JP2010181189A - Flow cytometer and sample measuring method - Google Patents

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功一 佐藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flow cytometer capable of measuring a measuring target sample with high precision even if the measuring target sample is present at a position shifted from the center of a sample flow, and a sample measuring method. <P>SOLUTION: The flow cytometer is constituted so as to obtain the optical data emitted from the measuring target gas by irradiating the sample flow, which is the flow of the solution containing the measuring target sample flowing through a flow cell, with a laser beam and has a photographing part for photographing the sample flow, a pressurization part for pressurizing the flow cell and a control part for controlling the pressure, which is applied to the flow cell by the pressurization part so that the measuring target sample is positioned on the center axis of the flow cell, on the basis of the image data photographed by the photographing part. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、測定サンプルがレーザ光の中心域を流れるように、サンプル流に含まれる測定サンプルの位置を調整し、高精度の測定を行うフローサイトメータおよびサンプル測定方法に関するものである。   The present invention relates to a flow cytometer and a sample measurement method for adjusting a position of a measurement sample included in a sample flow so that the measurement sample flows in a central region of a laser beam and performing high-precision measurement.

癌などの研究における細胞や染色体の解析には、従来は顕微鏡が用いられていた。しかし、顕微鏡による解析では、大量のデータを集めて統計的に検討するのに、非常に多くの手間と時間を要していた。現在、多くの場合、このような細胞や染色体の解析には、短時間に多くの測定サンプル（細胞や染色体）について解析し、信頼性の高い統計データを得ることを可能とする、フローサイトメータが用いられている。   Conventionally, microscopes have been used to analyze cells and chromosomes in cancer research. However, analysis with a microscope requires a great deal of time and effort to collect a large amount of data for statistical analysis. Currently, in many cases, analysis of cells and chromosomes in this case is a flow cytometer that can analyze many measurement samples (cells and chromosomes) in a short time and obtain highly reliable statistical data. Is used.

フローサイトメータでは、蛍光標識された細胞などの測定サンプルを含むサンプル液の流れであるサンプル流を形成し、このサンプル流にレーザ光を照射して、流れていく大量の測定サンプルの１つ１つから放出される蛍光や散乱光を測定し、信頼性の高い統計データを得ることができる。このようなフローサイトメータは、医療分野における研究などに広く利用されている。   In a flow cytometer, a sample flow that is a flow of a sample liquid containing a measurement sample such as a fluorescence-labeled cell is formed, and laser light is irradiated to this sample flow, and each of a large number of measurement samples that flow. Fluorescence and scattered light emitted from one can be measured, and highly reliable statistical data can be obtained. Such a flow cytometer is widely used for research in the medical field.

ここで、測定サンプルを高い分解能で測定するためには、サンプル流に照射するレーザ光の強度が強い方が好ましく、そのために、レーザ光のビーム径を絞る必要がある。しかし、フローサイトメータで使用されるレーザ光は、中心が最も明るく周辺は光が弱い、いわゆるガウシアンビームであり、ビーム径を絞ると空間的な光強度分布が急峻となる。このため、サンプル流がレーザ光の中心域から外れて流れると精度の高い測定ができない。   Here, in order to measure the measurement sample with high resolution, it is preferable that the intensity of the laser light applied to the sample flow is strong. For this reason, it is necessary to reduce the beam diameter of the laser light. However, the laser light used in the flow cytometer is a so-called Gaussian beam whose center is the brightest and the surrounding light is weak, and the spatial light intensity distribution becomes steep when the beam diameter is reduced. For this reason, when the sample flow flows out of the central region of the laser beam, high-precision measurement cannot be performed.

このため、サンプル流が、レーザ光の中心域に位置するように調整することで、計測データの分散を減少させることが望まれる。   For this reason, it is desired to reduce the dispersion of measurement data by adjusting the sample flow so as to be positioned in the central region of the laser beam.

ここで、従来、フローセルの位置を変位させることで、サンプル流とレーザ光との相対位置を調整することが提案されている（特許文献１）。また、内部流管の開口端の位置を変位させることで、サンプル流とレーザ光との相対位置を調整することが提案されている（特許文献２）。   Here, conventionally, it has been proposed to adjust the relative position of the sample flow and the laser beam by displacing the position of the flow cell (Patent Document 1). Further, it has been proposed to adjust the relative position between the sample flow and the laser beam by displacing the position of the open end of the internal flow tube (Patent Document 2).

これらの特許文献に開示のフローサイトメータは、サンプル流の中心とレーザ光の中心とを互いに位置合わせしようとするものであるが、測定サンプルは、常に、サンプル流の中心に位置しているわけではないため、その位置のずれ（測定サンプルの位置とサンプル流の中心とのずれ）が大きい場合、測定サンプルに充分な光強度でレーザ光を照射することができず、蛍光や散乱光の測定を充分な精度で行うことができないといった問題があった。   The flow cytometers disclosed in these patent documents attempt to align the center of the sample flow and the center of the laser beam, but the measurement sample is always located at the center of the sample flow. Therefore, if the deviation of the position (deviation between the position of the measurement sample and the center of the sample flow) is large, the measurement sample cannot be irradiated with laser light with sufficient light intensity, and fluorescence or scattered light is measured. There has been a problem that cannot be performed with sufficient accuracy.

特開２００４−２５７７５６号公報JP 2004-257756 A 特開２００６−１７０６８７号公報JP 2006-170687 A

本発明の目的は、測定サンプルがサンプル流の中心からずれた位置に存在する場合でも高精度の測定を行うことができる、フローサイトメータおよびサンプル測定方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a flow cytometer and a sample measurement method capable of performing highly accurate measurement even when a measurement sample exists at a position shifted from the center of the sample flow.

上記目的を達成するために、本発明は、
フローセルの内部を測定サンプルが含まれる溶液が流れるサンプル流に向けて光ビームを照射し、前記測定サンプルから発する光情報を取得するフローサイトメータであって、
前記サンプル流を撮影する撮影部と、
前記フローセルを加圧する加圧部と、
前記撮影部が撮影した画像情報を基に、測定サンプルがフローセルの中心軸上に位置するように前記加圧部によりフローセルに与える圧力を制御する制御部とを有することを特徴とするフローサイトメータを提供するものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides:
A flow cytometer that irradiates a light beam toward a sample flow in which a solution containing a measurement sample flows inside a flow cell, and acquires light information emitted from the measurement sample,
An imaging unit for imaging the sample stream;
A pressurizing unit for pressurizing the flow cell;
A flow cytometer comprising: a control unit that controls a pressure applied to the flow cell by the pressurizing unit so that a measurement sample is positioned on a central axis of the flow cell based on image information captured by the imaging unit. Is to provide.

ここで、前記加圧部は、前記フローセルの中心軸に対して垂直な面内で、かつ、前記フローセルの外周を等間隔で囲む四方向にそれぞれ配置された圧電素子を有することが好ましい。   Here, it is preferable that the pressurizing unit includes piezoelectric elements arranged in four directions that are within a plane perpendicular to the central axis of the flow cell and surround the outer periphery of the flow cell at equal intervals.

また、前記加圧部は、前記フローセルの中心軸に対して垂直な面内で互いに直交する二方向のそれぞれに、前記フローセルを挟んで互いに対向配置された一つの圧電素子と一つの弾性体とを有することが好ましい。   Further, the pressurizing unit includes one piezoelectric element and one elastic body disposed opposite to each other across the flow cell in two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the central axis of the flow cell. It is preferable to have.

また、前記撮影部は、前記フローセルの中心軸に対して垂直な面内で互いに直交する二方向に配置された二つのカメラを有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said imaging | photography part has two cameras arrange | positioned in two directions orthogonal to each other within the plane perpendicular | vertical with respect to the central axis of the said flow cell.

また、本発明は、フローセルの内部を測定サンプルが含まれる溶液が流れるサンプル流に向けて光ビームを照射し、前記測定サンプルから発する光情報を取得するフローサイトメータであって、
前記サンプル流を撮影して画像情報を生成し、
前記画像情報から、測定サンプルとフローセルの中心軸とのずれ量を演算し、
ずれ量に応じて、測定サンプルがフローセルの中心軸上に位置するように、フローセルを加圧することを特徴とする位置調整方法を提供する。 Further, the present invention is a flow cytometer that irradiates a light beam toward a sample flow in which a solution containing a measurement sample flows inside a flow cell, and acquires light information emitted from the measurement sample,
Photographing the sample stream to generate image information,
From the image information, the amount of deviation between the measurement sample and the center axis of the flow cell is calculated,
A position adjustment method is provided, wherein the flow cell is pressurized so that the measurement sample is positioned on the central axis of the flow cell according to the amount of deviation.

本発明によれば、測定サンプルがサンプル流の中心からずれた位置に存在する場合でも高精度の測定を行うことができる。   According to the present invention, even when the measurement sample exists at a position shifted from the center of the sample flow, highly accurate measurement can be performed.

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明のフローサイトメータおよびサンプル測定方法を詳細に説明する。   Hereinafter, a flow cytometer and a sample measurement method of the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

実施形態１
図１は、本発明のフローサイトメータ１０の一実施形態を示す断面図である。同図に示すフローサイトメータ１０は、フローセルの内部を測定サンプル１２が含まれる溶液が流れるサンプル流に向けて光ビームを照射し、測定サンプル１２から発する光情報を取得するものであって、測定サンプル１２が流れる流管部１４と、測定サンプル１２が１列の状態で流れるフローセル１６と、サンプル流を撮影する撮影部１８と、フローセル１６を加圧する加圧部２０と、測定サンプル１２から発する光情報を取得する光学ユニット２２と、撮影部１８および加圧部２０に電気的に接続された制御部２４とを有して構成される。 Embodiment 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a flow cytometer 10 of the present invention. A flow cytometer 10 shown in the figure irradiates a light beam toward a sample flow in which a solution containing a measurement sample 12 flows inside a flow cell, and acquires light information emitted from the measurement sample 12. The flow tube unit 14 in which the sample 12 flows, the flow cell 16 in which the measurement sample 12 flows in a row, the imaging unit 18 that images the sample flow, the pressurization unit 20 that pressurizes the flow cell 16, and the measurement sample 12 are emitted. The optical unit 22 that acquires optical information and a control unit 24 that is electrically connected to the photographing unit 18 and the pressurizing unit 20 are configured.

流管部１４は、二重の流管路からなり、シース液が流れる外部管路２６と、サンプル液が流れるサンプル流管路２８とを有する。外部管路２６は、フローセル１６と連続して構成され、フローセル１６にシース液を供給する。サンプル流管路２８は、外部管路２６の内部に設けられ、フローセル１６にサンプル液を供給する。
ここで、サンプル液とは、測定対象とする測定サンプル１２（細胞など）が含まれる溶液であり、シース液とは、サンプル液を包み込んで搬送するための溶液である。 The flow tube portion 14 is composed of a double flow tube, and has an external tube 26 through which the sheath liquid flows and a sample flow tube 28 through which the sample liquid flows. The external conduit 26 is configured to be continuous with the flow cell 16 and supplies the sheath liquid to the flow cell 16. The sample flow line 28 is provided inside the external line 26 and supplies the sample liquid to the flow cell 16.
Here, the sample liquid is a solution containing a measurement sample 12 (cells or the like) to be measured, and the sheath liquid is a solution for wrapping and transporting the sample liquid.

フローセル１６は、流管部１４に対してサンプル流方向の下流側に位置する。フローセル１６は、円筒状の形状を有し、外部管路２６から連続して径を縮小して構成され、サンプル液に含まれる測定サンプル１２が１列の状態で流れる。
なお、フローセル２４の材質は、透光性を有するものであれば特に限定されるものではないが、アクリル樹脂やガラスにより構成されるのが望ましい。 The flow cell 16 is located downstream of the flow tube portion 14 in the sample flow direction. The flow cell 16 has a cylindrical shape and is configured by continuously reducing the diameter from the external conduit 26, and the measurement sample 12 contained in the sample liquid flows in a single row.
The material of the flow cell 24 is not particularly limited as long as it has translucency, but it is preferable that the material is made of acrylic resin or glass.

撮影部１８は、フローセル１６の外側に配置され、フローセル１６を流れるサンプル流をカメラで撮影する。詳細については、後述する。   The imaging unit 18 is arranged outside the flow cell 16 and images the sample flow flowing through the flow cell 16 with a camera. Details will be described later.

加圧部２０は、撮影部１８に対してサンプル流方向の下流側に配置され、圧電素子を用いてフローセル１６を外側から加圧する。詳細については、後述する。   The pressurizing unit 20 is disposed on the downstream side in the sample flow direction with respect to the imaging unit 18, and pressurizes the flow cell 16 from the outside using a piezoelectric element. Details will be described later.

光学ユニット２２は、加圧部２０に対してサンプル流方向の下流側に配置され、サンプル流に含まれる測定サンプル１２が発する光情報を取得する。詳細については、後述する。   The optical unit 22 is disposed downstream of the pressurizing unit 20 in the sample flow direction, and acquires optical information emitted from the measurement sample 12 included in the sample flow. Details will be described later.

制御部２４は、撮影部１８で撮影された画像情報を基に、測定サンプル１２がフローセル１６の中心軸上に位置するように、加圧部２０からフローセル１６に与える圧力を制御する機能を有する。制御部２４は、撮影部１８で撮影された画像情報から、フローセル１６の中心軸と測定サンプル１２とのずれを解析する。続いて、加圧部２０がフローセルに与える圧力（測定サンプル１２をフローセル１６の中心軸上に移動させる圧力）を出力する駆動電圧値をずれ量から算出し、加圧部２０にその電圧を印加する。なお、電圧の印加は、制御部に設けられた電圧印加手段により行われる。   The control unit 24 has a function of controlling the pressure applied from the pressurization unit 20 to the flow cell 16 so that the measurement sample 12 is positioned on the central axis of the flow cell 16 based on the image information captured by the imaging unit 18. . The control unit 24 analyzes the deviation between the central axis of the flow cell 16 and the measurement sample 12 from the image information captured by the imaging unit 18. Subsequently, the driving voltage value for outputting the pressure applied to the flow cell by the pressurizing unit 20 (pressure for moving the measurement sample 12 on the central axis of the flow cell 16) is calculated from the deviation amount, and the voltage is applied to the pressurizing unit 20 To do. The voltage is applied by a voltage applying unit provided in the control unit.

次に、図２に示す断面図（サンプル流に直交する方向からの断面図）を用いて、撮影部１８について説明する。同図に示すように、撮影部１８は、フローセル１６の中心軸ｃに対して垂直な面内で互いに直交する二方向に、二つのカメラ３０ａおよび３０ｂが固定して設置される。   Next, the photographing unit 18 will be described with reference to a cross-sectional view shown in FIG. 2 (a cross-sectional view from a direction orthogonal to the sample flow). As shown in the figure, in the photographing unit 18, two cameras 30a and 30b are fixedly installed in two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the central axis c of the flow cell 16.

なお、撮影方向は、特に限定されず、サンプル流に含まれる測定サンプル１２の位置を特定できればよい。また、撮影機器は、カメラの他にも各種のものが公知であり、本発明においても同様の機能を果たすものが利用できる。   The photographing direction is not particularly limited as long as the position of the measurement sample 12 included in the sample flow can be specified. In addition to the camera, various types of photographing devices are known, and in the present invention, devices that perform the same function can be used.

次に、図３に示す断面図（サンプル流に直交する方向からの断面図）を用いて、加圧部２０について説明する。同図に示すように、加圧部２０は、フローセル１６の外周を囲んで設置され、フローセル１６を加圧する圧電素子３２ａ〜３２ｄと、圧電素子３２ａ〜３２ｄの振動を吸収する吸収板３４ａ〜３４ｄと、圧電素子３２ａ〜３２ｄと吸収板３４ａ〜３４ｄを固定する固定板３６とを有する。   Next, the pressurizing unit 20 will be described with reference to a cross-sectional view shown in FIG. 3 (a cross-sectional view from a direction orthogonal to the sample flow). As shown in the figure, the pressurizing unit 20 is installed so as to surround the outer periphery of the flow cell 16, and piezoelectric elements 32a to 32d that pressurize the flow cell 16, and absorption plates 34a to 34d that absorb vibrations of the piezoelectric elements 32a to 32d. And a fixing plate 36 for fixing the piezoelectric elements 32a to 32d and the absorbing plates 34a to 34d.

圧電素子３２ａ〜３２ｄは、フローセル１６の中心軸に対して垂直な面内で、かつ、フローセル１６の外周を等間隔（９０度異なる間隔）で囲む四方向に設置される。ここで、圧電素子３２ａ〜３２ｄは、電圧が印加されることで伸縮し、電圧値に応じた圧力をフローセル１６の外側からフローセル１６の接線と直交する方向に与える。   The piezoelectric elements 32 a to 32 d are installed in four directions that are within a plane perpendicular to the central axis of the flow cell 16 and surround the outer periphery of the flow cell 16 at equal intervals (90 degrees different intervals). Here, the piezoelectric elements 32 a to 32 d expand and contract when a voltage is applied, and apply a pressure corresponding to the voltage value from the outside of the flow cell 16 in a direction perpendicular to the tangent to the flow cell 16.

吸収板３４ａ〜３４ｄは、圧電素子３２ａ〜３２ｄの外側に各々の圧電素子３２ａ〜３２ｄとそれぞれ対をなして設けられ、圧電素子３２ａ〜３２ｄの振動を吸収することで、振動を他の圧電素子３２ａ〜３２ｄに与えることがなく、確実な加圧を可能とする。ここで、吸収板３４ａ〜３４ｄは、ゴムなどの弾性体が利用される。固定板３６は、吸収板３４ａ〜３４ｄの外側にフローセル１６を囲んで設置され、圧電素子３２ａ〜３２ｄと吸収板３４ａ〜３４ｄを固定することで、常に一定の位置からフローセル１６を加圧することができる。   The absorbing plates 34a to 34d are provided on the outside of the piezoelectric elements 32a to 32d in pairs with the piezoelectric elements 32a to 32d, respectively, and absorb vibrations of the piezoelectric elements 32a to 32d so that vibrations are transmitted to other piezoelectric elements. Without giving to 32a-32d, reliable pressurization is possible. Here, elastic bodies, such as rubber | gum, are utilized for absorption board 34a-34d. The fixing plate 36 is installed outside the absorption plates 34a to 34d so as to surround the flow cell 16, and by fixing the piezoelectric elements 32a to 32d and the absorption plates 34a to 34d, the flow cell 16 can always be pressurized from a certain position. it can.

次に、図４に示す断面図（サンプル流に直交する方向からの断面図）を用いて、光学ユニット２２について説明する。同図に示すように、光学ユニット２２は、フローセル１６に向けて測定用のレーザ光を照射する照射部３８と、測定サンプル１２からの前方散乱光を受光する受光部４０ａと、測定サンプル１２からの側方散乱光や蛍光を受光する受光部４０ｂとを有している。   Next, the optical unit 22 will be described with reference to a cross-sectional view shown in FIG. 4 (a cross-sectional view from a direction perpendicular to the sample flow). As shown in the figure, the optical unit 22 includes an irradiation unit 38 that irradiates a measurement laser beam toward the flow cell 16, a light receiving unit 40 a that receives forward scattered light from the measurement sample 12, and the measurement sample 12. Light receiving portion 40b for receiving side scattered light and fluorescence.

照射部３８は、図示しないレーザ電源に接続されており、フローセル１６の中心軸に向けて、特定波長の測定用レーザ光を照射する（矢印Ｌの方向）。照射部３８から照射される測定用のレーザ光は、測定サンプル１２に付着された蛍光色素を励起させて特定波長範囲の蛍光を発生させる、特定波長のレーザ光である。照射部３８には、固体レーザや半導体レーザなどの、公知のレーザ装置が利用される。   The irradiation unit 38 is connected to a laser power source (not shown), and irradiates measurement laser light having a specific wavelength toward the central axis of the flow cell 16 (in the direction of arrow L). The measurement laser light emitted from the irradiation unit 38 is laser light having a specific wavelength that excites the fluorescent dye attached to the measurement sample 12 to generate fluorescence in a specific wavelength range. For the irradiation unit 38, a known laser device such as a solid-state laser or a semiconductor laser is used.

受光部４０ａは、フローセル１６を挟んで照射部３８と対向するように配置されており、フローセル１６を通過する測定サンプル１２によるレーザ光の前方散乱光を連続して受光（矢印Ｍの方向）し、受光した前方散乱光の強度に応じたアナログ電気信号を出力する。   The light receiving unit 40a is disposed so as to face the irradiation unit 38 with the flow cell 16 interposed therebetween, and continuously receives the forward scattered light of the laser light from the measurement sample 12 passing through the flow cell 16 (in the direction of arrow M). An analog electrical signal corresponding to the intensity of the received forward scattered light is output.

一方、受光部４０ｂは、照射部３８からのレーザ光の照射方向に対して垂直方向であって、かつ、フローセル１６の中心軸に対して垂直方向に配置されており、レーザ光を受けて測定サンプル１２から発せられた側方散乱光や蛍光を受光（矢印Ｎの方向）して、受光した側方散乱光や蛍光の強度に応じたアナログ電気信号を出力する。
受光部４０ａおよび４０ｂとしては、例えばＰＭＴ（ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ）を用いればよい。 On the other hand, the light receiving unit 40b is arranged in a direction perpendicular to the irradiation direction of the laser light from the irradiation unit 38 and in a direction perpendicular to the central axis of the flow cell 16, and receives the laser light for measurement. The side scattered light and fluorescence emitted from the sample 12 are received (in the direction of arrow N), and an analog electrical signal corresponding to the received side scattered light and fluorescence intensity is output.
As the light receiving parts 40a and 40b, for example, a PMT (photomultiplier tube) may be used.

次に、フローサイトメータ１０を用いて行われる、測定サンプル１２を測定する時の動作を説明する。図５は、フローサイトメータ１０を用いて行う、サンプル測定方法の一例のフローチャート図である。   Next, the operation when measuring the measurement sample 12 performed using the flow cytometer 10 will be described. FIG. 5 is a flowchart of an example of a sample measurement method performed using the flow cytometer 10.

まず、図示しない入力手段から、オペレータにより指示が入力されて、フローサイトメータ１０を用いたサンプル測定が開始される（Ｓ１）。
サンプル測定の開始が指示されると、図示しない液体供給装置から供給されるシース液およびサンプル液によって、外部管路２６とサンプル流管路２８との間にシース流が形成され、サンプル流管路２８内にサンプル流が形成される。サンプル液がサンプル流管路２８の下端に画成された吐出口からシース液の流れの中に吐出されると、流体力学的絞り込みが生じ、シース流に囲まれたサンプル流は非常に細くなり、サンプル流に含まれる測定サンプル１２がサンプル流の方向に１列に近い状態で流れを形成する。 First, an instruction is input by an operator from an input means (not shown), and sample measurement using the flow cytometer 10 is started (S1).
When the start of sample measurement is instructed, a sheath flow and a sample liquid supplied from a liquid supply device (not shown) form a sheath flow between the external conduit 26 and the sample flow conduit 28, and the sample flow conduit A sample stream is formed within 28. When the sample liquid is discharged into the flow of the sheath liquid from the discharge port defined at the lower end of the sample flow line 28, hydrodynamic constriction occurs, and the sample flow surrounded by the sheath flow becomes very thin. The measurement sample 12 included in the sample flow forms a flow in a state close to one row in the direction of the sample flow.

すなわち、フローセル１６における測定サンプル１２は、サンプル流と直交する方向へ若干の列のずれを有しながらも、１個ずつ順番に所定の速さＵ（ｍ／ｓ）でフローセル１６中を流れていく。なお、測定サンプル１２の速さＵ（ｍ／ｓ）は、液体供給装置が供給する流量によって調節されるものであり、これから測定サンプル１２の移動距離に対する移動時間が算出できる。   That is, the measurement sample 12 in the flow cell 16 flows through the flow cell 16 in order at a predetermined speed U (m / s) one by one while having a slight row shift in a direction orthogonal to the sample flow. Go. The speed U (m / s) of the measurement sample 12 is adjusted by the flow rate supplied by the liquid supply device, and from this, the movement time with respect to the movement distance of the measurement sample 12 can be calculated.

次に、フローセル１６中を測定サンプル１２が順番に流れてくると、撮影部２６に設けられた二つのカメラ３０ａおよび３０ｂが、フローセル１６の中心軸ｃに対して垂直な面内で互いに直交する二方向（図２のｘおよびｙ方向）から、サンプル流を撮影する（Ｓ２）。サンプル流を撮影した画像情報は、制御部２４に送信される。制御部２４は、受信した画像情報から、サンプル流に含まれる測定サンプル１２を検出し、検出された測定サンプル１２の位置と、フローセル１６の中心軸とのずれ量を演算する（Ｓ３）。   Next, when the measurement sample 12 sequentially flows through the flow cell 16, the two cameras 30 a and 30 b provided in the imaging unit 26 are orthogonal to each other in a plane perpendicular to the central axis c of the flow cell 16. A sample flow is photographed from two directions (x and y directions in FIG. 2) (S2). Image information obtained by photographing the sample stream is transmitted to the control unit 24. The control unit 24 detects the measurement sample 12 included in the sample flow from the received image information, and calculates the amount of deviation between the detected position of the measurement sample 12 and the central axis of the flow cell 16 (S3).

すなわち、検出された測定サンプル１２の位置からフローセル１６の中心軸ｃまでの距離ｄを演算する。続いて、制御部２４は、測定サンプル１２をフローセル１６の中心軸ｃ上に移動させるために与える、フローセルへの圧力（ずれ量から算出）に応じた圧電素子３２ａ〜３２ｄのそれぞれの駆動電圧値Ｖａ〜Ｖｄを算出する（Ｓ４）。   That is, the distance d from the detected position of the measurement sample 12 to the center axis c of the flow cell 16 is calculated. Subsequently, the control unit 24 applies the drive voltage value of each of the piezoelectric elements 32a to 32d according to the pressure (calculated from the deviation amount) to the flow cell, which is given to move the measurement sample 12 on the central axis c of the flow cell 16. Va to Vd are calculated (S4).

なお、制御部２４は、測定サンプル１２の速さＵ（ｍ／ｓ）より、測定サンプル１２が撮影部１８から加圧部２０へ到達する到達時間ｔをあらかじめ算出している。   The control unit 24 calculates in advance an arrival time t for the measurement sample 12 to reach the pressurization unit 20 from the imaging unit 18 based on the speed U (m / s) of the measurement sample 12.

制御部２４は、測定サンプル１２が撮影部１８で撮影されてから到達時間ｔが経過した時点で、制御部２４に設けられた電圧印加手段により、算出された値の駆動電圧をそれぞれ対応する圧電素子３２ａ〜３２ｄへ印加する。圧電素子３２ａ〜３２ｄは、それぞれ印加された電圧に応じた圧力をフローセル１６の外側からフローセル１６の接線と直交する方向（フローセル１６の中心軸に直交する方向）に与える（Ｓ５）。すなわち、圧電素子３２ａ〜３２ｄが、それぞれの駆動電圧値Ｖａ〜Ｖｄに応じて伸縮し、これが伸びた場合にはフローセル１６の外側から中心方向への圧力が、また、これが縮んだ場合にはフローセル１６の中心から外側への圧力が、それぞれフローセル１６の外側に与えられる。   When the arrival time t has elapsed since the measurement sample 12 was photographed by the photographing unit 18, the control unit 24 corresponds to the piezoelectric voltage corresponding to the drive voltage calculated by the voltage applying unit provided in the control unit 24. Apply to elements 32a-32d. Each of the piezoelectric elements 32a to 32d applies a pressure corresponding to the applied voltage from the outside of the flow cell 16 in a direction perpendicular to the tangent to the flow cell 16 (a direction perpendicular to the central axis of the flow cell 16) (S5). That is, the piezoelectric elements 32a to 32d expand and contract in accordance with the respective drive voltage values Va to Vd. When the piezoelectric elements 32a to 32d expand, the pressure from the outside of the flow cell 16 toward the center is increased. A pressure from the center of 16 to the outside is applied to the outside of the flow cell 16, respectively.

これにより、測定サンプル１２はフローセル１６の中心軸ｃ上に位置するまで移動し、位置の調整が行われる。このような位置の調整は、フローセル１６を流れるそれぞれの測定サンプル１２に対して行われる。測定サンプル１２の位置によって各々異なる電圧が圧電素子３２ａ〜３２ｄに印加される。すなわち、加圧部２０からサンプル流方向の下流側において、全ての測定サンプル１２が、フローセル１６の中心軸ｃ上を流れていくこととなる。   Thereby, the measurement sample 12 moves until it is located on the central axis c of the flow cell 16, and the position is adjusted. Such position adjustment is performed for each measurement sample 12 flowing through the flow cell 16. Different voltages are applied to the piezoelectric elements 32 a to 32 d depending on the position of the measurement sample 12. That is, all the measurement samples 12 flow on the central axis c of the flow cell 16 on the downstream side in the sample flow direction from the pressurizing unit 20.

次に、フローセル１６の中心軸ｃ上を流れる測定サンプル１２が、照射部３８からのレーザ光の照射域を通過すると、測定サンプル１２の有する特定の蛍光色素が励起され、特定波長範囲の蛍光が発生されると共に、測定サンプル１２からの散乱により前方散乱光や側方散乱光が生じる。   Next, when the measurement sample 12 flowing on the central axis c of the flow cell 16 passes through the irradiation region of the laser light from the irradiation unit 38, the specific fluorescent dye of the measurement sample 12 is excited, and the fluorescence in the specific wavelength range is emitted. While being generated, forward scattered light and side scattered light are generated by scattering from the measurement sample 12.

ここで、フローセル１６に照射するレーザ光は、光強度に空間分布を有するガウシアンビームであり、光強度はフローセル１６の中心軸ｃを通るレーザ光の中心部が最も強く、周辺部分にいくにしたがって弱くなる。すなわち、測定サンプル１２は、最も強い光強度の位置を通過することとなり、測定サンプル１２から発生する蛍光の光強度（単位時間に発生する蛍光のエネルギーの総量）も最も強くなる。   Here, the laser light applied to the flow cell 16 is a Gaussian beam having a spatial distribution in light intensity, and the light intensity is the strongest at the center of the laser light passing through the central axis c of the flow cell 16, and as it goes to the peripheral part. become weak. That is, the measurement sample 12 passes through the position of the strongest light intensity, and the light intensity of the fluorescence generated from the measurement sample 12 (the total amount of fluorescence energy generated per unit time) is also the strongest.

測定サンプル１２からの前方散乱光は、受光部４０ａにより受光され、前方散乱光の強度に応じたアナログ電気信号を送信する。一方、測定サンプル１２からの側方散乱光や蛍光は、受光部４０ｂにより受光され、側方散乱光や蛍光の強度に応じたアナログ電気信号を送信する。受光部４０ａおよび４０ｂから送信された電気信号は、図示しない分析部で受信される（Ｓ６）。分析部では、受信された光情報について各種のデータ処理が行われ、分析結果を出力する（Ｓ７）。   The forward scattered light from the measurement sample 12 is received by the light receiving unit 40a and transmits an analog electrical signal corresponding to the intensity of the forward scattered light. On the other hand, the side scattered light and fluorescence from the measurement sample 12 are received by the light receiving unit 40b, and an analog electrical signal corresponding to the intensity of the side scattered light and fluorescence is transmitted. The electrical signals transmitted from the light receiving units 40a and 40b are received by an analysis unit (not shown) (S6). The analysis unit performs various data processing on the received optical information and outputs an analysis result (S7).

本実施形態のフローサイトメータによれば、各々の測定サンプルがレーザ光の中心部を流れるように位置調整をおこなう。そのため、測定サンプルがサンプル流の中心からずれた位置に存在する場合でも高精度の測定を行うことができる。   According to the flow cytometer of the present embodiment, the position adjustment is performed so that each measurement sample flows through the center of the laser beam. Therefore, even when the measurement sample exists at a position shifted from the center of the sample flow, high-precision measurement can be performed.

また、各々の測定サンプルについて位置の調整を行うため、特定の測定サンプルのみを検出したい場合であっても測定の精度が低下することはない。
例えば、多数のサンプル中に存在する特定の測定サンプルを検出したい場合、レーザ光の中心部に多数のサンプルが最も通過する位置を調整すると、特定の測定サンプルのみがずれた位置を通過した時に充分な精度で測定できない可能性があるが、本実施形態のフローサイトメータによれば、各々の測定サンプルについて位置の調整を行うため、このような問題は生じない。 In addition, since the position of each measurement sample is adjusted, the accuracy of measurement does not decrease even when only a specific measurement sample is desired to be detected.
For example, if you want to detect a specific measurement sample that exists in a large number of samples, adjusting the position where most of the samples pass most in the center of the laser beam is sufficient when only a specific measurement sample passes through the offset position. However, according to the flow cytometer of the present embodiment, since the position of each measurement sample is adjusted, such a problem does not occur.

実施形態２
なお、上記した実施形態１の加圧部２０では、フローセル１６の外周を囲む四方向に圧電素子３２ａ〜３２ｄを設けているが、フローセル１６の外側から測定サンプル１２を移動できるものであれば特に限定されず、同様の機能を果たすものが利用できる。例えば、図６に示すように、加圧部２０は、二つの圧電素子３２ａおよび３２ｂと二つの弾性体４２ａおよび４２ｂを有し、フローセル１６の中心軸ｃに対して垂直な面内で互いに直交する二方向のそれぞれに、フローセル１６を挟んで互いに対向配置された一つの圧電素子と一つの弾性体とを有する構成でもよい。 Embodiment 2
In addition, in the pressurization part 20 of above-described Embodiment 1, although the piezoelectric elements 32a-32d are provided in the four directions surrounding the outer periphery of the flow cell 16, especially if the measurement sample 12 can be moved from the outside of the flow cell 16. There is no limitation, and those having the same function can be used. For example, as shown in FIG. 6, the pressure unit 20 includes two piezoelectric elements 32 a and 32 b and two elastic bodies 42 a and 42 b, and is orthogonal to each other in a plane perpendicular to the central axis c of the flow cell 16. Alternatively, each of the two directions may have one piezoelectric element and one elastic body arranged to face each other with the flow cell 16 interposed therebetween.

二つの圧電素子３２ａおよび３２ｂにより、フローセル１６の外側から中心方向に加圧を行うと、弾性手段４２ａおよび４２ｂによりその圧力が中心方向へ戻ることで、フローセル１６を四方向から加圧することができる。ここで、弾性手段４２ａおよび４２ｂは、ゴムなどの弾性機能を有する各種のものが公知であり、本発明においても同様の機能を果たすものが利用できる。   When pressure is applied in the center direction from the outside of the flow cell 16 by the two piezoelectric elements 32a and 32b, the pressure is returned to the center direction by the elastic means 42a and 42b, so that the flow cell 16 can be pressed from four directions. . Here, as the elastic means 42a and 42b, various types having an elastic function such as rubber are known, and those having the same function can be used in the present invention.

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。 The present invention is basically as described above.
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various improvements and modifications may be made without departing from the gist of the present invention.

本発明の一実施形態に係るフローサイトメータの構成を表す図である。It is a figure showing the structure of the flow cytometer which concerns on one Embodiment of this invention. 図１に示す撮影部の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the imaging | photography part shown in FIG. 図１に示す加圧部の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the pressurization part shown in FIG. 図１に示す光学ユニットの構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the optical unit shown in FIG. 図１に示すフローサイトメータの動作を表すフローチャートである。It is a flowchart showing operation | movement of the flow cytometer shown in FIG. 他の実施形態で用いられる加圧部の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the pressurization part used by other embodiment.

１０ フローサイトメータ
１２ 測定サンプル
１４ 流管部
１６ フローセル
１８ 撮影部
２０ 加圧部
２２ 光学ユニット
２４ 制御部
２６ 外部管路
２８ サンプル流管路
３０ａ、３０ｂ カメラ
３２ａ〜３２ｄ 圧電素子
３４ａ〜３４ｄ 吸収板
３６ 固定板
３８ 照射部
４０ａ、４０ｂ 受光部
４２ａ、４２ｂ 弾性手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Flow cytometer 12 Measurement sample 14 Flow pipe part 16 Flow cell 18 Image pick-up part 20 Pressurization part 22 Optical unit 24 Control part 26 External pipe line 28 Sample flow pipe line 30a, 30b Camera 32a-32d Piezoelectric element 34a-34d Absorption plate 36 Fixed plate 38 Irradiation part 40a, 40b Light receiving part 42a, 42b Elastic means

Claims (5)

フローセルの内部を測定サンプルが含まれる溶液が流れるサンプル流に向けて光ビームを照射し、前記測定サンプルから発する光情報を取得するフローサイトメータであって、
前記サンプル流を撮影する撮影部と、
前記フローセルを加圧する加圧部と、
前記撮影部が撮影した画像情報を基に、測定サンプルがフローセルの中心軸上に位置するように前記加圧部によりフローセルに与える圧力を制御する制御部とを有することを特徴とするフローサイトメータ。 A flow cytometer that irradiates a light beam toward a sample flow in which a solution containing a measurement sample flows inside a flow cell, and acquires light information emitted from the measurement sample,
An imaging unit for imaging the sample stream;
A pressurizing unit for pressurizing the flow cell;
A flow cytometer comprising: a control unit that controls a pressure applied to the flow cell by the pressurizing unit so that a measurement sample is positioned on a central axis of the flow cell based on image information captured by the imaging unit. . 前記加圧部は、前記フローセルの中心軸に対して垂直な面内で、かつ、前記フローセルの外周を等間隔で囲む四方向にそれぞれ配置された圧電素子を有することを特徴とする請求項１に記載のフローサイトメータ。   2. The pressurizing section includes piezoelectric elements arranged in four directions that are within a plane perpendicular to the central axis of the flow cell and surround the outer periphery of the flow cell at equal intervals. The flow cytometer described in 1. 前記加圧部は、前記フローセルの中心軸に対して垂直な面内で互いに直交する二方向のそれぞれに、前記フローセルを挟んで互いに対向配置された一つの圧電素子と一つの弾性体とを有することを特徴とする請求項１に記載のフローサイトメータ。   The pressurizing unit has one piezoelectric element and one elastic body that are arranged to face each other across the flow cell in two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to the center axis of the flow cell. The flow cytometer according to claim 1. 前記撮影部は、前記フローセルの中心軸に対して垂直な面内で互いに直交する二方向に配置された二つのカメラを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフローサイトメータ。   4. The flow site according to claim 1, wherein the photographing unit includes two cameras arranged in two directions orthogonal to each other in a plane perpendicular to a central axis of the flow cell. Meter. フローセルの内部を測定サンプルが含まれる溶液が流れるサンプル流に向けて光ビームを照射し、前記測定サンプルから発する光情報を取得するフローサイトメータであって、
前記サンプル流を撮影して画像情報を生成し、
前記画像情報から、測定サンプルとフローセルの中心軸とのずれ量を演算し、
ずれ量に応じて、測定サンプルがフローセルの中心軸上に位置するように、フローセルを加圧することを特徴とする位置調整方法。 A flow cytometer that irradiates a light beam toward a sample flow in which a solution containing a measurement sample flows inside a flow cell, and acquires light information emitted from the measurement sample,
Photographing the sample stream to generate image information,
From the image information, the amount of deviation between the measurement sample and the center axis of the flow cell is calculated,
A position adjustment method comprising pressurizing a flow cell so that a measurement sample is positioned on a central axis of the flow cell according to a deviation amount.
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