(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を通流する微小粒子にレーザを照射して発生する光を検出する照射検出部と、
前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更可能である位置調整部と、
前記光の検出強度に応じて前記位置調整部を制御する制御部と、を備え、
前記照射検出部は、前記位置調整部により変更された複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、前記複数の検出位置は、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した検出位置であり、
前記制御部は、前記格子状に配列した検出位置及び前記格子状に配列した検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値を用いて算出された二次元分布パラメータに基づき前記積算値又は前記平均値が最大となる位置を特定する微小粒子測定装置。
【請求項２】
前記確率分布は、前記レーザの照射プロファイルに応じて設定される請求項１記載の微小粒子測定装置。
【請求項３】
前記確率分布は、正規分布及びN次多項式モデルのうちのいずれかである請求項１又は２記載の微小粒子測定装置。
【請求項４】
前記確率分布は、一次元又は二次元の分布である請求項１から3のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
【請求項５】
前記制御部は、特定された前記積算値又は前記平均値が最大となる前記位置への移動信号を前記位置調整部に出力する請求項１から４のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
【請求項６】
前記位置調整部は、前記流路の位置及び／又は前記照射検出部の位置を、少なくとも光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に移動可能である請求項１から５のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
【請求項７】
前記照射検出部は更に、前記二次元分布パラメータに基づき特定された位置を含み且つ光軸に対して垂直一方向又は焦点方向に一列に配列した複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、
前記制御部は更に、前記一列に配列した複数の検出位置及び前記一列に配列した複数の検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値に基づき一次元のN次多項式分布における一次元分布パラメータを算出し、前記一次元分布パラメータに基づき前記積算値又は前記平均値が最大となる位置を特定する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
【請求項８】
前記N次多項式が4次多項式である、請求項７に記載の微小粒子測定装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記一次元分布パラメータに基づき特定された前記積算値又は前記平均値が最大となる前記位置への移動信号を前記位置調整部に出力する請求項７又は８に記載の微小粒子測定装置。
【請求項１０】
前記照射検出部は更に、前記二次元分布パラメータ又は前記一次元分布パラメータに基づき特定された位置を含み且つ光軸に対して垂直一方向及び垂直方向に格子状に配列した複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、
前記制御部は更に、前記格子状に配列した複数の検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置を特定する、請求項７から９のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記一次元分布パラメータに基づき特定された前記積算値又は前記平均値が最大となる前記位置への移動信号を前記位置調整部に出力する請求項１０に記載の微小粒子測定装置。
【請求項１２】
前記流路は、フローセル又はマイクロチップに形成されている請求項１から１１のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
【請求項１３】
流路内を通流する微小粒子へのレーザ照射により発生する光を、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した複数の検出位置で検出する手順と、
前記格子状に配列した検出位置及び前記格子状に配列した検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値を用いて二次元分布パラメータを算出し、前記二次元分布パラメータに基づき前記積算値又は前記平均値が最大となる位置を特定する手順とを含む、微小粒子測定装置における光学位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、マイクロチップ型光学測定装置及び該装置における光学位置調整方法に関する。より詳しくは、マイクロチップの光学位置を自動で最適化し、高精度な測定を可能とするマイクロチップ型光学測定装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞などの微小粒子の特性を光学的に測定する微小粒子測定装置（例えばフローサイトメータ）が知られている。
【０００３】
フローサイトメータでは、フローセル又はマイクロチップに形成された流路に細胞を含むサンプル液を送液し、流路内を通流する細胞にレーザを照射して細胞から発生する蛍光又は散乱光を検出器で検出することにより、細胞の光学特性を測定している。また、フローサイトメータでは、光学特性の測定の結果、所定の条件を満たすと判定されたポピュレーション（群）を、細胞中から分別回収することも行われている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、マイクロチップ型のフローサイトメータとして、「微小粒子を含む液体が通流される流路と、この流路を通流する液体をチップ外の空間に排出するオリフィスと、が配設されたマイクロチップと、オリフィスにおいて液体を液滴化して吐出するための振動素子と、吐出される液滴に電荷を付与するための荷電手段と、流路を通流する微小粒子の光学特性を検出する光学検出手段と、チップ外の空間に吐出された液滴の移動方向に沿って、移動する液滴を挟んで対向して配設された対電極と、対電極間を通過した液滴を回収する二以上の容器と、を備える微小粒子分取装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１９０６８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
微小粒子の光学特性を正確に測定するため、微小粒子測定装置では、フローセル又はマイクロチップに形成された流路内の微小粒子の通流位置と、レーザの光軸と、を高精度に位置合わせする必要がある。この位置合わせは、従来、キャリブレーション用の粒子（キャリブレーションビーズ）を用いてユーザが手動で行っており、習熟を要し、信頼性や安定性に問題があった。特に、マイクロチップ型の微小粒子測定装置では、マイクロチップの交換の都度あるいは分析の都度に光学位置調整が必要となり、非常に煩雑であった。
【０００７】
そこで、本技術は、レーザの光軸に対するマイクロチップの位置調整を自動で高精度に行うことが可能なマイクロチップ型光学測定装置を提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題解決のため、本技術は、
流路内を通流する微小粒子にレーザを照射して発生する光を検出する照射検出部と、
前記照射検出部に対する前記流路の相対位置を変更可能である位置調整部と、
前記光の検出強度に応じて前記位置調整部を制御する制御部と、を備え、
前記照射検出部は、前記位置調整部により変更された複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、前記複数の検出位置は、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した検出位置であり、
前記制御部は、前記格子状に配列した検出位置及び前記格子状に配列した検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値を用いて算出された二次元分布パラメータに基づき前記積算値又は前記平均値が最大となる位置を特定する微小粒子測定装置を提供する。
前記確率分布は、前記レーザの照射プロファイルに応じて設定されうる。
前記確率分布は、正規分布及びN次多項式モデルのうちのいずれかでありうる。
前記確率分布は、一次元又は二次元の分布でありうる。
前記制御部は、特定された前記積算値又は前記平均値が最大となる前記位置への移動信号を前記位置調整部に出力するものでありうる。
前記位置調整部は、前記流路の位置及び／又は前記照射検出部の位置を、少なくとも光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に移動可能であるものでありうる。
前記照射検出部は更に、前記二次元分布パラメータに基づき特定された位置を含み且つ光軸に対して垂直一方向又は焦点方向に一列に配列した複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、
前記制御部は更に、前記一列に配列した複数の検出位置及び前記一列に配列した複数の検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値に基づき一次元のN次多項式分布における一次元分布パラメータを算出し、前記一次元分布パラメータに基づき前記積算値又は前記平均値が最大となる位置を特定するものでありうる。
前記N次多項式は、4次多項式でありうる。
前記制御部は、前記一次元分布パラメータに基づき特定された前記積算値又は前記平均値が最大となる前記位置への移動信号を前記位置調整部に出力するものでありうる。
前記照射検出部は更に、前記二次元分布パラメータ又は前記一次元分布パラメータに基づき特定された位置を含み且つ光軸に対して垂直一方向及び垂直方向に格子状に配列した複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、
前記制御部は更に、前記格子状に配列した複数の検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置を特定するものでありうる。
前記制御部は、前記一次元分布パラメータに基づき特定された前記積算値又は前記平均値が最大となる前記位置への移動信号を前記位置調整部に出力するものでありうる。
前記流路は、フローセル又はマイクロチップに形成されていてもよい。
【０００９】
また、本技術は、
流路内を通流する微小粒子へのレーザ照射により発生する光を、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した複数の検出位置で検出する手順と、
前記格子状に配列した検出位置及び前記格子状に配列した検出位置で検出された前記光の検出強度の積算値又は平均値を用いて二次元分布パラメータを算出し、前記二次元分布パラメータに基づき前記積算値又は前記平均値が最大となる位置を特定する手順とを含む、微小粒子測定装置における光学位置調整方法も提供する。
【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、レーザの光軸に対するマイクロチップの位置調整を自動で高精度に行うことが可能なマイクロチップ型光学測定装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】マイクロチップ型フローサイトメータとして構成された本技術に係るマイクロチップ型光学測定装置１（フローサイトメータ１）の構成を説明するための図である。
【図２】フローサイトメータ１に搭載可能なマイクロチップ２の一例の構成を説明するための図である。
【図３】マイクロチップ２のオリフィス２１の構成を説明するための図である。
【図４】フローサイトメータ１における光学位置の最適化のための第１実施形態の制御ステップを説明するためのフローチャートである。
【図５】第１実施形態の原点・基準点移動ステップＳ１〜エリア平均値最大位置判定ステップＳ３における制御を説明するための図である。
【図６】第１実施形態のエリア平均最大位置移動ステップＳ４〜積算値最大位置判定ステップＳ６における制御を説明するための図である。
【図７】第１実施形態の変動係数判定ステップＳ７における制御を説明するための図である。
【図８】フローサイトメータ１における光学位置の最適化のための第２実施形態の制御ステップを説明するためのフローチャートである。
【図９】第２実施形態の粗調整ステップＳ２１における制御を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態の粗調整ステップＳ２１において仮定した確定分布を説明するための図である。
【図１１】第２実施形態の第１微調整ステップＳ２２における制御を説明するための図である。
【図１２】第２実施形態の第２微調整ステップＳ２３における制御を説明するための図である。
【図１３】第２実施形態の微々調整ステップＳ２４における制御を説明するための図である。
【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．マイクロチップ型光学測定装置
（１）照射検出部
（２）位置調整部
（３）振動素子
（４）荷電部
（５）偏向板
（６）回収容器
（７）制御部等
（８）マイクロチップ
２．本技術の第１実施形態のマイクロチップ型光学測定装置における光学位置の最適化制御
（１）原点・基準点移動ステップＳ１
（２）信号取得ステップＳ２
（３）エリア平均値最大位置判定ステップＳ３
（４）エリア平均最大位置移動ステップＳ４
（５）信号取得ステップＳ５
（６）積算値最大位置判定ステップＳ６
（７）変動係数判定ステップＳ７
（８）位置最適化ステップＳ８
３．本技術の第２実施形態のマイクロチップ型光学測定装置における光学位置の最適化制御
（１）粗調整ステップＳ２１
（１−１）格子状信号取得ステップＳ２１１
（１−２）二次元分布パラメータ推定ステップＳ２１２
（１−３）最大位置移動ステップＳ２１３
（２）第１微調整ステップＳ２２
（２−１）直線状信号取得ステップＳ２２１
（２−２）一次元分布パラメータ推定ステップＳ２２２
（２−３）最大位置移動ステップＳ２２３
（３）第２微調整ステップＳ２３
（３−１）直線状信号取得ステップＳ２３１
（３−２）一次元分布パラメータ推定ステップＳ２３２
（３−３）最大位置移動ステップＳ２３３
（４）微々調整ステップＳ２４
【００１４】
１．マイクロチップ型光学測定装置
図１は、マイクロチップ型フローサイトメータとして構成された本技術に係るマイクロチップ型光学測定装置１（以下「フローサイトメータ１」とも称する）の構成を説明する模式図である。また、図２及び図３は、フローサイトメータ１に搭載可能なマイクロチップ２の一例を示す。図２Ａは上面模式図、ＢはＡ中Ｐ−Ｐ断面に対応する断面模式図を示す。また、図３は、マイクロチップ２のオリフィス２１の構成を模式的に説明する図であり、Ａは上面図、Ｂは断面図、Ｃは正面図を示す。図３Ｂは、図２Ａ中Ｐ−Ｐ断面に対応する。
【００１５】
（１）照射検出部
フローサイトメータ１は、マイクロチップ２にレーザＬ１を照射する光源６１と、レーザＬ１の照射により発生する検出対象光を検出する検出器６２とを含んでなる照射検出部を備える。マイクロチップ２に対するレーザＬ１の照射方向（レーザＬ１の光軸）を図１中Ｚ軸正方向で示す。光源６１は、ＬＤ、ＬＥＤなどであってよい。
【００１６】
レーザＬ１は、マイクロチップ２のサンプル流路２２を通流する細胞に照射される。検出器６２は、細胞によるレーザＬ１の散乱光、及び、細胞又は細胞に標識された蛍光色素がレーザＬ１により励起されて生じる蛍光を検出する。図１中、サンプル流路２２を通流する細胞から発生する蛍光を符合Ｆ１で示す。
【００１７】
照射検出部は、光源６１から出射されたレーザＬ１を細胞に導光して集光するための集光レンズやダイクロイックミラー、バンドパスフィルター等からなる照射系を含む。また、照射検出部は、レーザＬ１の照射によって細胞から発生する検出対象光を集光して検出器６２に導光する検出系によって構成される。検出系は、例えば、ＰＭＴ（photo multiplier tube）や、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子等のエリア撮像素子などによって構成される。
【００１８】
照射検出部の検出系により検出される検出対象光は、レーザＬ１の照射によって細胞から発生する光であって、例えば、前方散乱光や側方散乱光、レイリー散乱やミー散乱等の散乱光や蛍光などとすることができる。蛍光は、細胞又は細胞に標識された蛍光色素から発生するものであってよい。これらの検出対象光は電気信号に変換され、細胞の光学特性判定及び後述する光学位置の自動調整のために利用される。
【００１９】
（２）位置調整部
フローサイトメータ１は、照射検出部に対するマイクロチップ２の相対位置を変更する位置調整部９を備える。位置調整部９は、マイクロチップ２の位置及び／又は照射検出部の位置を、レーザＬ１の光軸に対する垂直平面（ＸＹ平面）上で移動させる。これにより、位置調整部９は、レーザＬ１の光軸に対するマイクロチップ２の位置を調整して、レーザＬ１がサンプル流路２２内の細胞の通流位置に照射されるように最適化する。
【００２０】
位置調整部９は、マイクロチップ２の位置、又は、光源６１及び検出器６２を含む照射検出部の位置の少なくとも一方を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能なものであればよい。位置調整部９は、例えばステッピングモータなどにより構成される。なお、位置調整部９は、照射検出部に対するマイクロチップ２の相対位置をＺ軸方向（レーザＬ１の焦点方向）においても移動させるものであってよい。
【００２１】
（３）振動素子
フローサイトメータ１は、マイクロチップ２に形成されたオリフィス２１に振動を印加して、オリフィス２１から排出される、細胞を含むサンプル液とシース液との層流を液滴化して吐出させる振動素子３を備える。振動素子３は、例えばピエゾ素子とできる。吐出された液滴は、流体ストリームＳとなって図中矢印Ｙ軸正方向に射出される。なお、フローサイトメータ１において、マイクロチップ２は交換可能に搭載されるものである。
【００２２】
フローサイトメータ１において、振動素子３は、マイクロチップ２と一体に構成されたものであってもよく、搭載されたマイクロチップ２と接触可能なように装置側に配設されたものであってもよい。
【００２３】
（４）荷電部
オリフィス２１から吐出される液滴は、荷電部４１によって正又は負の電荷を付与される。液滴のチャージは、荷電部４１と電気的に接続され、マイクロチップ２に設けられたサンプルインレット２３に挿入されている電極４２によって行われる。なお、電極４２は、マイクロチップ２のいずれかの箇所に、流路を送液されるサンプル液又はシース液に電気的に接触するように挿入されていればよいものとする。
【００２４】
フローサイトメータ１では、振動素子３の駆動電圧の周波数と、荷電部４１の電圧（チャージ電圧）の切り換えタイミングと、を同期させることにより、オリフィス２１から吐出される液滴の一部にプラス又はマイナスのいずれかの電荷を付与する。一部の液滴は、電荷を付与されず、チャージなしとされていてもよい。
【００２５】
（５）偏向板
さらに、フローサイトメータ１は、流体ストリームＳを挟んで対向して配置された一対の偏向板５１，５２を備える。偏向板５１，５２は、液滴に付与された電荷との間に作用する電気的な力によって流体ストリームＳ中の各液滴の進行方向を変化させる。偏向板５１，５２は、通常使用される電極であってよい。図１中、偏光板５１，５２の対向方向をＸ軸方向によって示す。
【００２６】
（６）回収容器
偏向板５１，５２の間を通過した流体ストリームは、回収容器８１、回収容器８２又は回収容器８３のいずれかに受け入れられる。例えば、偏向板５１を正、偏向板５２を負に帯電させる場合、荷電部４１により負にチャージされた液滴は回収容器８２に、正にチャージされた液滴は回収容器８３にそれぞれ回収される。また、荷電部４１によりチャージされていない液滴は、偏向板５１，５２からの電気的な作用力を受けずに真っ直ぐ飛行し、回収容器８１に回収される。フローサイトメータ１では、各液滴に含まれる細胞の特性に応じて該液滴の進行方向を制御することで、所望の特性を有する目的細胞とそれ以外の非目的細胞とを別々の回収容器に回収できる。
【００２７】
回収容器８１，８２，８３は、実験用として汎用のプラスチック製チューブあるいはガラス製チューブであってよい。これらの回収容器は、交換可能にフローサイトメータ１に配置されるものであることが好ましい。また、回収容器のうち非目的細胞を受け入れるものには、回収した液滴の排液路を接続してもよい。なお、フローサイトメータ１において、配置される回収容器の数は特に限定されないものとする。回収容器を３つよりも多く配置する場合には、各液滴が、偏向板５１，５２との間の電気的な作用力の有無及びその大小によっていずれか一つの回収容器に誘導され、回収されるようにする。
【００２８】
（７）制御部等
フローサイトメータ１は、上述の構成に加え、通常のフローサイトメータが備える、細胞の光学特性判定のためのデータ解析部、サンプル液及びシース液を貯留するタンク部及びこれらの各構成を制御するための制御部１０などを備える。
【００２９】
制御部１０は、ＣＰＵ、メモリ及びハードディスクなど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と次に説明する制御ステップを実行するプログラムなどが格納されている。
【００３０】
制御部１０は、予め設定された領域のうち、レーザＬ１の照射によりマイクロチップから発生する光の検出強度の積算値又は平均値がより大きくなる（好ましくは最大値となる）位置であって、ばらつきが少なくなる位置への移動信号を位置調整部９に出力する。
【００３１】
（８）マイクロチップ
マイクロチップ２は、サンプル流路２２が形成された基板層２ａ、２ｂが貼り合わされてなる。基板層２ａ、２ｂへのサンプル流路２２の形成は、金型を用いた熱可塑性樹脂の射出成形により行うことができる。熱可塑性樹脂には、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、環状ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン及びポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などの従来マイクロチップの材料として公知のプラスチックを採用できる。
【００３２】
サンプル液は、サンプルインレット２３に導入され、シースインレット２４に導入されるシース液と合流して、サンプル流路２２を送液される。シースインレット２４から導入されたシース液は、２方向に分かれて送液された後、サンプルインレット２３から導入されたサンプル液との合流部において、サンプル液を２方向から挟み込むようにしてサンプル液に合流する。これにより、合流部において、シース液層流の中央にサンプル液層流が位置された３次元層流が形成される。
【００３３】
符号２５は、サンプル流路２２に詰まりや気泡が生じた際に、サンプル流路２２内に負圧を加えて流れを一時的に逆流させて詰まりや気泡を解消するための吸引流路を示す。吸引流路２５の一端には、真空ポンプ等の負圧源に接続される吸引アウトレット２５１が形成され、他端は連通口２５２においてサンプル流路２２に接続している。
【００３４】
３次元層流は、送液方向に対する垂直断面の面積が送液方向上流から下流へ次第にあるいは段階的に小さくなるように形成された絞込部２６１（図２参照），２６２（図３参照）において層流幅を絞り込まれる。その後、３次元層流は、流路の一端に設けられたオリフィス２１から排出される。
【００３５】
サンプル流路２２の絞込部２６１と絞込部２６２との間では、細胞の特性検出が行われる。照射検出部によって、サンプル流路２２中を３次元層流の中心に一列に配列して送流される細胞に対してレーザＬ１が照射され、細胞から発生する蛍光Ｆ１及び散乱光が検出される（図２参照）。
【００３６】
サンプル流路２２のオリフィス２１への接続部は、直線状に形成されたストレート部２７とされている。ストレート部２７は、オリフィス２１から流体ストリームＳをＹ軸正方向に真っ直ぐ射出するために機能する。
【００３７】
オリフィス２１から排出される３次元層流は、振動素子３１によりオリフィス２１に印加される振動によって液滴化され、流体ストリームＳとして射出される（図１参照）。オリフィス２１は基板層２ａ、２ｂの端面方向に開口しており、その開口位置と基板層端面との間には切欠部２１１が設けられている。切欠部２１１は、オリフィス２１の開口位置と基板端面との間の基板層２ａ、２ｂを、切欠部２２１の径Ｌがオリフィス２１の開口径ｌよりも大きくなるように切り欠くことによって形成されている（図３Ｃ参照）。切欠部２１１の径Ｌは、オリフィス２１から吐出される液滴の移動を阻害しないように、オリフィス２１の開口径ｌよりも２倍以上大きく形成することが望ましい。
【００３８】
２．本技術の第１実施形態のマイクロチップ型光学測定装置における光学位置の最適化制御
図４は、フローサイトメータ１におけるマイクロチップ２の光学位置の最適化のための制御ステップを説明するフローチャートである。制御ステップは、「原点・基準点移動ステップＳ１」、「信号取得ステップＳ２」、「エリア平均値最大位置判定ステップＳ３」、「エリア平均最大位置移動ステップＳ４」、「信号取得ステップＳ５」、「積算値最大位置判定ステップＳ６」、「変動係数判定ステップＳ７」及び「位置最適化ステップＳ８」の手順を含む。以下、各手順について説明する。
【００３９】
（１）原点・基準点移動ステップＳ１
ユーザにより分析の開始信号が入力されると、制御部１０は位置調整部９へ移動信号を出力し、位置調整部９が照射検出部に対するマイクロチップ２の相対位置を予め設定された初期位置（図５、原点Ｏを参照）に移動させる。相対位置が原点Ｏにあるとき、照射検出部から出射されたレーザＬ１はマイクロチップ２上の原点Ｏに照射される。相対位置の変更は、マイクロチップ２の位置、又は、光源６１及び検出器６２を含む照射検出部の位置の少なくとも一方を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動することによって行い得るが、以下ではマイクロチップ２の位置を移動する場合を例に説明する。
【００４０】
次に、制御部１０は、サンプル液及びシース液を貯留するタンク部のポンプを駆動して、マイクロチップ２のサンプルインレット２３及びシースインレット２４へのサンプル液及びシース液の送液を開始する。サンプル液には、キャリブレーション用のビーズが含まれていることが好ましい。さらに、制御部１０は、振動素子３によるオリフィス２１への振動印加を開始する。これにより、オリフィス２１から射出されるサンプル液及びシース液の３次元層流が液滴化して吐出され、流体ストリームＳが発生する。
【００４１】
サンプル液及びシース液の送液開始後、制御部１０は、位置調整部９へ移動信号を出力し、位置調整部９がマイクロチップ２の位置を原点Ｏから基準点Ｄ０に移動させる（図５矢印参照）。照射検出部に対するマイクロチップ２の相対位置が基準点Ｄ０にあるとき、照射検出部から出射されたレーザＬ１はマイクロチップ２上の基準点Ｄ０に照射される。
【００４２】
基準点Ｄ０は、マイクロチップ２の細胞の特性検出が行われるべき位置（すなわち、以下に説明するステップにより決定される最適位置）の近傍に予め設定される。より具体的には、基準点Ｄ０は、サンプル流路２２の絞込部２６１と絞込部２６２との間（図３参照）の近傍とされる。
【００４３】
（２）信号取得ステップＳ２
本ステップＳ２では、照射検出部により、基準点Ｄ０を含むマイクロチップ２上の複数の位置から発生する蛍光又は散乱光（以下、単に「蛍光」と称する）の検出が行われる。本ステップＳ２において、蛍光の検出が行われるマイクロチップ２上の位置を図５中符号Ｄにより示す。図では、基準点Ｄ０を含めて２４箇所の検出位置Ｄを設定し、Ｘ軸方向の配列数Ｍ１を８列、Ｚ軸方向の配列数Ｎ１を３列に配列した検出位置Ｄからの蛍光を検出する場合を例に示した。
【００４４】
検出位置Ｄが設定される領域にはサンプル流路２２が含まれるようにされ、この限りにおいて検出位置Ｄの数及び配列態様は特に限定されず任意に設定される。検出位置Ｄは、図に示すようにＸ軸方向及びＺ軸方向に格子状に配列されることが好ましい。この場合、検出位置ＤのＸ軸方向及びＺ軸方向の配列間隔Ｗ及びＨは、サンプル流路２２の流路幅（流路径）とＸ軸方向及びＺ軸方向における検出位置Ｄの配列数Ｍ１，Ｎ１に応じて適宜設定され得る。サンプル流路２２の流路幅が７０〜１００μｍ程度であり、８，Ｎ１が３である場合、配列間隔Ｗ及びＨは、例えばそれぞれ２５、７５μｍに設定される。
【００４５】
蛍光の検出は、一つの検出位置Ｄについて一定時間行われる。一定時間に検出された蛍光は積算されて電気信号に変換され制御部１０に出力される。蛍光の検出は、レーザＬ１をＸ軸方向及びＺ軸方向に走査して各検出位置Ｄに順次照射して、発生する蛍光を検出することによって行い得る。あるいは、レーザＬ１の照射により各検出位置Ｄから蛍光をエリア撮像素子によって一括検出してもよい。
【００４６】
（３）エリア平均値最大位置判定ステップＳ３
本ステップＳ３では、制御部１０は、各検出位置Ｄについて検出強度の積算値のエリア平均を算出し、エリア平均がより大きくなる検出位置Ｄ、好ましくは最大値となる検出位置Ｄを自動判定する。
【００４７】
「エリア平均」とは、一つの検出位置Ｄと、それから所定の距離範囲内にある複数の検出位置Ｄと、で得られた検出強度の積算値の平均を意味する。図５では、エリア平均を、一つの検出位置Ｄ１と、検出位置Ｄ１からＸ軸方向に２Ｗ、Ｚ軸方向に２Ｈの距離範囲内にある検出位置Ｄ２〜Ｄ９と、で得られた検出強度の積算値の平均とする場合を示した。
【００４８】
一つの検出位置Ｄからどれくらいの距離範囲内をエリア平均として設定するかは、サンプル流路２２の流路幅（流路径）、配列間隔Ｗ及びＨに応じて適宜決定され得るものとする。
【００４９】
制御部１０は、各検出位置Ｄについて算出されたエリア平均を比較し、エリア平均がより大きくなる検出位置Ｄ、好ましくは最大値となる検出位置Ｄを決定する。ここでは、検出位置Ｄ１においてエリア平均が最大値となるものとして説明する。
【００５０】
蛍光はキャリブレーションビーズ又は細胞が通流されるサンプル流路２２で強く発生するため、エリア平均が最大値となる検出位置Ｄ１〜Ｄ９を結んで形成される領域Ｒ１内には、サンプル流路２２が位置するものとみなし得る。
【００５１】
（４）エリア平均最大位置移動ステップＳ４
エリア平均が最大値となる検出位置Ｄ１が特定されると、制御部１０は、位置調整部９へ移動信号を出力し、位置調整部９がマイクロチップ２の位置を基準点Ｄ０から検出位置Ｄ１に移動させる（図６矢印参照）。
【００５２】
（５）信号取得ステップＳ５
本ステップＳ５では、照射検出部により、エリア平均が最大値となる領域Ｒ１内の複数の位置から発生する蛍光の検出が行われる。本ステップＳ５における蛍光の検出位置Ｄを図６の拡大図中に示す。図では、エリア平均が最大値となる検出位置Ｄ１を含めてＸ軸方向にＭ２列、Ｚ軸方向にＮ２列配列した（Ｍ２×Ｎ２）の検出位置Ｄから蛍光を検出する場合を例に示した。
【００５３】
検出位置ＤのＸ軸方向及びＺ軸方向の配列間隔ｗ及びｈは、サンプル流路２２の流路幅（流路径）とＸ軸方向及びＺ軸方向における配列数Ｍ２及びＮ２に応じて適宜設定され得る。配列数配Ｍ２，Ｎ２は、例えばそれぞれ１１、７個とされる。列間隔ｗ及びｈは、例えばそれぞれ５、２５μｍに設定される。なお、本ステップＳ５においても、検出位置Ｄの数及び配列態様は特に限定されないものとする。
【００５４】
蛍光の検出は、一つの検出位置Ｄについて一定時間行われる。一定時間に検出された蛍光は電気信号に変換され制御部１０に出力される。蛍光の検出は、レーザＬ１をＸ軸方向及びＺ軸方向に走査して各検出位置Ｄに順次走査し、発生する蛍光を検出する。あるいは、エリア撮像素子によって、レーザＬ１の照射により各検出位置Ｄから蛍光を一括検出してもよい。
【００５５】
（６）積算値最大位置判定ステップＳ６
本ステップＳ６では、制御部１０は、各検出位置Ｄについて、検出強度の積算値又は平均値のどちらか一方又は両方と、それらの変動係数（ＣＶ値）とを算出する。以下では、検出強度の積算値とそのＣＶ値とを用いた処理を例に説明する。
【００５６】
制御部１０は、各検出位置Ｄについて算出された検出強度の積算値を比較し、積算値がより大きくなる検出位置Ｄ、好ましくは最大値となる検出位置Ｄ（第一の最適位置）を決定する。ここでは、検出位置Ｄ１１において積算値が最大値となるものとして説明する（図６参照）。
【００５７】
（７）変動係数判定ステップＳ７
次に、制御部１０は、積算値が最大値となる検出位置Ｄ１１と隣接する検出位置Ｄ１２〜Ｄ１９との間でＣＶ値を比較し、検出位置Ｄ１１に比してより小さいＣＶ値を与える検出位置Ｄ（第二の最適位置）の存在の有無を自動判定する（図７参照）。
【００５８】
（８）位置最適化ステップＳ８
ステップＳ７において、積算値が最大値となる検出位置Ｄ１１に比してより小さいＣＶ値を与える検出位置Ｄが、検出位置Ｄ１１と隣接する検出位置Ｄ１２〜Ｄ１９のいずれにもみつからなった場合、制御部１０は、マイクロチップ２の位置を検出位置Ｄ１から検出位置Ｄ１１に移動させる。このとき、積算値が最大値となる検出位置（第一の最適位置）とＣＶ値が最小値となる検出位置（第二の最適位置）はいずれも検出位置Ｄ１１で一致している。
【００５９】
また、ステップＳ７において、検出位置Ｄ１２〜Ｄ１９のいずれかに検出位置Ｄ１１に比してより小さいＣＶ値を与える検出位置Ｄがみつかった場合、制御部１０は、マイクロチップ２の位置を検出位置Ｄ１から当該検出位置Ｄ（例えば検出位置Ｄ１８）に移動させる。このとき、積算値が最大値となる検出位置（第一の最適位置）とＣＶ値が最小値となる検出位置（第二の最適位置）は不一致である。
【００６０】
積算値が最大値となる検出位置Ｄ１１は、蛍光が最も強く発生する位置であり、サンプル流路２２のキャリブレーションビーズ又は細胞の通流位置とみなすことができる。すなわち、照射検出部に対するマイクロチップ２の相対位置が検出位置Ｄ１１にあるとき、照射検出部から出射されたレーザＬ１はサンプル流路２２のキャリブレーションビーズ等の通流位置に照射されることとなる。
【００６１】
例外的に、積算値が最大値となる検出位置Ｄ１１が、サンプル流路２２のキャリブレーションビーズ等の通流位置ではないにもかからず、蛍光強度の積算値が最大値となる場合がある。例えば、検出位置Ｄ１１がマイクロ流路２２の流路壁に一致する場合には、蛍光の反射や散乱などによって異常に高い蛍光強度が散発的に検出されてしまう場合がある。この場合、当該位置において検出される蛍光強度にばらつきが生じ、蛍光強度の積算値のＣＶ値が大きくなる。
【００６２】
検出位置Ｄ１１がマイクロ流路２２の流路壁に一致する場合などでは、検出位置Ｄ１１と隣接する検出位置のうちより小さなＣＶ値を与える検出位置Ｄ１８が、サンプル流路２２のキャリブレーションビーズ等の通流位置とみなすことができる。すなわち、照射検出部に対するマイクロチップ２の相対位置が検出位置Ｄ１８にあるとき、照射検出部から出射されたレーザＬ１はサンプル流路２２のキャリブレーションビーズ等の通流位置に照射されることとなる。
【００６３】
以上のように、フローサイトメータ１では、レーザＬ１の照射によりマイクロチップ２から発生する蛍光の検出強度の積算値あるいは平均値がより大きくなる位置又はＣＶ値がより小さくなる位置に、レーザＬ１に対するマイクロチップ２の相対位置を設定する。これにより、フローサイトメータ１では、マイクロチップ２のサンプル流路２２の細胞の通流位置と、レーザＬ１の光軸と、を自動で高精度に位置決めし、簡便に高精度な測定を行うことが可能とされている。
【００６４】
また、フローサイトメータ１では、蛍光検出強度の積算値のエリア平均がより大きくなる位置を特定する粗調整（ステップＳ２・Ｓ３）と、エリア平均がより大きくなる領域内において積算値あるいは平均値がより大きくなる位置又はＣＶ値がより小さくなる位置を特定する微調整（ステップＳ５〜Ｓ７）との２段階の手順によって、マイクロチップ２の光学位置を最適化している。これにより、マイクロチップ２の光学位置の最適化を小さい処理負荷で迅速に行うことが可能とされている。
【００６５】
３．本技術の第２実施形態のマイクロチップ型光学測定装置における光学位置の最適化制御
図８は、フローサイトメータ１における光学位置の最適化のための第２実施形態の制御ステップを説明するためのフローチャートである。本実施形態の制御ステップは、「原点・基準点移動ステップＳ１」、「粗調整ステップＳ２１」、「第１微調整ステップＳ２２」、「第２微調整ステップＳ２３」及び「微々調整ステップＳ２４」の手順を含む。以下、各手順について説明する。なお、原点・基準点移動ステップＳ１は、第１実施形態の原点・基準点移動ステップＳ１と比べ、基準点Ｄ０（図５再参照）が後述する図９に示す基準点Ｐ０に相当すること以外は、実質的に同様の工程であるため、ここではその説明は省略する。
【００６６】
（１）粗調整ステップＳ２１
図９は、本実施形態の粗調整ステップＳ２１における制御を説明するための図である。
粗調整ステップＳ２１は、「格子状信号取得ステップＳ２１１」、「二次元分布パラメータ推定ステップＳ２１２」、「最大位置移動ステップＳ２１３」の手順を含む。以下、各手順について説明する。
【００６７】
（１−１）格子状信号取得ステップＳ２１１
本ステップＳ２１１では、照射検出部により、予め設定された複数の検出位置Ｄ２１からの蛍光の検出が行われる（図９Ａ参照）。本ステップＳ２１１において、蛍光の検出が行われるマイクロチップ２上の位置を図９Ａ中符号Ｄ２１により示す。図９Ａでは、基準点Ｐ０を中心として、Ｘ軸方向に６列、Ｚ軸方向に７列に配列した検出位置Ｄ２１からの蛍光を検出する場合を例に示した。
【００６８】
検出位置Ｄ２１が設定される領域にはサンプル流路２２が含まれるようにされ、この限りにおいて検出Ｄ２１の数及び配列態様は特に限定されず任意に設定される。検出位置Ｄ２１は、図９Ａに示すようにＸ軸方向及びＺ軸方向に格子状に配列されることが好ましい。この場合、検出位置Ｄ２１のＸ軸方向及びＺ軸方向の配列間隔Ｗ２及びＨ２は、サンプル流路２２の流路幅（流路径）とＸ軸方向及びＺ軸方向における検出位置Ｄ２１の配列数Ｍ３、Ｎ３に応じて適宜設定され得る。配列間隔Ｗ２及びＨ２は、例えばそれぞれ６２．５、１２５μｍに設定される。蛍光の検出については、第１の実施形態の信号取得ステップＳ２と実質的に同様にして行われる。
【００６９】
（１−２）二次元分布パラメータ推定ステップＳ２１２
本ステップＳ２１２では、制御部１０は、各検出位置Ｄ２１と蛍光の検出強度の積算値又は平均値の関係が、二次元の確率分布に従うと仮定する。そして、ステップＳ２１１において取得される検出位置及び検出強度と、照射位置及び照射強度の関係を表すレーザの照射プロファイルとについて、各検出位置における検出強度は、対応する照射位置における照射強度と相関関係を有する。そのため、仮定される確率分布は、レーザの照射プロファイルに応じて選択することが好ましい。
【００７０】
例えば、照射プロファイルが、後述する図１０Ａに示すようなトップハットビーム形状である場合には、制御部１０は確率分布モデルとして一様分布を仮定することができる。
一方、照射プロファイルが、後述する図１０Ｂに示すようなガウシアンビーム形状の場合には、確率分布モデルとして正規分布を仮定することができる。このように、確率分布をレーザの照射プロファイルに応じて選択することで、装置のレーザの光学特性に応じて高速かつ高精度に光学位置を調整することができる。
【００７１】
また、制御部１０は、各検出位置Ｄ２１と蛍光の検出強度の積算値又は平均値の関係が二次元の確率分布に従うと仮定するとき、確率分布における分布パラメータを確率統計情報に基づいて、確率統計的手法により推定する。例えば、制御部１０は、各積算値又は平均値について、最尤推定法により分布パラメータ（平均（分布の中心位置）や分散（分布の広がり）等）を推定することができる。
【００７２】
この最尤推定法では、検出強度と検出位置との関係を二次元正規分布にあると推定する場合、制御部１０に予め記憶された確率分布モデルに基づいて、二次元正規分布の中心位置（検出強度が最大である位置）がどの位置にあるときに、尤度が最大化するかを推定することができる。この最尤推定法によれば、検出強度のデータが少ない場合であっても、精度よく検出強度が最大となる位置（レーザＬ１の光軸中心位置）を推定することができる。
【００７３】
（１−３）最大位置移動ステップＳ２１３
本ステップＳ２１３では、制御部１０は、確率分布推定ステップＳ２１２で推定された確率分布において、検出強度の積算値又は平均値がより大きな、好ましくは最大値となる位置Ｐ１への移動信号を位置調整部９に出力する。これにより、図９Ｃに示すように、位置調整部９は、マイクロチップ２の位置を基準点Ｐ０から位置Ｐ１に移動させる。
【００７４】
ここで、図１０を参照しながら最大位置の算出方法について説明する。図１０は二次元の確率分布を一方向から見た状態を示す図である。図１０Ａでは、トップハット分布（一様分布）を示す。確率分布をトップハット分布と推定する場合、図１０Ａ中のエッジＥ１とエッジＥ２の中心位置を検出強度が最大の位置と制御部１０は判定する。
【００７５】
一方、図１０Ｂでは、ガウシアン分布を示す。確率分布をガウシアン分布と推定する場合、図１０Ｂに示すように、検出強度の積算値又は平均値の極大値ｂを有する位置を傾きが０の位置（傾きａ）とすることができる。フローサイトメータ１では、レーザの光学プロファイルがガウシアン分布であることが好ましく、この場合、複数の検出強度の積算値又は平均値の分布をガウシアン分布とすることができる。
【００７６】
このように、粗調整ステップＳ２１では、複数の検出位置Ｄ２１における光の検出強度の積算値又は平均値を特定の二次元の確率分布と推定し、該確率分布において、より大きな、好ましくは最大値を有する位置にマイクロチップ２を移動させることができる。
【００７７】
以上のように、本実施形態の光学位置調整方法によれば、各検出位置Ｄ２１の検出強度の確率分布を推定することで、検出位置Ｄ２１の数を増やさずに、マイクロチップ２の位置調整の精度を向上させることができる。
【００７８】
（２）第１微調整ステップＳ２２
図１１は、本実施形態の第１微調整ステップＳ２２における制御を説明するための図である。第１微調整ステップＳ２２は、「直線状信号取得ステップＳ２２１」、「一次元分布パラメータ推定ステップＳ２２２」及び「最大位置移動ステップＳ２２３」の手順を含む。以下、各手順について説明する。
【００７９】
（２−１）直線状信号取得ステップＳ２２１
本ステップＳ２２１では、粗調整ステップＳ２１で設定された位置Ｐ１を中心にして、Ｘ軸方向に配列した複数の検出位置ｄ２２からの蛍光の検出が行われる（図１１Ａ）。検出される間隔Ｗ２２及び検出位置ｄ２２の配列数は適宜設定され得る。図１１Ａでは、位置Ｐ１を中心として、Ｘ軸方向に検出位置ｄ２２が１９個配列される場合を例に示した。蛍光の検出については、第１の実施形態の信号取得ステップＳ２と実質的に同様にして行われる。
【００８０】
（２−２）一次元分布パラメータ推定ステップＳ２２２
本ステップＳ２２２では、制御部１０は、各検出位置ｄ２２と蛍光の検出強度の積算値又は平均値の関係がメモリ等に記憶された一次元の分布に従うと仮定する。例えば、図１１Ｂに示す検出強度のデータが得られた場合には、制御部１０は、一次元の分布をＮ次多項式モデルとし、最小二乗法に基づいて最大値を算出することができる。一次元の分布を正規分布とするよりも、Ｎ次多項式モデルとすることで、このフローサイトメータ１を構成する各部品の設計ばらつき等による光学プロファイルの分布のばらつきに精度よく対応させることができる。
【００８１】
ここで、分布をＮ次多項式モデルとする場合、次数については、高い程精度が上がる一方で、高すぎると各検出位置ｄ２２の検出強度の誤差による影響を受けやすくなるため、例えば、４次とすることが好ましい。
【００８２】
（２−３）最大位値移動ステップＳ２２３
本ステップＳ２２３では、制御部１０は、一次元パラメータ推定ステップＳ２２２で仮定された一次元の分布において、検出強度の積算値又は平均値がより大きな、好ましくは最大値となる位置Ｐ２への移動信号を位置調整部９に出力する。これにより、図１１Ｃに示すように、位置調整部９は、マイクロチップ２の位置を位置Ｐ１から位置Ｐ２に移動させる。なお、図１１Ｃに示す位置Ｐ２は、検出位置ｄ２２上にある場合を例に示したが、位置Ｐ２は、２つの検出位置ｄ２２の間にあってもよい。
【００８３】
このように、第１微調整ステップＳ２２では、粗調整ステップＳ２１で調整されたマイクロチップ２の位置をより精度よく調整することができる。特に、マイクロチップ２の位置調整は、一方向に配列した検出位置ｄ２２の検出強度に基づいて行われる。そのため、複数方向に、例えば、格子状に配列した検出位置の強度に基づいて位置調整を行うよりも、検出するデータ数を少なくすることができる。従って、検出位置ｄ２２の間隔を狭くすることで、配列数を増やし、データの精度を上げても、二次元でデータを取得する場合と比較してデータ検出時間の増大を抑制することができる。
【００８４】
（３）第２微調整ステップＳ２３
図１２は、本実施形態の第２微調整ステップＳ２３における制御を説明するための図である。第２微調整ステップＳ２３は、「直線状信号取得ステップＳ２３１」、「一次元パラメータ推定ステップＳ２３２」及び「最大位置移動ステップＳ２３３」の手順を含む。
【００８５】
図１２Ａ〜Ｃに示すように、本ステップＳ２３における制御は、図１１Ａ〜Ｃを参照しながら説明した第１微調整ステップＳ２２における制御と比べ、Ｘ軸方向に配列した検出位置ｄ２２の検出強度に基づいて位置Ｐ１からＰ２にマイクロチップ２をＸ軸方向に移動させる代わりに、位置Ｐ２を中心にＹ軸方向に配列した検出位置ｄ２３の検出強度に基づいて位置Ｐ２からＰ３にマイクロチップ２をＹ軸方向に移動させる点以外は、実質的に同様である。そのため、ここでは、その説明は省略する。
【００８６】
ここで、第１微調整ステップＳ２２では、Ｘ軸方向（マイクロチップ２の流れ幅方向）で位置調整をし、第２微調整ステップＳ２３では、Ｚ軸方向（レーザＬ１の焦点方向）で位置調整をする。このＺ軸方向はＸ軸方向と比較して光学プロファイルの広がりがより大きい（広い範囲で蛍光の検出強度が大きい）ため、上述した粗調整ステップＳ２１で行われる処理により、Ｘ軸方向よりもＺ軸方向の位置調整が精度良く行われている可能性が高い。そのため、粗調整ステップＳ２１でより精度良く位置調整が行われたＺ軸方向をまず固定してから、Ｘ軸方向のマイクロチップ２の位置調整を行うことが好ましい。従って、第１微調整ステップＳ２１と、第２微調整ステップＳ２２とは、この順で行われることが好ましい。
【００８７】
第２微調整ステップＳ２３では、第１微調整Ｓ２２で微調整した方向とは異なる方向にマイクロチップ２の位置を調整することで、より精度良く位置合わせすることができる。
【００８８】
（４）微々調整ステップＳ２４
図１３は、本実施形態の第２微調整ステップＳ２３における制御を説明するための図である。微々調整ステップＳ２４は、「信号取得ステップＳ２４１」、「積算値最大位置判定ステップＳ６」、「変動係数判定ステップＳ７」及び「位置最適化ステップＳ８」の手順を含む。
【００８９】
図１３Ａに示すように、まず、信号取得ステップＳ２４１では、第２微調整ステップＳ２３で設定された位置Ｐ３を中心に複数の検出位置ｄ２４において蛍光の検出が行われる。図１３Ａでは、Ｘ軸方向の配列数Ｍ４を１１列、Ｚ軸方向の配列数Ｎ１を３列にする場合を例に示した。蛍光の検出については、第１の実施形態の信号取得ステップＳ２と実質的に同様にして行われる。
【００９０】
次に、信号取得ステップＳ２４１で蛍光の検出がされた後、積算値最大位置判定ステップＳ６、変動係数判定ステップＳ７、位置最適化ステップＳ８は、実質的に第１の実施形態の制御ステップにおける、積算値最大位置判定ステップＳ６、変動係数判定ステップＳ７、位置最適化ステップＳ８と同様にして行われる（図１３Ｂ、図１３Ｃも参照）。
【００９１】
このようにして、マイクロチップ２はより最適な位置に移動される（図１３Ｃ中、Ｐ３からＰ４への移動）。
【００９２】
なお、本実施形態では、「粗調整ステップＳ２１」、「第１微調整ステップＳ２２」、「第２微調整ステップＳ２３」及び「微々調整ステップＳ２４」の順に各工程を説明したが、例えば、「粗調整ステップＳ２１」、「第１微調整ステップＳ２２」及び「第２微調整ステップＳ２３」を複数回繰り返し行ってもよい。また、「粗調整ステップＳ２１」、「第１微調整ステップＳ２２」及び「第２微調整ステップＳ２３」のみを１又は複数回行い、「微々調整ステップＳ２４」を省略してもよい。
【００９３】
以上のように、本実施形態の光学位置調整方法によれば、各検出位置と検出強度の関係が特定の確率分布モデルに従うと仮定し、その分布パラメータを確率統計的手法に基づき推定することで、検出位置の数を増やさずに、短時間の処理でマイクロチップ２の位置を精度良く調整することができる。
【００９４】
本技術に係るマイクロチップ型光学測定装置には、微小粒子測定装置（フローサイトメータ）以外にも、マイクロチップに形成された領域に導入された測定対象物を光学的に測定する装置が広く含まれるものとする。また、本技術に係る光学位置調整方法は、微小粒子測定装置（フローサイトメータ）以外にも、マイクロチップに形成された領域に導入された測定対象物を光学的に測定する装置全般に広く適用できるものとする。
【００９５】
本技術に係るマイクロチップ型光学測定装置は以下のような構成もとることができる。
（１）マイクロチップにレーザを照射して発生する光を検出する照射検出部と、
該照射検出部に対する前記マイクロチップの相対位置を変更する位置調整部と、
予め設定された領域において前記光の検出強度の積算値又は平均値が大きくなる位置への移動信号を前記位置調整部に出力する制御部と、を備えるマイクロチップ型光学測定装置。
（２）前記制御部は、前記光の検出位置と前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が、予め記憶された確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを予め記憶された確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置への移動信号を生成する前記（１）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（３）前記制御部は、前記レーザの照射プロファイルに応じて前記確率分布を仮定する前記（２）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（４）前記制御部は、予め設定された複数点において前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（１）〜（３）のいずれかひとつに記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（５）前記制御部は、予め設定された複数のエリア内で前記検出強度の積算値のエリア平均が最大となるエリアへの移動信号を前記位置調整部に出力する前記（４）記載のマイクロチップ型微小粒子分取装置。
（６）前記制御部は、前記予め設定された複数点において前記検出強度の積算値が最大となる位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（５）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（７）前記制御部は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値が最大となる第一の最適位置、又は前記エリア平均が最大となるエリア内において前記変動係数が最小となる第二の最適位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（６）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（８）前記制御部は、前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記第二の最適位置への移動信号を前記位置調整部に出力する上記（７）記載のマイクロチップ型微小粒子分取装置。
（９）マイクロチップ型微小粒子測定装置である上記（１）〜（８）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
【００９６】
また、本技術に係るマイクロチップ型光学測定装置における光学位置調整方法以下のような構成もとることができる。
（１）レーザ照射によりマイクロチップから発生する光をマイクロチップ上の複数の位置から検出する手順と、
予め設定された複数点が存在する領域のうち前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する手順と、を含む光学位置調整方法。
（２）前記位置を特定する手順では、前記光の検出位置と前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が予め記憶された確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを予め記憶された確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する前記（１）記載の光学位置調整方法。
（３）前記位置を特定する手順では、前記確率分布を二次元分布とする前記（２）記載の光学位置調整方法。
（４）前記確率分布により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となると推定された位置から所定の位置までの前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が一次元の分布に従うと仮定し、該一次元の分布により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する手順を含む前記（３）記載の光学位置調整方法。
（５）前記位置を特定する手順では、前記位置を、予め設定された複数点において前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置とする前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の光学位置調整方法。
（６）予め設定された複数のエリア内で前記光の検出強度の積算値のエリア平均が最大となる位置を特定する手順を含む前記（５）記載の光学位置調整方法。
（７）前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値が最大となる第一の最適位置を特定する手順を含む前記（６）記載の光学位置調整方法。
（８）前記変動係数が最小となる位置を特定する前記手順は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記変動係数が最小となる第二の最適位置を特定する手順である前記（７）記載の光学位置調整方法。
（９）前記レーザに対する前記マイクロチップの相対位置を、前記第一の最適位置又は前記第二の最適位置に設定する手順を含む前記（８）記載の光学位置調整方法。
（１０）前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記相対位置を前記第二の最適位置に設定する前記（９）記載の光学位置調整方法。
（１１）レーザ照射によりマイクロチップから発生する光をマイクロチップ上の複数の位置から検出する手順と、
前記光の検出強度の積算値のエリア平均がより大きくなる位置を特定する手順と、
前記エリア平均がより大きくなるエリア内において前記検出強度の積算値又は平均値がより大きくなる第一の最適位置を特定する手順と、
前記エリア平均がより大きくなるエリア内において前記検出強度の積算値又は平均値の変動係数がより小さくなる第二の最適位置を特定する手順と、
前記レーザに対する前記マイクロチップの相対位置を、前記第一の最適位置又は前記第二の最適位置に設定する手順と、を含むマイクロチップ型光学測定装置における光学位置調整方法。
【００９７】
また、本技術は、マイクロチップにレーザを照射して発生する光を検出する照射検出部と、該照射検出部に対する前記マイクロチップの相対位置を変更する位置調整部と、予め設定された領域において前記光の検出強度の積算値又は平均値が大きくなる位置への移動信号を前記位置調整部に出力する制御部と、を備えるマイクロチップ型光学測定装置を提供する。
このマイクロチップ型光学測定装置において、前記制御部は、前記検出位置と前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が、予め記憶された確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置への移動信号を生成してもよい。前記制御部は、前記レーザの照射プロファイルに応じて前記確率分布を選択してもよい。
また、前記制御部は、予め設定された複数点において前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置への移動信号を前記位置調整部に出力してもよい。
また、前記制御部は、予め設定された複数のエリア内で前記検出強度の積算値のエリア平均が最大となるエリアへの移動信号を前記位置調整部に出力してもよい。   また、前記制御部は、前記予め設定された複数点において前記検出強度の積算値が最大となる位置への移動信号を前記位置調整部に出力してもよい。
また、前記制御部は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値が最大となる第一の最適位置、又は前記エリア平均が最大となるエリア内において前記変動係数が最小となる第二の最適位置への移動信号を前記位置調整部に出力してもよい。
また、前記制御部は、前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記第二の最適位置への移動信号を前記位置調整部に出力してもよい。
このマイクロチップ型光学測定装置は、マイクロチップ型微小粒子測定装置として構成できる。
【００９８】
また、本技術は、レーザ照射によりマイクロチップから発生する光をマイクロチップ上の複数の位置から検出する手順と、予め設定された領域のうち前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する手順と、を含む光学位置調整方法を提供する。
前記位置を特定する手順では、前記検出位置と前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が予め記憶された確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定してもよい。
また、この光学位置調整方法は、前記確率分布により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となると推定された位置から所定の位置までの前記光の検出強度の積算値又は平均値を一次元の分布であると仮定し、該一次元の分布により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する手順を含んでいてもよい。
また、前記位置を特定する手順では、前記位置を、予め設定された複数点において前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置としてもよい。   また、この光学位置調整方法は、予め設定された複数のエリア内で前記光の検出強度の積算値のエリア平均が最大となる位置を特定する手順を含んでいてもよい。 
また、この光学位置調整方法は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値が最大となる第一の最適位置を特定する手順を含んでいてもよい。
また、前記変動係数が最小となる位置を特定する前記手順は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記変動係数が最小となる第二の最適位置を特定する手順であってもよい。
また、この光学位置調整方法は、前記レーザに対する前記マイクロチップの相対位置を、前記第一の最適位置又は前記第二の最適位置に設定する手順を含んでいてもよい。
更に、本技術は、レーザ照射によりマイクロチップから発生する光をマイクロチップ上の複数の位置から検出する手順と、前記光の検出強度の積算値のエリア平均がより大きくなる位置を特定する手順と、前記エリア平均がより大きくなるエリア内において前記検出強度の積算値又は平均値がより大きくなる第一の最適位置を特定する手順と、前記エリア平均がより大きくなるエリア内において前記検出強度の積算値又は平均値の変動係数がより小さくなる第二の最適位置を特定する手順と、前記レーザに対する前記マイクロチップの相対位置を、前記第一の最適位置又は前記第二の最適位置に設定する手順と、を含むマイクロチップ型光学測定装置における光学位置調整方法も提供する。
【００９９】
例えば、本技術に係る装置及び方法は、以下のような構成もとることができる。
（１）マイクロチップにレーザを照射して発生する光を検出する照射検出部と、
該照射検出部に対する前記マイクロチップの相対位置を変更する位置調整部と、
前記光の検出強度の積算値又は平均値が大きくなる検出位置への移動信号を前記位置調整部に出力する制御部と、を備え、
前記位置調整部は、前記マイクロチップの位置及び／又は前記照射検出部の位置を、少なくとも光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に移動可能であり、
前記照射検出部は、前記位置調整部により調整された複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、
前記複数の検出位置は、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した検出位置である
マイクロチップ型光学測定装置。
（２）前記制御部が、複数の検出位置において取得された光の検出強度の積算値又は平均値に基づき、エリア平均が最大となる領域を決定し、前記領域内の複数の検出位置で行われた光の検出強度の積算値に基づき、最適位置を決定する、前記（１）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（３）前記制御部は、前記光の検出位置と前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が予め記憶された確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置への移動信号を生成する前記（１）又は（２）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（４）前記制御部は、前記レーザの照射プロファイルに応じて前記確率分布を選択する前記（３）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（５）前記制御部は、予め設定された複数点において前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（６）前記制御部は、予め設定された複数のエリア内で前記検出強度の積算値のエリア平均が最大となるエリアへの移動信号を前記位置調整部に出力する前記（５）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（７）前記制御部は、前記予め設定された複数点において前記検出強度の積算値が最大となる位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（６）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（８）前記制御部は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値が最大となる第一の最適位置、又は前記エリア平均が最大となるエリア内において前記変動係数が最小となる第二の最適位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（７）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（９）前記制御部は、前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記第二の最適位置への移動信号を前記位置調整部に出力する前記（８）記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（１０）マイクロチップ型微小粒子測定装置である前記（１）〜（９）のいずれか１つに記載のマイクロチップ型光学測定装置。
（１１）照射検出部にてレーザ照射によるマイクロチップから発生する光を検出する手順と、
前記光の検出強度の積算値又は平均値が大きくなる検出位置を特定する手順と、
前記検出位置に応じて前記照射検出部に対する前記マイクロチップの相対位置を変更する手順と、
を含み、
前記検出する手順では、マイクロチップの位置及び／又は照射検出部の位置を、少なくとも光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に移動させることにより調整された複数の検出位置にてそれぞれ光を検出し、
前記複数の検出位置は、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した検出位置である
マイクロチップ型光学測定装置における光学位置調整方法。
（１２）前記検出位置を特定する手順では、前記複数の検出位置において取得された光の検出強度の積算値又は平均値に基づき、エリア平均が最大となる領域を決定し、前記領域内の複数の検出位置で行われた光の検出強度の積算値に基づき、最適位置を決定する、前記（１１）記載の光学位置調整方法。
（１３）前記検出位置を特定する手順では、前記光の検出位置と前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が予め記憶された確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する前記（１１）又は（１２）に記載の光学位置調整方法。
（１４）前記検出位置を特定する手順では、前記確率分布を二次元分布とする前記（１３）記載の光学位置調整方法。
（１５）前記確率分布により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となると推定された位置から所定の位置までの前記光の検出強度の積算値又は平均値の関係が予め記憶された一次元の確率分布に従うと仮定し、該確率分布における分布パラメータを確率統計的手法に基づいて推定することで、該推定により前記光の検出強度の積算値又は平均値が最大となる位置を特定する手順を含む前記（１４）記載の光学位置調整方法。
（１６）前記検出位置を特定する手順では、前記位置を、予め設定された複数点において前記光の検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる位置とする前記（１１）〜（１５）のいずれか１つに記載の光学位置調整方法。
（１７）予め設定された複数のエリア内で前記光の検出強度の積算値のエリア平均が最大となる位置を特定する手順を含む前記（１６）記載の光学位置調整方法。
（１８）前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値が最大となる第一の最適位置を特定する手順を含む前記（１７）記載の光学位置調整方法。
（１９）前記変動係数が最小となる位置を特定する前記手順は、前記エリア平均が最大となるエリア内において前記変動係数が最小となる第二の最適位置を特定する手順である前記（１８）記載の光学位置調整方法。
（２０）前記相対位置を変更する手順では、前記レーザに対する前記マイクロチップの相対位置を、前記第一の最適位置又は前記第二の最適位置に設定する手順を含む前記（１９）記載の光学位置調整方法。
（２１）前記第一の最適位置と前記第二の最適位置が異なる場合に、前記相対位置を前記第二の最適位置に設定する前記（２０）記載の光学位置調整方法。
（２２）レーザ照射によりマイクロチップから発生する光をマイクロチップ上の複数の位置から検出する手順と、
前記光の検出強度の積算値のエリア平均が最大となる位置を特定する手順と、
前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値又は平均値が最大となる第一の最適位置を特定する手順と、
前記エリア平均が最大となるエリア内において前記検出強度の積算値又は平均値の変動係数が最小となる第二の最適位置を特定する手順と、
前記レーザに対する前記マイクロチップの相対位置を、前記第一の最適位置又は前記第二の最適位置に設定する手順と、を含み、
前記検出する手順では、マイクロチップの位置及び／又は照射検出部の位置を、少なくとも光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に移動させることにより調整された複数の検出位置それぞれに対応する光を検出し、
前記複数の検出位置は、光軸に対して垂直一方向及び焦点方向に格子状に配列した検出位置である
マイクロチップ型光学測定装置における光学位置調整方法。
【符号の説明】
【０１００】
１：マイクロチップ型光学測定装置、２：マイクロチップ、２１：オリフィス、２２：サンプル流路、２３：サンプルインレット、３：振動素子、４１：荷電部、４２：電極、５１，５２：偏向板、６１：光源、６２：検出器、８１，８２，８３：回収容器、９：位置調整部、１０：制御部、Ｄ：検出位置、Ｆ１：蛍光、Ｌ１：レーザ
【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７】
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【図８】
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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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