可能なレンズである。また、ｆθレンズとは、像高をｙ、焦点距離をｆ、レンズへの光入射角度をθとしたときに、ｙ＝ｆθが成立するレンズである。
受光手段４１としては、例えば、ＣＣＤアレイやＣＭＯＳアレイ、フォトダイオードアレイ等を用いることが可能である。これらの中でも、感度や時間応答性の観点から、フォトダイオードアレイを用いることが最も好ましい。
【００８８】
＜第１の実施形態の変形例２＞
図３は、第１の実施形態の変形例２の液滴形成装置の一例を示す概略図である。なお、第１の実施形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【００８９】
図３に示す液滴形成装置１Ｂにおいて、図１に示す第１の実施形態の液滴形成装置１との違いは、４つの吐出口１４から吐出される４つの液滴２１０に含まれる粒子からの発光を、２つの受光手段４１、４２によりそれぞれ異なる方向から受光している点である。なお、吐出口の数は、４つに限定されない。
液滴形成装置１Ｂは、液滴吐出手段１０と、駆動手段２０と、光照射手段３０と、受光手段４１及び４２と、粒子計数手段５０とを有する。
なお、図３中、受光手段４１、４２の位置及び数は一例であり、４つの吐出口１４から吐出される４つの液滴２１０に含まれる粒子２００からの発光を受光可能な任意の位置及び数に配することができる。
【００９０】
液滴吐出手段１０は、クローズヘッドであり、液体保持部１１に光が照射されたときに粒子２００を含む液体２０１を収容し、液体保持部１１の上側に配置された振動部材１３の振動により、粒子２００を含んだ４つの液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に４つの吐出口１４から吐出することができる。
【００９１】
駆動手段２０は、液滴吐出手段１０の振動部材１３と電気的に接続されており、振動部材１３に駆動電圧を印加し、振動部材１３を振動させることにより４つの吐出口１４から４つの液滴２１０を吐出させる。
【００９２】
光照射手段３０は、駆動手段２０と電気的に接続されており、駆動手段２０から同期信号を入力される。同期信号を入力された光照射手段３０は、液滴吐出手段１０による４つの液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを４つの液滴２１０に照射する。
【００９３】
２つの受光手段４１及び４２は、いずれも光照射手段３０を介して駆動手段２０と電気的に接続されており、駆動手段２０から同期信号を入力される。同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報をそれぞれ得る。
【００９４】
粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報に基づき、４つの液滴２１０に含まれる粒子２００を計数する。
【００９５】
図１２は、図３に示した液滴形成装置１Ｂにおける２つの受光手段４１、４２の位置関係の一例を示す説明図である。図１２では、液滴２１０の吐出方向を紙面奥行き方向としており、吐出口１４の直下には、被着対象物３００が配置されている。なお、図１２では、４つの吐出口のうち１つを代表させて示している。
図１２に示すように、光照射手段３０、ミラー６０、及びレンズ７０は、光照射手段３０により照射されたレーザー光Ｌがミラー６０に反射してレンズ７０を介して吐出方向に吐出された液滴（図１２中の吐出口１４の位置）に集光されるように配置されている。
２つの受光手段４１及び４２は、吐出方向を法線とする平面上に、受光手段４１の受光方向Ｄ１と、受光手段４２の受光方向Ｄ２とがなす角を９０°として配置されている。
【００９６】
図１３は、図１２に示した位置関係とした２つの受光手段により得られる発光の画像の説明図である。図１３では、受光手段４１が受光した発光の輝度及び発光の受光面における形状を１つの画像Ｐ１に示し、受光手段４２が受光した発光の輝度及び発光の受光面における形状を１つの画像Ｐ２に示している。
図１３に示すように、画像Ｐ１では発光が重なっていないが、画像Ｐ２では発光が重なっている。
画像Ｐ１及び画像Ｐ２から発光の輝度に基づいて粒子２００を計数するとき、上記（１）又は（２）の処理のいずれかを行い、粒子２００の個数を計数してもよい。
画像Ｐ１及び画像Ｐ２から発光の受光面における形状に基づいて粒子２００を計数するとき、上記（３）〜（６）の処理のいずれかを行い、粒子２００の個数を計数してもよい。
【００９７】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、２つの発光が重なる場合における発光の輝度値及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。図１４Ａ〜図１４Ｃでは、発光が透過可能な粒子を想定しており、画像の濃淡が発光の輝度を示し、淡色であるほど発光の輝度が高いことを示している。
【００９８】
図１４Ａに示すように、粒子からの発光の重なり程度であれば、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定できる。
図１４Ｂに示すように、粒子からの発光の重なり程度である場合、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定できないとき、発光の受光面における形状に基づいて発光の受光面における形状の曲率半径を算出し、算出した曲率半径の中心の個数を粒子の個数として判定する。
図１４Ｃに示すように、粒子からの発光が完全に重なった場合でも、輝度が高いほど重なっている粒子の個数が多いと判定できるため、検量線を用いて粒子の個数を判定することができる。
なお、発光が透過しない粒子であっても、２以上の受光手段を有することにより、いずれかの受光手段により発光が重なっていない状態を受光できていれば、粒子同士が接触した重なりでない限り、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定できる。
【００９９】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する場合における発光の輝度及び発光の受光面における形状のシミュレーション画像の一例を示す説明図である。図１５Ａ及び図１５Ｂでは、図１４Ａ〜図１４Ｃと同様に、画像の濃淡が発光の輝度を示し、淡色であるほど発光の輝度が高いことを示している。ただし、液滴の中に粒子が１個含まれており、粒子が液滴の外辺部近傍に存在する点で図１４Ａ〜図１４Ｃと異なる。
図１５Ａに示すように、液滴の外辺部が発光しており、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定しようとすると、粒子が１個であるか２個であるかの判定が困難であるが、発光の受光面における形状に基づいて粒子の個数を判定すると、液滴の外辺部の発光における曲率半径が大きいため除外することができる。
図１５Ｂに示すように、図１５Ａの場合と同様に、発光の輝度値に基づいて粒子の個数を判定しようとすると、粒子が１個であるか２個であるかの判定が困難であるが、発光の受光面における形状に基づいて粒子の個数を判定すると、発光の曲率半径から１個であると判定できる。
【０１００】
図１６Ａ〜図１６Ｃは、受光手段により受光した発光の輝度値及び発光の受光面における形状の一例を示す画像である。図１６Ａ〜図１６Ｃは、粒子としてＳＰＨＥＲＯ  Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  Ｎｉｌｅ  Ｒｅｄ  ｐａｒｔｉｃｌｅｓ（ベイバイオサイエンス株式会社製、１％（ｗ／ｖ）、直径１０μｍ〜１４μｍ）、液体としてイオン交換水を用いて、圧電素子を用いたメンブレン振動方式のインクジェットヘッドを正弦波電圧（２０，０００Ｈｚ、１周期、４．６Ｖ）で圧電素子を駆動させ、粒子を含む液滴を直径８０μｍの球体になるように吐出させ、受光手段として高感度カメラ（ｐｃｏ．ｅｄｇｅ、株式会社東京インスツルメンツ製）の露光時間を１０ｍｓに設定し、吐出させた液滴に光照射手段としてのＹＡＧレーザー（Ｅｘｐｌｏｒｅｒ  ＯＮＥ−５３２−２００−ＫＥ、スペクトラ・フィジックス株式会社製）が出射したレーザービーム（１０ｋＨｚで１００μＪ）を照射して粒子を発光させた状態の画像である。なお、インクジェットヘッド、ＹＡＧレーザー、及び高感度カメラを同期させ、ＹＡＧレーザーのみを遅れさせるようにディレイ時間を０．１ｍｓとした。ただし、上記の条件は、画像が得られる条件であれば、特に制限はなく、用いる機器や吐出する液の物性及び粒子などにより、適宜選択することができる。
【０１０１】
図１６Ａは、奥行きがある球体あるいは楕円体の液滴の中に粒子が２つ存在し、粒子の１つは液滴の中の紙面手前側に存在し、もう１つの粒子は液滴の中の紙面奥側に存在するような受光方向から受光されたときの画像である。
図１６Ａに示すように、液滴の中の紙面奥側に存在する粒子からの発光は、液滴を通過する分だけ、屈折や散乱などにより発光の輝度値が減衰するため、受光手段に対する液滴の中の位置に起因して発光の輝度値がばらつくときがある。
【０１０２】
図１６Ｂは、奥行きがある球体あるいは楕円体の液滴の中に粒子が３つ存在し、粒子の１つが液滴の外辺部近傍に存在するような受光方向から受光されたときの画像である。
図１６Ｂに示すように、液滴の外辺部近傍に存在する粒子からの発光は、液滴の球面内側に反射するときがある。
【０１０３】
図１６Ｃは、奥行きがある球体あるいは楕円体の液滴の中に粒子が１つ存在し、粒子が紙面奥側における液滴の外辺部近傍に存在するような受光方向から受光されたときの画像である。
図１６Ｃに示すように、粒子が紙面奥側における液滴の外辺部近傍に存在する場合の粒子からの発光は、輝度値が低く、受光面における形状が不明瞭となるときがある。
【０１０４】
図１７は、２つ以上の受光手段により受光された発光の輝度値に基づき粒子の個数を判定する検量線の一例を示すグラフである。
図１７に示すように、発光の輝度値に基づき粒子の個数を判定する検量線を用いることにより、第一の受光手段により受光された発光の輝度値１と、第二の受光手段により受光された発光の輝度値２に基づいて、粒子の個数を判定することができる。
また、図１６Ａ〜図１６Ｃに示したように、発光の輝度値が不明確となり、検量線を求めることができない場合があるため、この場合、境界線近傍の所定の領域において粒子の個数を判定できない領域を判定不可領域として設けるようにする。２つの受光手段により受光された輝度値に基づき判定不可領域にプロットされる場合、輝度値だけでは粒子を計数できないと判定して、発光の受光面における形状の情報に基づき粒子の個数を計数するようにすることが好ましい。
なお、検量線のデータは、粒子の種類や発光条件などに応じてあらかじめ取得し、記録手段などに記録させておく。
【０１０５】
次に、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された複数の液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図１８に示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図３などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、発光が重なることがない場合、あるいは発光が液滴の球面内側に反射して不明確になることがない場合に用いられる手順である。
【０１０６】
Ｓ１０１では、駆動手段２０から駆動電圧を印加された液滴吐出手段１０により、粒子２００を含んだ液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に吐出口（ノズル）１４から吐出する。また、駆動手段２０は、液滴吐出手段１０に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段３０及び２つの受光手段４１及び４２に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ１０２に移行させる。
【０１０７】
Ｓ１０２では、駆動手段２０から同期信号を入力された液滴吐出手段１０は、液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを液滴２１０に照射する。また、同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ１０３に移行させる。
【０１０８】
Ｓ１０３では、粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０に含まれる粒子２００を計数して、本処理を終了する。
【０１０９】
次に、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された複数の液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図１９に示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図３などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、例えば、液滴吐出手段１０により吐出させる液滴２１０に含まれる粒子２００の個数が吐出毎にばらつく場合に用いられる手順である。即ち、粒子２００の個数のばらつき程度を確認するため、吐出する毎に粒子２００からの発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得て、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値のみに基づき、粒子２００の計数を行う手順である。
【０１１０】
Ｓ２０１では、駆動手段２０から駆動電圧を印加された液滴吐出手段１０により、粒子２００を含んだ液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に吐出口１４から吐出する。また、駆動手段２０は、液滴吐出手段１０に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段３０及び２つの受光手段４１及び４２に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ２０２に移行する。
【０１１１】
Ｓ２０２では、駆動手段２０から同期信号を入力された液滴吐出手段１０は、液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを液滴２１０に照射する。また、同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ２０３に移行する。
【０１１２】
Ｓ２０３では、粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０に含まれる粒子２００を計数する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ２０４に移行する。
【０１１３】
Ｓ２０４では、液滴２１０に含まれる粒子２００を計数した粒子計数手段５０は、液滴吐出手段１０が所定の回数の液滴２１０を吐出したか否かを判定する。粒子計数手段５０は、液滴吐出手段１０により液滴２１０を所定の回数吐出したと判定すると、本処理を終了する。粒子計数手段５０は、液滴吐出手段１０により液滴２１０を所定の回数吐出していないと判定すると、処理をＳ２０１に戻す。
【０１１４】
次に、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された複数の液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図２０に示すフローチャートの図２０中Ｓで表すステップにしたがって図３などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、例えば、液滴吐出手段１０により液滴２１０を連続して吐出させた後、連続して吐出させた液滴２１０に粒子２００がどのくらい含まれたのか確認したい場合に用いられる手順である。
【０１１５】
Ｓ３０１では、駆動手段２０から駆動電圧を印加された液滴吐出手段１０により、粒子２００を含んだ液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に吐出口１４から吐出する。また、駆動手段２０は、液滴吐出手段１０に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段３０及び２つの受光手段４１及び４２に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ３０２に移行する。
【０１１６】
Ｓ３０２では、駆動手段２０から同期信号を入力された液滴吐出手段１０は、液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを液滴２１０に照射する。また、同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得る。粒子計数手段５０は、液滴２１０毎に発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を図示しない記録手段に記録し、処理をＳ３０３に移行する。
【０１１７】
Ｓ３０３では、液滴２１０に含まれる粒子２００を計数した粒子計数手段５０は、液滴吐出手段１０が所定の回数の液滴２１０を吐出したか否かを判定する。粒子計数手段５０は、液滴吐出手段１０により液滴２１０を所定の回数吐出したと判定すると、処理をＳ３０４に移行する。粒子計数手段５０は、液滴吐出手段１０により液滴２１０を所定の回数吐出していないと判定すると、処理をＳ３０１に戻す。
【０１１８】
Ｓ３０４では、液滴２１０を所定の回数吐出したと判定した粒子計数手段５０は、記録手段に記録した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０毎に粒子２００を計数して、本処理を終了する。
【０１１９】
次に、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された複数の液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図２１に示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図３６などを参照しながら説明する。
本フローチャートは、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値のみに基づいて粒子２００の個数を計数できないと判定した場合、発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状に基づいて粒子２００の個数を判定する手順である。
【０１２０】
Ｓ４０１では、駆動手段２０から駆動電圧を印加された液滴吐出手段１０により、粒子２００を含んだ液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に吐出口１４から吐出する。また、駆動手段２０は、液滴吐出手段１０に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段３０及び２つの受光手段４１及び４２に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ４０２に移行する。
【０１２１】
Ｓ４０２では、駆動手段２０から同期信号を入力された液滴吐出手段１０は、液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを液滴２１０に照射する。また、同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ４０３に移行する。
【０１２２】
Ｓ４０３では、粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０毎に粒子２００の個数を判定する。このとき、粒子計数手段５０は、受光した発光Ｌｆ２の輝度値が図１７に示した判定不可領域に含まれないと判定すると、処理をＳ４０４に移行する。粒子計数手段５０は、判定不可領域に含まれると判定すると、処理をＳ４０５に移行する。
【０１２３】
Ｓ４０４では、判定不可領域に含まれないと判定した粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０に含まれる粒子２００を計数して、本処理を終了する。
【０１２４】
Ｓ４０５では、判定不可領域に含まれると判定した粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報、即ち、形状データに基づき、曲率半径を求める。
次に、粒子計数手段５０は、求めた曲率半径が所定の範囲内であるか否かを判定する。粒子計数手段５０は、求めたすべての曲率半径が所定の範囲内であると判定すると、処理をＳ４０６に移行し、求めた曲率半径が１つでも所定の範囲内にないと判定すると、処理をＳ４０４に移行する。
【０１２５】
Ｓ４０６では、すべての曲率半径が所定の範囲内であると判定した粒子計数手段５０は、求めた曲率半径の中心の個数を液滴２１０に含まれる粒子２００の個数として計数し、本処理を終了する。
【０１２６】
次に、本発明の液滴形成装置を用いて、液滴吐出手段から吐出された複数の液滴に含まれる粒子を計数するフローを、図２２に示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図３などを参照しながら説明する。
【０１２７】
Ｓ５０１では、駆動手段２０から駆動電圧を印加された液滴吐出手段１０により、粒子２００を含んだ液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に吐出口１４から吐出する。また、駆動手段２０は、液滴吐出手段１０に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段３０及び２つの受光手段４１及び４２に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ５０２に移行する。
【０１２８】
Ｓ５０２では、駆動手段２０から同期信号を入力された液滴吐出手段１０は、液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを液滴２１０に照射する。また、同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ５０３に移行する。
【０１２９】
Ｓ５０３では、粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０に含まれる粒子２００を計数する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ５０４に移行する。
【０１３０】
Ｓ５０４では、粒子計数手段５０は、計数した粒子２００が０個であるか否かを判定する。粒子計数手段５０は、計数した粒子２００が０個であると判定すると、処理をＳ５０１に移行する。粒子計数手段５０は、計数した粒子２００が０個でないと判定すると、本処理を終了する。
【０１３１】
次に、本発明の液滴形成装置を用いて、粒子計数手段が、吐出させた複数の液滴に含まれる粒子は０個であると判定した場合、液滴吐出手段により液滴を再度吐出させ、粒子２００が計数されるまで繰り返すフローを、図２３に示すフローチャートの図中Ｓで表すステップにしたがって図３などを参照しながら説明する。
【０１３２】
Ｓ６０１では、駆動手段２０から駆動電圧を印加された液滴吐出手段１０により、粒子２００を含んだ液滴２１０を、図３中のＤ３で示す吐出方向に吐出口１４から吐出する。また、駆動手段２０は、液滴吐出手段１０に駆動電圧を印加するとともに、光照射手段３０及び２つの受光手段４１及び４２に同期信号を出力する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ６０２に移行する。
【０１３３】
Ｓ６０２では、駆動手段２０から同期信号を入力された液滴吐出手段１０は、液滴２１０の吐出タイミングに合わせて、光としてのレーザー光Ｌを液滴２１０に照射する。また、同期信号を入力された受光手段４１及び４２は、光照射手段３０のレーザー光Ｌにより粒子２００が発光するタイミングに合わせて、発光Ｌｆ１及び発光Ｌｆ２を受光する。これにより、受光手段４１及び４２は、発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値、並びに発光Ｌｆ１の受光面における形状及び発光Ｌｆ２の受光面における形状の情報を得る。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ６０３に移行する。
【０１３４】
Ｓ６０３では、粒子計数手段５０は、２つの受光手段４１及び４２により受光した発光Ｌｆ１の輝度値及び発光Ｌｆ２の輝度値に基づき、図１７に示した検量線を用いて液滴２１０に含まれる粒子２００を計数する。その後、粒子計数手段５０は、処理をＳ６０４に移行する。
【０１３５】
Ｓ６０４では、粒子２００を計数した粒子計数手段５０は、計数した粒子２００が０個であるか否かを判定する。粒子計数手段５０は、計数した粒子２００が０個であると判定すると、処理をＳ６０５に移行する。粒子計数手段５０は、計数した粒子２００が０個でないと判定すると、本処理を終了する。
【０１３６】
Ｓ６０５では、粒子計数手段５０は、粒子２００が０個であると判定した液滴２１０を被付着物に付着させないように排出して、処理をＳ６０１に戻す。
【０１３７】
＜第２の実施形態＞
図４は、第２の実施形態の液滴形成装置の一例を示す概略図である。なお、第２の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１３８】
図４に示す液滴形成装置１Ｃにおいて、図１に示す第１の実施形態の液滴形成装置１との違いは、液滴吐出手段１０をオープンヘッドに変更した点である。
この図４の液滴形成装置１Ｃは、液滴吐出手段１０、駆動手段２０、光照射手段３０、受光手段４１、及び粒子計数手段５０を有している。
図４では、３つの吐出口１４のうちの１つから、１つの液滴２１０を吐出している状態を代表的に示しているが、液滴を吐出するタイミングを適宜調整して、３つの吐出口１４から、連続的に吐出することができる。なお、吐出口の数は３つに限定されない。
なお、図４中、受光手段４１の位置及び数は一例であり、３つの吐出口１４から吐出される３つの液滴２１０に含まれる粒子からの発光を受光可能な任意の位置及び数に配することができる。
【０１３９】
液滴吐出手段１０は、本実施形態ではオープンヘッドであり、液体保持部１１と、３つの吐出口１４が形成され、液体保持部１１に保持された液体２０１を振動部材１３の振動により３つの吐出口１４から３つの液滴２１０として吐出する膜状部材５とを有する。
液体保持部１１は、光が照射されたときに発光可能な粒子２００を含む液体２０１を保持する部であり、本実施形態ではオープンヘッドであるため、上部に大気開放部１５を有している。こりにより、液体２０１中に混入した気泡を大気開放部から排出可能である。
【０１４０】
振動部材１３は、本実施形態では、液滴吐出手段１０がオープンヘッドであるため、膜状部材１２の下面に配置されている。振動部材１３の形状は、膜状部材１２の形状に合わせて設計することができる。例えば、膜状部材１２の平面形状が円形である場合には、３つの吐出口１４の周囲に平面形状が円環状（リング状）の振動部材１３を形成することが好ましい。
振動部材１３に駆動手段２０から駆動信号を供給することにより、膜状部材１２を振動させることができる。それによって、３つの吐出口１４から３つの液滴２１０を吐出することができる。
【０１４１】
本実施形態では、膜状部材１２の振動の慣性により液滴を形成するため、高表面張力（高粘度）の粒子縣濁液でも吐出が可能である。
膜状部材１２の材質としては、柔らか過ぎると膜状部材１２が簡単に振動し、吐出しないときに直ちに振動を抑えることが困難であるため、ある程度の硬さがある材質を用いることが好ましい。膜状部材１２の材質としては、例えば、金属材料やセラミック材料、ある程度硬さのある高分子材料などを用いることができる。
液体保持部１１及び膜状部材１２の材質としては、粒子として細胞を用いる場合には、細胞やタンパク質に対する付着性の低い材料を用いることができる。
【０１４２】
駆動手段２０は、膜状部材１２を振動させて液滴を形成する吐出波形と、液滴を形成しない範囲で膜状部材１２を振動させる撹拌波形とを振動部材１３に選択的に（例えば、交互に）付与することができる。
つまり、駆動手段２０は、吐出波形を振動部材１３に加え、膜状部材１２の振動状態を制御することにより、液体保持部１１に保持された粒子２００を含む液体２０１を３つの吐出口１４から３つの液滴として吐出させることができる。また、駆動手段２０は、撹拌波形を振動部材１３に加え、膜状部材１２の振動状態を制御することにより、液体保持部１１に保持された粒子２００を含む液体２０１を撹拌することができる。なお、撹拌時には、３つの吐出口１４から液滴は吐出されない。
【０１４３】
このように、液滴を形成していない間に液体保持部１１に保持された粒子２００を含む液体２０１を撹拌することにより、粒子２００が膜状部材１２上に沈降、凝集することを防ぐと共に、粒子２００を液体２０１中にムラなく分散させることができる。これにより、吐出口の詰まり、及び吐出する液滴中の粒子２００の個数のばらつきを抑えることが可能となる。その結果、粒子２００を含有する液体２０１を、長時間連続して安定的に液滴として吐出することができる。
【０１４４】
液滴形成装置１Ｃにおいては、液体２０１中に気泡が混入する場合がある。この場合でも、本実施形態では、液体保持部１１の上部に大気開放部１５が設けられているため、液体２０１中に混入した気泡を、大気開放部１５を通じて外気に排出できる。これによって、気泡排出のために大量の液を捨てることなく、連続して安定的に液滴を形成することが可能となる。即ち、３つの吐出口１４の近傍に気泡が混入した場合や、膜状部材１２上に多数の気泡が混入した場合には吐出状態に影響を及ぼすため、長い時間安定的に液滴の形成を行うためには、混入した気泡を排出する必要がある。通常、膜状部材１２上に混入した気泡は、自然に若しくは膜状部材１２の振動によって上方に移動するが、液体保持部１１には大気開放部１５が設けられているため、混入した気泡を大気開放部１５から排出可能となる。そのため、液体保持部１１に気泡が混入しても不吐出が発生することを防止可能となり、連続して安定的に液滴を形成することができる。
なお、液滴を形成しないタイミングで、液滴を形成しない範囲で膜状部材１２を振動させ、積極的に気泡を液体保持部１１の上方に移動させてもよい。
【０１４５】
＜第２の実施形態の変形例１＞
図５は、第２の実施形態の変形例１の液滴形成装置の一例を示す概略図である。なお、第２の実施形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１４６】
図５に示す第２の実施形態の変形例１の液滴形成装置１Ｄは、図２に示す第１の実施形態の変形例１の液滴形成装置１Ａに対応し、液滴吐出手段１０をオープンヘッドに変更した点以外は、第１の実施形態の変形例１の液滴形成装置１Ａと共通するので、第２の実施形態及び第１の実施形態の変形例１の説明を参照して、詳細な説明を省略する。
【０１４７】
＜第２の実施形態の変形例２＞
図６は、第２の実施形態の変形例２の液滴形成装置の一例を示す概略図である。なお、第２の実施形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１４８】
図６に示す第２の実施形態の変形例２の液滴形成装置１Ｅは、図３に示す第１の実施形態の変形例２の液滴形成装置１Ｂに対応し、液滴吐出手段１０をオープンヘッドに変更した点以外は、第１の実施形態の変形例２の液滴形成装置１Ｂと共通するので、第２の実施形態及び第１の実施形態の変形例２の説明を参照して、詳細な説明を省略する。
【０１４９】
本発明の液滴形成装置は、吐出された液滴に含まれる粒子の検知精度が向上すると共に、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させることができる高い生産性を有しているので、各種分野に好適に用いられるが、以下に説明する本発明の分注装置に特に好適に用いられる。
【０１５０】
（分注装置）
本発明の分注装置は、本発明の上記液滴形成装置と、被着対象物とを有し、制御手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有する。
液滴形成装置の粒子計数装置が、液滴に含まれる粒子の数が０個であると判定したとき、液滴吐出手段が、同じ凹部に対して液滴を再度吐出することが、凹部に確実に粒子を分注することができる点から好ましい。
【０１５１】
＜被着対象物＞
被着対象物は、液滴形成装置の液滴吐出手段から吐出された液滴が着滴する複数の凹部が形成された部材である。
被着対象物としては、吐出された液滴が付着することができれば、その材質、形状、大きさ、構造などについて特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
被着対象物の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、半導体、セラミックス、金属、ガラス、石英ガラス、プラスチックスなどで形成されたものが好適に挙げられる。
被着対象物の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、板状、プレート状などが好ましい。
被着対象物の構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単層構造であっても複数層構造であっても構わない。
被着対象物に設ける凹部の数は、複数であり、２つ以上が好ましく、５つ以上がより好ましく、５０以上が更に好ましい。
【０１５２】
＜制御手段＞
制御手段は、液滴吐出手段と複数の凹部との相対的な位置関係を制御する手段であり、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）、メインメモリなどを有し、分注装置全体の動作を制御するための制御プログラムに基づいて各種処理を実行する。
【０１５３】
＜その他の手段＞
その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、記録手段、培養手段、加熱手段、攪拌手段、洗浄手段などを有することが好ましい。
【０１５４】
本発明の分注装置は、吐出された液滴に含まれる粒子の検知精度が向上すると共に、単位時間当りの吐出する液滴数を増加させることができる高い生産性を有する本発明の粒子計数装置を有しているので、再生医療、医薬、化粧品、化学物質の安全性や効能の評価などの各種分野に幅広く用いることができる組織体、特に三次元組織体の作製に好適に用いられる。
【０１５５】
ここで、本発明の分注装置の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【０１５６】
＜第３の実施形態＞
図２４は、第３の実施形態の分注装置の一例を示す概略図である。第３の実施の形態では、第１及び第２の実施形態の液滴形成装置を、被着対象物の凹部に粒子を分注する分注装置として用いる形態である。なお、第３の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
【０１５７】
図２４に示す分注装置２は、液滴形成装置１と、被着対象物３００と、ステージ４００と、制御手段５００とを有している。
液滴形成装置１としては、図１に示す第１の実施形態の液滴形成装置１を用いている。第１の実施形態において、既に説明した実施の形態と同一の構成については、同じ参照符号を付してその説明を省略する。
なお、液滴形成装置１に代えて、図２〜図６に示す液滴形成装置１Ａから１Ｅのいずれかを用いてもよい。
【０１５８】
被着対象物３００は、移動可能に構成されたステージ４００上に配置されている。被着対象物３００には、液滴形成装置１の液滴吐出手段１０から吐出された４つの液滴２１０が着滴する複数の凹部（ウェル）３１０が形成されている。
制御手段５００は、ステージ４００を移動させ、液滴形成装置１の液滴吐出手段１０とそれぞれの凹部３１０との相対的な位置関係を制御する。これにより、液滴形成装置１の液滴吐出手段１０からそれぞれの凹部３１０中に順次粒子２００を含む液滴２１０を吐出することができる。
【０１５９】
制御手段５００は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メインメモリ等を含む構成とすることができる。この場合、制御手段５００の各種機能は、ＲＯＭ等に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵにより実行されることによって実現できる。但し、制御手段５００の一部又は全部は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。また、制御手段５００は、物理的に複数の装置等により構成されてもよい。
【０１６０】
図２５は、第３の実施の形態に係る分注装置の動作を示すフローチャートの例である。まず、ステップＳ１０１では、液滴形成装置１の液滴吐出手段１０は、所定の凹部３１０に向けて液滴２１０を吐出する。
【０１６１】
次に、ステップＳ１０２では、液滴形成装置１の粒子計数手段５０は、飛翔する液滴２１０に含有された粒子２００の個数を検知し、検知結果を制御手段５００に送る。粒子計数手段５０の検知結果が『１個以上』でない場合（ゼロ個の場合）には、ステップＳ１０１の動作を繰り返す。
【０１６２】
ステップＳ１０２で粒子計数手段５０の検知結果が『１個以上』である場合には、ステップＳ１０３に移行する。ステップＳ１０３では、制御手段５００はステージ４００を制御し、液滴形成装置１の液滴吐出手段１０と次の凹部３１０とが対向する位置になるように被着対象物３００を移動する。その後、ステップＳ１０１に移行して同様の動作を繰り返す。
【０１６３】
これにより、凹部３１０に向けて飛翔する液滴２１０に含有された粒子２００の個数がゼロ個である場合には同じ凹部３１０に向けて液滴２１０を再度吐出するため、複数の凹部３１０中に確実に粒子２００を分注することが可能となる。
【０１６４】
また、飛翔する液滴２１０に含有された粒子２００の有無ではなく、図２６に示すように飛翔する液滴２１０に含有された粒子２００の個数を検知することも可能である。
図２６は、第３の実施の形態に係る分注装置の動作を示すフローチャートの他の例である。
【０１６５】
図２６では、まず、図２５と同様のステップＳ１０１を実施後、ステップＳ２０２において、液滴形成装置１の粒子計数手段５０は、飛翔する液滴２１０に含有された粒子２００の個数を検知し、検知結果を制御手段５００に送る。粒子計数手段５０の検知結果が『３個』となるまで、ステップＳ１０１の動作を繰り返す。
【０１６６】
なお、液滴２１０に含有された粒子２００の個数が増えると粒子計数手段５０の検知精度が低下するおそれがあるため、必ずしも１回に吐出する液滴２１０に含有された粒子２００の個数が３個になるように設定する必要はない。例えば、１回に吐出する液滴２１０に含有された粒子２００の個数が０個又は１個になるように設定してもよい。この場合、液滴２１０に含有された粒子２００の個数の合計が３個となるまで、ステップＳ１０１の動作を繰り返す。
【０１６７】
ステップＳ２０２で粒子計数手段５０の検知結果が『３個』である場合には、ステップＳ１０３に移行し、図２５と同様のステップＳ１０３を実施する。その後、ステップＳ１０１に移行して同様の動作を繰り返す。これにより、各凹部３１０内の粒子２００の個数が３個となるように分注することが可能になる。
【０１６８】
なお、図２５及び図２６の処理において、ステージ４００に沿って液滴形成装置１を所定の位置に移動させる機能は、例えば、制御手段５００にプログラムとして組み込むことができる。
【０１６９】
本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し前記光を照射する光照射手段と、
前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する受光手段と、
前記受光手段により受光した前記発光に基づき、前記複数の液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数手段と、
を有することを特徴とする粒子計数装置である。
＜２＞  前記受光手段を２つ以上備えており、それぞれの前記受光手段が異なる方向から前記粒子からの発光を受光する前記＜１＞に記載の粒子計数装置である。
＜３＞  前記受光手段が、受光面の略法線方向に受光した前記発光の輝度値及び前記発光の前記受光面における形状の情報を得て、
前記粒子計数手段が、前記発光の輝度値に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第一の計数処理、及び、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づいて前記液滴に含まれる前記粒子を計数する第二の計数処理の少なくともいずれかを行う前記＜２＞に記載の粒子計数装置である。
＜４＞  前記粒子計数手段が、前記第一の計数処理を行い、前記粒子を計数できないと判定したとき、前記第二の計数処理を行い、前記粒子を計数する前記＜３＞に記載の粒子計数装置である。
＜５＞  前記粒子計数手段が、前記発光の前記受光面における形状の情報に基づき曲率半径を算出し、所定の範囲内にある前記曲率半径を算出した際の円の中心の個数を前記粒子の個数として計数する前記第二の計数処理を行う前記＜３＞から＜４＞のいずれかに記載の粒子計数装置である。
＜６＞  ２つ以上の前記受光手段のうち少なくとも１の前記受光手段が、その受光方向が他の前記受光手段の受光方向と略直交方向に位置するように配された前記＜２＞から＜５＞のいずれかに記載の粒子計数装置である。
＜７＞  前記受光手段が、その受光方向が前記液滴の吐出方向と略直交方向に位置するように配された前記＜２＞から＜６＞のいずれかに記載の粒子計数装置である。
＜８＞  前記光照射手段から照射される光が、パルス光である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の粒子計数装置である。
＜９＞  前記パルス光のパルス幅が、１０μｓ以下である前記＜８＞に記載の粒子計数装置である。
＜１０＞  前記光を照射されたときに発光可能な粒子が、細胞である前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載の粒子計数装置である。
＜１１＞  前記光を照射されたときに発光可能な粒子が、蛍光色素によって染色された細胞及び蛍光タンパク質を発現可能な細胞の少なくともいずれかである前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載の粒子計数装置である。
＜１２＞  前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の粒子計数装置と、
吐出開始地点として、複数の吐出口を有する液滴吐出手段と、
を備えることを特徴とする液滴形成装置である。
＜１３＞  前記複数の吐出口が、前記液滴吐出手段の吐出面の長さ方向に沿って１列以上配設されている前記＜１２＞に記載の液滴形成装置である。
＜１４＞  前記複数の吐出口の数が、１列当り２個以上１００個以下である前記＜１３＞に記載の液滴形成装置である。
＜１５＞  前記液滴吐出手段が、
前記光を照射されたときに発光可能な粒子を含む液体を保持する液体保持部と、
複数の吐出口が形成され、前記液体保持部に保持された前記液体を振動により前記複数の吐出口から液滴として吐出する膜状部材と、
を有する前記＜１２＞から＜１４＞のいずれかに記載の液滴形成装置である。
＜１６＞  前記液体保持部が、大気開放部を有する前記＜１５＞に記載の液滴形成装置である。
＜１７＞  前記液滴吐出手段が、前記膜状部材を振動させる振動部材を有する前記＜１５＞から＜１６＞のいずれかに記載の液滴形成装置である。
＜１８＞  前記振動部材が、圧電素子である前記＜１７＞に記載の液滴形成装置である。
＜１９＞  光を照射されたときに発光可能な粒子を含み、且つ、異なる位置から吐出される複数の液滴に対し前記光を照射する光照射工程と、
前記光を照射された前記粒子からの発光を受光する受光工程と、
前記受光工程で受光した前記発光に基づき、前記複数の液滴に含まれる前記粒子を計数する粒子計数工程と、
を含むことを特徴とする粒子計数方法である。
＜２０＞  前記＜１２＞から＜１８＞のいずれかに記載の液滴形成装置と、
前記液滴吐出手段から吐出された前記液滴が着滴する複数の凹部が形成された被着対象物と、
を有することを特徴とする分注装置である。
＜２１＞  前記液滴吐出手段と前記複数の凹部との相対的な位置関係を制御する制御手段を有する前記＜２０＞に記載の分注装置である。
＜２２＞  前記液滴形成装置における粒子計数装置が、前記液滴に含まれる粒子の数が０個であると判定したとき、
前記液滴吐出手段が、同じ前記凹部に対して前記液滴を再度吐出する前記＜２０＞から＜２１＞のいずれかに記載の分注装置である。
＜２３＞  組織体の形成に用いられる前記＜２０＞から＜２２＞のいずれかに記載の分注装置である。
【０１７０】
前記＜１＞から＜１１＞のいずれかに記載の粒子計数装置、前記＜１２＞から＜１８＞のいずれかに記載の液滴形成装置、前記＜１９＞に記載の粒子計数方法、及び前記＜２０＞から＜２３＞のいずれかに記載の分注装置は、従来における上記諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。
【符号の説明】
【０１７１】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ      液滴形成装置
２      分注装置
１０      液滴吐出手段
１４      吐出口
２０      駆動手段
３０      光照射手段
４１      受光手段
４２      受光手段
５０      粒子計数手段
２００      発光可能な粒子
２０１      液体
２１０      液滴
Ｌ      光
Ｌｆ      発光
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１７２】
【特許文献１】特開２００８−６９３号公報
【図１】
2018017700.tif 000003
【図２】
2018017700.tif 000004
【図３】
2018017700.tif 000005
【図４】
2018017700.tif 000006
【図５】
2018017700.tif 000007
【図６】
2018017700.tif 000008
【図７】
2018017700.tif 000009
【図８】
2018017700.tif 000010
【図９】
2018017700.tif 000011
【図１０】
2018017700.tif 000012
【図１１】
2018017700.tif 000013
【図１２】
2018017700.tif 000014
【図１３】
2018017700.tif 000015
【図１４Ａ】
2018017700.tif 000016
【図１４Ｂ】
2018017700.tif 000017
【図１４Ｃ】
2018017700.tif 000018
【図１５Ａ】
2018017700.tif 000019
【図１５Ｂ】
2018017700.tif 000020
【図１６Ａ】
2018017700.tif 000021
【図１６Ｂ】
2018017700.tif 000022
【図１６Ｃ】
2018017700.tif 000023
【図１７】
2018017700.tif 000024
【図１８】
2018017700.tif 000025
【図１９】
2018017700.tif 000026
【図２０】
2018017700.tif 000027
【図２１】
2018017700.tif 000028
【図２２】
2018017700.tif 000029
【図２３】
2018017700.tif 000030
【図２４】
2018017700.tif 000031
【図２５】
2018017700.tif 000032
【図２６】
2018017700.tif 000033