(57)【要約】【課題】検出対象粒子の濃度が濃い場合や、試料液中に検出対象粒子以外のコンタミが多数含まれている場合においても、測定時間の増大を抑制しつつ、微粒子の測定精度を向上させる。【解決手段】微粒子測定装置１は、フローセル２内を流れた微粒子１６の粒子数を計測し、フローセル２内を流れた微粒子１６の粒子数が所定値以上になった場合、バッファタンク１１内に貯留された混合液１５を試料流としてフローセル２に再送し、この混合液１５に含まれる微粒子１６にレーザ光７を照射させながら、個々の微粒子１６を光学的に分析する。【選択図】      図１
2008032634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子を含む試料液がシース液で包み込まれた試料流を形成するフローセルと、
前記試料流に光を照射する光源と、
前記試料流に含まれる微粒子からの光の強度を検出する光検出器と、
前記フローセル内を流れる微粒子の粒子数の計測結果に基づいて、前記フローセル内を流れる試料液とシース液の混合液を前記試料流として前記フローセルに再送する再送手段とを備えることを特徴とする微粒子測定装置。
【請求項２】
微粒子を含む試料液がシース液で包み込まれた試料流を形成するフローセルと、
前記試料流に光を照射する光源と、
前記試料流に含まれる微粒子からの光の強度を検出する光検出器と、
前記フローセル内を流れる微粒子の粒子数の計測結果に基づいて、前記フローセル内を流れる試料流の流路幅とともに前記試料流に含まれる微粒子の濃度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする微粒子測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微粒子測定装置に関し、特に、シースフロー方式にて微粒子の形状や性質などを計測する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
フローサイトメトリでは、微粒子を流体中に分散させ、その流体を細く流して、個々の微粒子を光学的に分析することにより、微粒子の種類や性質を解明することができ、医療分野やバイオテクノロジー分野などで主に使用されている。
図３は、このフローサイトメトリに用いられる従来の微粒子測定装置の概略構成を示す斜視図である。
【０００３】
図３において、サンプルＳａはサンプル容器１０１に蓄積され、生理食塩水等のシース液Ｓｈはシース容器１０２に蓄積されている。そして、サンプル容器１０１およびシース容器１０２の内部はそれぞれ気密にされ、加圧機構により加圧されている。そして、シースフロー原理によりフローセルチャンバ１０３内でサンプルがシース液に包まれて細い流れに収斂され、フローセル１０４の流通部を通過する。このときサンプル中に含まれる微粒子は分離されて１個ずつ順次流れる。このフローセル１０４を通過する個々の微粒子に対してレーザ光源１０５から出射されたレーザ光が、シリンドリカルレンズ１０６ａ、１０６ｂによって集光照射され、この結果として微粒子からは散乱光及び蛍光が発生する。そして、レンズ１０７によって散乱光を集光しながら、検出器８で光強度を検出することにより、個々の微粒子を光学的に分析することができる。
【０００４】
また、例えば、特許文献１には、サンプルを効率良くフローセルに供給することができるようにするために、シース液供給チューブに設けられシース液の送液を行なうシース液送液機構と、廃液チューブに設けられ廃液の送液を行う廃液送液機構を設け、シース液送液機構と廃液送液機構との流量差によってサンプルの流量を決定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平６−１９４２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の微粒子測定装置では、検出対象粒子の濃度が濃い場合や、試料液中に検出対象粒子以外のコンタミが多数含まれている場合、試料液中の検出対象粒子を分離させてフローセル内を１個ずつ順次流せるようにするために、試料流の流路幅を検出対象粒子の粒径とほぼ同程度に絞り込む必要があることから、試料流の流量が極端に減少し、測定時間の増大を招くという問題があった。
そこで、本発明の目的は、検出対象粒子の濃度が濃い場合や、試料液中に検出対象粒子以外のコンタミが多数含まれている場合においても、測定時間の増大を抑制しつつ、微粒子の測定精度を向上させることが可能な微粒子測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の微粒子測定装置によれば、微粒子を含む試料液がシース液で包み込まれた試料流を形成するフローセルと、前記試料流に光を照射する光源と、前記試料流に含まれる微粒子からの光の強度を検出する光検出器と、前記フローセル内を流れる微粒子の粒子数の計測結果に基づいて、前記フローセル内を流れる試料液とシース液の混合液を前記試料流として前記フローセルに再送する再送手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２記載の微粒子測定装置によれば、微粒子を含む試料液がシース液で包み込まれた試料流を形成するフローセルと、前記試料流に光を照射する光源と、前記試料流に含まれる微粒子からの光の強度を検出する光検出器と、前記フローセル内を流れる微粒子の粒子数の計測結果に基づいて、前記フローセル内を流れる試料流の流路幅とともに前記試料流に含まれる微粒子の濃度を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、試料流に含まれる微粒子の濃度を制御しながらフローセル内に試料流を循環させることが可能となり、試料流に含まれる微粒子の濃度が濃い場合においても、試料流の流路幅を微粒子の粒径とほぼ同程度にまで絞り込むことなく、試料液中の微粒子を分離させてフローセル内を１個ずつ順次流せるようにすることが可能となる。このため、試料流に含まれる微粒子の濃度が濃い場合においても、微粒子の測定精度を劣化させることなく、試料流の流路幅を拡大することを可能として、測定時間を短縮することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る微粒子測定装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る微粒子測定装置の概略構成を示す側面図、図２は、図１のＡ部分を拡大して示す断面図である
図１および図２において、微粒子測定装置１には、微粒子１６を含む試料液１３がシース液１４で包み込まれた試料流を形成するフローセル２、試料流にレーザ光７を照射するレーザ光源３、レーザ光源３から出射されたレーザ光７を試料流に集光するレンズ４、試料流に含まれる微粒子１６からの光の強度を検出する受光素子６、試料流に含まれる微粒子１６からの光を受光素子６に集光するレンズ５、試料液１３をシース液１４の中央に注入するノズル（サンプルインサーションロッド）８、試料液１３を貯留する試料液容器９、シース液１４を貯留するシース液容器１０、試料液１３とシース液１４との混合液１５を貯留するバッファタンク１１が設けられている。
【００１０】
そして、微粒子測定装置１は、フローセル２を流れた試料液１３およびシース液１４をバッファタンク１１内に一時的に貯留し、フローセル２内を流れた微粒子１６の粒子数の計測結果に基づいて、バッファタンク１１内に貯留された混合液１５を試料流としてフローセル２に再送することができる。さらに、微粒子測定装置１は、フローセル２内を流れる微粒子１６の粒子数の計測結果に基づいて、フローセル２内を流れる試料流の流路幅とともに試料流に含まれる微粒子１６の濃度を制御することができる。なお、シース液１４としては、微粒子１６の光学的な分析の妨害にならないようにするために、例えば、純水などを用いることができる。
【００１１】
ここで、フローセル２は、流体力学に基づいて設計されており、断面が四方形の細長いクォーツ製の中空チャンバで、レーザ光７を透過させ、フローセル２内の微粒子１６にレーザ光７を照射させることができる。また、フローセル２内部は、入口からレーザ照射部に向けて次第に幅が狭くなり、レーザー照射部では正方形クォーツを構成することができる。
【００１２】
そして、シース液１４は、コンプレッサなどの圧力にてシース液容器１０から押し出され、フローセル２に注入されるとともに、試料液１３は、コンプレッサなどの圧力にて試料液容器９から押し出され、ノズル８を介してシース液１４の中央に注入される。そして、フローセル２内において、試料液１３とシース液１４の流れは層流を形成し、試料液１３とシース液１４とが混じり合うことなく、微粒子１６を含む試料液１３がシース液１４で包み込まれた試料流を形成することができる。
ここで、試料液１３側の圧力をシース液１４側の圧力よりわずかに低い状態にすると、試料液１３は、シース液１４との層流を作る段階で流体力学的絞り込みが生じ、シース液１４に包まれた試料液１３の流径が細くなって、微粒子１６を１列に並ばせることができ、微粒子１６が１個ずつ順番にフローセル２中を流れて行く状態にすることができる。
【００１３】
なお、シース圧を変えることにより、フローセル２内を微粒子１６が通過する速度を変えることができ、シース圧とサンプル圧の差（差圧）により、フローセル２内の微粒子１６が流れる速度、すなわち測定速度を決めることができる。例えば、シース圧が一定の時、サンプル圧を高くすると差圧が小さくなり、試料流の絞り込みは少なくなることから、試料流の流路幅は太くなり、測定速度は上がる一方で、測定分解能が下がる。一方、サンプル圧を低くすると差圧が大きくなり、試料流の絞り込みが大きくなることから、試料流の流路幅は細くなり、分解能は向上する一方で、測定速度は遅くなり、同じ微粒子１６を測定するならば、測定時間が長くなる。
【００１４】
そして、レーザ光源３から出射されたレーザ光７はレンズ４にて集光された後、フローセル２内を流れる試料流に照射され、このレーザ光７を横切るようにして微粒子１６を１個ずつ順番にフローセル２内に流すことができる。そして、フローセル２内に流れる微粒子１６にレーザ光７が照射されると、この微粒子１６からは散乱光及び蛍光が発生し、レンズ５によって散乱光を集光しながら、検出器８で光強度を検出することにより、個々の微粒子１６を光学的に分析することができる。
【００１５】
ここで、微粒子測定装置１は、フローセル２内を流れた微粒子１６の粒子数を計測し、フローセル２内を流れた微粒子１６の粒子数が所定値以上になった場合、バッファタンク１１内に貯留された混合液１５を試料流としてフローセル２に再送することができる。そして、シース液１４は、コンプレッサなどの圧力にてシース液容器１０から再度押し出され、フローセル２に注入されるとともに、混合液１５は、コンプレッサなどの圧力にてバッファタンク１１から押し出され、ノズル８を介してシース液１４の中央に注入される。そして、フローセル２内において、混合液１５とシース液１４の流れは層流を形成し、混合液１５とシース液１４とが混じり合うことなく、微粒子１６を含む混合液１５がシース液１４で包み込まれた試料流を形成することができる。ここで、試料流の流路幅は、微粒子１６の粒径の５〜１００倍程度に設定することができる。
【００１６】
そして、レーザ光源３から出射されたレーザ光７はレンズ４にて集光された後、フローセル２内を流れる試料流に再度照射され、このレーザ光７を横切るようにして微粒子１６を１個ずつ順番にフローセル２内に再度流すことができる。そして、フローセル２内に流れる微粒子１６にレーザ光７が再度照射されると、この微粒子１６からは散乱光及び蛍光が発生し、レンズ５によって散乱光を集光しながら、検出器８で光強度を再度検出することにより、個々の微粒子１６を光学的に分析することができる。
【００１７】
これにより、試料流に含まれる微粒子１６の濃度を制御しながらフローセル２内に試料流を循環させることが可能となり、試料流に含まれる微粒子１６の濃度が濃い場合においても、試料流の流路幅を微粒子の粒径とほぼ同程度にまで絞り込むことなく、試料液１３中の微粒子１６を分離させてフローセル２内を１個ずつ順次流せるようにすることが可能となる。このため、試料流に含まれる微粒子１６の濃度が濃い場合においても、微粒子１６の測定精度を劣化させることなく、試料流の流路幅を拡大することを可能として、測定時間を短縮することが可能となる。
【００１８】
すなわち、図２（ａ）において、フローセル２内を流れる微粒子１６の濃度が高い場合には、レーザ光７を横切る微粒子１６が互いに重なり合うようになり、個々の微粒子１６を１個づつ分離しながら測定することができなくなることから、個々の微粒子１６の測定精度が劣化する。
このため、図２（ｂ）に示すように、フローセル２内を流れる微粒子１６の濃度が高い場合には、サンプル圧を低くしてシース圧とサンプル圧の差圧を大きくし、試料流の流路幅を微粒子１６の粒径とほぼ同程度に絞り込むことにより、個々の微粒子１６を１個づつ分離しながら測定することができる。
【００１９】
一方、試料流の流路幅を微粒子１６の粒径とほぼ同程度に絞り込むと、試料流の流路幅は細くなり、測定速度は遅くなることから、測定時間が長くなる。このため、図２（ｃ）に示すように、バッファタンク１１内に貯留された混合液１５を試料流としてフローセル２に再送し、この混合液１５に含まれる微粒子１６にレーザ光７を照射させながら、個々の微粒子１６を光学的に分析することができる。
【００２０】
これにより、フローセル２内を流れる微粒子１６の濃度が高い場合においても、試料流の流路幅を微粒子１６の粒径とほぼ同程度に絞り込むことなく、個々の微粒子１６を１個づつ分離しながら測定することができ、微粒子１６の測定精度を劣化させることなく、測定時間を短縮することが可能となる。また、個々の微粒子１６を高精度で測定する必要がある場合には、初回測定時よりも試料流の流路幅が細くなるように試料流の流れを制御することができる。
【００２１】
このように、フローセル２内を流れる微粒子１６の濃度が低い場合には、試料流の流路幅を太くし測定速度を速くすることで測定時間が短縮することが可能となるとともに、フローセル２内を流れる微粒子１６の濃度が高い場合には、混合液１５を試料流としてフローセル２に再送することで、試料流の流路幅を細くすることなく、個々の微粒子１６を１個づつ分離しながら測定することができ、微粒子１６の測定精度を劣化させることなく、測定時間を短縮することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る微粒子測定装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】図１のＡ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】従来の微粒子測定装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  微粒子測定装置
２  フローセル
３  レーザ光源
４、５  レンズ
６  受光素子
７  レーザ光
８  ノズル
９  試料液容器
１０  シース液容器
１１  バッファタンク
１３  試料液
１４  シース液
１５  混合液
１６  微粒子
【図１】
2008032634.tif 000003
【図２】
2008032634.tif 000004
【図３】
2008032634.tif 000005