(57)【要約】【課題】高精度で標識物質を検出し得る標識検出装置及び標識検出方法を提案する。【解決手段】層流ＬＦのうち、サンプル流ＳＦ２に流される標的試料には、標識物質として圧電体が標識される。層流ＬＦ外方に設けられた平行平板電極２１から、該層流ＬＦの経路上に準静電場を形成し、その準静電場に、サンプル流ＳＦ２に流れる試料のうち圧電体が標識された標的試料が入ったとき、その標的試料に標識される圧電体に生じる振動（弾性波）を、弾性波検出部２３により検出するようにした。【選択図】図５
2008107109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出装置であって、
上記サンプル流の経路に準静電界を形成する電界形成手段と、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記準静電界に入ったときに、該粒子に生じる振動を検出する検出手段と
を具えることを特徴とする標識検出装置。
【請求項２】
上記電界形成手段は、
上記サンプル流の外方に設けられた電界発生源と、
上記サンプル流の断面を含む範囲を、上記電界発生源を基準とする上記準静電界の形成範囲とした場合において、誘導電磁界に比して準静電界の強度が大きい状態となる周波数の信号を、上記電界発生源に出力する出力手段と
を具えることを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。
【請求項３】
一の上記電界発生源及び上記検出手段を、上記粒子を検出する単位として、複数の上記電界発生源及び上記検出手段が、振動数の異なる複数の粒子を検出するように、上記サンプル流の流方向に設けられ、
各上記検出手段は、当該検出手段に対応する電界発生源以外の電界発生源の影響を受けない程度の距離だけ離間された
ことを特徴とする請求項１に記載の標識検出装置。
【請求項４】
上記電界形成手段は、
上記サンプル流を囲む非導電性の管をさらに具え、
上記電界発生源及び上記検出手段は、上記管の内壁と外壁との間に設けられた
ことを特徴とする請求項２に記載の標識検出装置。
【請求項５】
上記電界形成手段は、
上記サンプル流の外方に、該サンプル流を挟むように対向配置された第1の平行平板電極と、
上記サンプル流の外方であって上記平行平板電極に対するサンプル流の流方向の上下に、該サンプル流を挟むように対向配置された第２及び第３の平行平板電極と、
上記サンプル流の断面を含む範囲を、上記電界発生源を基準とする上記準静電界の形成範囲とした場合に、当該範囲において誘導電磁界に比して準静電界の強度が大きい状態となる周波数の信号を、上記第1の平行平板電極に出力する第１の出力手段と、
上記信号に対して逆位相の信号を、上記第２及び第３の平行平板電極に出力する第２の出力手段と
を具え、
上記逆位相の信号は、
上記第１の平行平板電極の電極間における結合容量と、上記第１の平行平板電極及び上記第２及び第３の平行平板電極の電極間における結合容量とが一致するように、振幅が選定された
ことを特徴とする請求項１に記載の標識検出装置。
【請求項６】
上記電界形成手段は、
上記サンプル流の外方に設けられた電界発生源と、
上記電界発生源を覆い囲むシールドと、
上記シールドに設けられた貫通孔と
を具え、
上記貫通孔の直径は、上記電界発生源と、該電界発生源から最も遠い上記シース流の外縁との間の距離以上に形成された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。
【請求項７】
上記サンプル流を囲む管と、
上記管の外壁に対して全反射するように、該外壁に対して所定の入射角で、電磁波を発射する発射源と
を具え、
上記電磁波は、上記電磁波を上記外壁に発射した場合に、該外壁から染み出すエバネッセント場に、上記サンプル流及び上記検出手段が含まれるようにその波長が選定された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。
【請求項８】
上記検出手段は、
圧電板と、該圧電板の表面に設けられたＩＤＴ(Inter Digital Transducer)と
を具え、
上記出力手段から出力される上記信号の周波数と、上記ＩＤＴの中心周波数とが一致するように、上記圧電板の材料及び上記ＩＤＴの形状が選択された
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。
【請求項９】
上記電界形成手段は、
上記サンプル流の経路のうち、該サンプル流から液滴として落ちる経路に準静電界を形成し、
上記検出手段は、
上記液滴に含まれる上記標的物質に標的された上記粒子が上記準静電界に入ったときに該粒子に生じる振動を、上記準静電界のインピーダンス変化により検出する
ことを特徴とする請求項1に記載の標識検出装置。
【請求項１０】
サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出装置であって、
上記サンプル流の経路に弾性波を印加する弾性波印加手段と、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記サンプル流を流れているときに、上記弾性波の印加による上記粒子の圧電現象又は電歪現象によって当該粒子に生じる準静電界を検出する検出手段と
を具えることを特徴とする標識検出装置。
【請求項１１】
サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出方法であって、
上記サンプル流の経路に準静電界を形成する第１のステップと、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記準静電界に入ったときに、該粒子に生じる振動を検出する第２のステップと
を具えることを特徴とする標識検出方法。
【請求項１２】
サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出する標識検出方法であって、
上記層流の経路に弾性波を印加する第１のステップと、
固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を上記標識物質とする上記標的試料が上記サンプル流を流れているときに、上記弾性波の印加による上記粒子の圧電現象又は電歪現象によって当該粒子に生じる準静電界を検出する第２のステップと
を具えることを特徴とする標識検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は標識検出装置及び標識検出方法に関し、例えば、フローサイトメトリに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、数多くの種類の細胞群から、目的とする細胞だけを生きたまま分取するものとしてフローサイトメトリがある。このフローサイトメトリは、ある条件により蛍光物質が標識された標的試料を、１個ずつフローに流し、該フローから生じる液滴に対して、フローと直交する方向からレーザ光を照射する。
【０００３】
またフローサイトメトリは、レーザ光の照射により励起される散乱光及び蛍光を、光学系を介して特定の波長に分離して対応する検出器に導き、標識物質の有無を検出する。つまり、フローサイトメトリは、標識物質の有無によって、特定の標識物質が結合した細胞（標的細胞）と、別の標識物質が結合した細胞又は標識物質が非結合の細胞を分離するようになされている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−５０８７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところがかかる構成のフローサイトメトリでは、波長の長さが検出分解能（検出し得る細かさ）の限界となるため、レーザ光の波長としておよそ３４０［nm］〜６３３［nm］よりも小さい標識物質を検出することはできない一方、当該限界付近では、光学系を厳密に調整（キャリブレーション）しなければ、一定の検出精度を得ることができないという問題があった。
【０００５】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、高精度で標識物質を検出し得る標識検出装置及び標識検出方法を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため本発明は、サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出するものであって、サンプル流の経路に準静電界を形成し、その準静電界に、固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を標識物質とする標的試料が入ったときに、該粒子に生じる振動を検出するようにした。
【０００７】
したがって、本発明は、波長に依存せずに限局した空間領域として形成される準静電界を用いて、粒子との逆圧電効果により得られる振動を検出することができるため、従来のレーザ方式の検出分解能（検出し得る細かさ）の限界よりも小さい波長の標識物質であっても検出することができる。
【０００８】
これに加えて、サンプル流を含む空間領域に準静電界を形成するようにしたため、層流と直交する方向から直線性の高いレーザ光を照射する従来のレーザ方式のように、標識物質が照射方向の裏側に位置することでその標識物質を検出できないといったことを回避することができる。
【０００９】
また本発明は、サンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を検出するものであって、層流の経路に弾性波を印加し、固有の振動数をもつ圧電体又は電歪体でなる粒子を標識物質とする標的試料がサンプル流を流れているときに、弾性波の印加による粒子の圧電現象又は電歪現象によって当該粒子に生じる準静電界を検出するようにした。
【００１０】
したがって、本発明は、波長に依存せずに限局した空間領域として形成される準静電界を用いて、粒子との圧電効果により得られる振動を検出することができるため、従来のレーザ方式の検出分解能（検出し得る細かさ）の限界よりも小さい標識物質であっても検出することができる。
【００１１】
これに加えて、弾性波の印加により粒子に生じる準静電界は標的試料を回り込むので、層流と直交する方向から直線性の高いレーザ光を照射する従来のレーザ方式のように、標識物質が照射方向の裏側に位置することでその標識物質を検出できないといったことを回避することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明は、準静電界を用いて、圧電体又は電歪体でなる粒子との逆圧電効果又は圧電効果により得られる振動を検出するようにしたことにより、高精度で標識物質を検出し得る標識検出装置及び標識検出方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（１）電界について
本発明では、試料に標識された標識物質が、準静電界を用いて検出される。かかる試料の識別方法の実施の形態を説明する前に、まずは、電界について各種観点から説明する。
【００１４】
（１−１）電界の分類
電界発生源となる微小ダイポールからの距離をｒとし、その距離ｒを隔てた位置をＰとした場合、当該位置Ｐでの電界強度Ｅは、マックスウェル方程式より、次式
【００１５】
【数１】
2008107109.tif 000003
【００１６】
のように曲座標（ｒ,θ,δ）として表すことができる。ちなみに、（１）式における「Ｑ」は、電荷[Ｃ]であり、「ｌ」は、電荷間の距離（但し、微小ダイポールの定義より、「ｌ」は「ｒ」に比して小さい）であり、「π」は、円周率、「ε」は、微小ダイポールを含む空間の誘電率、「ｊ」は、虚数単位、「ｋ」は、波数である。
【００１７】
かかる（１）式を展開すると、次式
【００１８】
【数２】
2008107109.tif 000004
【００１９】
となる。この（２）式からも分かるように、電界Ｅｒ及びＥΘは、電界発生源からの距離に線形に反比例する放射電界（ＥΘの第３項）と、電界発生源からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界（Ｅｒ、ＥΘの第２項）と、電界発生源からの距離の３乗に反比例する準静電界（Ｅｒ、ＥΘの第１項）との合成電界として発生する。
【００２０】
このように電界は、距離との関係では、放射電界、誘導電磁界及び準静電界に分類することができる。
【００２１】
（１−２）電界と分解能との関係
ここで、電界発生源からの距離によって電界強度が変化する割合を、放射電界、誘導電磁界、準静電界で比較する。（２）式における電界ＥΘのうち、放射電界に関する第３項を距離ｒで微分すると、次式
【００２２】
【数３】
2008107109.tif 000005
【００２３】
のように表すことができ、また（２）式における電界ＥΘのうち、誘導電磁界に関する第２項を距離ｒで微分すると、次式
【００２４】
【数４】
2008107109.tif 000006
【００２５】
のように表すことができ、さらに（２）式における電界ＥΘのうち、準静電界に関する第１項を距離ｒで微分すると、次式
【００２６】
【数５】
2008107109.tif 000007
【００２７】
のように表すことができる。なお、（３）乃至（５）式の「Ｔ」は、単純化するために(２)式の一部分を次式
【００２８】
【数６】
2008107109.tif 000008
【００２９】
のように置き換えている。
【００３０】
これら（３）乃至（５）式からも明らかなように、距離によって電界強度が変化する割合は準静電界に関する成分が最も大きい。
【００３１】
つまり、準静電界は、放射電解及び誘導電磁界に比して、距離に対する分解能が高い関係にある。
【００３２】
したがって、電界発生源から発生される電界のうち、検出対象の準静電界の強度が、当該検出対象以外の誘導電磁界及び放射電界の強度に比して大きいのであれば、当該誘導電磁界及び放射電界がないものとみなし得るため、準静電界の検出が可能となる。
【００３３】
（１−３）電界と周波数との関係
一方、これら放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図１に示すような結果となる。但し、この図１では、１[MHz]における各電界それぞれの相対的な強度と距離との関係を指数で表している。
【００３４】
この図１からも明らかなように、放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度が等しくなる距離(以下、これを強度境界距離と呼ぶ)が存在する。この場合、強度境界距離よりも遠方の空間では放射電界が優位（誘導電磁界や準静電界の強度よりも大きい状態）となり、これに対して強度境界距離よりも近方の空間では準静電界が優位（放射電界や誘導電磁界の強度よりも大きい状態）となる。
【００３５】
この強度境界距離は、（２）式における電界ＥΘの各項（ＥΘ１、ＥΘ２、ＥΘ３）に対応する電界の各成分、すなわち次式
【００３６】
【数７】
2008107109.tif 000009
【００３７】
が一致する（ＥΘ１＝ＥΘ２＝ＥΘ３）ということであるから、次式
【００３８】
【数８】
2008107109.tif 000010
【００３９】
を充足する場合、つまり、次式
【００４０】
【数９】
2008107109.tif 000011
【００４１】
として表すことができる。
【００４２】
そして、この（９）式における波数ｋは、光速をｃ[m/s] (ｃ＝３×１０８)とし、周波数をｆとすると、次式
【００４３】
【数１０】
2008107109.tif 000012
【００４４】
として表すことができることから、強度境界距離は、（９）式に（１０）式を代入して整理し、次式
【００４５】
【数１１】
2008107109.tif 000013
【００４６】
として表すことができる。
【００４７】
この（１１）式からも分かるように、放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間（以下、これを準静電界優位空間と呼ぶ）を広くする場合には周波数が密接に関係している。
【００４８】
具体的には、低い周波数であるほど、準静電界優位空間が大きくなる（即ち、図１に示した強度境界距離までの距離は、周波数が低いほど長くなる（つまり右に移ることになる））。これに対して高い周波数であるほど、準静電界優位空間が狭くなる（即ち、図１に示した強度境界距離までの距離は、周波数が高いほど短くなる（つまり左に移ることになる））。
【００４９】
例えば１０[MHz]を選定した場合、上述の（１１）式により、０．６７５[m]よりも近方では準静電界が優位な空間となる。かかる１０[MHz]を選定した場合に放射電界、誘導電磁界及び準静電界それぞれの相対的な強度と、距離との関係をグラフ化すると図２に示す結果となる。
【００５０】
この図２からも明らかなように、電界発生源から０．０１[m]地点の準静電界の強度は、誘導電磁界に比しておよそ１８．２[dB]大きくなる。従ってこの場合の準静電界は、誘導電磁界及び放射電界の影響がないものとみなすことができる。
【００５１】
このように準静電界は、低い周波数帯を選定するほど、電界発生源からより広い空間において、誘導電磁界及び放射電界に比して優位となる関係にある。
【００５２】
したがって、低い周波数帯を選定すれば、電界発生源の近傍では、検出対象の準静電界の強度が、当該検出対象以外の誘導電磁界及び放射電界の強度に比して大きいため、当該準静電界の検出が可能となり、この結果、高精度で試料の識別することが可能となる。
【００５３】
（２）実施の形態
次に、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００５４】
（２−１）フローサイトメトリの全体構成
本実施の形態によるフローサイトメトリを図３に示す。このフローサイトメトリ１は、水流系ユニット２、検出系ユニット３、データ処理系ユニット４及び分取系ユニット５によって構成される。
【００５５】
水流系ユニット２は、シース流送出部２Ａから所定のシース圧によりシースチューブを介してシース流を合流チャンバ２Ｘに送出するとともに、サンプル流送出部２Ｂから所定のサンプル圧によりサンプルチューブを介してサンプル流を合流チャンバ２Ｘに送出し、該合流チャンバ２Ｘにおけるノズルの噴出口ＯＰから、内層をサンプル流とし、外層をシース流とする層流ＬＦを噴出する。
【００５６】
水流系ユニット２は、この層流ＬＦを、ラミナフロー(laminar flow)の原理に則って、サンプル流とそれを包むシース流とが互いに混じりあうことのない状態、かつサンプル流の試料が個々に離れて流れる状態に形成するようになされている。
【００５７】
ちなみに、層流ＬＦの流体密度をρ、噴出口ＯＰの内径（層流の直径）をａ、流体速度をＵ、流体粘性をηとすると、次式
【００５８】
【数１２】
2008107109.tif 000014
【００５９】
の関係となり、「Ｒ＞１０００」の場合に層流ＬＦは乱れ、「Ｒ＜１０００」の場合に層流ＬＦは一定となる。この「Ｒ＜１０００」の状態を、ラミナフローという。流体粘性は温度依存が大きいため、シース流送出部ではシース流に対する温度コントロールが適宜行われる。
【００６０】
検出系ユニット３は、層流経路に設けられており、１つ１つ離れてサンプル流に個別に流れる試料のうち標的試料に標識された標識物質を準静電界を利用して電気的に検出し、この検出結果をデータ処理系ユニット４に送出するようになされている。
【００６１】
データ処理系ユニット４は、コンピュータ構成でなり、検出系ユニット３での検出結果に基づいて、対応する標的試料の種を識別するとともに、その識別結果に応じて、当該標的試料に印加すべきチャージ電圧を決定するようになされている。
【００６２】
分取系ユニット５は、層流から分離して液滴を形成する時点（break off point）において、データ処理系ユニット４で決定されたチャージ電圧を、層流ＬＦにおけるサンプル流を通じて流し、対応する標的試料が含まれる液滴を荷電することによって、当該液滴を、陽極の固定電圧が印加される偏向板５Ａ又は陰極の固定電圧が印加される偏向板５Ｂの方向に落下路を変え、所定のコレクションチューブＣＴ１〜ＣＴｍ（ｍ＝２、３、……）に振り分けるようになされている。
【００６３】
このようにしてこのフローサイトメトリ１は、標的試料を識別するとともに、当該標的試料を種別することができるようになされている。
【００６４】
（２−２）標識物質
次に、試料を識別するために標的試料に標識される標識物質について説明する。
【００６５】
この実施の形態では、標識物質として、所定の振動数をもつ圧電体が採用される。具体的には、圧電結晶、圧電セラミック、圧電薄膜、圧電高分子材料、強誘電体（リラクサーと呼ばれるものも含む）などを適用することができる。
【００６６】
ちなみに圧電体の材料には、代表的なものとして、水晶（SiO2）、ニオブ酸リチウム（LiNbO3）、チタン酸バリウム(BaTiO3)、チタン酸鉛（PbTiO3）、チタン酸ジルコン酸鉛（PZN、三成分系含む）、メタニオブ酸鉛（PbNb2 O６）、ポリフッ化ビニリデン（PVDF）、酸化亜鉛（ZnO）がある。
【００６７】
この他にも、例えば、タンタル酸リチウム（LiTaO3）、ニオブ酸カリウム（K4NbO３）、リチウムテトラボレート（Li2B4O7）、ランガサイト（La3Ga5SiO14）、窒化アルミニウム（AlN）、電気石（トルマリン）
などがある。
【００６８】
一方、標識物質（圧電体）を標的試料に標識するには、標的試料の特徴部分に対して特異的となるプローブに圧電体を結合させ、該圧電体が結合されたプローブを、その標的試料の特徴部分に結合させる。
【００６９】
このプローブには、代表的なものとして抗体がある。これは対応する抗原と一次抗体法、二次抗体法、あるいは、ビオジン−アビジンのアフィニティー（親和性）の利用により特異的に結合するので、ある細胞を検出する場合に用いられる。
【００７０】
この抗体以外にも、例えばAnnexin V、ＭＨＣクラスＩ−ペプチド四量体（テトラマー）などがある。これらはいずれもイムノグロブリンスーパーファミリーに属する高分子タンパク質であり、アポトーシス細胞や抗原特異的ＣＤ８＋Ｔ細胞を検出する場合に用いられる。
【００７１】
また、ＤＮＡやＲＮＡの相補的結合を利用したプローブとして、ＤＮＡオリゴマーやＲＮＡオリゴマーがある。これらは対応する配列とハイブリダイズにより特異的に結合するので、あるＤＮＡ又はＲＮＡの配列を検出する場合に用いられる。
【００７２】
他方、プローブに圧電体を結合するには、例えば、プローブに対して圧電体を直に吸着させる手法、あるいは、デキストラン、アルブミン、デンプン、ポリアクリルアミド、ポリエチレングリコールなどの有機高分子を介して圧電体を結合させる手法（稲田祐二、タンパク質ハイブリッド  第３巻、共立出版、１９９０年）を用いることができる。
【００７３】
なお、２以上の標識が必要となる場合、標的細胞には、互いに異なる振動数をもつ圧電体が標識される。例えば、２つの特徴的な抗原をもつ標的試料を検出する場合、図４に示すように、それら抗原には、対応する抗体（プローブ）を介して、互いに異なる振動数をもつ圧電体（圧電体Ａ、圧電体Ｂ）が標識される。つまり、標的試料には、その種に応じて、１又は２以上の固有の圧電体が標識される。
【００７４】
（２−３）検出系ユニットの具体的構成
次に、検出系ユニット３の具体的な構成について、図５を用いて説明する。この図５において、検出系ユニット３は、層流管１０と、複数の標識物検出部２０１〜２０ｎとによって構成される。
【００７５】
層流管１０は、水流系ユニット２の合流チャンバ２Ｘに連結され、該合流チャンバ２Ｘにおけるノズルの噴出口ＯＰから噴出される層流ＬＦの外層を、層流管１０の内壁が接するように囲むようになされている。
【００７６】
各標識物検出部２０１〜２０ｎ（ｎ＝２、３、……）は、それぞれ、固有の振動数をもつ圧電体を、逆圧電効果を利用して検出するようになされており、平行平板電極２１１〜２１ｎ、正弦波信号出力部２２１〜２２ｎ及び弾性波検出部２３１〜２３ｎとからなっている。
【００７７】
この平行平板電極２１１〜２１ｎは、層流管１０の外壁と内壁との間に、層流方向と平行に任意の間隔で設けられている。したがって、ノズルの噴出口ＯＰから層流ＬＦが噴出される場合、各平行平板電極２１１〜２１ｎ間には、該層流ＬＦのうちサンプル流ＳＦ２に流れる試料が通ることとなる。
【００７８】
一方、正弦波信号出力部２２１〜２２ｎは、それぞれシールドＳＬＤ１〜ＳＬＤｎに覆われ、対応する平行平板電極２１１〜２１ｎに接続される。この図５では、接続線が層流管１０を貫通するように記載されているが、これは便宜上の記載であり、実際には所定の結線経路から引き回される。
【００７９】
これら正弦波信号出力部２２１〜２２ｎからそれぞれ送出される正弦波交流電圧は、固有の振動数をもつ複数の圧電体のうち、検出対象として対応付けられた圧電体の振動数と同じ周波数（ｆ１〜ｆｎ）がそれぞれ選定される。またこれら周波数（ｆ１〜ｆｎ）は、いずれも、基準位置から検出対象とすべき範囲（以下、これを検出対象範囲と呼ぶ）において、該基準位置からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界の強度に比して、該基準からの距離の３乗に反比例する準静電界の強度が大きい状態となるものが選定されている。
【００８０】
この検出対象範囲は、平行平板電極２１１〜２１ｎからサンプル流ＳＦ２までの距離と、当該平行平板電極に隣接する他の平行平板電極までの距離などを考慮して決定される。例えば、平行平板電極から１［cm］の範囲を検出対象範囲とした場合、上述の（１１）式における「ｒ」に０．０１［m］を代入すると、周波数は、４．７［GHz］となる。
【００８１】
つまり、放射電界、誘導電磁界及び準静電界の強度境界距離が０．０１［m］の場合には、図６にも示すように、周波数が４．７［GHz］よりも小さい周波数であれば、放射電界及び誘導電磁界の強度に比して大きい状態の準静電界（準静電界）を形成することが可能となる。
【００８２】
ここで、平行平板電極を原点として形成される準静電界を図７及び図８に示す。この図７は、層流管の水平方向（層流方向に対して垂直となる方向）の断面を示し、図８は、層流管の垂直方向（層流方向に対して平行となる方向）の断面を示したものである。
【００８３】
これら図７及び図８は、給電波の周波数を１０［MHz］、給電波の振幅を１［V］、層流管の外径を２８０［μm］、層流管の内径を２００［μm］、層流管の比誘電率を２、層流管の導電率を０［S/m］とし、層流管には比誘電率が８０、導電率が２［S/m］生理食塩水が満たされているものとしてシミュレーションし、このシミュレーションから得たものである。念のため、図７における電界強度分布パターンを色分けしたものを参考図１として、図８における電界強度分布パターンを色分けしたものを参考図２として添付した。
【００８４】
ちなみに、このシミュレーションでは、株式会社情報数理研究所の電磁波汎用解析ソフトウェア「ＥＥＭ−ＦＤＭ」を採用した。これは、指定した周波数に関して、マックスウェル方程式を差分法で離散化し、空間における電界や磁界及び給電電極間のインピーダンスを計算するソフトウェアである。
【００８５】
これら図７及び図８からも明らかなように、準静電界の強度は、平行平板電極の電極付近では強く、該平行平板電極から遠ざかるほど弱くなっており、準静電界は生理食塩水を介して遠方に伝播することなく、平行平板電極の周囲近傍に限って形成されることが分かる。
【００８６】
このように正弦波信号出力部２２１〜２２ｎは、複数の圧電体がそれぞれもつ固有の振動数と同一の周波数、かつこれら周波数がいずれも検出対象範囲において放射電界、誘導電磁界及び準静電界の強度が一致する周波数よりも小さい周波数となる複数の正弦波交流電圧を、対応する平行平板電極に送出し、当該平行平板電極を原点として、準静電界優位空間（準静電界）を形成するようになされている。
【００８７】
この準静電界優位空間（準静電界）が形成されている状態において、例えば、図４に示したように、互いに異なる振動数をもつ２つの圧電体により標識される標的試料がサンプル流ＳＦ２を流れる場合、各平行平板電極２１１〜２１ｎから発生される準静電界のうち、標的試料に標識された圧電体がもつ振動数と同一の周波数の準静電界に当該標的試料が入ると、その標的試料に標識された圧電体は、固有の振動数で振動し（逆圧電効果）、当該振動歪が弾性波として、対応する弾性波検出部２３１、……、又は２３ｎに伝わることとなる。
【００８８】
なお、この弾性波は、分取系ユニット５によってサンプル流に流されるチャージ電圧（電荷）とはその周波数が大きく異なるため、互いに干渉するといった問題はない。
【００８９】
他方、各弾性波検出部２３１〜２３ｎは、平行平板電極２１１〜２１ｎ（図５）における一方の平板電極と層流管１０（図５）の内壁との間にそれぞれ設けられており、それぞれ、図９に示すように、圧電板３１と、該圧電板の表面に設けられたＩＤＴ(Inter Digital Transducer)３２とでなる。この圧電板３１は、標的試料から伝えられる弾性波に共振して表面波を発生する（圧電効果）。
【００９０】
ＩＤＴ３２は、櫛状の２つの導体の櫛刃を交互に対向させたもので、特定の信号成分を抽出するフィルタとして機能するものである。このＩＤＴ３２で抽出すべき信号成分は、圧電板の材料及び櫛刃の間隔によって設定される。これは、ＩＤＴ３２では、圧電板における表面波の伝播速度をｖとし、櫛刃の間隔を２ｄとし、ＩＤＴの中心周波数をｆとすると、次式
【００９１】
【数１３】
2008107109.tif 000015
【００９２】
の関係にあるからである。
【００９３】
この実施の形態における各弾性波検出部のＩＤＴ３２には、対応する正弦波信号出力部２２１〜２２ｎ（図５）から送出される正弦波交流電圧の周波数（ｆ１〜ｆｎ）と一致するように、圧電板の材料及び櫛刃の間隔がそれぞれ設定される。したがって各弾性波検出部２３１〜２３ｎのＩＤＴ３２は、圧電板３１に発生する表面波のうち、対応する圧電体の振動数と同一成分を抽出し、これを検出信号Ｓ１としてデータ処理系ユニット４（図３）に送出するようになされている。
【００９４】
このように検出系ユニット３（図５）は、層流方向に沿って所定間隔で配置された複数の平行平板電極２１１〜２１ｎから互いに異なる周波数（ｆ１〜ｆｎ）の準静電界優位空間を形成し、当該平行平板電極２１１〜２１ｎを通る標的試料に標識された圧電体を、その圧電体がもつ振動数と同一周波数の準静電界優位空間で振動させ、対応する弾性波検出部２３１〜２３ｎから、特定の振動数（つまりｆ１〜ｆｎのいずれか）をもつ圧電体が標識されていることを表す検出信号Ｓ１（図９）を、データ処理系ユニット４（図３）に送出するようになされている。
【００９５】
（２−４）データ処理系ユニットの具体的構成
データ処理系ユニット４は、図１０に示すように、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４１に対して、各種プログラムが格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)４２、当該ＣＰＵのワークメモリとしてのＲＡＭ(Random Access Memory)４３、信号入力部４４及び記憶部４５を接続することにより構成される。
【００９６】
信号入力部４４は、各弾性波検出部２３１〜２３ｎのＩＤＴ３２（図９）から供給される検出信号Ｓ１を増幅した後にＡ／Ｄ(Analog/Digital)変換処理を施し、この結果得られる検出データＤ１をＣＰＵ４１に出力する。
【００９７】
また記憶部４５には、図１１に示すように、標的試料の種類と、標的試料に対する圧電体の標識状態と、標的試料に対して印加すべきチャージ電圧量との対応付けがデータベース（以下、これを試料識別表と呼ぶ）として格納されている。
【００９８】
ＣＰＵ４１は、この試料識別表と、信号入力部４４から供給される検出データＤ１と、ＲＯＭ４２のプログラムとに基づいて、シース流に流れる標的試料の種を識別するとともに、当該標的試料に印加すべきチャージ電圧量を決定する。
【００９９】
このＣＰＵ４１の処理は、具体的には図１２に示すフローチャートにしたがって実行される。すなわちＣＰＵ４１は、処理開始命令を受けると、水流系ユニット２、検出系ユニット３及び分取系ユニット５をそれぞれ動作させた後にステップＳＰ１に移り、このステップＳＰ１において、各弾性波検出部２３１〜２３ｎからの検出信号Ｓ１の入力を待ち受ける。
【０１００】
ＣＰＵ４１は、各弾性波検出部２３１〜２３ｎから検出信号Ｓ１を受けた場合、続くステップＳＰ２に移り、このステップＳＰ２において、これら検出信号Ｓ１と、記憶部４５に記憶された試料識別表（図１１）とから、各弾性波検出部２３１〜２３ｎを流れた標的試料の種を識別するとともに、当該標的試料に印加すべきチャージ電圧量を決定する。
【０１０１】
続いてＣＰＵ４１は、ステップＳＰ３において、ステップＳＰ２で決定したチャージ電圧量を、液滴形成時点（break off point）に流すべき命令を分取系ユニット５に対して通知し、ステップＳＰ１に戻る。ちなみに、分取系ユニット５では、この命令に応じて、チャージ電圧がサンプル流を通じて液滴形成時点（break off point）に流され、この結果、対応する標的試料が含まれる液滴が、帯電状態における静電力により偏向板５Ａ又は５Ｂ引き寄せられ、所定のコレクションチューブＣＴ１〜ＣＴｍに落下することになる。
【０１０２】
このようにしてデータ処理系ユニット４は、検出系ユニット３での検出結果に基づいて、対応する標的試料を解析するとともに、当該標的試料を対応するコレクションチューブＣＴに振り分けるように、分取系ユニット５を制御することができるようになされている。
【０１０３】
（３）動作及び効果
以上の構成において、このフローサイトメトリ１は、層流ＬＦの外方に設けられた平行平板電極２１から、該層流ＬＦの経路準静電界を形成し、その準静電界に、該層流ＬＦのサンプル流ＳＦ２に流れる標的試料に標識された圧電体が入ったときに該圧電体に生じる振動（弾性波）を、弾性波検出部２３により検出する。
【０１０４】
したがって、このフローサイトメトリ１は、波長に依存せずに限局した空間領域として形成される準静電界を用いて、圧電体との逆圧電効果により得られる振動（弾性波）を検出することができる。従来のレーザ方式では波長以下の物体を検出できないという、光学的な検出分解能（検出し得る細かさ）の限界があったのに対し、準静電界は波長に依存しないため、従来のレーザ方式の限界よりも小さい標識物質であっても検出することができる。
【０１０５】
これに加えて、サンプル流ＳＦ２の断面を含む空間領域に準静電界を形成するようにしたため、層流ＬＦと直交する方向から直線性の高いレーザ光を照射する従来のレーザ方式のように、標識物質が照射方向の裏側に位置することでその標識物質を検出できないといったことを回避することができる。
【０１０６】
また、このフローサイトメトリ１は、平行平板電極２１に対して、サンプル流ＳＦ２と弾性波検出部２３とを含む範囲を、該平行平板電極２１を基準とする準静電界の形成範囲とした場合において、誘導電磁界に比して準静電界の強度が大きい状態となる周波数の信号を、正弦波信号出力部２２から出力する。
【０１０７】
したがって、このフローサイトメトリ１は、平行平板電極２１から発生する放射電界、誘導電磁界及び準静電界の合成電界のうち、弾性波検出部２３のある空間を、準静電界の強度が最も大きいものとして形成することができるため、サンプル流ＳＦ２を通る標的物質に標識された圧電体を、確実に、弾性波検出部２３により検出することができる。
【０１０８】
さらに、このフローサイトメトリ１は、一の平行平板電極２１及び弾性波検出部２３を、圧電体を検出する単位として、振動数の異なる複数の振動性粒子（圧電体又は電歪体でなる粒子）を検出するように、複数の平行平板電極２１１〜２１ｎ及び弾性波検出部２３１〜２３ｎを設ける。これらは、当該平行平板電極２１以外から生じる準静電界の影響を受けない程度の距離だけ離間した状態で、層流方向に沿って位置させる。
【０１０９】
したがって、このフローサイトメトリ１は、振動数の異なる複数の圧電体を、検出単位ごとに層流経路上で独立して検出することができるため、標的物質に対して、振動数の異なる数多くの圧電体が標識されている場合であっても、当該圧電体を、個々の検出精度を維持しつつ検出することが可能となる。
【０１１０】
なお、従来のレーザ方式では、標的物質に対して、標的物質に標識される蛍光標識が多くなるほど、対応する散乱光を検出器に分離する光学系を構築することが困難となるとともに、全体として大型化するが、当該従来のレーザ方式に比して、このフローサイトメトリ１ではその程度を緩和できる点で有用である。
【０１１１】
さらに、このフローサイトメトリ１は、層流ＬＦを囲む層流管１０を設け、当該層流管１０の内壁と外壁との間に、平行平板電極２１及び弾性波検出部２３を設けている。したがって、このフローサイトメトリ１は、サンプル流ＳＦ２に対する平行平板電極２１及び弾性波検出部２３までの距離を短くできる分だけ、準静電界をより小さくできるため、このような構成を採用しない場合に比して、外部からのノイズに起因する検出精度への影響を低減することができる。
【０１１２】
以上の構成によれば、準静電界を用いて、圧電体又は電歪体でなる粒子との逆圧電効果により得られる振動を検出するようにしたことにより、高精度で標識物質を検出し得るフローサイトメトリ１を実現できる。
【０１１３】
（４）他の実施の形態
上述の実施の形態においては、標識物質として圧電体を用いるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電歪体を用いるようにしてもよい。なお、電歪体とは、広義には、結晶に電界を印加したとき、該電界の２乗に比例した歪を示すものをいう。この電歪体には、圧電体において必要とされる分極処理操作が不要である、電界の極性を問わない（歪の形が左右対称）などの特徴があるので、圧電体に比して有用となる場合もある。
【０１１４】
また上述の実施の形態においては、電界発生源に対する信号出力手段として、正弦波信号出力部２２１〜２２ｎを対応する平行平板電極２１１〜２１ｎにそれぞれ接続するようにしたが、本発明はこれに代えて、一つの正弦波信号出力部を、定電圧可変周波数制御部を介して平行平板電極２１１〜２１ｎにそれぞれ接続するようにし、該１つの正弦波信号出力部から供給される正弦波交流電圧を、設定された複数の周波数に定電圧可変周波数制御部で可変し、対応する平行平板電極に出力するようにしてもよい。
【０１１５】
さらに上述の実施の形態においては、検出系ユニット３のうち、複数の平行平板電極２１１〜２１ｎを、層流管１０の外壁と内壁との間に層流方向に沿って任意の間隔で設けるようにしたが、層流管１０の外壁の外側に設けるようにしてもよく、また必ずしも層流管１０を設けなくともよい。
【０１１６】
さらに上述の実施の形態においては、電界形成手段として、層流管１０の外壁と内壁との間に、層流方向に沿って任意の間隔で設けられた平行平板電極２１１〜２１ｎと、検出対象範囲において準静電界の強度が大きい状態となる周波数に選定された正弦波交流電圧を印加する正弦波信号出力部２２１〜２２ｎとを適用し、検出手段として、弾性波検出部２３１〜２３ｎを適用した検出ユニット３について述べたが、本発明はこれに限らず、これ以外の構成であってもよい。
【０１１７】
例えば、図５との対応部分に同一符号を付した示す図１３に示す検出系ユニットを採用することができる。なお、便宜上、図１３は、図５における複数の標識物検出部２０１〜２０ｎのうち標識物検出部２０１に着目して示した。
【０１１８】
この図１３に示す検出系ユニットは、電界発生源を、平行平板電極２１１に代えて、一対の微小ダイポール（双極子）ＤＰ１とし、層流間の外壁のうち弾性波検出部２３１の対向位置にそれぞれ設けるようにしたものである。このようにしても上述の実施の形態の場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１９】
また、図５との対応部分に同一符号を付した図１４に示す検出系ユニットを採用することができる。
【０１２０】
この図１４に示す検出系ユニットでは、電界形成手段が、準静電界のうち近接場を形成する点で、検出ユニット３とは相違する。具体的にこの検出系ユニットでは、層流管１０に対して、層流方向に沿って任意の間隔で複数の貫通孔ＴＨ１〜ＴＨｎが設けられ、層流管１０の外壁と内壁との間であって、当該貫通孔と対向する位置に弾性波検出部２３１〜２３ｎが配置されている。また、この検出系ユニットでは、層流管１０の外壁側から各貫通孔ＴＨ１〜ＴＨｎをそれぞれ覆うシールドＳＬ１〜ＳＬｎが設けられ、該シールドの内壁及び層流管の外壁によって形成される空間（以下、これをシールド内空間と呼ぶ）には、正弦波信号出力部２２１〜２２ｎ及びその正弦波信号出力部に接続された微小ダイポールＤＰ１〜ＤＰｎが設けられている。
【０１２１】
この図１４に示す検出系ユニットでは、正弦波信号出力部２２１〜２２ｎから正弦波交流電圧が微小ダイポールＤＰ１〜ＤＰｎに印加されると、シールド内空間には準静電界優位空間（放射電界及び誘導電磁界に比して強度の大きい状態にある準静電界の空間）が広がるとともに、当該シールド内空間にある貫通孔ＴＨ１〜ＴＨｎから準静電界が層流管１０の内部に染みだし、準静電界（近接場）ＥＦが形成される。
【０１２２】
この準静電界（近接場）ＥＦは、正弦波交流電圧の周波数を、検出対象とすべき範囲（以下、これを検出対象範囲と呼ぶ）において、該基準からの距離の２乗に反比例する誘導電磁界の強度に比して、該基準からの距離の３乗に反比例する準静電界の強度が大きい状態となるものに選定していなくとも、おおよそ、貫通孔ＴＨ１〜ＴＨｎの半径と同じ厚みになる。
【０１２３】
なお、標識物検出部２０１〜２０ｎのうちある１つの標識物検出部において形成される準静電界（静電界）をシミュレーションし、そのシミュレーションに基づく準静電界（静電界）の状態を図１５に示す。この図１５は、層流管の水平方向（層流方向に対して垂直となる方向）の断面を示したものであり、シミュレーションの条件は図７及び図８の場合と同様にしている。この図１５からも明らかなように、おおよそ、貫通孔ＴＨ１〜ＴＨｎの半径と同じ準静電界（静電界）が形成されていることがわかる。念のため、図１５における電界強度分布パターンを色分けしたものを参考図３として添付した。
【０１２４】
この図１４に示す検出系ユニットを採用すれば、検出系ユニット３（図５）に比して、正弦波交流電圧における周波数の選定条件が緩和される点で有利となる。ただし、正弦波交流電圧は、標的試料に標識される圧電体がもつ振動数であり、かつ、貫通孔よりも長い周波数（波長）である必要がある。また、貫通孔ＴＨを介して形成される準静電界（近接場）内に、対応する弾性波検出部を設ける必要がある。
【０１２５】
さらに、例えば、図１４との対応部分に同一符号を付した図１６に示す検出系ユニットを採用することもできる。
【０１２６】
この図１６に示す検出系ユニットは、図１４に示した検出系ユニットと比べると、貫通孔ＴＨ、シールドＳＬ及び微小ダイポールＤＰがそれぞれ１つである点、当該貫通孔ＴＨと対向する位置に複数の弾性波検出部２３１〜２３ｎが配置されている点で相違する。また、この図１６に示す検出系ユニットは、図１４に示した検出系ユニットにおける正弦波信号出力部２２に代えて、図１７に示すように、複数の周波数成分の混ざった微分ガウス波形でなる電圧を印加する電圧源ＶＯが設けられた点で相違する。
【０１２７】
この図１６に示す検出系ユニットでは、電圧源ＶＯから微分ガウス波形の電圧が微小ダイポールＤＰに印加されると、シールド内空間にある貫通孔ＴＨから準静電界が層流管１０の内部に染みだし、静電界（近接場）ＥＦが形成される。この静電界に標的試料が入ると、該標的試料に標識された１又は２以上の圧電体から逆圧電効果によりその圧電体固有の振動数の弾性波が複数の弾性波検出部２３１〜２３ｎに伝わり、対応する弾性波検出部のＩＤＴ３２（図９）によって抽出されることになる。
【０１２８】
この図１６に示す検出系ユニットによれば、図１４に示した検出系ユニットに比して、シールドＳＬ及び微小ダイポールＤＰの数を低減できるとともに、層流管１０に対する配置スペースを小さくできる点で、有効となる。ただし、留意点として、貫通孔ＴＨを介して形成される準静電界（近接場）内に、複数の弾性波検出部２３１〜２３ｎが配置されるといった状態を構築する必要がある。
【０１２９】
なお、複数の周波数成分の混ざった波として、微分ガウス波形を適用したが、これに限らず、表面横波（ＳＴＷ）、レイリー波（ＳＡＷ（Surface Acoustic Wave））、ＳＨ表面波(BGS波:Bleustein-Gulyaev-Shimizu wave)、ラム波、表面スキミングバルク波(SSB波:Surface-skimming wave)、ＳＨ(Shear horizontal)バルク波、ラム波などを含む様々な波を使用することが可能である。
【０１３０】
さらに、例えば、図１６との対応部分に同一符号を付した示す図１８に示す検出系ユニットを採用することができる。
【０１３１】
この図１８に示す検出系ユニットでは、層流管１０の内部にエバネッセント場を形成する点で、層流管１０の内部に静電界（近接場）を形成する図１６の検出系ユニットとは相違する。
【０１３２】
具体的にこの図１８に示す検出系ユニットには、図１６の検出系ユニットにおける貫通孔ＴＨ、シールドＳＬ及び微小ダイポールＤＰに代えて、層流管１０の外壁で全反射するように、該外壁に対して所定の入射角で、複数の周波数成分の混ざった電磁波を発射する電磁波発射源ＲＷＯが設けられている。
【０１３３】
この電磁波発射源ＲＷＯから発射される電磁波が層流管１０の外壁で全反射すると、電磁波長と同等の厚みでなるエバネッセント光が層流管１０の内部に染みだし、エバネッセント場が形成される。
【０１３４】
この図１８に示す検出系ユニットによれば、図１６に示した検出系ユニットに比して、さらに部品点数を低減できる点で、有効となる。ただし、留意点として、エバネッセント場内に、複数の弾性波検出部２３１〜２３ｎを配置されるといった状態を構築する必要がある。
【０１３５】
さらに、例えば、図５との対応部分に同一符号を付した示す図１９に示す検出系ユニットを採用することができる。
【０１３６】
この図１９に示す検出系ユニットは、層流から離れることにより形成される液滴からその液滴に含まれる標的試料に標識された圧電体を検出する点で、層流のサンプル流を流れる試料から標的試料に標識された圧電体を検出する図５の検出系ユニット３とは相違する。この図１９に示す検出系ユニットによれば、層流管１０を省くことができる点で、構成を簡易化することができる。
【０１３７】
なお、この図１９では、接続線が液滴の落下経路を貫通するように記載されているが、これは便宜上の記載であり、実際には所定の結線経路から引き回される。
【０１３８】
さらに、例えば、図１９との対応部分に同一符号を付した図２０に示す検出系ユニットを採用することもできる。
【０１３９】
この図２０に示す検出系ユニットでは、検出手段が、標的試料に標識された圧電体の振動を、インピーダンスの変化により検出する点で、図１９の検出系ユニットとは相違する。
【０１４０】
具体的にこの図２０に示す検出系ユニットは、層流に対して平行に任意の間隔で設けられた複数の平行平板電極２１１〜２１ｎと、当該平行平板電極２１１〜２１ｎに接続された正弦波交流電圧発生源２２１〜２２ｎと、対応する正弦波交流電圧発生源及び平行平板電極間に結線された電流計ＥＣＭ１〜ＥＣＭｎと、当該電流計ＥＣＭ１〜ＥＣＭｎに接続されたインピーダンス検出部ＩＦ１〜ＩＦｎとによって構成される。
【０１４１】
なお、この図２０では、図１９の場合と同様に、接続線が液滴の落下経路が貫通するように記載されているが、これは便宜上の記載であり、実際には所定の結線経路から引き回される。
【０１４２】
この図２０に示す検出系ユニットでは、準静電界優位空間（準静電界）が形成されている状態において、例えば、図４に示したように、互いに異なる振動数をもつ２つの圧電体により標識される標的試料がサンプル流ＳＦ２を流れる場合、各平行平板電極２１１〜２１ｎから発生される準静電界のうち、標的試料に標識された圧電体がもつ振動数と同一の周波数の準静電界に、当該標的試料が入ると、その標的試料に標識された圧電体は固有の振動数で振動するため、対応する平行平板電極間の電流計ＥＣＭ１〜ＥＣＭｎが変化する。
【０１４３】
インピーダンス検出部ＩＦ１〜ＩＦｎは、この電流計ＥＣＭ１〜ＥＣＭｎの計測結果と、固定となる電圧値とからインピーダンスの変化を検出し、特定の振動数をもつ圧電体が標識されていることを表す検出信号Ｓ１を、データ処理系ユニット４にそれぞれ送出する。
【０１４４】
このようにしてこの図２０に示す検出系ユニットは、標的試料に標識された圧電体を、インピーダンスの変化により検出することができる。
【０１４５】
さらに、例えば、図２１に示す検出系ユニットを採用することもできる。この図２１に示す検出系ユニットは、標的試料に標識された圧電体を、圧電効果を利用して検出する点で、逆圧電効果を利用して検出する図５の検出系ユニット３とは相違する。
【０１４６】
具体的にこの図２１に示す検出系ユニットは、層流管１０の外壁と内壁との間に対向配置された一対の検出用電極Ｅ１、Ｅ２と、これら検出用電極Ｅ１、Ｅ２のうち一方の検出用電極Ｅ１に対して層流管１０の外壁を介して対向配置された振動板５２と、該振動板５２に張り合わされた圧電板５３と、該圧電板５３に接続されたパルス発生源５４によって構成される。
【０１４７】
この混合波発生源５４は、シールドＳＬＤによって覆われており、微分ガウス波形等のように複数の周波数成分の混ざった混合波を、圧電板５３に対して印加するようになされている。この混合波が圧電板５３に印加された場合、圧電板５３がこの混合波に応じて歪み、この歪が振動板５２を介して振動波として、層流管１０の内部に伝わる。
【０１４８】
この状態において、標的試料がサンプル流ＳＦ２を流れる場合、その標的試料に標識された圧電体には、振動板５２を介して層流管１０の内部に伝わる振動波に共振して準静電界（表面波）が形成され（圧電効果）、この電界が検出用電極Ｅ１、Ｅ２を介して検出信号Ｓ２として検出されることになる。
【０１４９】
この検出信号Ｓ２には、標的試料に対して複数の圧電体が標識されている場合、これら圧電体がそれぞれ固有にもつ振動数に対応する表面波が混在することになる。したがって、この図２１に示す検出系ユニットを採用する場合、データ処理系ユニット４における信号処理部４４については、検出信号Ｓ２を増幅した後に、当該標識される圧電体のもつ振動数に対応する表面波をＢＰＦ(Band Pass Filter)処理を施して分離し、これら表面波それぞれに対してＡ／Ｄ変換処理を施すものに代える必要がある。
【０１５０】
このようにすれば、この図２１に示す検出系ユニットを採用した場合であっても、検出系ユニット３と同様の効果を得ることができる。
【０１５１】
また、上述した各種検出系ユニットのうち、図５又は図１３に示した検出系ユニットにおいては、平行平板電極２１１〜２１ｎ又は微小ダイポールＤＰ１〜ＤＰｎから発生される準静電界の広がりをキャンセルする構成を採用するようにしてもよい。
【０１５２】
具体的には、例えば図２２に示すように、正弦波交流電圧の印加対象である平行平板電極２１ｘ（ｘ＝１、２、……、又はｎ）から発生される準静電界に対するキャンセル用として平行平板電極（以下、これをキャンセル電極と呼ぶ）ＣＥを、該平行平板電極２１ｘの上下に配置し、これらキャンセル電極ＣＥに対して、平行平板電極２１ｘに供給される正弦波交流電圧とは逆位相でなり、所定の振幅でなる正弦波交流電圧を印加する逆位相電圧源ＺＸを接続する。
【０１５３】
ここで、印加対象である平行平板電極２１ｘの電極間における結合容量は、主に、該電極間の距離に反比例し、層流ＬＦに流れる溶液の導電率に比例するので、結合容量をＣ１とし、電極間の距離をｄ１とし、層流に流れる溶液の導電率をσとすると、次式
【０１５４】
【数１４】
2008107109.tif 000016
【０１５５】
となる。
【０１５６】
一方、印加対象である平行平板電極２１ｘと、キャンセル電極ＣＥとの間における結合容量は、主に、該平行平板電極２１ｘ及びキャンセル電極ＣＥ間の距離に反比例し、層流管１０における材料の比誘電率及び準静電界の周波数に比例するので、当該結合容量をＣ２とし、電極間の距離をｄ２とし、層流管１０における材料の比誘電率をεｐｒとし、キャンセル電極ＣＥから発生させる準静電界の周波数をωとすると、次式
【０１５７】
【数１５】
2008107109.tif 000017
【０１５８】
となる。
【０１５９】
これら結合容量Ｃ１及びＣ２が一致するように、逆位相電圧源ＺＸから印加する正弦波交流電圧の振幅を決定すれば、キャンセル電極ＣＥから発生される準静電界によって、平行平板電極２１ｘから発生される準静電界を抑制できる。
【０１６０】
なお、図５に示した検出系ユニットにおける平行平板電極２１１〜２１ｎについて、図７及び図８の場合と同一条件のもとに、当該平行平板電極２１ｘに対して１２０［μｍ］離れた位置にキャンセル電極ＣＥを配置した場合をシミュレーションした。
【０１６１】
このシミュレーションに基づく準静電界（静電界）の状態を図２３及び図２４に示す。この図２３は、層流管の水平方向（層流方向に対して垂直となる方向）の断面を示し、図２４は、層流管の垂直方向（層流方向に対して平行となる方向）の断面を示したものである。念のため、図２３における電界強度分布パターンを色分けしたものを参考図４として、図２４における電界強度分布パターンを色分けしたものを参考図５として添付した。
【０１６２】
また、キャンセル電極ＣＥを用いた場合と、用いなかった場合について、層流管１０の中心軸位置からの距離及び電界強度の関係を図２５に示す。これら図２３乃至図２５からも明らかなように、準静電界が当該平行平板電極２１ｘに限局し、当該平行平板電極２１ｘの近傍に集中していることが分かる。なお、このシミュレーションでは、キャンセル電極ＣＥに印加する正弦波交流電圧の振幅は、当該平行平板電極２１ｘに印加する正弦波交流電圧の振幅の０．２倍であった。
【０１６３】
このように準静電界の広がりをキャンセルする構成を採用すれば、より一段と検出精度を向上させることができる。
【０１６４】
また上述の実施の形態においては、圧電体又は電歪体でなる粒子に生じる振動を検出する検出手段として、弾性波検出部２３を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば、圧電体と、その圧電体に接続されたバンドパスフィルタ回路とでなるものを適用するようにしてもよい。要は、特定の弾性波（圧電体又は電歪体でなる粒子に生じる振動）を検出するＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）デバイスであればよい。
【０１６５】
さらに上述の実施の形態においては、標的試料の種に応じたチャージ電圧を液滴形成時点（break off point）でサンプル流に流して対応する標的試料が含まれる液滴を荷電することで、当該液滴を、固定電圧が印加された偏向板５Ａ及び偏向板５Ｂを介して振り分けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、サンプル流に固定のチャージ電圧を印加しておき、標的試料の種に応じて偏向板５Ａ及び５Ｂに印加する電圧量を変化させて、対応する標的試料が含まれる液滴を、該標的試料の種に応じた量だけ偏向板５Ａ又は偏向板５Ｂに引き寄せることで、液滴を振り分けるようにしてもよい。
【０１６６】
ただし、この振り分け手法は、液滴を検出する検出系ユニット（図１９、図２０）、及び、圧電効果を利用して標的試料に標識された圧電体を検出する検出系ユニット（図２１）を採用する場合には、適用できない点に留意を要する。
【産業上の利用可能性】
【０１６７】
本発明は、医薬の生成過程などに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１[MHz]）を示す略線図である。
【図２】距離に応じた各電界の相対的な強度変化（１0[MHz]）を示す略線図である。
【図３】本実施の形態によるフローサイトメトリの全体構成を示す略線図である。
【図４】標的細胞に標識される圧電体を示す略線図である。
【図５】検出系ユニットの構成を示す略線図である。
【図６】強度境界距離を０．０１ｍとした場合の各電界強度を示す略線図である。
【図７】シミュレーションに基づく電界強度分布パターン（１）を示す略線図である。
【図８】シミュレーションに基づく電界強度分布パターン（２）を示す略線図である。
【図９】弾性波検出部の構成を示す略線図である。
【図１０】データ処理系ユニットの構成を示すブロック図である。
【図１１】試料識別表を示す略線図である。
【図１２】解析分取処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】他の実施の形態による検出系ユニット（１）を示す略線図である。
【図１４】他の実施の形態による検出系ユニット（２）を示す略線図である。
【図１５】シミュレーションに基づく電界強度分布パターン（３）を示す略線図である。
【図１６】他の実施の形態による検出系ユニット（３）を示す略線図である。
【図１７】微分ガウス波形を示す略線図である。
【図１８】他の実施の形態による検出系ユニット（４）を示す略線図である。
【図１９】他の実施の形態による検出系ユニット（５）を示す略線図である。
【図２０】他の実施の形態による検出系ユニット（６）を示す略線図である。
【図２１】他の実施の形態による検出系ユニット（７）を示す略線図である。
【図２２】他の実施の形態による検出系ユニット（８）を示す略線図である。
【図２３】シミュレーションに基づく電界強度分布パターン（４）を示す略線図である。
【図２４】シミュレーションに基づく電界強度分布パターン（５）を示す略線図である。
【図２５】キャンセル電極の有無と、層流管中心軸近方の電界強度との関係を示す略線図である。
【符号の説明】
【０１６９】
１……フローサイトメトリ、３……検出系ユニット、１０……層流管、２０１〜２０ｎ……標識物検出部、２１１〜２１ｎ……平行平板電極、２２１〜２２ｎ……正弦波信号出力部、２３１〜２３ｎ……弾性波検出部、３１……圧電板、３２……ＩＤＴ、４１……ＣＰＵ。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２５】
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【図７】
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【図８】
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【図１５】
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【図２３】
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【図２４】
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