(57)【要約】選別フローサイトメータは、液滴が流体流から分離する前に、隣接液滴に事前に割り当てられる望ましくない液滴電荷列を識別する。望ましくない液滴電荷列の実施例は、液滴が形成された後に、隣接液滴の合併をもたらすであろう、十分に高い反対電荷で帯電される一連の隣接液滴である。選別フローサイトメータは、望ましくない液滴電荷列を回避するように液滴電荷の割当を調整する。選別フローサイトメータを操作する方法は、コンピューティングデバイスを用いて、流体流からの液滴の分離に先立って、２つ以上の隣接液滴に割り当てられた望ましくない液滴電荷列を識別することと、望ましくない液滴電荷列を回避するように、流体流中の液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止することとを含む。
2015507204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選別フローサイトメータを操作する方法であって、前記方法は、
コンピューティングデバイスを用いて、流体流からの液滴の分離に先立って、２つ以上の隣接液滴に割り当てられた望ましくない液滴電荷列を識別することと、
前記望ましくない液滴電荷列を回避するように、前記流体流中の前記液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止することと
を含む、方法。
【請求項２】
前記望ましくない液滴電荷列は、反対極性の電荷で帯電されるように割り当てられた少なくとも２つの隣接液滴を含み、前記少なくとも２つの隣接液滴の間の全電荷差は、所定の閾値を超える、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記望ましくない液滴電荷列は、前記選別動作が前記液滴のうちの少なくとも１つに対して中止されない場合に、単一の液滴を形成するように合併するであろう、２つの隣接液滴を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記選別フローサイトメータは、少なくとも、前記流体流の片側に位置付けられた３つのコンテナと、前記流体流の別の反対側に位置付けられた少なくとも３つのコンテナとを含む、６方向選別サイトメータであり、前記望ましくない液滴電荷列は、前記流体流の片側の最も遠いコンテナ、および前記流体流の反対側の２つの最も遠いコンテナのうちの１つに割り当てられた第１の液滴を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記選別フローサイトメータは、望ましくない液滴電荷列を記載する少なくとも１つの参照テーブルを記憶し、望ましくない液滴電荷列を識別することは、前記少なくとも１つの参照テーブルに記載された液滴電荷列を識別することを伴う、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
望ましくない液滴電荷列を識別することは、流体ノズルサイズ、液滴離脱点と帯電偏向板との間の液滴落下距離、液滴が前記液滴落下距離を移動するのにかかる時間、液滴質量、液滴電荷の大きさ、隣接液滴の間の液滴電荷差、液滴電荷極性、シース圧力、および流速度から選択される、要因を評価することを伴う、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止することは、二次選別決定を前記液滴のうちの少なくとも１つに割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
選別フローサイトメータであって、
流体入力を受容し、流体経路に沿って流体流を生成するように構成された流体ノズルと、
レーザビームを生成するように構成され、前記レーザビームを前記流体流に指向するように位置付けられたレーザと、
前記レーザビームが前記流体流と交差した後に前記レーザからの光を検出するように配列および構成されたセンサ分析器を含む取得電子機器と、
コンピューティングデバイスであって、前記コンピューティングデバイスは、
前記取得電子機器から事象データを受信して、前記流体流の区画に割り当てられる予備選別決定を生成し、
前記流体流の少なくとも２つの隣接区画に割り当てられる望ましくない液滴電荷列を識別し、
前記流体区画のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止するように前記予備選別決定を修正することによって、最終選別決定を生成し、
前記最終選別決定に従って選別制御信号を生成する、
コンピューティングデバイスと、
前記選別制御信号を受信し、電荷を前記流体流に選択的に印加する選別制御電子機器と、
前記流体流から複数のコンテナの中への前記流体区画と関連付けられた液滴を選別するように、前記流体経路に隣接して配列された偏向板と
を備える、選別フローサイトメータ。
【請求項９】
プログラム命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記プログラム命令は、処理デバイスによって実行されたとき、前記処理デバイスに、
流体流からの液滴の分離に先立って、少なくとも２つの隣接液滴に割り当てられた望ましくない液滴電荷列を識別させ、
前記望ましくない液滴電荷列を回避するように、前記流体流中の前記液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止させる、
コンピュータ可読媒体。
【請求項１０】
選別フローサイトメータを操作する方法であって、前記方法は、
流体経路に沿った第１の液滴および第２の液滴と関連付けられた粒子を特徴付けることと、
各液滴と関連付けられた１つ以上の粒子の特性化に基づいて、電荷を前記第１の液滴および前記第２の液滴に事前に割り当てることと、
少なくとも部分的に、前記第１の液滴および前記第２の液滴の前記事前に割り当てられた電荷の大きさに基づいて、前記事前に割り当てられた電荷を前記第１の液滴および前記第２の液滴のうちの１つに選択的に印加しないことと
を含む、方法。
【請求項１１】
前記第１の液滴および前記第２の液滴は、隣接液滴である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記事前に割り当てられた電荷を選択的に印加しないことは、少なくとも部分的に、前記第１の液滴および前記第２の液滴の前記事前に割り当てられた電荷間の電荷の差の大きさに基づいて、前記事前に割り当てられた電荷を前記第１の液滴および前記第２の液滴のうちの１つに選択的に印加しないことを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記事前に割り当てられた電荷を選択的に印加しないことは、前記第１の液滴および前記第２の液滴の前記事前に割り当てられた電荷間の電荷の差の大きさが閾値を超える場合に、前記事前に割り当てられた電荷を前記第１の液滴および前記第２の液滴のうちの１つに選択的に印加しないことを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記粒子は、前記液滴が流体流から離脱する前に特徴付けられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記事前に割り当てられた電荷を選択的に印加しないことは、各種類の粒子について事前に判定された優先順位に基づく、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記優先順位は、割り当てられた値である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記割り当てられた値は、整数である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記優先順位は、それぞれの粒子に対する液滴モードに基づく、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記液滴モードは、単一モード、浄化モード、および濃縮モードのうちの１つである、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
選別フローサイトメータを操作する方法であって、前記方法は、
流体流中の第１の粒子および第２の粒子を特徴付けることと、
それぞれ、前記第１の粒子および前記第２の粒子の特性化に基づいて、予備電荷を前記第１の粒子および前記第２の粒子に割り当てることと、
前記第１の粒子および前記第２の粒子に割り当てられた前記予備電荷に基づいて、最終電荷を前記第１の粒子および前記第２の粒子に割り当てることと、
前記割り当てられた最終電荷に基づいて、前記第１の粒子および前記第２の粒子を選別することと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記最終電荷を割り当てることは、対応する予備電荷とは異なる少なくとも１つの最終電荷を、前記第１の粒子および前記第２の粒子のうちの少なくとも１つに割り当てることを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
最終電荷を割り当てることは、前記第１の粒子および前記第２の粒子の前記割り当てられた予備電荷間の電荷差が、所定の閾値より大きい場合に、前記対応する予備電荷とは異なる少なくとも１つの最終電荷を、前記第１の粒子および前記第２の粒子のうちの少なくとも１つに割り当てることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
最終電荷を割り当てることは、前記第１の粒子および前記第２の粒子に割り当てられた一連の予備電荷が参照テーブル内の一連の電荷に合致する場合に、前記対応する予備電荷とは異なる少なくとも１つの最終電荷を、前記第１の粒子および前記第２の粒子のうちの少なくとも１つに割り当てることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
最終電荷を割り当てることは、正、負、および中性のうちの１つである少なくとも１つの最終電荷を割り当てることを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記異なる最終電荷は、中性電荷である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の粒子および前記第２の粒子は、隣接液滴に含有される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記最終電荷は、前記隣接液滴に印加される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記最終電荷は、前記隣接液滴が前記流体流から離脱する前に前記流体流に印加される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記予備電荷は、＋／−ａ、＋／−ｂ、または＋／−ｃの相対電荷であり、ａ＜ｂ＜ｃであり、最終電荷を割り当てることは、予備電荷の組み合わせが、＋ｃおよび−ｂ、＋ｃおよび−ｃ、ならびに＋ｂおよび−ｃのうちの１つである場合に、中性電子を前記第１の粒子または前記第２の粒子のいずれか一方に印加することを含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記割り当てられた予備電荷および前記割り当てられた最終電荷は、同一である、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
選別フローサイトメータを操作する方法であって、前記方法は、
ａ）第１の粒子を特徴付けることと、
ｂ）偏向値を前記第１の粒子に割り当てることと、
ｃ）第２の粒子を特徴付けることと、
ｄ）偏向値を前記第２の粒子に割り当てることと、
ｅ）前記第１の粒子の前記偏向値が最大偏向値を超え、前記第２の粒子の前記偏向値が最大反対偏向値を超える場合に、前記第１の粒子および前記第２の粒子のうちの１つの前記割り当てられた偏向値を変化させることと、
ｆ）前記割り当てられた偏向値に基づいて、前記第１の粒子および前記第２の粒子を選別することと
を含む、方法。
【請求項３２】
動作（ｆ）の前記割り当てられた偏向値は、動作（ｅ）の前記変化された偏向値を含む、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記第１の粒子は、流体流中で前記第２の粒子の上流にある、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記第１の粒子は、流体流中で前記第２の粒子の下流にある、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記最大偏向値は、流体流の片側の最も遠いコンテナの中への前記第１の粒子の偏向に対応し、前記最大反対偏向値は、前記流体流の反対側の第２の最も遠いコンテナの中への前記第２の粒子の偏向に対応する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３６】
前記割り当てられた偏向値を変化させることは、前記偏向値を、中央廃棄物コンテナの中への前記第１の粒子および前記第２の粒子のうちの１つの偏向に対応する値に変化させることを含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
選別フローサイトメータを操作する方法であって、前記方法は、
ａ）第１の粒子を特徴付けることと、
ｂ）電荷および優先順位を前記第１の粒子に割り当てることと、
ｃ）第２の粒子を特徴付けることと、
ｄ）電荷および優先順位を前記第２の粒子に割り当てることと、
ｅ）より低い割り当てられた優先順位を有する、前記第１の粒子および前記第２の粒子のうちの１つに割り当てられた前記電荷を変化させることであって、前記変化は、前記第１の粒子および前記第２の粒子に割り当てられた前記電荷に基づく、ことと、
ｆ）動作（ｅ）の後に前記第１の粒子および前記第２の粒子に割り当てられた前記電荷に基づいて、前記第１の粒子および前記第２の粒子を選別することと
を含む、方法。
【請求項３８】
選別フローサイトメータを操作する方法であって、前記方法は、
流体流中の３つの連続液滴と関連付けられた粒子を特徴付けることであって、前記３つの連続液滴は、第１の液滴と第３の液滴との間に中間液滴を含む、ことと、
各液滴と関連付けられた前記粒子の特性化に基づいて、電荷を前記３つの連続液滴のそれぞれに事前に割り当てることと、
前記中間液滴の前記事前に割り当てられた電荷が所定の最大値より大きく、前記第１の液滴または前記第３の液滴の前記事前に割り当てられた電荷が所定の最大反対値より大きい場合に、対応する事前に割り当てられた電荷とは異なる電荷を前記３つの連続液滴のうちの少なくとも１つに割り当てることと
を含む、方法。
【請求項３９】
選別フローサイトメータシステムであって、
汚染物質フードと、
前記汚染物質フード内に配列された選別フローサイトメータと
を備え、
前記選別フローサイトメータは、
流体入力を受容し、流体経路に沿って流体流を生成するように構成された流体ノズルと、
レーザビームを生成するように構成され、前記レーザビームを前記流体流に指向するように位置付けられたレーザと、
前記レーザビームが前記流体流と交差した後に前記レーザからの光を検出するように配列および構成されたセンサ分析器を含む取得電子機器と、
コンピューティングデバイスであって、前記コンピューティングデバイスは、
前記取得電子機器から事象データを受信して、前記流体流の区画に割り当てられる予備選別決定を生成し、
前記流体流の少なくとも２つの隣接区画に割り当てられる望ましくない液滴電荷列を識別し、
前記流体区画のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止するように前記予備選別決定を修正することによって、最終選別決定を生成し、
前記最終選別決定に従って選別制御信号を生成する、
コンピューティングデバイスと、
前記選別制御信号を受信し、電荷を前記流体流に選択的に印加する選別制御電子機器と、
前記流体流から複数のコンテナの中への前記流体区画と関連付けられた液滴を選別するように、前記流体経路に隣接して配列された偏向板と
を備える、選別フローサイトメータシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本出願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１３年２月８日に提出されており、２０１２年２月９日に出願された米国特許出願第６１／５９７，０２２号に対して優先権を主張する。上記文献の開示内容は、その全体として参照することによって本願明細書において援用される。
【０００２】
（背景）
フローサイトメータは、流体内に含有される粒子および粒子の特性を識別するために有用である。流体は、典型的には、狭い流体流を生成する小型ノズルを通過させられる。レーザビームは、粒子が通過する際に流体流中の粒子を照射する。検出器が、光透過および散乱を検出するように位置付けられる。次いで、この情報は、流体中の粒子および粒子の特性を識別するために、フローサイトメータによって使用される。
【０００３】
選別フローサイトメータは、粒子を異なるコンテナの中へ選別するために、粒子についての情報を使用する。そうするために、流体流は、粒子のうちの１つ以上を含有する、一連の個々の液滴に分割される。選別される１つ以上の粒子を含有する各液滴は、粒子特性に基づいて電荷が与えられる。次いで、液滴は、反対の電荷を持つ偏向板の間を通過させられる。正電荷を持つ液滴が、負電荷を持つ板に向かって変位させられる一方で、負電荷を持つ液滴は、正電荷を持つ板に向かって変位させられる。電荷が大きいほど、液滴の変位が大きい。液滴は、板の下方および間に配列された複数の異なるコンテナの中へ選別される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（要約）
一般論として、本開示は、選別フローサイトメータを対象とする。１つの可能な構成では、非限定的実施例として、選別フローサイトメータは、液滴電荷が隣接液滴に印加された場合に隣接液滴の合併をもたらすであろう、液滴電荷列等の望ましくない事前に割り当てられた液滴電荷列を識別する。選別フローサイトメータは、望ましくない液滴電荷列の形成を回避するように、液滴に印加される電荷を調整する。
【０００５】
一側面は、選別フローサイトメータを操作する方法であって、コンピューティングデバイスを用いて、流体流からの液滴の分離に先立って、２つ以上の隣接液滴に割り当てられた望ましくない液滴電荷列を識別することと、望ましくない液滴電荷列を回避するように、流体流中の液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止することとを含む、方法である。
【０００６】
別の側面は、流体ノズルと、レーザと、コンピューティングデバイスと、選別制御電子機器と、偏向板とを備える、選別フローサイトメータである。流体ノズルは、流体入力を受容し、流体経路に沿って流体流を生成するように構成される。レーザは、レーザビームを生成するように構成され、レーザビームを流体流に指向するように位置付けられる。取得電子機器は、レーザビームが流体流と交差した後にレーザからの光を検出するように配列および構成されるセンサ分析器を含む。コンピューティングデバイスは、取得電子機器から事象データを受信して、流体流の区画に割り当てられる予備選別決定を生成し、流体流の少なくとも２つの隣接区画に割り当てられる望ましくない液滴電荷列を識別し、流体区画のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止するように予備選別決定を修正することによって、最終選別決定を生成し、最終選別決定に従って選別制御信号を生成する。選別制御電子機器は、選別制御信号を受信し、電荷を流体流に選択的に印加する。偏向板は、流体流から複数のコンテナの中へ流体区画と関連付けられる液滴を選別するように、流体経路に隣接して配列される。
【０００７】
さらなる側面は、プログラム命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、プログラム命令は、処理デバイスによって実行されたとき、処理デバイスに、流体流からの液滴の分離に先立って、少なくとも２つの隣接液滴に割り当てられた望ましくない液滴電荷列を識別させ、望ましくない液滴電荷列を回避するように、流体流中の液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止させる。
【０００８】
別の側面は、選別フローサイトメータを操作する方法であって、流体経路に沿った第１の液滴および第２の液滴と関連付けられる粒子を特徴付けることと、各液滴と関連付けられる１つ以上の粒子の特性化に基づいて、電荷を第１の液滴および第２の液滴に事前に割り当てることと、少なくとも部分的に、第１の液滴および第２の液滴の事前に割り当てられた電荷の大きさに基づいて、事前に割り当てられた電荷を第１の液滴および第２の液滴のうちの１つに選択的に印加しないこととを含む、方法である。
【０００９】
さらなる側面は、選別フローサイトメータを操作する方法であって、流体流中の第１の粒子および第２の粒子を特徴付けることと、それぞれ、第１の粒子および第２の粒子の特性化に基づいて、予備電荷を第１の粒子および第２の粒子に割り当てることと、第１の粒子および第２の粒子に割り当てられる予備電荷に基づいて、最終電荷を第１の粒子および第２の粒子に割り当てることと、割り当てられた最終電荷に基づいて、第１の粒子および第２の粒子を選別することとを含む、方法である。
【００１０】
さらに別の側面は、選別フローサイトメータを操作する方法であって、ａ）第１の粒子を特徴付けることと、ｂ）偏向値を第１の粒子に割り当てることと、ｃ）第２の粒子を特徴付けることと、ｄ）偏向値を第２の粒子に割り当てることと、ｅ）第１の粒子の偏向値が最大偏向値を超え、第２の粒子の偏向値が最大反対偏向値を超える場合に、第１の粒子および第２の粒子のうちの１つの割り当てられた偏向値を変化させることと、ｆ）割り当てられた偏向値に基づいて、第１の粒子および第２の粒子を選別することとを含む、方法である。
【００１１】
別の側面は、選別フローサイトメータを操作する方法であって、ａ）第１の粒子を特徴付けることと、ｂ）電荷および優先順位を第１の粒子に割り当てることと、ｃ）第２の粒子を特徴付けることと、ｄ）電荷および優先順位を第２の粒子に割り当てることと、ｅ）低い方の割り当てられた優先順位を有する、第１の粒子および第２の粒子のうちの１つに割り当てられる電荷を変化させることであって、変化は、第１の粒子および第２の粒子に割り当てられる電荷に基づく、ことと、ｆ）動作（ｅ）の後に第１の粒子および第２の粒子に割り当てられる電荷に基づいて、第１の粒子および第２の粒子を選別することとを含む、方法である。
【００１２】
付加的な側面は、選別フローサイトメータを操作する方法であって、流体流中の３つの連続液滴と関連付けられる粒子を特徴付けることであって、３つの連続液滴は、第１の液滴と第３の液滴との間に中間液滴を含む、ことと、各液滴と関連付けられる粒子の特性化に基づいて、電荷を３つの連続液滴のそれぞれに事前に割り当てることと、中間液滴の事前に割り当てられた電荷が所定の最大値より大きく、第１の液滴または第３の液滴の事前に割り当てられた電荷が所定の最大反対値より大きい場合に、対応する事前に割り当てられた電荷とは異なる電荷を３つの連続液滴のうちの少なくとも１つに割り当てることとを含む、方法である。
【００１３】
別の側面は、汚染物質フードと、選別フローサイトメータとを備える、選別フローサイトメータシステムである。選別フローサイトメータは、流体ノズルと、レーザと、コンピューティングデバイスと、選別制御電子機器と、偏向板とを備える。流体ノズルは、流体入力を受容し、流体経路に沿って流体流を生成するように構成される。レーザは、レーザビームを生成するように構成され、レーザビームを流体流に指向するように位置付けられる。取得電子機器は、レーザビームが流体流と交差した後にレーザからの光を検出するように流体ビームに隣接して配列されるセンサ分析器を含む。コンピューティングデバイスは、取得電子機器から事象データを受信して、流体流の区画に割り当てられる予備選別決定を生成し、流体流の少なくとも２つの隣接区画に割り当てられる望ましくない液滴電荷列を識別し、流体区画のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止するように予備選別決定を修正することによって、最終選別決定を生成し、最終選別決定に従って選別制御信号を生成する。選別制御電子機器は、選別制御信号を受信し、電荷を流体流に選択的に印加する。偏向板は、流体流から複数のコンテナの中へ流体区画と関連付けられる液滴を選別するように、流体経路に隣接して配列される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、フローサイトメータを含む、例示的選別フローサイトメータシステムの斜視図である。
【図２】図２は、図１に示される例示的選別フローサイトメータの概略ブロック図である。
【図３】図３は、図２に示される選別フローサイトメータの付加的な側面を図示する、概略ブロック図である。
【図４】図４は、選別フローサイトメータの側面を実装するために使用することができる、コンピューティングデバイスの例示的なアーキテクチャを図示する。
【図５】図５は、選別フローサイトメータを操作する望ましくない方法を図示する、概略ブロック図である。
【図６】図６は、図５に示される望ましくない動作を回避するようにフローサイトメータを操作する方法を図示する、フローチャートである。
【図７】図７は、選別フローサイトメータを操作する望ましい方法を図示する、概略ブロック図である。
【図８】図８は、望ましくない液滴電荷列を識別する例示的な方法を図示する。
【図９】図９は、予備選別決定を含有する例示的バッファを図示する、概略ブロック図である。
【図１０】図１０は、望ましくない液滴電荷列を識別した後に、選別が中止されるべきである、１つ以上の液滴を識別するための例示的な方法を図示する。
【図１１】図１１は、液滴優先順位データを含む別の例示的バッファを図示する、概略ブロック図である。
【図１２】図１２は、最終戦別決定を記憶する例示的バッファを図示する、概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（詳細な説明）
類似数字がいくつかの図の全体を通して類似部品およびアセンブリを表す、図面を参照して、種々の実施形態を詳細に説明する。種々の実施形態の参照は、本明細書に添付される請求項の範囲を限定しない。加えて、本明細書に記載される任意の実施例は、限定的であることを目的とせず、添付の請求項の多くの可能な実施形態のうちのいくつかを記載するにすぎない。
【００１６】
選別フローサイトメータを用いて選別動作を行うとき、選別に先立って、２つの隣接液滴が、相互に向かって引き寄せられ、単一の液滴に合併するであろう、十分に大きい電荷差を有し得る可能性がある。結果として生じる液滴は、個々の電荷のうちのいずれか一方とは十分に異なる、２つの個々の電荷の合計である、正味電荷を有し、意図しない場所への液滴の選別をもたらす。
【００１７】
本開示は、選別に先立って、２つの反対電荷を持つ液滴が単一の液滴に合併する可能性を低減または排除することによって、選別フローサイトメータの動作中に粒子の誤選別および粒子の汚染という問題を解決することへのアプローチを説明する。
【００１８】
図１は、例示的選別フローサイトメータシステム１００の斜視図である。この実施例では、選別フローサイトメータシステム１００は、汚染物質フード１０２と、選別フローサイトメータ１０４とを含む。選別フローサイトメータ１０４はまた、いくつかの実施形態では、ディスプレイ１０６も含む。
【００１９】
いくつかの実施形態では、選別フローサイトメータ１０４は、汚染物質フード１０２内に配列される。汚染物質フードは、典型的には、汚染物質フード１０２内の層流を維持することによって、サンプル内にあり得る粒子を所定の領域へ含有するように動作する。例えば、サンプルが生物学的粒子を含有する場合、汚染物質フード１０２は、粒子を汚染物質フード１０２内の空間へ、および制御された排出経路を通して外へ含有するように動作する。いくつかの実施形態では、排出経路の中の空気から粒子を除去するためにフィルタが使用される。好適な汚染物質フードの実施例は、Ｂａｋｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓａｎｆｏｒｄ，  Ｍａｉｎｅ）から入手可能な垂直流を伴うＳｔｅｒｉｌＧＡＲＤ（登録商標）ＩＩＩ  ５０３ａ  Ａｄｖａｎｃｅ，  Ｃｌａｓｓ  ＩＩ，  Ｔｙｐｅ  Ａ２  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｓａｆｅｔｙ  Ｃａｂｉｎｅｔである。キャビネットの寸法は、その中に選別フローサイトメータ１０４を適正に封入するように、必要に応じて拡張および縮小することができる。
【００２０】
選別フローサイトメータ１０４は、流体の内容物を評価し、検出された特性に基づいて、内容物を複数の異なるコンテナの中へ選別するように構成されるデバイスである。（選別フローサイトメータの実施例は図２で図示されている）。
【００２１】
いくつかの実施形態では、本明細書で説明される選別フローサイトメータ１０４は、選別のために選択される液滴が適正なコンテナの中へ適切に指向されることを確実にすることによって等、非常に優れた純度（例えば、９９％以上）を伴う流体の内容物を選別することができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、選別フローサイトメータ１０４のディスプレイ１０６が、汚染物質フード１０２の外側に搭載される。この実施例では、ブラケットが、汚染物質フード１０２の側面に締結される。ディスプレイ１０６を支持するように動作する、作動アームが、ブラケットに搭載される。作動アームは、ディスプレイ１０６が所望の場所でオペレータによって再配置されることを可能にするように、１つ以上の次元で枢動する。
【００２３】
選別フローサイトメータ１０４は、汚染物質フード１０２内に位置付けられて示されているが、いくつかの実施形態は、汚染物質フード１０２を含まない。
【００２４】
図２は、例示的選別フローサイトメータ１０４の概略ブロック図である。この実施例では、選別フローサイトメータ１０４は、流体ノズル１１０と、レーザ１１２と、取得電子機器１１４（センサ分析器１１６を含む）と、コンピューティングデバイス１１８と、選別制御電子機器１２０と、発振器１２２と、偏向板１２４と、コンテナ１２６とを含む。図２で図示される付加的な特徴は、流体入力１２８と、流体流１３０と、レーザ照射点１３２と、液滴離脱点１３４と、液滴１３６と、選別された流体１３８とを含む。
【００２５】
流体入力は、流体経路１３１に沿って狭い流体流１３０を生成するように構成される、流体ノズル１１０に提供される。流体流１３０の幅は、流体ノズル出力ポートの幅とほぼ同一である。いくつかの実施形態では、流体ノズル１１０は、可撤性であり、異なるサイズの出力ポートを有する他のノズルと置換することができる。例えば、出力ポートは、約５０マイクロメートルから約２００マイクロメートルの範囲内、いくつかの実施形態では、約７０マイクロメートルから約１００マイクロメートルの間であり得る。
【００２６】
レーザ１１２は、レーザ照射点１３２で流体流１３０を照射するように、流体流１３０で指向されるレーザビームを生成する。
【００２７】
センサ分析器１１６を含むもの等の取得電子機器１１４は、流体流１３０中の粒子を検出し、粒子の特性を識別するように動作する。いくつかの実施形態では、センサ分析器１１６は、光散乱（前方散乱および側方散乱を含む）および蛍光を検出し、流体流中の粒子の存在を識別するため、および粒子の特性を識別するために、この情報を使用する。粒子が検出されたとき、コンピューティングデバイス１１８に提供される事象データが生成される（図３に示されるように）。
【００２８】
センサ分析器１１６では、流体流１３０に直接隣接して物理的に位置付けることができるが、別の可能な実施形態は、流体流１３０から離して位置付けられるセンサに光を透過させるように、光ファイバ等の１つ以上の光透過デバイスを含む。
【００２９】
コンピューティングデバイス１１８は、図３で図示されるように、事象データを受信し、未加工データに基づいて選別制御信号を生成する。
【００３０】
コンピューティングデバイス１１８は、１つ以上のコンピューティングデバイスであり得、コンピューティングデバイスのそれぞれは、１つ以上の処理デバイスを含むことができる。複数のコンピューティングデバイスが、例えば、通信バスまたはデータ通信ネットワークを横断して、データ通信することができる。１つ以上のコンピューティングデバイスは、本明細書では「本コンピューティングデバイス」と称される。好適なコンピューティングデバイス１１８の実施例は、図４を参照して本明細書でさらに詳細に図示および説明される。
【００３１】
選別制御電子機器１２０は、コンピューティングデバイス１１８から選別制御信号を受信し、選別制御信号に基づいて適切な電荷を流体流１３０に印加する。
【００３２】
発振器１２２は、流体流１３０を振動させる所望の周波数で振動を生成する。流体流１３０における振動は、液滴１３６を規則的な間隔で流体流１３０から離脱させる。次いで、液滴１３６は、流体経路１３１に沿って進む。
【００３３】
液滴が選別されることを選別制御信号が示すとき、選別制御電子機器１２０は、液滴１３６が液滴離脱点１３４で流体流から分離する直前に、適切な電圧を流体流に印加する。電圧は、流体流および後に形成された液滴１３６上で測定可能および検出可能の両方である、流体流からの電子を追加または除去することによって、流体流の物理的変換を生成する。液滴１３６が分離するとき、流体流に印加される電荷は、液滴上にとどまる。次いで、選別制御電子機器は、選別制御信号に基づいて、適切な電荷を次の液滴のための流体流１３０に印加することができる。特定の液滴のための流体が選別される必要がないとコンピューティングデバイスが判定する場合、選別制御電子機器１２０は、液滴が液滴離脱点１３４に到達する前に電荷を流体流に印加しない。
【００３４】
次いで、液滴１３６は、帯電偏向板１２４の間を通過する。板のそれぞれは、反対極性の電圧源（例えば、＋／−４０００Ｖ）に電気的に接続される。電圧源は、偏向板１２４の間に電場を生成する、偏向板１２４のそれぞれの反対電荷を供給する。
【００３５】
液滴１３６が偏向板１２４の間を通過すると、電荷を与えられている液滴１３６は、反対極性を有する偏向板１２４に向かって引き寄せられる。例えば、正電荷を持つ液滴１３６が、負電荷を持つ偏向板１２４ｂに向かって引き寄せられる一方で、負電荷を持つ液滴１３６は、正電荷を持つ偏向板１２４ａに向かって引き寄せられる。電荷が印加されない液滴１３６は、偏向を伴わずに真っ直ぐ通過する。
【００３６】
一方の側または他方の側に向かって液滴を偏向させることに加えて、液滴に印加される電荷の大きさは、変位の程度を調整するように選別制御電子機器１２０によって変化させることができる。液滴１３６に印加される電荷の大きさが大きいほど、反対電荷を持つ偏向板１２４に向かった液滴１３６の変位が大きい。結果として、液滴１３６は、複数の異なるコンテナ１２６の中へ選別することができ、そこで、後続の使用のために収集される。
【００３７】
この実施例では、選別フローサイトメータ１０４は、６つのコンテナ１２６（選別されていない液滴のための中央廃棄物経路またはコンテナを含まない）を含む。６つのコンテナを有する選別フローサイトメータ１０４は、６方向選別フローサイトメータと称することができる。他の実施形態は、２、４、６、８以上等の他の数量のコンテナ１２６を含むことができる。
【００３８】
図３は、図２に示される選別フローサイトメータ１０４の付加的な側面を図示する、概略ブロック図である。この実施例では、選別フローサイトメータ１０４は、取得電子機器１１４と、コンピューティングデバイス１１８と、選別制御電子機器１２０とを含む。コンピューティングデバイスは、事象パラメータ計算エンジン１６０と、選別決定エンジン１６２と、事象および状態記憶装置１６４とを含む。取得電子機器１１４は、事象データ１５２をコンピューティングデバイス１１８に提供し、コンピューティングデバイス１１８は、選別制御信号１５４を選別制御電子機器１２０に提供する。
【００３９】
取得電子機器１１４は、レーザ照射点で流体流１３０を通過した後に（図２に示されるような）レーザ１１２からの光を受容し、流体流１３０中の粒子を検出し、粒子の特性を識別するように光を評価する。取得電子機器１１４は、事象データ１５２を生成し、事象データ１５２をコンピューティングデバイス１１８に供給する。
【００４０】
コンピューティングデバイス１１８は、事象パラメータ計算エンジン１６０と、選別決定エンジン１６２と、事象および状態記憶装置１６４とを含む。
【００４１】
事象パラメータ計算エンジン１６０は、取得電子機器１１４から事象データ１５２を受信する。いくつかの実施形態では、事象パラメータ計算エンジン１６０はまた、ユーザから選別論理定義も受信するか、またはコンピュータ可読記憶デバイスから定義を取り出す。選別論理定義は、中間計算の恣意的なユーザ定義方程式、および流体流中で見出される粒子を選別するために所望される最終選別論理方程式を含有する。事象パラメータ計算エンジン１６０は、事象データ１５２に基づいて計算される、選別論理定義におけるパラメータのパラメータ値を計算する。計算されたパラメータは、取得電子機器１１４によって送信される事象データ１５２、ユーザによって入力されるか、またはコンピュータ可読記憶デバイスに標準として記憶される一定値、および／または他の計算された値に基づいてもよい。
【００４２】
いったん事象パラメータ計算エンジン１６０が全ての計算パラメータ値を計算すると、各事象の事象データ１５２および計算パラメータは、選別決定エンジン１６２に送信される。選別決定エンジン１６２は、例えば、事象データおよび計算パラメータ値を選別論理定義に当てはめる。いくつかの実施形態では、選別論理定義は、論理定義、例えば、粒子の所望の選別を識別するブール論理定義を含有する。
【００４３】
選別決定エンジン１６２は、選別論理定義を評価し、（好ましくは、異なるコンテナの中へ選別されるであろう複数の粒子が、液滴内に含有されるとき等に）各遭遇事象を受容するように単一のコンテナ１２６（図２に示される）を選択することによって、選別の曖昧性に対処し、選別決定を行い、選別決定に基づいて選別制御信号１５４を生成する。いくつかの実施形態では、選別決定エンジン１６２は、最初に、液滴の識別された内容物に基づいて、予備選別決定を生成する。予備選別決定は、少なくとも部分的に選別論理定義に基づいて、液滴が割り当てられるべきであるコンテナ１２６を識別する。
【００４４】
予備選別決定は、液滴を識別されたコンテナ１２６の中へ指向するように、液滴に割り当てられる予備電荷を備える。液滴に割り当てられる電荷は、正、負、または中性であり得、中性電荷は、例えば、中央に位置付けられたコンテナの中へ指向されるように、帯電偏向板１２４の間を通過する際に、流体経路１３１に沿って偏向されずに液滴を進行させる電荷である。
【００４５】
電荷を事前に割り当てることは、予備選別決定における電荷を、後に個別液滴を形成すると予測される流体流の一部分に割り当てることを伴う。予備選別決定は、最終選別決定を生成する前に行われ、電荷の大きさは、比較的高い液滴電荷差を回避するように、最終選別決定では異なり得る。
【００４６】
予備選別決定が生成された後、予備選別決定は待ち行列に記憶される。次いで、予備選別決定は、比較的高い液滴電荷差を有する２つの隣接液滴等の任意の望ましくない液滴電荷列を識別するため等に、他の隣接選別決定と比較される。望ましくない液滴電荷列が識別された場合、予備選別決定は、図１０を参照してさらに詳細に議論されるように、液滴のうちの１つ以上の選別を中止するように修正される。最終選別決定は、バッファに記憶され、選別制御信号１５４を生成して選別制御電子機器１２０に送信するために使用される、液滴に割り当てられる最終電荷を備える。
【００４７】
選別決定エンジンはまた、事象および状態記憶装置１６４の中に選別決定を記録する。事象および状態記憶装置１６４は、例えば、本明細書で開示されるもの等のコンピュータ可読記憶デバイスである。事象および状態記憶装置１６４は、例えば、流体流１３０中で識別される粒子についてのデータ、および行われた選別決定を記憶する。
【００４８】
選別制御電子機器１２０は、選別決定エンジン１６２から選別制御信号１５４を受信し、適切な電荷を、目的とする粒子を含有する液滴１３６に印加し、液滴および関連粒子を適切なコンテナ１２６の中へ選別するように、流体ノズル１１０および発振器１２２（図２に示される）と併せて動作する。
【００４９】
例示的なフローサイトメータの付加的な詳細は、その開示がその全体で参照することにより本明細書に組み込まれる、２００８年１０月１６日に出願され、「ＦＬＯＷ  ＣＹＴＯＭＥＴＥＲ  ＳＯＲＴＥＲ」と題された米国公開第２００８／０２５５７０５号でさらに詳細に説明されている。例えば、この公開は、好適な取得電子機器１１４（本公開では「取得電子機器１０８」と称される）、選別制御電子機器１２０（「選別制御電子機器１１４」と称される）、事象パラメータ計算エンジン１６０（「選別意思決定パラメータ計算モジュール１１２」と称される）、および事象および状態記憶装置１６４（「事象および状態記憶装置１２６」と称される）についての付加的な詳細、ならびに選別決定エンジン１６２（「選別決定モジュール１１６」と称される）のある側面および例示的なフローサイトメータの他の側面を提供する。
【００５０】
図４は、選別フローサイトメータ１０４内で使用することができる１つ以上のコンピューティングデバイス１１８のうちのいずれかを含む、本開示の側面を実装するために使用することができる、コンピューティングデバイスの例示的なアーキテクチャを図示する。図４で図示されるコンピューティングデバイスは、処理デバイス１８０を用いて、本明細書で説明されるオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、およびソフトウェアモジュール（ソフトウェアエンジンを含む）を実行するために使用することができる。
【００５１】
コンピューティングデバイス１１８は、いくつかの実施形態では、中央処理装置（ＣＰＵ）等の少なくとも１つの処理デバイス１８０を含む。種々の処理デバイスが、種々の製造業者、例えば、ＩｎｔｅｌまたはＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｖｉｃｅｓから入手可能である。この実施例では、コンピューティングデバイス１１８はまた、システムメモリ１８２と、システムメモリ１８２を含む種々のシステム構成要素を処理デバイス１８０に連結するシステムバス１８４とを含む。システムバス１８４は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺機器用バス、および種々のバスアーキテクチャのうちのいずれかを使用するローカルバスを含む、任意の数の種類のバス構造のうちの１つである。
【００５２】
コンピューティングデバイス１１８に好適なコンピューティングデバイスの実施例は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、モバイルコンピューティングデバイス（スマートフォン、ｉＰｏｄ（登録商標）またはｉＰａｄ（登録商標）モバイルデジタルデバイス、または他のモバイルデバイス等）、またはデジタル命令を処理するように構成される他のデバイスを含む。
【００５３】
システムメモリ１８２は、読取専用メモリ１８６と、ランダムアクセスメモリ１８８とを含む。起動中等にコンピューティングデバイス１１８内で情報を転送するように作用する基本ルーチンを含有する、基本入出力システム１９０が、典型的には、読取専用メモリ１８６に記憶される。
【００５４】
コンピューティングデバイス１１８はまた、デジタルデータを記憶するために、いくつかの実施形態では、ハードディスクドライブ等の二次記憶デバイス１９２も含む。二次記憶デバイス１９２は、二次記憶インターフェース１９４によってシステムバス１８４に接続される。二次記憶デバイス１９２およびそれらの関連コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読命令（アプリケーションプログラムおよびプログラムモジュールを含む）、データ構造、およびコンピューティングデバイス１１８の他のデータの不揮発性記憶装置を提供する。
【００５５】
本明細書で説明される例示的な環境は、二次記憶デバイス等のハードディスクドライブを採用するが、他の種類のコンピュータ可読記憶媒体が他の実施形態で使用される。これらの他の種類のコンピュータ可読記憶媒体の実施例は、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、ベルヌーイカートリッジ、コンパクトディスク読取専用メモリ、デジタル多用途ディスク読取専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、または読取専用メモリを含む。いくつかの実施形態は、非一過性の媒体を含む。
【００５６】
オペレーティングシステム１９６、１つ以上のアプリケーションプログラム１９８、他のプログラムモジュール２００（事象パラメータ計算エンジン１６０および選別決定エンジン１６２を含む、本明細書で説明されるソフトウェアエンジン等）、およびプログラムデータ２０２を含む、いくつかのプログラムモジュールを、二次記憶デバイス１９２またはメモリ１８２に記憶することができる。コンピューティングデバイス１１８は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ  Ｃｈｒｏｍｅ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ  ＯＳ、およびコンピューティングデバイスに好適な任意の他のオペレーティングシステム等の任意の好適なオペレーティングシステムを利用することができる。他の実施例は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ、Ｇｏｏｇｌｅ、またはＡｐｐｌｅオペレーティングシステム、あるいはタブレットコンピューティングデバイスで使用される任意の他の好適なオペレーティングシステムを含むことができる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、ユーザが、１つ以上の入力デバイス２０４を通して、入力を選別フローサイトメータ１０４およびコンピューティングデバイス１１８に提供する。入力デバイス２０４の実施例は、キーボード２０６、マウス２０８、マイクロホン２１０、およびタッチセンサ２１２（タッチパッドまたはタッチセンサ式ディスプレイ１０６等）を含む。他の実施形態は、他の入力デバイス２０４を含む。入力デバイスは、多くの場合、システムバス１８４に連結される入出力インターフェース２１４を通して、処理デバイス１８０に接続される。これらの入力デバイス２０４は、パラレルポート、シリアルポート、ゲームポート、またはユニバーサルシリアルバス等の任意の数の入出力インターフェースによって接続することができる。入力デバイスとインターフェース２１４との間の無線通信も可能であり、いくつかの可能な実施形態では、赤外線、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）無線技術、８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ、セルラー、または他の高周波あるいは電磁通信システムを含む。
【００５８】
この例示的実施形態では、モニタ、液晶表示デバイス、プロジェクタ、またはタッチセンサ式表示デバイス等の表示デバイス１０６もまた、ビデオアダプタ２１８等のインターフェースを介してシステムバス１８４に接続される。表示デバイス１０６に加えて、コンピューティングデバイス１１８は、スピーカまたはプリンタ等の種々の他の周辺デバイス（図示せず）を含むことができる。
【００５９】
ローカルエリアネットワーキング環境または広域ネットワーキング環境（インターネット等）で使用されるとき、コンピューティングデバイス１１８は、典型的には、イーサネット（登録商標）インターフェース等のネットワークインターフェース２２０を通して、データ通信ネットワークに接続される。他の可能な実施形態は、他の通信デバイスを使用する。例えば、コンピューティングデバイス１１８のいくつかの実施形態は、ネットワークを横断して通信するためのモデムを含む。
【００６０】
コンピューティングデバイス１１８は、典型的には、少なくともある形態のコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、コンピューティングデバイス１１８によってアクセスすることができる、任意の利用可能な媒体を含む。一例として、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読記憶媒体およびコンピュータ可読通信媒体を含む。
【００６１】
コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータ等の情報を記憶するように構成される任意のデバイスで実装される、揮発性および不揮発性、可撤性および不可撤性媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ、読取専用メモリ、電気的消去可能プログラマブル読取専用メモリ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、コンパクトディスク読取専用メモリ、デジタル多用途ディスクまたは他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは所望の情報を記憶するために使用することができ、コンピューティングデバイス１１８によってアクセスすることができる任意の他の媒体を含むが、それらに限定されない。
【００６２】
コンピュータ可読通信媒体は、典型的には、搬送波または他の輸送機構等の変調データ信号でコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータを具現化し、任意の情報伝達媒体を含む。「変調データ信号」という用語は、その特性のうちの１つ以上を、信号の中の情報を符号化するような様式で設定または変更させる信号を指す。一例として、コンピュータ可読通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続等の有線媒体、ならびに音響、高周波、赤外線、および他の無線媒体等の無線媒体を含む。上記のうちのいずれかの組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【００６３】
図４で図示されるコンピューティングデバイスはまた、１つ以上のそのようなコンピューティングデバイスを含み得る、プログラマブル電子機器の実施例であり、複数のコンピューティングデバイスが含まれるとき、そのようなコンピューティングデバイスは、本明細書で開示される種々の機能、方法、または動作を集合的に行うよう、好適なデータ通信ネットワークを用いてともに連結することができる。
【００６４】
図５は、選別フローサイトメータ１０４を操作する望ましくない方法を図示する、概略ブロック図である。図５は、流体ノズル１１０、偏向板１２４、およびコンテナ１２６からの液滴１３６を図示する。液滴１３６は、液滴２４４を形成するように合併する、２つの隣接液滴２４０および２４２を含む。コンテナ１２６は、コンテナ２６０、２６２、２６４、２６６、２６８、２７０、および２７２を含む。
【００６５】
この実施例では、取得電子機器は、選別決定エンジン１６２が、それぞれ、コンテナ２６２および２７２の中に属すると判定した、２つの隣接液滴２４０および２４２の中の粒子を以前に識別している。したがって、選別制御電子機器１２０は、液滴２４０をコンテナ２６２の中へ指向するように電荷（「−２」）を液滴２４０に印加し、液滴２４２をコンテナ２７２の中へ指向するように電荷（「＋３」）を液滴２４２に印加する。
【００６６】
この実施例で使用される電荷値（例えば、−２および＋３）は、電荷なし（０によって表される）から最大の電荷の大きさ（３によって表される）までの尺度で、液滴を所望のコンテナの中へ指向するために必要とされる電荷の相対的な大きさおよび極性を表す。
【００６７】
よって、例えば、−３の電荷が、液滴をコンテナ２６０の中へ指向するために必要とされる。−２の電荷が、液滴をコンテナ２６２の中へ指向するために必要とされる。＋３の電荷が、液滴をコンテナ２７２の中へ指向するために必要とされる、等である。非荷電液滴は、偏向を伴わずにコンテナ２６６の中へ指向される。
【００６８】
比較的高い負電荷（−２）を有する液滴２４０、および反対極性の比較的高い電荷（＋３）を有する液滴２４２を含む、望ましくない液滴電荷列が、図５で図示されている。液滴２４０および２４２上の反対極性電荷の結果として、２つの液滴を相互に向かって引っ張る傾向がある力が、２つの液滴の間で生成される。
【００６９】
この実施例のように、力の大きさが十分である場合、液滴２４０および２４２は、液滴が選別される前に、相互と合併して複合液滴２４４を形成する。極性が反対である液滴２４０および２４２の電荷は、大部分が打ち消され、より低い大きさ（＋１）を伴う複合電荷をもたらす。
【００７０】
融合の結果として、（経路２５０および２５２に沿って）コンテナ２６２および２７２の中へ選別されることを目的とした液滴２４０および２４２は、代わりに、経路２５４に沿ってコンテナ２６８の中へ複合液滴２４４’として指向される。
【００７１】
これには、２つの望ましくない結果がある。第１に、液滴２４０および２４２内の粒子が、適切なコンテナ２６２および２７２の中で収集されない。第２に、粒子が、コンテナ２６８の中へ誤って指向され、それによって、コンテナ２６８の内容物を、そのコンテナの中にあることを目的としていなかった場合がある粒子で汚染する。
【００７２】
液滴２４０および２４２が反対極性の最大の電荷の大きさ（例えば、＋３および−３）で帯電しているときに、類似する望ましくない結果が起こり得る。しかしながら、この実施例では、液滴２４０および２４２が複合液滴２４４を形成するように合併するとき、同等および反対の電荷が相互を打ち消し、複合液滴２４４は、他の選別されていない液滴とともにコンテナ２６６の中へ指向される。この実施例は、コンテナの汚染を引き起こさないが、所望の粒子を含有する液滴を選別できないことによって、選別フローサイトメータ１０４の収率の低減をもたらす。
【００７３】
図６は、図５で図示される望ましくない動作を回避するため等に、選別フローサイトメータ１０４を操作する方法２８０を図示する、フローチャートである。この実施例では、方法２８０は、動作２８２および２８４を含む。
【００７４】
動作２８２は、望ましくない液滴電荷列を識別するように行われる。望ましくない液滴電荷列の実施例は、２つ以上の隣接液滴２４０および２４２が反対極性の比較的高い電荷を有する、図５で図示されている。
【００７５】
図５に示される実施例では、液滴２４０および２４２上のそれぞれの電荷が、選別に先立って、単一の液滴２４４への液滴２４０および２４２の合併をもたらすように十分であるため、液滴２４０および２４２の液滴電荷列は望ましくない。
【００７６】
動作２８２は、例えば、１つ以上のコンピューティングデバイス１１８上で実行される選別決定エンジン１６２によって行うことができる。動作２８２の実施例は、図８を参照してさらに詳細に図示および説明される。
【００７７】
動作２８２における望ましくない液滴電荷列の識別は、典型的には、液滴への電荷の印加に先立って、さらに、液滴１３６自体の実際の形成前に行われる。結果として、「液滴電荷列」という言及は、流体流１３０（図２）の流体部分がレーザ照射点１３２を通り過ぎた後であるが、流体部分が別個の液滴を形成するように液滴離脱点１３４を通過する前に行われる、予備選別決定を指す。予備選別決定は、典型的には、コンピュータ可読記憶デバイスに記憶される。いくつかの実施形態では、コンピュータ可読記憶デバイスは、待ち行列を維持し、待ち行列の中の各入力は、離脱して別個の液滴を形成することが予期される所与の流体部分と関連付けられる。待ち行列の中の入力は、選別制御信号１５４として仕上げられて通過させられた場合、液滴を適切なコンテナ１２６の中へ選別させるであろう、予備選別決定を含む。予備選別決定は、待ち行列の中の望ましくない液滴列を識別するように、隣接液滴について評価することができる。
【００７８】
望ましくない液滴電荷列が識別されたとき、次いで、列の中の液滴のうちの少なくとも１つに対する選別動作を中止して、望ましくない液滴電荷列の形成を回避するように、動作２８４が行われる。実施例が図７で図示されている。中性電荷を中止される液滴に割り当てることによって、選別動作を中止することができる。動作２８４の実施例の付加的な詳細は、図１０を参照して説明される。
【００７９】
図７は、図６に示される方法２８０を利用し、図５で図示される望ましくない動作と対照的である、選別フローサイトメータ１０４の望ましい操作方法を図示する、概略ブロック図である。
【００８０】
図７に示される選別フローサイトメータ１０４は、形成される前に望ましくない液滴電荷列を検出するため、および液滴２４０のうちの１つに対する選別動作を中止するために方法２８０が利用されることを除いて、図５に示されるものと同一である。
【００８１】
この実施例では、選別決定エンジン１６２は、液滴２４０および２４２に対する予備選別決定を評価し、２つの隣接液滴が高い反対電荷で帯電しようとしていた、望ましくない液滴電荷列を識別した。結果として、選別決定エンジン１６２は、液滴２４０および２４２のうちの１つの選別を中止するように予備選別決定を修正した。より具体的には、選別決定エンジン１６２は、液滴２４０の選別を中止することを判定した。中性電荷が液滴２４０に割り当てられ、結果として、液滴２４０は、選別制御電子機器１２０によって帯電させられなかったが、液滴２４２は、選別決定（＋３）に従って選別制御電子機器１２０によって帯電させられた。
【００８２】
修正された選別決定の結果として、非荷電液滴２４０’は、偏向板１２４によって偏向されず、経路３０２に沿ってコンテナ２６６の中へ真っ直ぐ継続した。一方で、非荷電液滴２４２’は、液滴２４２’をコンテナ２７２の中へ適正に選別するように、経路３０４に沿って偏向された。
【００８３】
選別決定エンジン１６２は、代替として、液滴２４２の選別を中止し、液滴２４０の選別を継続することを選択することができる。この場合、液滴２４０が、帯電して（−２）コンテナ２６２の中へ選別されるであろう一方で、液滴２４２は、非荷電のままであり、コンテナ２６６に渡される。
【００８４】
したがって、図６に示される動作を利用することによって、選別フローサイトメータ１０４が改良される。例えば、液滴２４０または２４２のうちのいずれも、図５に示される実施例で起こったように、意図しないコンテナに送達されなかった。したがって、選別の純度は、誤ったコンテナの中への粒子の誤選別を低減または排除することによって、大幅に向上させられる。いくつかの実施形態では、選別の純度は、各コンテナについて９９％以上である。加えて、たとえ液滴のうちの１つが選別を伴わずにコンテナ２６６に入れられたとしても、選別フローサイトメータは、液滴のうちのいずれを選別するか、および液滴のうちのいずれをコンテナ２６６に渡すかを選択することができる。多くの場合、液滴のうちの１つは、他の粒子より重要である粒子を含有するであろう。結果として、いくつかの実施形態では、選別決定エンジン１６２は、あまり重要ではない粒子を含有する液滴がコンテナ２６６に入ることを可能にしながら、より重要な粒子を識別し、選別のためにこれらの粒子を含有する液滴を選択するように、所定の優先順位を利用して液滴をランク付けする。
【００８５】
図８は、望ましくない液滴電荷列を識別する例示的な方法を図示する。本方法はまた、図６に示される動作２８２の実施例である。この実施例では、動作２８２は、動作３２２、３２４、および３２６を含む。
【００８６】
動作３２２は、予備選別決定を生成するように行われる。予備選別決定は、流体流の部分の中で識別される粒子、およびある粒子を含有する場合に液滴が指向されるべきである場所を定義する選別論理定義に基づいて行われる。選別決定は、選別決定が各液滴について行われるように、個々の液滴への流れの予測される分離に基づいて、流体流の各部分について行われる。
【００８７】
動作３２４では、動作３２２で行われる予備選別決定は、コンピュータ可読記憶デバイスに記憶される。いくつかの実施形態では、選別決定は、待ち行列としてバッファに記憶される。そのようなバッファの実施例は、図９で図示されている。いくつかの実施形態は、循環バッファを利用する。いくつかの実施形態は、ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）メモリバッファを利用する。
【００８８】
動作３２６は、望ましくない液滴電荷列を識別するように予備選別決定を評価する。より具体的には、動作３２６は、選別決定が、隣接液滴が容認不可能に高い電荷差を有する液滴列をもたらすであろうかどうかを判定するように、予備選別決定を評価する。
【００８９】
いくつかの実施形態では、動作３２６は、一度に予備選別決定の一部分を評価するために、スライドウィンドウを利用する。スライドウィンドウは、流体流中の対応する数の流体区画に対する２つ、３つ、４つ、または５つ以上の選別決定を含むことができる。次いで、動作３２６は、望ましくない液滴電荷列を識別するように、スライドウィンドウ内で選別決定を評価する。
【００９０】
いくつかの実施形態では、望ましくない液滴電荷列は、選別決定を、参照テーブルに記憶されるもの等の一式の所定の望ましくない液滴電荷列と比較することによって識別される。合致が見出された場合、液滴列は、望ましくない液滴電荷列として識別される。次いで、図１０に示されるような付加的な処理が行われる。
【００９１】
別の実施形態では、望ましくない液滴電荷列は、液滴に割り当てられた液滴電荷を所定の最大偏向値と比較することによって識別される。例えば、各液滴電荷は、最初に、液滴電荷が最大偏向値を超えるかどうかを判定するように評価される。もしそうであれば、隣接液滴のうちのいずれか一方が最大反対偏向値を超えるかどうかを判定するように、隣接液滴が評価される。隣接液滴に割り当てられた電荷の一方または両方が最大反対偏向値を超える場合、関連液滴は、望ましくない液滴電荷列として識別される。
【００９２】
いくつかの実施形態では、液滴電荷は、ゼロから最大値（例えば、３２，７６７）の間の値を割り当てられ、最大値は、流体流１３０を帯電させるために選別制御電子機器１２０によって印加することができる最大電圧を表す。液滴電荷はまた、正または負等の極性も含む。次いで、最大偏向値は、０から最大値の間の値に設定される。例えば、１９，６６０という値をいくつかの実施形態で使用することができるが、他の実施形態は他の値を利用する。最大偏向値は、例えば、ノズルサイズ等の種々の要因に基づいて調整することができる。
【００９３】
最大反対偏向値は、同様に、ゼロから最大値の間の値を割り当てられる。例えば、８，１９１という値をいくつかの実施形態で使用することができるが、他の実施形態は他の値を利用する。最大反対偏向値もまた、例えば、ノズルサイズ等の種々の要因に基づいて調整することができる。
【００９４】
いくつかの実施形態では、望ましくない液滴電荷列は、隣接液滴の間の電荷差を計算し、電荷差が閾値を超えるかどうかを判定することによって識別される。
【００９５】
いくつかの実施形態では、最大偏向値、最大反対偏向値、および／または閾値は、試験によって判定され、液滴のうちの少なくとも１つの選別が中止されなかった場合に合併するように、値は、２つの隣接液滴が十分な電荷差を有するときに超えられるように設定される。
【００９６】
いくつかの実施形態では、最大偏向値、最大反対偏向値、および／または他の閾値を生成するように、計算を行うことができる。計算は、液滴が合併し始めるであろう時点での最大偏向値を判定することができる。計算は、流体ノズルサイズ、液滴離脱点と帯電偏向板との間の液滴落下距離、液滴が液滴落下距離を移動するのにかかる時間、液滴質量、液滴電荷の大きさ、隣接液滴の間の液滴電荷差、液滴電荷極性、シース圧力、および流速度等の要因を含むことができる。
【００９７】
いくつかの実施形態では、計算は、流体ノズルサイズの調整時等の関連要因が変化する任意の時間に自動的に行われる。
【００９８】
図９は、予備選別決定を含有する例示的バッファを図示する、概略ブロック図である。この実施例では、予備選別決定は、液滴位置３３２、および予備選別決定に従って液滴に印加される電荷３３４を識別する。
【００９９】
この実施例では、液滴位置３３２は、流体流１３０内の液滴の位置を識別する。例えば、文字Ｎは、液滴離脱点１３４（図２）を次に横断する流体区画の部分を表す。各液滴は、「Ｎ＋１」が第２の流体区画を表し、「Ｎ＋２」が第３の流体区画を表す等のように、連続順でこの液滴から増分される。
【０１００】
次いで、印加される電荷３３４は、各液滴位置３３２について記憶される。いくつかの実施形態では、液滴電荷は、選別制御電子機器１２０によって流体流１３０に印加することができる最大電圧、および極性（例えば、正または負）を表す、０から最大値（例えば、３２，７６７）の間の数である。
【０１０１】
簡単にするために、最大値が３であり、６つの可能な電荷（−３、−２、−１、＋１、＋２、および＋３）をもたらす、簡便な表記法が図９（および本明細書の他の場所）で使用される。この表記法を使用して、図７を参照すると、−３の電荷が割り当てられる液滴は、最も遠いコンテナ２６０の中へ指向されることを目的とし、−２は、コンテナ２６２に指向し、−１は、コンテナ２６４に指向し、＋１は、コンテナ２６８に指向し、＋２は、コンテナ２７０に指向し、＋３は、コンテナ２７２に指向する。非荷電液滴は、コンテナ２６６に指向される。
【０１０２】
この実施例では、選別決定エンジンは、２という最大差分値および１という最大反対差分値を割り当てられている。
【０１０３】
これらの値を使用して、液滴は、望ましくない選別列について評価される。この実施例では、最大差分値（２）を超える大きさ（３）を有する、Ｎ＋１およびＮ＋３と標識された２つの液滴が識別される。結果として、隣接液滴は、最大反対差分値（１）を超えるかどうかを判定するように評価される。
【０１０４】
液滴ＮおよびＮ＋４は、最大反対差分値（１）を超えない、（１）という大きさを有する。しかしながら、液滴Ｎ＋２は、最大反対差分値（１）を超える大きさ（２）を有する。したがって、液滴Ｎ＋１、Ｎ＋２、およびＮ＋３は、図１０に示されるように、さらなる処理のために望ましくない選別列として識別される。
【０１０５】
図１０は、望ましくない液滴電荷列を識別した後に、選別が中止されるべきである、１つ以上の液滴を識別するための例示的な方法を図示する。本方法はまた、図６に示される動作２８４の実施例である。この実施例では、動作２８４は、動作３４２、３４４、３４６、および３４８を含む。
【０１０６】
動作３４２は、液滴列の中の各液滴の優先順位を識別するように行われる。いくつかの実施形態では、液滴の優先順位は、液滴中の粒子の種類または数量に基づいて割り当てられる。液滴の優先順位は、いくつかの実施形態では、ユーザによって選択することができる。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、液滴は、液滴に含有される粒子に基づいて、いくつかの液滴モードのうちの１つと関連付けられる。液滴モードの実施例は、単一モード、浄化モード、および濃縮モードを含む。単一モード液滴は、単一の粒子のみを含有する液滴である。浄化モード液滴は、単一の種類の１つ以上の粒子を含有するものである。濃縮モード液滴は、重要な粒子を含有するが、他の種類の他の粒子も含有し得るものである。いくつかの実施形態では、優先順位は、液滴モードに基づいて割り当てられ、単一が、最高優先順位であり、浄化が、より低い優先順位を有し、濃縮が、最低優先順位を有する。
【０１０８】
別の可能な実施形態では、優先順位は、コンテナ位置に基づいて割り当てられ、外側コンテナが、内側コンテナより高い優先順位を有する。同順位の場合では、左側のコンテナに右側のコンテナより高い優先順位を与えることができ、またはその逆も同様である。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、３が最低優先順位である、１から３等の値が、各優先レベルに割り当てられる。他の値もまた、他の実施形態で使用することができる。
【０１１０】
いくつかの実施形態では、優先順位は、液滴予備選別決定とともにバッファ３３０に記憶される。実施例が図１１で図示されている。
【０１１１】
動作３４４は、最低優先順位を有する、望ましくない液滴電荷列の中の１つ以上の液滴を識別するように行われる。
【０１１２】
動作３４６は、最低優先順位を有する列の中の１つ以上の液滴への電荷の印加を中止する。
【０１１３】
最終選別決定は、動作３４８において、選別制御信号１５４（図３）を生成するように、同一または別のバッファの中等のコンピュータ可読記憶デバイスに記憶される。実施例は、図１２に図示される。
【０１１４】
これらの決定の結果として、最終選別決定は、（最終選別決定になる）他の事前に割り当てられた電荷を、中止されていない他の液滴に印加しながら、選別フローサイトメータに、事前に割り当てられた電荷を液滴のうちの１つに選択的に印加させない。
【０１１５】
図１１は、図９に示されるものに類似するが、優先順位データ３５２も含有する、別の例示的バッファ３３０’を図示する概略ブロック図である。
【０１１６】
この実施例では、バッファ３３０’で識別される液滴のそれぞれは、位置番号３３２、印加される電荷３３４、および優先順位３５２を含む。
【０１１７】
示されるように、望ましくない液滴電荷列を識別した後、列の中の液滴の優先順位が識別されて評価される。この実施例では、液滴Ｎ＋１は、１という優先順位（高い）を有し、液滴Ｎ＋２は、２という優先順位（中間）を有し、液滴Ｎ＋３は、１という優先順位（高い）を有する。したがって、液滴Ｎ＋２は、最低優先順位を有すると判定される。
【０１１８】
いったん最低優先順位を有する液滴が識別されると、関連液滴の選別は中止される。よって、この実施例では、液滴Ｎ＋２の選別が中止される。次いで、最終選別決定が、図１２に示されるように生成される。
【０１１９】
別の可能な実施形態では、選別決定は、一次選別決定および二次選別決定を含む。上記で議論される決定は、一次選別決定の実施例である。液滴はまた、二次選別決定を割り当てることもできる。一次選別決定が中止されなければならない場合において、液滴は、二次選別決定を割り当てることができる。次いで、選別決定の評価は、二次選別決定が依然として望ましくない液滴電荷列をもたらすであろうかどうか、または二次選別決定が望ましくない液滴電荷列を排除するかどうかを判定するように繰り返される。二次選別決定が問題を解決する場合、液滴の選別は、二次決定に従って続行することを可能にされる。二次選別決定が望ましくない液滴電荷列をもたらし続ける場合、最低優先順位を有する１つ以上の液滴の選別は中止される。
【０１２０】
図１２は、望ましくない液滴電荷列の形成を回避するために、予備選別決定（図９および１１に示される）が１つ以上の液滴に対する選別動作を中止するように修正される、例示的バッファ３６２を図示する概略ブロック図である。より具体的には、電荷が液滴Ｎ＋２に印加されないように、この液滴に割り当てられる電荷が変化させられている。液滴Ｎ＋２の選別を中止することによって、液滴Ｎ＋１およびＮ＋３の選別は、続けて高優先順位の液滴を適切なコンテナの中へ指向することができる。
【０１２１】
表１は、可能な液滴列のいくつかの付加的な実施例、および１つ以上の液滴を中止するように行うことができる関連決定を例証する。アスタリスクは、望ましくない液滴列の一部である液滴を表す。文字「Ｐ」の後に続く括弧内の数字は、液滴優先順位を示す。
【表１−１】
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【表１−２】
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【０１２２】
上記で説明される種々の実施形態は、例証のみとして提供され、本明細書に添付される請求項を限定すると解釈されるべきではない。当業者であれば、本明細書で図示および説明される例示的実施形態および用途に従うことなく、かつ以下の請求項の真の精神および範囲から逸脱することなく、行われ得る種々の修正および変更を容易に認識するであろう。
【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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【国際調査報告】
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