(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フローサイトメータ内の搬送流体から小滴が分離する点を制御する方法であって、
圧力制御された搬送流体が、小滴が前記搬送流体から分離する点を制御する小滴発生器に結合されたチャネルに沿って流れ、
選択された小滴が、非選別小滴流が移動する非選別小滴経路から分離された選別小滴偏向経路に沿って静電的に荷電され、選別されるように、電圧パルスを印加する荷電カラーを含む小滴選別器が動作し、
（ａ）前記小滴選別器による小滴の選別によって、前記の小滴の非選別流中に形成される間隙の存在について前記非選別小滴経路を監視するステップと、
（ｂ）前記ステップ（ａ）における前記の監視によって前記小滴発生器の動作を制御可能に調整するステップとを含むフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｂ）が、前記間隙が検出される時間と、前記間隙を形成した前記の選別された小滴が荷電された時間との間の第１の時間間隔と、所定の第２の時間間隔との間の差によって前記小滴発生器の動作を制御可能に調整するステップを含む、請求項１に記載のフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項３】
前記ステップ（ａ）が、前記小滴選別器による小滴の選別によって、小滴の前記非選別流中に形成される間隙の存在について間隙検出器によって前記非選別小滴経路を監視することを含み、かつ、前記ステップ（ｂ）が、
（ｂ１）前記小滴選別器によって小滴が選別される前記第１の時間間隔に予測間隙移動タイマを開始するステップと、
（ｂ２）前記間隙が前記ステップ（ａ）で前記間隙検出器によって検出されると予想される前記第２の時間間隔から、前記間隙検出器から所定の数の小滴期間上流にある小滴が前記間隙検出器に到達するために必要な時間の長さを減算した時間間隔より前の時間に前記予測間隙移動タイマを終了するステップと、
（ｂ３）前記ステップ（ｂ２）での前記予測間隙移動タイマのタイムアウトに応答して、間隙検出器予測タイマと間隙予測差タイマを開始するステップであって、該間隙検出器予測タイマが、小滴が前記間隙検出器の上流の位置から該位置の下流の位置まで移動するために必要な時間より後の時間に及ぶ複数の小滴期間の継続期間後にタイムアウトになり、ここで、前記間隙予測差タイマが、前記予測間隙移動タイマがタイムアウトする際に開始され、前記間隙が前記間隙検出器に到達する第３の時間間隔に終了するステップと、
（ｂ４）前記非選別小滴流中の間隙を表す出力信号について、前記間隙検出器予測タイマのタイミング期間中前記間隙検出器を監視するステップと、
（ｂ５）前記の予想時間以外の時間での前記出力信号の発生に応答して、前記小滴発生器の動作を制御可能に調整するステップとを含む、請求項２に記載のフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項４】
さらに、前記の選別された小滴の存在について前記選別小滴偏向経路を監視するステップ（ｃ）を含み、前記小滴発生器の動作を調整するステップ（ｂ）が、該ステップ（ｃ）での前記選別された小滴の検出によって前記小滴選別器の動作を制御可能に調整することを含む、請求項１に記載のフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項５】
前記小滴発生器の動作を調整するステップ（ｂ）が、前記選別小滴偏向経路で検出される前記選別された小滴の数と、前記小滴選別器によって選択的に選別される小滴の数との間の所定の関係によって前記小滴選別器の動作を制御可能に調整することを含む、請求項４に記載のフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項６】
さらに、透明保護囲い板の壁表面に沿った方向に流体カーテンを向けることによって、前記選別小滴偏向経路及び前記非選別小滴経路の一部を前記サイトメータを取り巻く周囲空気の変動から遮蔽するステップ（ｃ）を含む、請求項１に記載のフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項７】
さらに、選択された小滴が前記選別小滴偏向経路と前記非選別小滴経路の間の補助移動経路に沿って偏向されるように、粒子がないと決定された前記選択された小滴を低減された荷電値で制御可能に荷電し、かつ、前記非選別小滴流中に間隙が検出されるか否かによって前記小滴選別器の偏向電界電圧が低下したかどうかを決定するステップ（ｃ）を含む、請求項１に記載のフローサイトメータの小滴分離点制御方法。
【請求項８】
圧力制御された搬送流体が流れるチャネルを有する流体流室を有するフローサイトメータであって、該チャネルが、
小滴が該搬送流体から分離する搬送流体移動経路に沿った点を制御するように適応された小滴発生器と、
選択された小滴が、非選別小滴流がそれに沿って移動する非選別小滴経路から分離した選別小滴偏向経路に沿って静電的に荷電され、選別されるよう動作する、電圧パルスを印加する荷電カラーを含む小滴選別器と
に結合され、
前記流体流室と、該小滴選別器による小滴の選別によって形成された、前記の小滴の非選別流中の間隙の存在について前記非選別小滴経路を監視するよう動作する検出器と、該検出器の出力によって前記小滴発生器の動作を制御可能に調整するよう動作する制御装置とを有するフローサイトメータ。
【請求項９】
さらに、選別された小滴の存在について前記選別小滴偏向経路を監視するよう結合された選別小滴検出器を含み、前記制御装置が、該選別小滴検出器による前記選別された小滴の検出によって前記小滴選別器の動作を制御可能に調整するよう動作する、請求項８に記載のフローサイトメータ。
【請求項１０】
前記制御装置が、前記選別小滴偏向経路中で検出される前記選別された小滴の数と、前記小滴選別器によって選択的に選別された小滴の数との間の所定の関係によって前記小滴選別器の動作を制御可能に調整するよう動作する、請求項９に記載のフローサイトメータ。
【請求項１１】
前記制御装置が、選択された小滴を前記選別小滴偏向経路と前記非選別小滴経路の間の補助移動経路に沿って偏向させるように、前記小滴選別器が、粒子がないと判定された前記選択された小滴を低減された荷電値で荷電し、前記非選別小滴流中に間隙が検出されるか否かによって前記小滴選別器の偏向電界電圧が低下したかどうかを決定するよう動作する、請求項８に記載のフローサイトメータ。
【請求項１２】
前記制御装置が、前記間隙が検出される時間と、前記間隙を形成した前記の選別された小滴が荷電された時間との間の第１の時間間隔と、第２の所定の時間間隔との間の差によって前記小滴発生器の動作を調整するよう動作する、請求項８に記載のフローサイトメータ。
【請求項１３】
さらに、保護室の内壁表面に沿って流体カーテンを形成することによって、前記選別小滴偏向経路及び前記非選別小滴経路の一部を前記サイトメータを取り巻く周囲空気の変動から遮蔽するよう構成された前記保護室を含む、請求項８に記載のフローサイトメータ。
【請求項１４】
前記保護室が、相互間に開いた内部小滴移動領域を規定するように、入口ポートから分岐して端部壁で終了する一対の側壁を有する、光学的に透明で、一般に円錐形に直線で囲まれたハウジングを備え、小滴荷電カラーが前記流体流室に隣接する前記保護室の上部首部分に配置され、荷電小滴偏向プレートが前記保護室の外部側壁に沿って位置する、請求項１３に記載のフローサイトメータ。
【請求項１５】
さらに、前記内壁表面に沿って前記室の空気排出ポートに真空制御された流体カーテンを向けるよう動作する、前記保護室の前記上部首部分の流体入口ポートと、前記一対の側壁の流体入口ポートとを含む、請求項１４に記載のフローサイトメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般にフローサイトメータ（flow cytometer）システムに関し、特に、非選別及び偏向小滴流（non-sorted and deflected droplet stream ）の所定の特性を監視し、較正された小滴分離位置（droplet break-off location）でサイトメータの流体の流れから小滴が分離する点を維持するように、小滴形成（drop-formation）及び小滴選別偏向（drop-sorting deflection ）パラメータを制御可能に調整するよう動作する、新しい改善されたフローサイトメータのアーキテクチャ及びそのための信号処理制御機構に関する。
【０００２】
（発明の背景）
フローサイトメータは一般に医療産業で利用され、疾病の診断及び治療の補助として、患者の体液中の粒子（例えば、血球（blood cell））を分析する。非制限的な例として、化学療法（chemotherapy treatment）の過程でこのような計器が使用され、化学療法の前に患者の骨髄（bone marrow ）から除去されたある量の血液から健康な血球（幹細胞（stem cell ））を選別し収集することがある。化学療法処理セッションが完了すると、収集された量の血球は患者に再注入されて戻され、マイグレーション（migration ）と健康な血球の再生を促進する。
【０００３】
この目的で、図１のサイトメータシステムの図で例示されているように、容器１１内に保存された遠心分離機にかけられた血液試料の細胞といった分析対象の粒子１１が搬送流体（carrier fluid ）（例えば、塩水）１２の（加圧された）連続した、即ちとぎれない流れ（stream）の中に注入される。この搬送流体の流れは流体流室（fluid flow chamber）またはフローセル１４のフローチャネル１３に沿った方向に向けられる。流体フローチャネル１３は、１つかそれ以上のレーザ１７といった光学的照明サブシステムによって放射される出力ビーム１６と位置１５で交差する。レーザ出力ビーム１６が搬送流体の流れによって遮断された後、光検出サブシステム２０の１つかそれ以上の光検出器がレーザ出力ビーム１６の経路内に光学的に配置される。光検出サブシステム２０は、細胞から反射された光、細胞による光の阻止、及び細胞に付着した蛍光染色抗体（fluorescent dye antibody）からの光放射を含む、流体の流れの内容物（content ）（その中の粒子／細胞）によって変調された光を受け取るよう配置される。
【０００４】
光検出器出力信号が照明されたどの細胞を表すかに関する混乱を避けるために、サイトメータの流室（flow chamber）を通る流体フローチャネル１３は、粒子または細胞が一度に１個ずつだけレーザの出力ビーム１６との交差位置１５を通過するような構成と寸法にされる。その結果、図２のタイミング図に示されるように、光検出サブシステム２０からの出力信号が搬送流体の流れによって運ばれる粒子によって変調されるので、２１で示され、図２のタイミング図の時間ｔ０で発生するような各変調信号を個々の細胞に関連付けることができる。光検出サブシステム２０の出力が所望の細胞の１つかそれ以上のパラメータに関連する所定の「選別（sort）」基準を満たす場合、それは流室の出口ポートまたは開口１８の下流に配置された静電小滴選別器（electrostatic droplet sorter）２４によるその細胞を含む搬送流体の小滴２３の選別を制御するために使用される。
【０００５】
搬送流体の流れは、流体流室に結合された音響的に（例えば、圧電変換器（piezoelectric transducer）によって）駆動される小滴発生器（droplet generator ）１７によって個々の小滴に変換される。個々の小滴は流体流室の出口ポート１８ですぐに形成するのではなく、相互に連結した小滴流２２として進み、室の出口ポートの下流の位置２５で分離する。また、細胞がレーザビーム交差位置１５を通過する時間ｔ０と、その細胞を含む搬送流体の流れの最後の付着した部分が、垂直移動経路（vertical travel path）２６に沿って移動する流れまたは一連の小滴の中の別個の小滴２３として搬送流体の流れから実際に物理的に分離する次の時間ｔ１との間には時間ｔ０１の「選別」遅延（‘sort’delay ）即ち間隔が存在する。
【０００６】
流室出口ポート１８の下流で小滴が形成する位置２５は、小滴発生器駆動信号のパラメータを変化させることによって調整される。小滴が形成される比率は音響駆動信号（acoustic drive frequency）の周波数によって管理され、その小滴は小滴発生器２７の圧電振動の周波数に同期する。非制限的な例として、小滴発生器２７に印加される音響駆動周波数は、２１〜４８０ｋＰａ（３〜７０ｐｓｉ）程度の流体圧力で、４〜１００ｋｈｚ程度である。
【０００７】
光検出器出力は通常デジタル化された後、サイトメータの制御ワークステーション５０の関連監視制御プロセッサによって実行される細胞型マッピング（cell type mapping ）または識別（identification）アルゴリズムによって分析される。この分析に基づいて、制御プロセッサは小滴選別器２４の荷電及び偏向（charging and deflection ）制御回路５２に制御信号を供給し、小滴を選別または中止する。
【０００８】
流室の出口ポート１８を出る流体の流れから分離即ち分かれる個々の小滴２３を制御可能に選別するために、小滴選別器２４は一連の小滴（droplet sequence）の移動経路２６を取り囲む静電荷電カラー（electrostatic charging collar）３１を利用する。荷電カラー３１は、個々の小滴２３が流体の流れから分かれ、通常長さが小滴数個分である一連の小滴の移動経路２６に沿った位置を取り囲むように配置された金属シリンダを備えることができる。荷電カラー３１は流体室出口ポート１８の垂直下流で、かつ荷電小滴２３の流れがその間を通過する関連する１組の静電（反対の極性、高電圧の）偏向プレート３３と３５の上流に配置され、その際荷電小滴の流れは下向きに移動し、選別経路３６に沿って選別されて選別小滴収集容器４１に入るか、または選別されずに移動経路２６を通過して放棄または廃棄される廃棄物容器４３に入る。
【０００９】
システムワークステーション５０によって実行される細胞分析及び選別ルーチン（sorting routine ）の制御の下で、継続期間ｔ１２の所定の荷電電圧パルス３２は時間ｔ１、すなわち選別遅延ｔ０１の終了時に荷電カラー３１に選択的に印加されて、パルス継続期間間隔ｔ１２の終了時の時間ｔ２で終了し、それによって選別すべき細胞を含む小滴２３Ｃを帯電させる。選択的に帯電させられた小滴２３Ｃは、２つの反対の極性の高電圧偏向プレート３３及び３５の間を通過する際逆の電荷（opposite charge ）を有するプレートに引きつけられ、一方では同時に同じまたは同様の電荷（the same or like charge）を有するプレートによって反発される。この静電ステアリング作用（electrostatic steering action ）によって、荷電小滴２３Ｃは主小滴移動経路２６のかたわらの偏向移動経路３６に沿った方向に向けられ、選別小滴収集容器４１に入る。
【００１０】
上述のように、流体の流れの中の関心のある任意の所定の細胞または粒子について、光検出サブシステム２０がその細胞に対する出力信号２１を生成する時間ｔ０と、その細胞を含む小滴２３が流体の流れから（位置２５で）分離する選別パルスの時間との間には「選別」遅延が存在する。この選別遅延の正確な継続期間を知ることは小滴（drop）の正確な選別のために極めて重要であるが、それは偏向プレート３３及び３５によって偏向され、その後選別小滴収集容器４１内に収集されるのは印加された選別荷電パルス（sort charging pulse ）３２の時間ｔ１に流体の流れから分離する最後の付着した小滴だけだからである。
【００１１】
選別遅延は、搬送流体の圧力、小滴発生器出口ポートの大きさ及び表面特性、搬送流体の粘性、及び圧電振動の振幅を含む様々なパラメータによって影響される。パラメータの中には、小滴形成点の位置に影響を及ぼす流体搬送の圧力といった正確に制御できるものもあるが、制御できないものもある。例えば、物質が流室出口ポートに蓄積して流体の流れの自然エネルギーを変化させ、小滴形成点を流室の近くに移動させることがある。他の要因には、計器振動の音響結合（acoustic coupling ）、室内雑音、そのユニットの外部の室内機械装置の振動等が含まれる。
【００１２】
その結果、小滴形成位置２５を正確に設定するために一連の試験及び較正ステップを事前に行うことが標準的な慣行となっている。非制限的な例として、これは、流体の流れを観察するために（顕微鏡対物レンズまたはビデオカメラといった）正密画像補助器具を使用してまずはじめにレーザ交差点１５からある所定の距離に小滴形成点２５を手動で設定することで達成される。小滴発生器２７への圧電駆動信号の励起周波数（excitation frequency）に同期して発光ダイオードを点滅させると、流体の流れから形成された小滴２３は静止して見えるようになる。次に、圧電駆動信号の振幅を制御によって増大または減少することで、操作員は、小滴の最初の形成が基準または位置決め目盛りに一致する点まで、小滴形成点をレーザ交差点に近付けたり遠ざけたり移動させることができる。
【００１３】
次に、操作員は、実際の選別遅延時間が数滴（several drops ）以内になる範囲内にシステムを調整するように、事前の実験に基づいて決定された選別遅延時間を選別システムに入力する。システムを１滴（one droplet ）以内の精度にするために、操作員は、サイズの面で生物学的細胞（biological cell ）を模倣した試験用ビーズ（beads ）を使用して較正選別運転を設定及び実行する。ビーズはスライド（slide ）の上で選別され、そのスライドが（顕微鏡下で）観察されて、スライド上のビーズの数がシステムが選別したと報告したビーズの数に一致するかどうかが決定される。
【００１４】
数が一致しない場合は、システムは選別遅延時間を変更するか、または音響駆動信号の振幅を変化させて小滴形成点を移動させることによって調整される。この操作はビーズの数が正しくなるまで必要に応じて反復的に繰り返される。このように初期較正されたシステムでは、ドリフトについて視覚的に監視され、操作員は流体の流れと小滴の移動を観察することができる。選別パラメータが同じに留まっていることを検証するため、上述のスライドとビーズの分析シーケンス（analysis sequence ）が繰り返される。容易に認識されるように、この試行錯誤手順は時間のかかる過程であり、操作員の知識がない場合選別工程中に試料が失われたり選別容器が汚染されたりすることがあり得る。
【００１５】
残念ながら、この問題を改善するためになされた提案は複雑で費用がかかり、必ずしも完全な解決法ではない。例えば、１つの提案は、レーザビーム交差位置１５の下流だが小滴分離点２５より前のある点で連続的な流体の流れへ「第２の目」（‘second look ’）を取り入れ、追加のレーザ−光検出サブシステムから構成された試験モードの光学的前向き誤差補正システム（forward error correction system ）を組み込むものである。第２の光システムの目的は、流体の流れに注入された試験用ビーズが予想された時間に下流検出位置に到達したかどうかを確認することである。
【００１６】
別の提案によれば、小滴の流れの全体的な速度にずれ（shift ）がないかどうかを決定するために補助レーザが利用される。このアプローチの明らかな欠点は、最後の付着した小滴が流体の流れから分離する場所を正確に決定するという根本的な問題に対処していないことである。さらに別の提案は、第２レーザを最初に設定した小滴分離点に配置し、その点で流れを監視することである。残念ながら、レーザが固定式に位置決めされているので、それは、分離点が移動した場合容易に再位置決めすることができない。
【００１７】
（発明の概要）
従来のフローサイトメータ計器の上述の欠点は、（小滴選別機構の小滴荷電カラー内の）初期較正空間位置で小滴分離点を維持するよう動作するフィードバックベースの（feedback-based）信号処理機構によって成功裡に改善される。以下に述べるように、本発明は、光検出サブシステムを使用して、荷電小滴の偏向によって作り出された流体小滴流（fluid droplet stream）中の間隙（gap ）を探すものである。こうした間隙が小滴流の経路内の所定の下流位置で検出される時間と、間隙を作り出した偏向された小滴（deflected droplet ）が小滴荷電カラーで帯電した時間との間の差が較正基準間隔と比較される。２つの間の差がある場合それを利用して小滴発生器への圧電駆動信号の振幅を調整し、必要に応じてその計器を較正に戻す。
【００１８】
本発明による小滴分離位置調整機構を利用するフローサイトメータシステムの計器設置アーキテクチャ（instrumentation architecture）は、上述の図１のシステムを、主の、即ち非選別の小滴移動経路（unsorted droplet travel path）に関連する非選別小滴「間隙」検出器（unsorted droplet‘gap’detector ）と、選別小滴移動経路（sorted droplet travel path）に関連する偏向／選別小滴検出器（deflected/sorted droplet detector ）とを備えて、増強する（augment ）ものである。非選別小滴間隙検出器は、小滴選別器の下流の位置で非選別小滴移動経路と交差する検査ウィンドー（viewing window）を提供するよう配置される、光エネルギー発生源（optical energy source ）と関連光検出器を備えている。
【００１９】
非選別小滴間隙検出器は、小滴選別器の荷電カラー内の位置で搬送流体の流れから分離して、廃棄物容器の方向に下向きに移動している、さもなければ一般に空間的に周期的に連続した（periodic sequence）非選別（非荷電）小滴であるものにおける間隙の存在を識別する（identify）よう動作する。非選別小滴流の中の間隙の存在によって、（選別されるべき）小滴が荷電されて、偏向経路（deflection path ）に沿って選別された小滴の収集容器の方向に移動していることが示される。
【００２０】
正しく較正されたシステムでは、選別／荷電された小滴がサイトメータ流室（flow chamber）を出る流体の流れから分離する時間と、その後の、荷電小滴の偏向の結果生じる小滴流内の間隙が間隙検出器に到達する時間との間の差は所定の「間隙」移動時間間隔（‘gap’transit time interval）である。システムが較正された状態にある限り、この間隙通過時間は一定である。しかし、間隙通過時間に変化があれば、それは小滴形成点がその較正点から移動したことを示している。この間隙移動時間の変化を利用して、小滴発生器への圧電駆動信号の振幅を調整して計器を較正状態（calibration ）に戻す。
【００２１】
非選別小滴流の中の間隙の移動時間を測定するために、「予測」間隙移動タイマ（‘predicted’gap transit timer）が選別遅延の終了時に開始するが、これは荷電パルスが小滴選別器の荷電カラーに印加される時間にも一致する。予測間隙移動タイマは、間隙が非選別小滴間隙検出器の検査ウィンドー内に到達すると予想される時間の前に生ずる時間にタイムアウトになるようプログラムされる。この時間は、較正された間隙移動時間間隔から、間隙検出器から上流の所定の数（例えば、２個）の小滴位置にある小滴が間隙検出器に到達するのに必要な時間の長さを減算した時間間隔に等しく設定される。
【００２２】
予測間隙移動タイマがタイムアウトになると、間隙検出器予測タイマ（gap detector prediction timer ）と間隙予測差タイマ（gap prediction difference timer ）が各々開始する。間隙検出器予測タイマはある数Ｎの小滴期間（droplet period）に等しい継続期間を経過してタイムアウトになるが、これはＮ個の連続非選別小滴が非選別小滴移動経路に沿ったある所定の点を通過して移動するために必要な時間に対応する。間隙検出器予測タイマがタイムアウトする時間は、小滴が間隙検出器の検査ウィンドーの上流の位置からその位置の下流の位置に移動するために必要な時間よりわずかに後の時間に生ずるので、間隙検出器予測タイマのタイミングウィンドー（timing window ）または間隔は、間隙検出器検査ウィンドーの幅全体をカバーする小滴移動距離を十分にカバーするものである。
【００２３】
間隙予測差タイマは、予測間隙移動タイミングウィンドー（predicted gap transit timing window ）の終りで開始し、間隙が非選別小滴間隙検出器によって検出される時間に終了するタイミング継続期間（timing duration ）を有する。すなわち、予測間隙移動ウィンドーと間隙予測差ウィンドーの継続期間の合計は較正された間隙移動時間に等しい。
【００２４】
間隙検出器予測タイマのタイミングウィンドーの間、間隙検出器ステーションの光検出器の出力は、非選別小滴流の中の間隙の存在を示す信号変化（signal transition ）について監視される。予想（較正）された時間以外の時間にこの間隙検出信号が発生することはタイミング誤差を示し、その値は間隙予測差タイマの測定値からオフセット小滴期間（offset droplet period ）を減算したものに等しい。
【００２５】
間隙移動時間間隔の変化は、小滴形成位置が流体流室の出口ポートから更に離れる方向（下流）またはそれに近付く方向（上流）に移動して、選別遅延時間間隔の変化を生じさせたことを意味する。この状態に対しては、小滴発生器への圧電駆動信号の振幅もそれに応じて変化して、小滴はその較正点で分離し、それによって現在検出されている間隙移動時間間隔が減少して較正された間隔に整合する。
【００２６】
小滴は流体流室の出口ポートと小滴収集容器の間の空気中を通って移動するので、空気抵抗に遭遇し、これは小滴のパターンに影響を与え、それによって間隙のタイミング（gap timing）に干渉する。直ぐ前に別の小滴を有さない小滴は、その速度を減少させそれらの予想位置よりわずかに後になる（fall back ）、即ち遅延する（retarded）ようにするのに十分な空気抵抗に遭遇することが観察されている。しかし、直ぐ前にいくつか（例えば、３個またはそれ以上）の小滴を有する小滴はこのような空気抵抗に遭遇せず、その移動経路に沿った速度を維持することも判明している。この空気抵抗による間隙の歪曲（gap-skewing ）の問題を補償するためには、非選別小滴移動経路に沿って移動する小滴のための様々なタイマによって導出された間隙の測定値は、その間隙の直ぐ前に所定の数（例えば、３個またはそれ以上）の非選別小滴がある場合でないかぎり利用されない。
【００２７】
空気抵抗は、非選別小滴移動経路に沿った間隙の移動に影響を与えることに加えて、選別小滴偏向経路（sorted droplet deflection path）に沿った偏向された小滴の移動をも遅延させる。この空気抵抗は、偏向／選別される小滴が偏向されない小滴によって互いに間隔を空けられている場合は問題ないが、非選別移動経路から偏向された小滴が互いにすぐに連続している場合には問題になる。
【００２８】
２個のすぐに続く小滴が主移動経路から偏向される場合、一番前の小滴の速度は遭遇する空気抵抗によって遅延され、次に続くより速い速度で移動する偏向された小滴と共に小滴対またはパケット（packet）を形成する。この小滴パケットが選別小滴検出器（sorted droplet detector ）を通過する時は、検出器は１個の大きな小滴のように見えるものを検知することになるので、検出器は１個の小滴の場合より大きな振幅を有する単一の出力パルスを発生する。選別小滴検出器は、選別された小滴の移動経路が選別小滴収集容器内へ小滴を受け取る開口部（droplet receiving opening ）に一致したままになるように、小滴選別器の荷電カラーに印加される荷電電圧パルス（charging voltage pulse）の大きさを制御するために利用される。
【００２９】
３個のすぐに続く小滴が主移動経路から偏向された場合、空気の抵抗が最初の２個の小滴の速度を遅らせるので、それらは次に続く、より速くで移動する第３の偏向された小滴と共に小滴３個組パケット（trio packet ）を形成する。この小滴３個組パケットが選別小滴検出器を通過する時、小滴検出器はやはり１個の大きな小滴のように見えるものを検知するので、小滴検出器は１個の小滴または小滴対の場合より大きな振幅を有する単一のパルスを発生する。
【００３０】
しかし、３個より多い連続した小滴が偏向される場合には、第４及びそれ以上の追加の連続小滴は事実上空気抵抗によって遅らされない。１個の小滴の前に３個かそれ以上の小滴がある場合は、それは遅らされずに移動し、上流の小滴または小滴のパケットから間隔を開けられていることが観測された。その結果、３個より多い連続する選別された小滴の場合、選別小滴検出器は最初の３個組パケットを１個の大きな小滴として検出し、それに続く第４及びその後の小滴を普通の寸法の、個別の小滴として検出する。
【００３１】
選別小滴検出器からの出力パルスは寸法に関して識別されないので、各出力パルスは１個の偏向された小滴だけを表すものと見なされる。選別小滴検出器によって発生されるパルスに及ぼす小滴対及び３個組の小滴の空気抵抗による「パケット化」（‘packetizing ’）の影響を補正するために、小滴選別器に増分的（incrementally ）に印加される選別（小滴荷電（droplet-charging））信号が連続する小滴（sequential droplets ）に関連するか否かに関する決定がなされる。２つの連続した選別信号（sequential sorting signal ）だけが発生される場合は、それらは１個の小滴パケットとしてカウントされる。３つかそれ以上の連続した選別信号が発生される場合は、最初の３つの選別信号は１個の小滴パケットとしてカウントされ、追加の連続選別信号（consecutive sorting signal）は追加の小滴パケットとしてカウントされる。
【００３２】
こうした選別信号は選別信号カウンタによってカウントされ、その出力が選別小滴検出器によって生成されるパルスの数の現在の計数（running count ）と比較される。２つの計数合計の間の差が所定の誤差限度を越える場合、小滴選別器の荷電カラーに印加される荷電電圧パルスの大きさが、その２つの比較される小滴計数値が同じになるまで調整される。この同じになった時点で、小滴選別器の荷電カラーに印加される荷電電圧の大きさは、選別された小滴の偏向移動経路を選別小滴収集容器の開口部に一致させ、それによって全ての選別された小滴の収集を最大化する値であろう。荷電電圧の調整によって小滴計数値の差を許容範囲内にすることができない場合は、警報状態であることが宣言され、システムが再較正されるまで選別処理を打ち切る。
【００３３】
選別及び非選別の両方の小滴が落下する際通過する空気の抵抗によって引き起される速度の低減の問題に加えて、選別領域内の望ましくない気流の影響という副次的な問題が存在する。間隙タイミング調整機構（gap timing adjustment mechanism ）は小滴を取り巻く周囲空気中の非常に小さな変動にも影響を受けやすいので、透明保護室（tranparent protective chamber ）を使用して、サイトメータの付近でのシステム操作員の動きによって生じ得るような周囲空気の移動から流体流室と収集容器の間の小滴移動領域を隔離している。
【００３４】
さて、この隔離室（isolation chamber ）は周囲環境からのともすれば妨害となる気流の侵入からサイトメータの小滴移動経路を遮蔽するために有効であるが、この密閉ハウジングの使用に関連する問題は、小滴が形成される際に生じる小さな流体粒子が室の内面に付着し間隙検出器や選別小滴検出器の検知領域をふさぐことがあるという事実である。さらに、多くの塩分を含んだ湿気は小滴選別器の偏向プレート間の静電絶縁破壊電位を低減することがある。こうした起こりうる問題を解決するために、１対の真空制御されたエアカーテン（air curtain ）が隔離室の内壁表面に沿った方向に向けられる。エアカーテンは室の壁表面だけに沿って流れるので、非選別または選別された小滴の移動の速度または方向に相互作用または影響しない。
【００３５】
選別操作の過程で、まれに、選別された小滴間に比較的長い時間間隔が生じ、その間間隙検出器や選別小滴検出器からの出力信号が上述のオンラインシステム調整を行うために利用することができなくなることがある。このように小滴選別ができないことのためにシステムの調整が妨げられるのを避けるために、関心のある粒子または細胞が全くないと判定された「較正」小滴（‘calibration’droplet）は、小滴選別器の荷電カラーに印加される荷電電圧を低減して（例えば、公称の１０パーセントで）制御可能に荷電される。このように荷電の大きさを低減すると、選択された空の小滴（empty droplet ）は、非選別小滴移動経路からそれているが、選別小滴移動経路からは十分に間隔が開けられている補助移動経路に沿って偏向されるので、この較正小滴は選別小滴収集容器によって収集され得ない。
【００３６】
このことは間隙タイミングの測定を可能にするが、正常に偏向された小滴の位置の決定を可能にするものではない。即ち、偏向電界電圧（deflection field voltage）が低下した場合、低下した荷電電圧は非選別小滴流に検出可能な間隙を生じさせるのに十分なものではなくなるので、偏向角度（deflection angle）は減少していないものとして確認される。
【００３７】
偏向のため小滴を正しく荷電するために、小滴がなお（最後の接続された小滴（last connected droplet）として）流体の流れに接続されている、即ちその一部である時間の間に荷電電圧パルスを荷電カラーに印加するようにして、電荷移動のために導電性経路（conductive path ）が確実に利用できるようにしなければならない。また、荷電電圧は小滴が流体の主流から分離するまで維持されなければならない。小滴は導電性表面に接触するまでこの電荷を運び、それによって電荷は小滴から放散することができる。荷電電圧パルスは通常１つの小滴期間に等しいパルス幅を有する。
【００３８】
本発明のさらに別の特徴によれば、荷電電圧パルスは正常な小滴期間の終了前に終了し、小滴がまだ較正された選別時間に主搬送流体の流れから分離する過程にある時に確実に荷電されるようにする。小滴分離時間がこの小滴荷電ウィンドー（drop-charging window）の外にドリフトする場合は、小滴はそれが主搬送流から分離する時荷電されていないので、それは偏向されず、非選別小滴流内に間隙を残すことはないであろう。小滴を選別しないことは選別誤差として検出されるが、誤差を生じさせた分離位置のドリフトによって望ましくない小滴が荷電及び選別されることが許容されることはないので、選別された小滴の収集容器の内容の汚染が避けられる。
【００３９】
（詳細な説明）
本発明の新しい改善されたフローサイトメータの小滴分離位置調整機構を詳細に述べる前に、本発明は主として、事実上従来のフローサイトメータ計器（instrumentation ）と関連ディジタル信号処理構成要素、及びそのための、このような回路及び構成要素の動作を制御する付属の監視制御回路の所定の配置に関するものであることを認識しておくべきである。従って、その回路構成要素の構成及びそれらが他の通信システム機器とインタフェースで結ぶ方法は大部分が容易に理解可能な図面によって説明されており、本明細書に記述して利益を受ける当業者にとって容易に明らかである詳細を述べてかえって開示を不明確にすることのないように、本発明に関連する特定の細部だけを示すものである。すなわち、ブロック図による例示は主として、従来の機能グループ（functional grouping ）におけるフローサイトメータシステムの主要構成要素を示して、それによって本発明がさらに容易に理解されるようになることを目的としている。
【００４０】
図３は、本発明による小滴分離位置調整機構を利用するフローサイトメータシステムの計器設置アーキテクチャの概略を例示するが、対応するタイミング図の説明との関連を容易にするために９０°回転して示している。ここに示されるように、本発明のサイトメータのアーキテクチャは本質的には前述の、図１に示したものと同じ構成要素を備えているが、付加的な「荷電後」（‘post’-charging ）の小滴の間隙監視ステーション（droplet gap monitoring station）６０を有している。この付加的小滴間隙監視ステーションは、赤外線エミッタ（ＩＲエミッタ；infrared emitter）のような光エネルギー源６１と、関連する光検出器６３を備えるものとして概略的に例示されているが、それらは、小滴選別器２４の静電偏向プレート３３及び３５の下流の位置で小滴移動経路２６と交差する検査ウィンドー６５を提供するよう配置されている。
【００４１】
上記で簡単に述べたように、小滴間隙監視ステーション６０の機能は、荷電カラー３１内の位置２５で搬送流体の流れ２２から分離し、廃棄物容器４３の方向に下向きに移動している、さもなければ一般に空間的に周期的に連続した非選別（非荷電）小滴２３であるものにおける間隙２８の存在を識別することである。小滴流中の間隙２８の存在は、小滴が荷電され、選別された小滴の収集容器４１の方向に偏向経路３６に沿って移動していることを示す。
【００４２】
図４のタイミング図に示されるように、正しく較正されたシステムでは、移動経路の位置２５で流体の流れ２２から分離する際小滴２３Ｃを荷電させるために小滴荷電パルスが印加される時間ｔ１と、間隙２８が小滴間隙監視ステーション６０に到達する時間ｔ３との間の差は所定の「間隙」移動時間間隔ｔ１３である。搬送流の流体圧力は独立した流体圧力制御システム（図示せず）によって一定に保持されるので、小滴流の速度は変化しないことが理解されるべきである。システムが較正された状態にある限り（すなわち、小滴が流体の流れから分離する点２５が変化しない限り）、この間隙移動時間間隔ｔ１３は一定のままである。しかし、移動時間間隔ｔ１３の長さの変化があれば、それは小滴形成点がその較正点から変化したことを示している。
【００４３】
例えば、間隙移動時間間隔ｔ１３が増大することは、小滴形成位置２５が流体流室の出口ポートに（上流方向に）近づいて移動し、それによって選別パルス（sort pulse）３１が印加される前に小滴（選別すべきものとみなされる粒子を含む）が流体の流れから分離したことを意味する。これによって所望の粒子は収集容器４１でなく廃棄物容器４３に移動するようになる。小滴まる１個分だけ時間がドリフトした場合は、代わりに次の小滴が選別されることになり、これはその小滴に含まれるものによって収集容器４１の中身を汚染することがある。
【００４４】
この状態に対しては、小滴発生器２７への圧電駆動信号の振幅を減少させ、より少ない振動エネルギーが流体の流れに結合されるようにされるので、小滴はさらに下流で分離し、間隙移動時間間隔ｔ１３を較正状態に戻す。逆に、間隙移動時間間隔が減少することは、小滴形成位置２５が流体流室の出口ポートから（下流方向に）離れて移動し、選別パルス３１が印加された後に小滴（選別すべきものとみなされる粒子を含む）が流体の流れから分離したことを意味する。これによってやはり所望の粒子は収集容器４１でなく廃棄物容器４３に移動するようになる。
【００４５】
この状態に対しては、小滴発生器２７への圧電駆動信号の振幅を増大させ、より多くの振動エネルギーが流体の流れに結合されるようにされるので、小滴はさらに上流で（流体室の出口開口に近づいて）分離し、間隙移動時間間隔を較正状態に戻す。
小滴流中の間隙の移動時間を正確に測定することができる方法の概略が図５Ａ及び図５Ｂのタイミング図に例示されている。以下の説明は個別に選別された小滴とその関連する間隙に対するタイミングを取り扱っているが、処理シーケンスの様々なタイミング測定は全ての選別された小滴について実行されることが理解されるべきである。これは、小滴選別器から下流の間隙検出回路までの移動時間だけ全ての選別イベント信号（sort event signal ）を遅延させた後、この遅延された選別情報を、間隙検出及び選別小滴検出回路からの信号と比較することによって達成される。なお、これらの信号は実時間で発生される。
【００４６】
この目的で、選別（小滴荷電）信号が小滴選別器２４に印加される際、選別表示信号（sort representative signal）が選別操作のために必要な分解能（resolution）に等しいレート（rate）でメモリ装置の順次位置（sequential location ）に書き込まれる。非制限的な例として、（圧電変換器が１６ＫＨｚで駆動される場合）小滴１ケの１６分の１の分解能に関連する２５６Ｋｈｚの書き込みクロックが利用できる。
【００４７】
次に、下流の検出回路から発生される信号と比較されるべき格納された選別データがメモリ装置のオフセット位置（offset location ）から読み出されるが、これは小滴選別器２４から検出回路までの１つの移動期間の遅延に対応する。この例では、移動時間はそのオフセットを決定するため除算され１／２５６，０００となる。このようにして、遅延された選別情報信号は、間隙及び小滴検出器からの実時間検出信号と事実上同時（concurrent）になる。次にこのデータが分析されて関心の対象となる事象であるとみなされるかどうかが決定され、信号間の差がメモリに書き込まれ、システムのプロセッサによって処理される。
【００４８】
さらに詳しく言うと、較正されたシステムに基づいて、予測間隙移動間隔（predicted gap transit interval）ｔ１４が分離／荷電時間ｔ１〜ｔ４から測定されるが、時間ｔ４は間隙２８が小滴間隙監視ステーション６０に到達すると予想される時間ｔ３より前に生ずる。予測間隙移動タイミングウィンドーｔ１４が終了する時間ｔ４は、較正された間隙移動時間間隔ｔ１３から、間隙監視ステーションから上流の所定の数（例えば、非制限的な例として２個）の小滴位置にある小滴が間隙監視ステーションに到達するために必要な時間の長さを減算したものに等しく設定される。
【００４９】
予測間隙移動間隔ｔ１４が時間ｔ４で終了すると、間隙検出器予測タイミング測定間隔ｔ４５と間隙予測差タイミング測定間隔ｔ４３の各々が始まる。間隙検出器予測タイミング測定間隔ｔ４５はある数Ｎの小滴期間（droplet period）（例えば、４つの小滴期間）に等しい継続期間を経過してタイムアウトになるが、これはＮ個（例えば、４個）の連続小滴が小滴移動経路２６に沿ったある所定の点を通過して移動するのに必要な時間に対応する。
【００５０】
予測移動間隔（predicted transit interval）ｔ１４が終了する時間ｔ４は間隙監視ステーション６０の検査ウィンドー６５の前端６７の小滴２個分上流にあるので、間隙検出器予測タイミング測定ｔ４５がタイムアウトになる時間ｔ５は、間隙監視ステーション６０の検査ウィンドー６５の上流端（upstream end）６７の２小滴期間分下流である。図５Ａ及び図５Ｂの非制限的な例の場合、時間ｔ５は、小滴が検査ウィンドー６５の前端６７の小滴２個分上流の位置からその位置の小滴４個分下流の位置まで移動するために必要な時間よりわずかに遅く生ずるので、間隙検出器予測タイミング測定ｔ４５のタイミングウィンドーは検査ウィンドー６５の前端６７を通過する際に実際の間隙を捕捉し、間隙が小滴１個分より多くドリフトした場合でもそれを行うのに十分なものである。
【００５１】
間隙予測差タイミング測定ウィンドーｔ４３は、予測間隙移動タイミングウィンドーｔ１４の終りのｔ４で始まり、間隙２８の先端（leading edge）が小滴間隙監視ステーション６０で検出される時間で終了するタイミング継続期間を有する。すなわち、予測間隙移動タイミングウィンドーｔ１４と間隙予測差タイミングウィンドーｔ４３の継続期間の合計は実際の間隙移動時間間隔に等しい。
【００５２】
間隙検出器予測タイミング測定ｔ４５のタイミングウィンドーの間、間隙検出器ステーションの光検出器６３の出力が、移動経路２６中の小滴流の中の間隙の存在を示す信号変化２００について監視される。図５Ａは誤差のない間隙移動（gap transition）を示し、そこでは間隙は、較正された移動時間ｔ１３の終了時である時間ｔ３で生ずる。誤差を決定するため、間隙検出器予測タイミングウィンドーｔ４５の２分の１が間隙予測差ｔ４３から減算されるが、この場合は減算の結果は０であり、すなわち誤差はない。
【００５３】
しかし、図５Ｂのタイミング図に示されるように、間隙検出信号は時間ｔ３’で発生することもあるが、これは、システムが較正されていたなら間隙信号が生ずるはずの時間ｔ３より（例えば、小滴１個分の期間だけ）早い時間である。この場合は、実際のタイミング誤差（図５Ｂに間隙予測誤差として示されている）は、間隙予測差タイミングウィンドーｔ４３の測定値から間隙検出器予測タイマのウィンドーの２分の１、すなわち小滴２個分の期間を減算したものに等しい。
【００５４】
上述のように、間隙移動時間間隔ｔ１３が減少することは、小滴形成位置２５が流体の流室の出口ポートから離れて（下流に）移動して、粒子搬送流体のプラグ（plug）が選別遅延時間と整合しなくなるようにすることを意味するが、これは個々の小滴内の粒子の位置に関する不確実性を生じさせ、それによって選別収集容器内のこれらの粒子の回収（recovery）をその純度と共に低下させる。
【００５５】
間隙検出時間ｔ３’が較正された間隙検出時間ｔ３より前に生ずるこの状態では、小滴発生器２７への圧電駆動信号の振幅がわずかに増大し、従って、小滴はさらに上流（流体室の出口の開口により近い方）で分離し、それによって現在の検出された間隙移動時間間隔（currently detected gap transit time interval）ｔ１３’は較正された間隔ｔ１３に整合する方向に短縮される。
【００５６】
小滴は流体流室１４の出口ポート１８と小滴収集容器４１及び４３の間の空気を通って移動するので空気抵抗に遭遇し、そのために小滴のパターンが影響され、また、それによって間隙タイミングが干渉される。特に、その直前に別の小滴を有さない小滴は、その速度を減らし、予想位置からわずかに後になる、または遅延させるに充分な空気抵抗に遭遇することが観察されている。しかし、その直前にいくつか（例えば、３個またはそれ以上）の数の小滴を有する小滴はこのような空気抵抗に遭遇せず、その移動経路に沿ってその速度を維持することも判明している。
【００５７】
この遭遇する空気抵抗の問題の概略が図６に例示されているが、そこでは、経路２６に沿って移動する非選別小滴２３−１、２３−２及び２３−３に、選別小滴偏向経路３６に沿って移動するように示されている小滴２３−４の選別によって形成される間隙２３−４Ｇが続いている。非選別小滴２３−５の直ぐ前方に間隙２３−４Ｇが存在するため、小滴２３−５は速度が減速されるのに十分な空気抵抗に遭遇し、これは図６でおよそ小滴１個分の期間として示されている。この順序の次の小滴は、偏向経路３６に沿って移動する選別即ち偏向された小滴２３−６であり、従って、小滴移動経路２６には間隙２３−６Ｇが存在する。
【００５８】
しかし、この間隙２３−６Ｇの直ぐ前方にある非選別小滴２３−５の速度が減速されているため、この間隙の存在により、間隙検出器ステーションの光検出器６３の出力に供給される間隙検出信号６３Ｓと関連タイミングマーク６３−Ｔは不正確になり、それを使用して小滴分離位置２５を調整することはできない。同様の問題は小滴２３−９〜２３−１３によって形成される間隙についても生ずる。図示の例では、その後有用な間隙は、その前方に５個の連続した小滴２３−１４〜２３−１８を有する小滴２３−１９まで生じない。上述の空気抵抗による間隙の歪曲の問題を補償するために、主即ち非選別小滴移動経路２６を横断する小滴に対する様々なタイミング測定によって導出される間隙測定は、その間隙が直前に所定の数（例えば、３個またはそれ以上）の非選別小滴によって先行されているのでなければ利用されない。
【００５９】
非選別小滴移動経路２６に沿った間隙の移動に影響を与えることに加えて、空気抵抗はまた、選別小滴偏向経路３６に沿った偏向された小滴の移動をも遅延させる。これは、非選別小滴移動経路６から偏向された小滴が偏向されていない小滴によって互いに間隔をあけられている場合（すなわち、非選別小滴移動経路内のすぐに続く小滴が偏向されていない場合）には問題にならない。しかし、非選別小滴移動経路２６から偏向された小滴が互いにすぐ続いている場合には問題になる。
【００６０】
さらに詳しく言うと、図７は、２個のすぐに続く小滴２３Ｄ１及び２３Ｄ２が非選別小滴移動経路から偏向される状態の概略を例示している。空気の抵抗のために、一番前の小滴２３Ｄ１の速度が減速され、それによって次に続くさらに高速で移動する偏向された小滴２３Ｄ２と小滴対のパケット２３Ｐ２を形成するようになる。この小滴対のパケット２３Ｐ２は、赤外線エミッタ（IRエミッタ）のような光源６８によって発生される光ビームと交差し、その出力が偏向された、即ち選別された小滴の検出器７０に向けられる時、検出器７０は１個の大きな小滴のように見えるとみなすので、１個の小滴の場合より大きな振幅を有する単一のパルス７１を発生する。以下にさらに詳細に述べられるように、選別小滴検出器７０を利用して荷電カラー３１に印加される荷電電圧パルス３２の大きさが制御されるので、選別された小滴の移動経路３６は選別小滴収集容器４１への開口に一致した状態に留まり、それによって全ての選別された小滴の収集は最大化される。
【００６１】
図８は、３個のすぐに続く小滴２３Ｄ１、２３Ｄ２及び２３Ｄ３が非選別小滴移動経路から偏向される状態の概略を例示する。ここでも、空気の抵抗によって最初の２個の小滴２３Ｄ１及び２３Ｄ２の速度が減速されるので、それらは次に続くさらに高速で移動する偏向された小滴２３Ｄ３と共に小滴３個組パケット２３Ｐ３を形成する。この小滴３個組パケット２３Ｐ３が選別小滴検出器７０を通過する時小滴検出器はやはり１個の大きな小滴のように見えるとみなすので、１個の小滴または小滴対の場合より大きい振幅を有する単一のパルスを発生する。
【００６２】
上記で指摘したように、その直ぐ前にいくつか（例えば、３個またはそれ以上）の小滴を有する小滴の速度は空気抵抗によって事実上減速されない。偏向された小滴に対するこの影響の概略が図９に例示されるが、これは非選別小滴移動経路から偏向された４個のすぐに続く小滴２３Ｄ１〜２３Ｄ４を示している。ここでは、図８の場合のように、最初の３個の小滴２３Ｄ１〜２３Ｄ３が、第３の小滴２３Ｄ３の速度で移動する３個組パケット２３Ｐ３を形成する。しかし、第４の小滴２３Ｄ４は、前に３個かそれ以上の小滴によって先行されるので減速されず、３個組パケット２３Ｐ３から間隔を有して移動する。その結果、選別小滴検出器７０は３個組パケット２３Ｐ３を１個の大きな小滴のように見えるとみなし、それに第４の小滴２３Ｄ４が続くので、比較的大きな振幅を有する第１パルス７３を発生し、それに１個の小滴を表す振幅を有する第２パルス７４が続く。
【００６３】
選別小滴検出器７０からの出力パルスは寸法に関して識別されないので、各出力パルスは１個だけの偏向された小滴を表すと見なされる。選別小滴検出器７０によって発生されるパルスに対する小滴対及び３個組小滴の空気抵抗による「パケット化」の影響を補正するために、小滴選別器２４に増分的に印加される選別（小滴荷電）信号が連続した小滴に関連するかどうかに関する決定がなされる。２つの連続した信号だけが発生される場合は、それらは１個の小滴パケットとしてカウントされる。３つかそれ以上の連続した選別信号が発生される場合、最初の３つの選別信号は１個の小滴パケットとしてカウントされ、さらに追加される連続した選別信号があればそれは追加の小滴パケットとしてカウントされる。
【００６４】
図１０に示されるように、こうした選別信号が発生される際、それらは選別信号カウンタ７５によってカウントされ、その出力は比較器７７で、選別小滴検出器７０によって生成されるパルスをカウントするカウンタ７８の出力と比較される。２つの計数合計の間の差が所定の誤差限度を越える場合は、２つの比較された小滴計数値が同じになるまで、小滴選別器２４の荷電カラー３１に印加される荷電電圧パルス３２の大きさがワークステーションのプロセッサ５０によって調整される。
【００６５】
この時点で、小滴選別器の荷電カラーに印加される荷電電圧の大きさは、選別された小滴の偏向移動経路３６を選別小滴収集容器４１の開口に一致させる値となり、それによって全ての選別された小滴の収集が最適化される。荷電電圧の調整によって許容範囲内の小滴計数値差にすることができない場合は、警報状態が宣言され、システムが再較正されるまで選別処理が打ち切られる。
【００６６】
選別及び非選別小滴の両方が落下する際通過する空気の抵抗によって生ずる速度遅延の問題に加えて、選別領域における望ましくない気流の影響という副次的な問題が存在する。特に、上述の間隙タイミング調整機構は小滴を取り巻く周囲空気の移動の非常に小さな変動にも影響されやすい。本発明のさらに別の特徴によれば、この問題は、流体流室の出口開口１８と収集容器４１及び４３の間の小滴移動領域を保護隔離室内に閉じ込めることによって有効に除去される。
【００６７】
好適であるが、非制限的な実施例によれば、保護室は、光学的に透明であり、図１１〜図１３及び図１５〜図２０に示される方法で、透明プラスチック材料（clear plastic material）のような、頑丈な透明材料の一般に円錐形に直線で囲まれたハウジング（rectilinear housing ）１００として構成されており、一対の側壁１０２及び１０４を有し、これは入口ポート１０６から分岐して端部壁１０８で終了し、従って、相互間に開いた内部領域１１０を規定している。ハウジング周辺の上部及び底部表面はそれぞれ透明カバープレート１１２及び１１４によって覆われている。室の入口ポート１０６には気密シールによって荷電カラー２０２が取り付けられ、荷電カラー２０２には気密シールによってフローセル（flow cell ）２０４が取り付けられている。荷電カラー２０２はそれを通る通路２０５を有する立方形（cube-shaped ）プラスチック部品として構成されるので、穴部（orifice ）２０６でフローセル２０４を出る小滴が室入口１０６まで通過できる。
【００６８】
荷電小滴偏向プレート３３及び３５は、図示されるように側壁１０２及び１０４の外側に並んで配置される。端部壁１０８の中心は、非選別小滴移動経路２６と整合され、排出ポート（exhaust port）１２３を介して廃棄物収集容器４３に結合される一般に縦の穴（longitudinal bore ）１２１を有する。さらに、１対の選別小滴収集ポート１３１及び１３３が、穴１２１の両側に段をつけた（offset）端部壁１０８の一部に配置されている。ポート１３１及び１３３は止め栓（stop-cock ）を用いて弁で調節され、外部の濾過されない空気による室の汚染を防止すると共に、有害な粒子を選別した後室内に残されることのある生物物質（biological material ）が計器を汚染するのを防止する。この止め栓は、収集チューブを取り外すとき操作員によって閉じられる。選別小滴収集容器２０７はこれらの小滴収集ポートの１つに連結される。
【００６９】
上述のように、密閉ハウジングを使用することは、小滴が形成される時に生成される小さな流体粒子が室の内面に付着し、間隙検出器及び選別小滴検出器の検知領域を塞ぐことになりやすい。さらに、多くの塩分を含む湿気によって偏向プレート３３及び３５の間の静電絶縁破壊または短絡の電位を低下させることがある。こうした問題は、１対の真空制御されるエアカーテンを室の内壁表面に沿って流すことによって有効に回避される。
【００７０】
この目的で、図１１、図１５及び図１７〜図１９に示されるように、空気入口２１０に連結される荷電カラー２０２内の１対の空気入口ポート（pneumatic inlet port）２０３及び２０８が、１対の空気入口ポート１４１及び１４３と共に側壁１０２及び１０４に設置されるので、図２０に示されるように、真空制御されるエアカーテン２１１、２１３が荷電カラー及びポート１４１、１４３から隔離室の内壁表面に沿った方向に向けられる。
【００７１】
室と、ひいては選別された小滴の生物学的汚染（bio-contamination ）を防止するために、室の空気入口ポート１４１及び１４３は、荷電カラー入口ポート２０３及び２０８と共に、２ミクロン以上の大きさの粒子の通過を阻止するよう設計されたフィルタに接続される。このフィルタは周囲空気へのポートを有する（ported）。
【００７２】
上記で指摘したように、エアカーテンは室の壁表面だけに沿って流れるので、非選別または選別小滴の移動速度または方向と相互に作用したり、それらに影響を与えることはない。制御されたエアカーテンは低真空ポート（low vacuum port ）２０１によって排出される。真空レベルは、エアカーテンが室を通じて引かれるが、エアカーテンが間隙タイミング測定に干渉するほど高くないように設定される。非制限的な例として、水銀柱の１．２７〜２．５４ｃｍ（２分の１〜１インチ）の真空が利用され得る。
【００７３】
まれではあるが、選別操作中のある状況では、選別小滴の間で比較的長時間の間隔が発生し、上述のオンラインのシステム調整を行うために間隙検出器６０と選別小滴検出器７０からの出力信号が表面上利用できないことがある。この可能性に適応させるために、その各々が粒子が全くないと判定された３個組の連続小滴の中央の１個は、低減された大きさの電圧（例えば、荷電電圧パルスの正常な大きさの１０パーセントだけを有するもの）を荷電カラー３１に印加することによって「わずかに」荷電される。
【００７４】
図１４に概略が例示されているように、この低減された大きさの荷電によって、選択された空の小滴２３Ｅは、非選別小滴移動経路２６の横にわずかにそれているが、まだ小滴２３Ｅは非選別小滴収集容器４３によって収集できる補助移動経路４６に沿って偏向される。これは正常に偏向された小滴の位置の検査を可能にするものではないが、しかし、プレート３３及び３５に印加される偏向電界電圧が低下した場合、１０パーセントの電圧は非選別小滴流内に検出可能な間隙２８を生じさせるには不十分なので、偏向角度は低下していないものとして検証される。
【００７５】
小滴を適正に荷電して偏向させるためには、その小滴が（最後の接がれた小滴として）まだ流体の流れ２２に接がれている間に荷電電圧パルス３２を荷電カラー３１に印加し、電荷移動のために導電性経路が確実に提供されるようにしなければならない。さらに、荷電電圧は小滴が流体の流れから分離するまで維持しなければならない。小滴は導電性表面と接触して電荷が小滴から放散することができるまでこの電荷を運ぶことになる。荷電電圧パルスは通常１つの小滴期間に等しいパルス幅を有する。
【００７６】
本発明のさらに別の特徴によれば、荷電された小滴が較正された選別時間でまだ搬送流体流からの分離の過程にあることを確実にするため、荷電電圧パルス３２の幅は正常小滴期間の何分の１か（例えば、非制限的な例として３０パーセント）まで短縮される。小滴分離時間がこの小滴荷電ウィンドーの外にドリフトした場合は、小滴は搬送流から分離する時何ら電荷を有さないので、小滴は偏向されず非選別小滴流２８内に間隙２８を残さないであろう。結果として生ずる小滴選別の失敗は比較器７７によって誤差として検出されるが、誤差を生ずる分離位置のドリフトによって望ましくない小滴が荷電される（ひいては選別される）ことは許容されないので、選別小滴収集容器４１の内容物の汚染は回避される。
【００７７】
以上述べたことから認識されるように、従来のフローサイトメータ較正調整方法の上記で論じられた欠点は本発明の小滴移動経路監視機構によって成功裡に改善されるが、これは、荷電小滴の偏向によって形成された非選別流体小滴流の中の間隙が較正されたタイミングから逸脱した場合には小滴分離点を調整して初めに較正された空間位置に戻すよう動作するものである。さらに、本発明は偏向された小滴流の所定の特性を監視し、小滴選別偏向パラメータを制御可能に調整して、選別された小滴の偏向された移動経路を選別小滴収集容器への開口に一致した状態に維持し、それによって全ての選別された小滴の収集を最大化するよう動作する。
【００７８】
本発明による実施例を示し説明したが、本発明はそれに制限されるものではなく、当業者に分かるような非常に多くの変更及び変形が可能であるものと理解されるべきであるので、本発明が本明細書に示され説明された詳細に制限されることを望むものではなく、むしろそのような全ての変更及び変形を当業者にとっては当然なものとして範囲に含むつもりである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  フローサイトメータの一般の計器設置アーキテクチャの概略を例示する図である。
【図２】  図１の動作に関連するタイミング図である。
【図３】  本発明による小滴形成位置調整機構を利用するフローサイトメータシステムの一般的計器設置アーキテクチャの概略を例示する図である。
【図４】  図２の動作に関連するタイミング図である。
【図５Ａ】  図５Ａは、小滴流の中の間隙の移動時間が測定され得る様子を例示するタイミング図(１)である。
【図５Ｂ】  図５Ｂは、小滴流の中の間隙の移動時間が測定され得る様子を例示するタイミング図(２)である。
【図６】  空気抵抗が小滴移動速度を遅らせる挙動の概略を例示する図である。
【図７】  小滴対パケットを形成する２個のすぐに続く偏向された小滴の概略を例示する図である。
【図８】  小滴３個組パケットを形成する３個のすぐに続く偏向された小滴の概略を例示する図である。
【図９】  小滴３個組パケットを形成しそれに１個の個別の小滴が続く、４個のすぐ続く偏向された小滴を示す図である。
【図１０】  選別信号カウンタによってカウントされる選別信号と小滴計数信号の比較の概略を例示する図である。
【図１１】  光学的に透明な気流抑制保護室の概略を例示する図（その１）である。
【図１２】  光学的に透明な気流抑制保護室の概略を例示する図（その２）である。
【図１３】  光学的に透明な気流抑制保護室の概略を例示する図（その３）である。
【図１４】  小滴荷電パルスの大きさを低減することで選択された空の小滴を補助移動経路に沿って偏向させる様子の概略を例示する図である。
【図１５】  荷電カラーの側面図を示す図である。
【図１６】  図１１〜図１３の光学的に透明な気流抑制保護室の透視図である。
【図１７】  荷電カラーの上面図（その１）である。
【図１８】  荷電カラーの上面図（その２）である。
【図１９】  荷電カラーの前面図である。
【図２０】  図１１の光学的に透明な気流抑制保護室の中の気流カーテンの概略を例示する図である。
【図１】
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【図２】
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【図２０】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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１６】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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