JP2016515211A - フローサイトメーター用の光学系 - Google Patents

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Abstract

フローサイトメーターは、フローノズル、光源、光学系、及びセンサー分析器を含む。フローノズルは、流路に沿って流体を提供する。光源は、流体を照らす光ビームを生成する。光学系は、流体によって光ビームから放射される光線を集光し、光線に関連する放射角に少なくとも部分的に基づいてその光線を通過させるか又は遮断する。

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１４年３月１２日に出願されており、２０１３年３月１５日出願の、ＯＰＴＩＣＳ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ Ａ ＦＬＯＷ ＣＹＴＯＭＥＴＥＲと題する米国特許出願第６１／７９３７７１号の優先権を主張し、その開示は、全体にわたり参照することにより本明細書に組み込まれる。
フローサイトメーターは、試料の内容を評価するために用いられる。試料は流体流に導入され、次に光ビームで照らされる。光ビームが流体に入射するとき、光ビームは試料と相互作用し、光が様々な方向に流体から拡散される。光はまた、試料によって吸収され、蛍光を発する。光が流体から放射され、蛍光を発する様子を評価することによって、試料の特性を判定することができる。
大まかに言えば、本開示は、フローサイトメーター用の光学系を目的とする。１つの可能な構成において、かつ非限定的な例によって、光学系は、光が流体から放射される角度に基づき流体流から放射される光をフィルター処理（例えば、遮断又は通過）するフィルターマスクを含む。本開示では、限定するものではないが次の態様を含む様々な態様が説明される。
一態様は、フローサイトメーターの光学系であり、その光学系は、流体流路に近接して位置し、光源からのビームの経路に位置合わせされて、流体流路内の流体によって、又は流体中の粒子によって、ビームから放射された光線を収集するように配置及び構成される集光光学素子アセンブリと、集光光学素子アセンブリから光線を受容するように配置されたコリメーターであって、光線の位置が集光光学素子アセンブリに対する流体流路の位置の変動と無関係である焦点不感知領域（ｆｏｃｕｓ ｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｒｅｇｉｏｎ）を通じて光線を方向付けるコリメーターと、光線に関連する放射角に基づいて光線を選択的にフィルター処理するために焦点不感知領域に位置付けられたフィルターマスクと、を備える。
別の態様は、光学系を用いたフローサイトメーター内で放射光をフィルター処理する方法であり、この光学系は少なくとも１つの光路を含み、その方法は、光源によって光ビームを生成する工程と、流体流内へ第１の方向に光ビームを方向付け、流体流が、流体路に沿って流れる流体及び流体内の粒子を含む、工程と、流体、又は流体内の粒子から放射される光線を収集する工程であって、光線が第１の方向に対する偏向角で放射される、工程と、光線の放射角に少なくとも部分的に基づいたフィルターマスクで光線を選択的にフィルター処理する工程であって、光線の放射角に少なくとも部分的に基づいた光線の選択的フィルター処理が、集光光学素子に向かう又はこれらから離れる方向の流体路の移動と無関係である、少なくとも１つの光路内の場所に、フィルターマスクが位置付けられる、工程と、を含む。
更なる態様は、流体を提供するように構成されたフローノズルであって、その流体が流体流路に沿って移動する、フローノズルと、流体を照らす光ビームを生成するように構成された光源と、光学系であって、流体流路内の流体によって、又は流体中の粒子によって、光ビームから放射される光線を収集するために、流体流路に近接して位置付けられ、光ビームの経路に位置合わせされた集光光学素子アセンブリと、集光光学素子アセンブリから光線を受容するように配置されたコリメーターであって、光線の位置が集光光学素子アセンブリに対する流体流路の位置の変動と無関係である焦点不感知領域を通じて光線を方向付けるコリメーターと、光線に関連する放射角に基づいて光線を選択的にフィルター処理するために焦点不感知領域に位置付けられたフィルターマスクと、を含む、光学系と、フィルターマスクを通過する光線を受容し検出するように動作可能なセンサー分析器と、を備える、フローサイトメーターである。
本開示に従った例示的なフローサイトメーターの概略ブロック図である。 図１に示す例示的なフローサイトメーターの一部分を説明する概略図である。 例示的なフィルターマスクの正面平面図である。 本開示に従った別の例示的なフローサイトメーターの概略ブロック図である。 図４に示す例示的なフローサイトメーターの例示的な光学系の概略断面側面図である。 流路がシフトされたとき、この例において発生する不適切なフィルター処理を説明する例示的なフィルターマスクの正面平面図である。 本開示に従った別の例示的なフローサイトメーターの概略ブロック図である。 図７に示す例示的なフローサイトメーターの光学系の例の概略断面側面図である。 図７に示す例示的なフローサイトメーターの焦点不感知領域を説明する概略図である。 本開示に従ったフローサイトメーターの別の例の概略ブロック図である。 図１０に示す例示的なフローサイトメーターの光学系の例の概略断面側面図である。 図１１に示す例示的な光学系の例示的な物理的実装の断面側面図である。 本開示に従ったフローサイトメーターの別の例の概略ブロック図である。 図１３に示す例示的なフローサイトメーターの例示的な光学系の断面側面図である。 図１４に示す例示的な光学系の断面平面図である。
様々な実施形態を図面を参照して詳細に説明し、同様の参照番号はいくつかの図を通して同様の部品及びアセンブリを表す。様々な実施形態の参照は、本明細書に添付された特許請求の範囲を限定しない。加えて、本明細書に述べられたいかなる例も、添付の特許請求の多数の可能な実施形態のいくつかについて限定することを意図するものではなく、単に述べたものである。
図１は、例示的なフローサイトメーター１００の概略ブロック図である。この例では、フローサイトメーター１００は、フローノズル１０２、光源１０４、試料採集装置１０６、光学系１０８、センサー分析器１１０、並びに計算装置及び制御電子機器１１２を含む。光学系１０８は、フィルターマスク１２０を含む。
フローノズル１０２は、フローサイトメーター１００による分析用の粒子を含有する試料を受容する。フローノズル１０２は、例えば、フローノズル１０２を１列に通過するように粒子を配置するような一度に１つ又はわずかな数の粒子しか通過できない小さな開口部を有する。試料はシース液と混合され、結果として生じる試料を含有する流体Ｆは、流路ＦＰに沿って方向付けられる。フローノズル１０２の例として、フローセル及びジェットインエアノズルが挙げられる。いくつかの実施形態では、フローセルは、顕微鏡的に薄いチャネルを含む透明体を含む。粒子を含有する流体流は、フローセルを通り、光源１０４を過ぎて延在する流体路に沿ったチャネルの壁部によって方向付けられる。他の実施形態では、ジェットインエアノズルを使用して流体路に沿って流体流を排出する。流体力は、流体を連続した流体流で流し、粒子が光源１０４を通過するときに粒子を閉じ込める。他の実施形態は、他のフローノズル１０２を利用する。
光源１０４は、光ビームＬＢを生成する。光源の例は、レーザービームを生成するレーザーである。光ビームＬＢは、光ビームＬＢが流体から情報を取得する方向Ａ１の流体路ＦＰに方向付けられる。光ビームＬＢは典型的には光源１０４自体によって流体路ＦＰの方に方向付けられるが、他の実施形態では光ビームが光源から放出された後で、代わりにレンズ、ミラー、プリズム等の１つ以上の光学装置によって光ビームＬＢを方向付けることができる。光源１０４の別の例は、アーク灯である。
流体Ｆは、流体路ＦＰに沿って前進した後、試料採集装置１０６に向かう。いくつかの実施形態では、試料採集装置１０６は、廃棄物容器である。他の実施形態では、試料採集装置１０６は１つ以上の保管容器を含む。別の可能な実施形態では、フローサイトメーター１００は、ソーティングフローサイトメーターであり、試料採集装置１０６は、流体中の粒子を１つ以上の検出された粒子の特性に基づき複数の容器の中へ分別するように動作する。
光ビームＬＢが流体Ｆに入射すると、光線ＬＲの少なくとも一部は、流体内部の粒子によって散乱する（例えば、前方、側方、又は後方）。図１に示す例は、前方に散乱する光線ＬＲを図示する。更に、光の一部は吸収され、蛍光として異なる波長で放出される。散乱した蛍光は次に流体から放射される。放射角θ（時折散乱角とも呼ばれる）は、流体Ｆから放射された後の光ビームＬＢの方向Ａ１に対する光線ＬＲの角度である。光ビームＬＢは、異なる方向に別個に放射することができる多数の光線ＬＲを含むため、異なる光線ＬＲを異なる方向に、異なる放射角θで、同時に放射することができる。前方散乱（及び蛍光）は、図２を参照してより詳細に例示され、説明される。図１は、垂直方向の放射角θのみを図示しているが、光線ＬＲはまた、水平次元に（即ち、３次元全てに）放射することもできる。
光学系１０８は、放射された光線を受容するために流体路ＦＰに近接して位置付けられる。いくつかの実施形態では、光学系１０８は、フィルターマスク１２０を含む。フィルターマスク１２０は、第１の放射角θのセットを有する光線ＬＲの第１の部分を遮断し、第２の異なる放射角θのセットを有する光線の第２の部分を通過させるように配置され、構成される。第１及び第２の部分の位置を、様々な可能なフィルターマスク１２０内で調整して、放射光の一定の部分を選択的に遮断し選択的に通過させることができる。フィルター処理の他のタイプを、いくつかの実施形態では遮断及び通過に加えて又はそれらの代わりに、フィルターマスク１２０の第１及び第２の部分によって実行することもできる。フィルターマスク１２０の一例が、図２〜３を参照してより詳細に例示され、説明される。更に、いくつかの実施形態は、手動で、又は計算装置により機械的若しくは電子的のいずれかで調整することができる調整可能なフィルターマスク１２０を含む。調整可能なフィルターマスクは、異なる位置に物理的に移動することができる機械的に調整可能な素子を含むことができる。他の可能な実施形態では、フィルターマスクは、液晶ディスプレー等の調整可能な透明性を有する装置を含む。別の可能な実施形態は、例えば、微小電気機械（ＭＥＭ）ミラーを利用する。
上述のように、光学系１０８の少なくとも一部分は、典型的に流体路ＦＰに近接して配置される。図示した例では、光学系１０８は、流体路から距離Ｄ１を隔てて位置付けられる。異なる実施形態は、異なる距離Ｄ１を有することができる。いくつかの実施形態は、例えば、約１０ｍｍ〜約１５ｍｍの範囲の距離を有する。
しかしながら、フローサイトメーター１００内の流体路ＦＰの正確な位置は、光学系１０８に対して移動する場合があることが分かった。結果として、距離Ｄ１は、わずかに変化する場合がある。例えば、光ビームＬＢが交差する場所での流路ＦＰの位置は、光学系１０８に向かって（−）、又はこれから離れて（＋）約５０μｍ（例えば、約−５０μｍ〜約５０μｍの範囲で）移動し、それに応じて距離Ｄ１を増加又は減少させることができる。流れにおける動きは、フローサイトメーター内の熱的変化、流体不安定性、気圧変化、構成部品の機械的不安定性、外部振動による等、様々な要因により引き起こされ得る。光線ＬＲが光学系１０８を通過するときの光線ＬＲにおけるそのような変化の影響は、本明細書でより詳細に論じる。
光線ＬＲが光学系１０８を通過すると、それらの光線はセンサー分析器１１０によって検出される。センサー分析器１１０は、検出した光の規模及び位置、粒子が光ビームを通過するときの光パルスの持続時間、パルスの形状、偏光、並びに波長のうち１つ以上等の光線の様々な特性を検出する。
計算装置及び制御電子機器１１２は、センサー分析器１１０と相互に作用して流体中の粒子の特性を評価する。いくつかの実施形態では、計算装置１１２は、ディスプレーを含み、流体中の粒子の特性に関する情報をユーザーに伝えるためにディスプレー上でユーザーインタフェースを生成する。計算装置１１２は、典型的には少なくとも１つの処理装置（中央演算処理装置等）及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等のコンピュータ読み取り可能な媒体の少なくとも一部の形態を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体の例を、本明細書で説明する。
いくつかの実施形態では、フローサイトメーター１００は、計算装置及び制御電子機器１１２がセンサー分析器１１０によって検出された放射光に少なくとも部分的に基づいて、粒子を試料採集装置１０６内の複数の異なる容器の中へ分別するように動作するソーティングフローサイトメーターである。例えば、流体の滴は、滴に含有される粒子の検出された特性に基づいてフローノズル１０２で流体流から分離する前に、フローノズル１０２によって選択的に帯電される。滴は、試料採集装置１０６にて滴を帯電板に通すことによって次に異なる容器の中へ分別される。帯電板は、適切な容器な中に滴を偏向させる。
図２は、図１に図示したフローサイトメーター１００の一部分等の、例示のフローサイトメーター１００の一部分を説明する概略図である。フローサイトメーター１００の図示した部分は、光ビームＬＢ、流体Ｆの流れ、流体Ｆの流れから放射される光線ＬＲ、及び光学系１０８を表す。この例では、フィルターマスク１２０は、光学系１０８の前端に（ここにより詳細に論じるように焦点不感知領域である）流体流に近接して位置付けられる。
光ビームＬＢが流体Ｆに入射すると、流体（及び流体中に含有される任意の粒子）は、光線ＬＲを異なる方向（放射角θによって表される）に放射させる。放射は、垂直及び水平のどちらにも発生する。垂直放射は、図２に図示されていて、これは、光線ＬＲが４５°（上向き）〜−４５°（下向き）に垂直に放射されていることを示す。放射はまた、−１２°（光ビームＬＢから見て左）〜＋１２°（右）等の水平にも発生する。放射はまた、これらの範囲の外側で発生することもあり、いくつかの実施形態はこれらの範囲の外側で光線ＬＲの集光、フィルター処理及び／又は評価を行う。
ただし、試料の１つ以上の特性を評価する際に、光線ＬＲの全てに等しく情報価値があるわけではないことが分かった。したがって、フィルターマスク１２０を使用して、所望の光線の通過を可能にしながら光線の一定部分を選択的に遮断することができる。
一仮想例として、所望の光線のみが＋／−２０°〜＋／−３５°の放射角θを有する光線であったと仮定する。フィルターマスク１２０を次に、図２〜３に示すように使用することができる。この例では、フィルターマスク１２０は、光線の不要な部分（−２０°〜＋２０°の放射角を有する光線、及び＋／−３５°を超える放射角を有する光線等）を遮断する本体１２２を含む。フィルターマスク１２０はまた、所望の放射角θを有する光線ＬＲ（＋／−２０°〜＋／−３５°に放射角θを有する光線等）を通過させる正確な位置で本体１２２に形成された開口部１２４を含む。
フィルターマスク１２０を通過する光線は、次に光学系１０８によって集光され、センサー分析器１１０に方向付けられ（図１）、そこで試料の１つ以上の特性が評価される。
図２に示す構成の利点は、特定の放射角を有する光線ＬＲの正確なフィルター処理が実現可能であり、主にフィルターマスク１２０内に開口部を正確に形成する機能、及び光ビームＬＢの方向Ａ１に関してフィルターマスク１２０を適切に位置決めする機能によって制限されることである。
別の利点は、特定の用途のために最適化される所望の特性を有する、フローサイトメーターで使用するためのフィルターマスクを選択することができることである。例えば、第１のフィルターマスクは、光学系の中に挿入することができ、第１回の使用に役立てる第１の特性セットを有する。フィルターマスクは、次に取り外し、第２回の使用のための異なるフィルターマスクと交換することができる。いくつかの実施形態では、フィルターマスクを取り外して所望の特性を有する別のフィルターマスクと交換する以外は光学系を変更する必要はない。更なる例をここに説明する。
図３は、図２に示す例示のフィルターマスク１２０の正面図である。この例では、フィルターマスク１２０は、本体１２２及び開口部１２４を含む。
フィルターマスク１２０の本体１２２は、放射された光線ＬＲの一定の部分が通過するのを防ぐように配置され、構成される。例えば、いくつかの実施形態では、表面を光線ＬＲの大部分又は全てを吸収する材料で塗装するか、又は形成する。フィルターマスク１２０を、例えばプラスチック又は金属等の材料で形成することができる。
フィルターマスク１２０はまた、本体１２２内に形成された開口部１２４も含む。開口部１２４は、一定の放射角θを有する放射された光線ＬＲの通過を可能にするために、本体１２２内の特定の位置に位置付けられる。この例では、開口部は、＋／−２０°〜＋／−３５°の公称垂直放射角及び−１２°〜＋１２°の公称水平放射角を有する光線ＬＲの通過を可能にするように位置付けられる。
フィルターマスク１２０の実際の物理的寸法は、伝達関数を用いて決定することができ、この関数は放射角を光学系内の適切な物理的位置にマッピングする。いくつかの実施形態では、放射角は、フィルターマスク形成部の物理的な位置と線形に関係する。例えば、流路ＦＰとフィルターマスク１２０との間の距離Ｄ１（図１に示す）が決定され、所望の放射角θが既知であるとき、本体１２２における開口部の所望の位置は、三角法を用いて計算することができる。例えば、開口部１２４の最も中心側の縁部は、原点（光ビームＬＢが方向付けられる点）から垂直距離Ｈ２、Ｈ３をおいて位置付けられ、そこでＨ２及びＨ３は、距離Ｄ１及び放射角θ（例えば、＋／−２０°）を用いて計算される。同様に、開口部１２４の最も外側の縁部は、原点から垂直距離Ｈ４、Ｈ５をおいて位置付けられ、そこでＨ４及びＨ５は、距離Ｄ１及び放射角θ（例えば、＋／−３５°）を用いて計算される。開口部１２４の水平縁部は、原点から水平距離Ｗ２、Ｗ３をおいて位置付けられ、そこでＷ２、Ｗ３は、距離Ｄ１及び水平放射角（例えば、＋／−１２°）を用いて計算される。
いくつかの実施形態では、しかしながら、伝達関数は対数、放物線、又は他の非線形の関係を有する等非線形であってもよい。そのような実施形態では、伝達関数を光学系の特定の特性に従って決定して、放射角とフィルターマスクの所望の形成部の物理的な位置との間でマッピングを可能にすることができる。
全体寸法（高さＨ１及び幅Ｗ１）は、全ての不要な光線ＬＲが光学系１０８を通って進行するのを阻止するように選択される。この例では、高さＨ１及び幅Ｗ１は、＋／−４５°垂直と＋／−１２°水平との間の放射角を有する光線に対して、かつ流路ＦＰから離れた距離Ｄ１に対して選択される。
図３に図示した例は、真っ直ぐかつ一定の垂直放射角と一致する、（例えば、＋／−２０°において）内縁及び（例えば、＋／−３５°において）外縁を有する開口部１２４を示す。別の可能な実施形態では、開口部１２４の１つ以上の縁部は、例えば一定の放射角の大きさに沿って湾曲している。つまり、放射粒子から特定の範囲の角度内に放射される光線を集光するために、いくつかの実施形態では、開口部は、照合点から一定の半径距離にある内縁及び外縁を有する。いくつかの実施形態では、内縁及び外縁は、直線縁部ではなくて原点を中心とした円の湾曲した弧である。しかし、特に開口部の幅が比較的狭いとき、直線縁部をいくつかの実施形態では、湾曲形状の近似として使用することができる。
本明細書で図示し、説明するフィルターマスク１２０は、他の実施形態で使用することができる多数の異なるフィルターマスクの唯一の例として提供される。フィルターマスク１２０を任意の所望の配置で構成して、不要な放射角と関連する他の光線を遮断しながら一定の所望の放射角と関連する光線を通過可能にすることができる。例えば、いくつかの実施形態では、フィルターマスクの遮断領域の近位端及び遠位端は、湾曲している（例えば、レーザービーム経路から一定の半径距離）。光学系１０８で利用することができる例示のフィルターマスク１２０に関する更なる詳細は、ＲＡＤＩＡＴＥＤ ＬＩＧＨＴ ＦＩＬＴＥＲＩＮＧ ＦＯＲ Ａ ＦＬＯＷ ＣＹＴＯＭＥＴＥＲと題し、本明細書と同日付で出願された同時係属中の米国特許出願第６１／７９８５４８号（代理人整理番号第３０４２９．０１６０ＵＳＰ１号）に記載され、その開示は、全体にわたり参照にすることにより本明細書に組み込まれる。
図４〜６は、フローサイトメーター１００の別の例を説明する。この例では、光学系１０８を使用して放射された光線ＬＲを集光し、それらをフィルターマスク１２０に方向付けることによって、フィルターマスク１２０を、再配置して流体Ｆの流路ＦＰから更に離れる方向に移動させる。これは、例えば、フィルターマスク１２０へのアクセス性を改善する。しかし、この例の欠点は、下記に詳細に論じるように、光学系１０８が流路の位置の変化の影響を受けやすいことである。
図４は、別の例示的なフローサイトメーター１００の概略ブロック図である。この例は、図１に示す例と、フィルターマスク１２０が、示されるように光学系１０８の前（図１の場合）から光学系１０８の後ろに向かって移動したことを除き、同様である。フィルターマスク１２０をこの位置に配置する利点は、例えば、フィルターマスク１２０がより容易にアクセス可能であることである。加えて、フィルターマスク１２０の位置によって、光路に沿った付加的迷光制御機能の使用が可能になり、不要な／制御されない放射角を有する光線がフィルターマスク１２０に到達する前にそれらの光線を遮断することができる。
図１に示すものと同様に、フローサイトメーター１００は、フローノズル１０２、光源１０４、試料採集装置１０６、光学系１０８、センサー分析器１１０、並びに計算装置及び制御電子機器１１２を含む。
上述のように、しかしながらフィルターマスクは、光学系１０８の後ろに向かって位置付けられて、フィルターマスク１２０の取り外し及び異なるフィルターマスク１２０との交換がより容易に行えるようなフィルターマスク１２０へのアクセス性の改善を可能にする。光学系１０８及びフィルターマスク１２０の例が、図５を参照してより詳細に例示され、説明される。
この例では、フィルターマスク１２０は、ここに詳細に論じるように、焦点感知位置（ｆｏｃｕｓ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）（図５に例示される領域１３６等）に位置付けられる。
いくつかの実施形態では、光学系１０８は、（図５に示されるような）集光光学素子アセンブリを含み、これは、流体Ｆから放射される光線（ＬＲ）を集光するように配置され、構成される。したがって、集光光学素子アセンブリは、集光光学素子アセンブリの焦点が流体Ｆの流路ＦＰ及び光ビームＬＢの交点に位置するように選択され、位置付けられる。
しかしながら、光ビームＬＢが流体Ｆと交差する点は、一定ではなく、少しずつ変化することが分かった。例えば、流路又は試料は、光学系１０８に向かってわずかに（流路ＦＰ＋によって図示されるように）、又は光学系１０８から離れる方向にわずかに（流路ＦＰ−によって図示されるように）移動することができる。一例として、流路ＦＰ＋は、距離＋Ｄ２を光学系１０８に向かってシフトされ、流路ＦＰ−は、距離−Ｄ２を光学系１０８から離れる方向にシフトされる。加えて、流体流内の粒子の位置もまたシフトすることができる。これらの変化はわずかで（約＋／−５０μｍの範囲等）あり得るが、焦点内外を移動する流路ＦＰ及び／又は粒子のために、これらの変化は光学系１０８によって拡大される。
したがって、流路ＦＰが光学系１０８の焦点に位置付けられるとき、この例は正常に機能して光線ＬＲを（フィルターマスク１２０を用いて）フィルター処理するが、流路ＦＰが光学系１０８の焦点の外側に（例えば、ＦＰ＋又はＦＰ−に）位置付けられるとき、この例は光線ＬＲを的確にはフィルター処理しない。
図５は、図４に示す光学系１０８の例の概略断面側面図であり、フィルターマスク１２０が光学系１０８の後ろに向かって配置されている。図５（及びその後の図の一部）に図示した光線移動の規模は、説明及び理解を容易にするために大きく強調されている。
この例では、光学系１０８は、集光光学素子アセンブリ１３２及びコリメーター１３４を含む。
集光光学素子アセンブリ１３２は、光線ＬＲが流体Ｆを通過した後に光線ＬＲを集光するように配置され、構成される。光線の少なくとも一部は、放射角θで散乱する。光線ＬＲは、屈曲し、コリメーター１３４に向かって方向付けられる。集光光学素子アセンブリ１３２の例は、対物レンズである。集光光学素子アセンブリ１３２はまた、いくつかの実施形態では、ピンホール等の１つ以上の迷光制御構造も含む。いくつかの実施形態では、ピンホールは、中に開口部を有する機械的構造を含む。機械的構造は、光を遮断するために不透明であるが、開口部は光を通過させる。迷光制御構造は、いくつかの実施形態において、所望の光線を検出するシステムの能力を改善するために背景信号を低減するのに有用である。
コリメーター１３４は、集光光学素子アセンブリ１３２から光線ＬＲを受容する。流体Ｆが（流路ＦＰに沿って）集光光学素子アセンブリ１３２の焦点に配置されるとき、コリメーター１３４は、光線ＬＲを実質的に互いに平行になるようにコリメートする。
光線ＬＲは次にフィルターマスク１２０によってフィルター処理される。光線ＬＲの相対位置は、集光光学素子アセンブリ１３２によって維持されるため（即ち、高度に散乱した光線は散乱していない光線より比例して中心から遠い）、図１を参照して例示し、説明されるのと同じ方法でフィルターマスク１２０を使用して、（他の放射角と関連する）他の光線を通過させながら、一定の放射角と関連する光線をフィルター処理することができる。フィルターマスク１２０を通過するそれらの光線は、次にセンサー分析器１１０によって検出される。
フィルターマスク１２０が焦点感知領域１３６内に位置付けられるときは、しかしながら、流路ＦＰの位置が集光光学素子アセンブリ１３２の焦点から離れる方向に移動すると、フィルターマスクは光線ＬＲを意図した方法でフィルター処理することができず、流路は焦点外に移動する。
これを説明するために、図５は、流体Ｆの流路ＦＰの３つの異なる位置から発生する光線ＬＲの光路を模式的に表す。第１の光路（実線で図示）は、流路ＦＰが集光光学素子アセンブリ１３２の焦点にあるとき、発生する。第２の光路（点線で図示）は、流路ＦＰが流路ＦＰ＋に沿って集光光学素子アセンブリ１３２に向かってシフトしたとき、発生する。第３の光路（破線で図示）は、流路ＦＰが流路ＦＰ−に沿って集光光学素子アセンブリ１３２から離れる方向にシフトしたとき、発生する。
このように、流路ＦＰと流路ＦＰ＋又はＦＰ−との間の位置の変化はごくわずか（約＋／−５０μｍ等）であり得るが、その差は光学系１０８によって大きく拡大される。光線ＬＲがフィルターに到達するとき、光線の位置は所望の位置から大きくシフトされる。例えば、ＦＰ＋から発生する光線は、原点から外向きにシフトされるが、ＦＰ−から発生する光線は、原点に向かって内向きにシフトされる。図６に、より明確に図示した結果は、流路が集光光学素子アセンブリ１３２の焦点からシフトされると、フィルターマスク１２０は不要な放射角に関連する光線を通過させる場合があり、所望の放射角に関連する光線を遮断する場合があることである。
図５はまた、焦点を感知しない光路内の領域１３８を、焦点感知領域１３６と対比して示す。この焦点不感知領域１３８は、図７〜１５を参照してより詳細に例示され、説明される例示的なフローサイトメーター１００で利用される。
図６は、例示的なフィルターマスク１２０の正面平面図であり、流路が集光光学素子の焦点からシフトされるときに発生する不正なフィルター処理を説明する。
上述のように、流路ＦＰが集光光学素子の焦点に正しく位置付けられるとき、所望の光線は、フィルターマスク１２０と正しく位置が合う。結果として、所望の光線は開口部１２４を通過するが、不要な光線はフィルターマスク１２０によって遮断される。
流体Ｆが、流路ＦＰ＋で光学系１０８に向かってシフトされると、光線ＬＲの光路はフィルターマスク１２０で実質的にシフトされる。例えば、所望の光線ＬＲは、点線で表される領域１４２にシフトされる。このように、所望の光線のわずかな部分だけが開口部１２４を通過し、不要な光線（領域１４２の外側の光線）の多くがフィルターマスク１２０の開口部１２４を通過可能になる。
同様に、流体Ｆが流路ＦＰ−で光学系１０８から離れる方向にシフトされると、光線ＬＲの光路は、フィルターマスク１２０で所望の位置から実質的にシフトされる。例えば、所望の光線ＬＲは、破線で表される領域１４４にシフトされる。この例のように、所望の光線の全てが、フィルターマスク１２０によって遮断される一方で、不要な光線がフィルターマスク１２０の開口部１２４を通過可能になる。
図７〜９は、フローサイトメーター１００の別の例を図示し、これは前の例の欠点を克服している。
図７は、別の例示的なフローサイトメーター１００の概略ブロック図である。この例は、図４に示す例と、フィルターマスク１２０が、光学系１０８の焦点感知領域１３６（図５に示す）から光学系１０８の焦点不感知領域１３８に移動することを除き同様である。したがって、例示のフローサイトメーター１００は、流路ＦＰの位置に対する感度も克服しながらフィルターマスク１２０の改善されたアクセス性等、図４に示す例の利点を得る。
図１及び４に示す例と同様に、フローサイトメーター１００のこの例は、フローノズル１０２、光源１０４、試料採集装置１０６、光学系１０８、センサー分析器１１０、並びに計算装置及び制御電子機器１１２を含む。
光学系１０８は、光路内に配置されたフィルターマスク１２０を含む。より具体的には、フィルターマスク１２０は、焦点不感知領域に位置付けられる。
図８は、図７に示す光学系１０８の例の概略断面側面図であり、フィルターマスク１２０が光学系１０８の焦点不感知領域に配置されている。
図５に示す例のように、光学系１０８のこの例はまた、集光光学素子アセンブリ１３２及びコリメーター１３４も含む。光線は、集光光学素子アセンブリ１３２によって集光され、コリメーター１３４によって名目的にコリメートされる。
図８は、図５と同じ方法で、流体Ｆの流路ＦＰの３つの異なる位置から発生する光線ＬＲの光路を模式的に表す。第１の光路は、実線で図示され、流路ＦＰが集光光学素子アセンブリ１３２の焦点にあるとき、発生する。第２の光路は、点線で図示され、流路ＦＰが流路ＦＰ＋に沿って集光光学素子アセンブリ１３２に向かってシフトしたとき、発生する。第３の光路は、破線で図示され、流路ＦＰが流路ＦＰ−に沿って集光光学素子アセンブリ１３２から離れる方向にシフトしたとき、発生する。
光線がコリメーター１３４を通過した後、第１の光路内の光線は、適切にコリメートされる。ただし、第２の光路（点線）内の光線は、発散していて、第３の光路（破線）内の光線は、収束している。
異なる光路上の光線の異なる進行方向にもかかわらず、各光路は焦点不感知領域１３８で交差する。例えば、４５°の放射角θに関連する光線全ては、流路ＦＰ又はシフトした流路ＦＰ＋／−のどちらで発生したかにかかわらず同じ点で交差する。これは各放射角に関連する光線に対し真である。
したがって、焦点不感知領域１３８にフィルターマスク１２０を位置付けることによって、流体Ｆの流路ＦＰが集光光学素子アセンブリ１３２の焦点になくても、フィルターマスク１２０を使用して光線ＬＲを関連放射角θに従って正確にフィルター処理することができる。
いくつかの実施形態では、流体路ＦＰとフィルターマスク１２０との間で用いられる光学系は、使用を意図した光波長（色）の範囲にわたって色消しである。単レンズは、色収差の特性を有する。つまり、それらのレンズは、異なる波長の光（色）の光線をわずかに異なる方向に方向付ける。これは、レンズを出射する光線の角度、レンズの焦点の位置、及び異なる波長（色）の像の寸法を変更する。したがって、異なる波長の光源は、光学系がこの効果を補正し低減するように特に設計されている場合を除いて、異なる光路、異なる焦点不感知領域の位置、並びに焦点感知領域でフィルターマスク上に含む角及び除外する角の異なるパターンを生じる。
いくつかの実施形態では、フローサイトメーター１００は、試料を異なる波長の光によって照らすことができるように複数の波長の光源を使用する。このように、いくつかの実施形態では、光学系１０８は、構成を変更することなく異なる波長の光で使用するように設計され、したがって、使用を意図した範囲の光の全ての波長にわたって（許容範囲内で）同一に動作する必要がある。
異なるタイプのガラスで作製された複数のレンズ系は、波長の選択範囲にわたってこの効果を最小にするように設計することができる。このタイプのレンズ又はレンズ系は、色消し（即ち、無彩色）であると言われ、アクロマートと呼ばれる。いくつかの実施形態は、その系における様々な点で色収差の効果を低減する複数のレンズ系を用いる。
例えば、集光系１３２は、色消しであるように設計され、したがって光線ＬＲは全て、使用を意図した波長（色）全てにわたって焦点に集まる。
同様に、いくつかの実施形態では、コリメーター１３４は、波長にかかわらず出射する光線が全て名目上コリメートされるように色消しであるが、そうでなければ異なる波長は、異なる角度でコリメーターを出射し、異なる位置でフィルターマスク１２０に進む。
図９は、焦点不感知領域１３８をより詳細に説明する概略図である。図は、第１の光路１５２、第２の光路１５４、及び第３の光路１５６を含む、３つの例示の光路に沿った光線を図示する。第１の光路１５２内の光線は、光学系１０８の焦点で流体路ＦＰ（図７に示す）から発生した。第２の光路１５４内の光線は、焦点よりも光学系１０８に近い流体路ＦＰ＋から発生した。第３の光路１５６内の光線は、焦点よりも光学系１０８から遠い流体路ＦＰ−から発生した。
第１の光路１５２に沿った光線は、コリメートされる。第２の光路１５４内の光線は、発散している。第３の光路１５６内の光線は、収束している。
異なる経路にもかかわらず、図９は、光線がどこから発生したか（流体路ＦＰ、ＦＰ＋、又はＦＰ−のいずれか）にかかわらず、所与の放射角θに関連するそれぞれの光路１５２、１５４、及び１５６がどのように焦点不感知領域で交差するかを説明する。図９は、垂直次元のみを説明するが、水平次元において同じことが真である。
それぞれの光路は共通の場所で交差するため、フィルターマスク１２０が焦点不感知領域１３８に位置付けられるとき、フィルターマスク１２０は、流体路が集光光学素子アセンブリ１３２の焦点からシフトされても関連放射角θに従って光線を適切にフィルター処理する。例えば、フィルターマスク１２０を使用して、光線の第２の部分を通過させながら光線の第１の部分を遮断することができる（例えば、図３に示す例示的なフィルターマスクについて２０°〜３５°及び−２０°〜−３５°の放射角θに関連する光線）。
図１０〜１２は、フローサイトメーター１００の別の例を説明する。この例では、光学系１０８は、リイメージャを含む。リイメージャを使用する１つの利点は、光路を延長し、フィルターマスク１２０を流体路ＦＰから更に遠くに位置付けられることである。
図１０は、フローサイトメーター１００の別の例の概略ブロック図である。この例は、図７に示す例と、光学系１０８内のリイメージャ１６２の追加を除いて、同様である。したがって、例示のフローサイトメーター１００は、フィルターマスク１２０（及びフローサイトメーター１００の下流の構成部品の一部又は全て）のより望ましい位置への再配置も可能にしながら流路ＦＰの位置に対する低減した感度等、図７に示す例の利点を得る。
図１、４、及び７に示す例と同様に、フローサイトメーター１００のこの例は、フローノズル１０２、光源１０４、試料採集装置１０６、光学系１０８、センサー分析器１１０、並びに計算装置及び制御電子機器１１２を含む。光学系１０８は、焦点不感知領域においてリイメージャ１６２及びフィルターマスク１２０を含む。光学系１０８のより詳細な例を図１１に図示する。
図１１は、図１０に示す光学系１０８の例の概略断面側面図であり、光学系１０８は、リイメージャ１６２を含む。より具体的には、この例では、光学系１０８は集光光学素子アセンブリ１３２、リイメージャ１６２、コリメーター１３４、及びフィルターマスク１２０を含む。センサー分析器１１０は、光学系１０８を通過する光線を受容し検出するように配置される。光線の変位の規模は、説明及び理解のし易さのために図１１で大きく強調されている。
この例では、光線は、集光光学素子アセンブリ１３２によって集光され、焦点１６４で収束するように方向付けられる。このように、焦点１６４の位置は、光線ＬＲの原点（例えば、流路ＦＰ、ＦＰ＋、又はＦＰ−から）によって異なる。焦点１６４を越えて、光線は発散し始める。リイメージャ１６２は、光線ＬＲが発散している位置で集光光学素子アセンブリ１３２から光線ＬＲを受容するように焦点１６４を越えて位置付けられる。
リイメージャ１６２は、発散している光線ＬＲを受容し、再度焦点１６６に向かって収束するようにそれらを方向転換させる。焦点１６６で収束した後、光線は再度発散し始める。いくつかの実施形態では、ここに論じるようにリイメージャ１６２は色消しである。リイメージャ１６２を使用して、発散している光線ＬＲを、焦点１６６に向かって方向転換させる。
リイメージャが使用されるが、いくつかの実施形態において、放射角が維持されるという条件ではリイメージャによって形成される像の質は重要ではない。
コリメーター１３４は、光線ＬＲが発散しているときに、これを受容するように焦点１６６を越えて位置付けられる。コリメーター１３４は、光線ＬＲをフィルターマスク１２０に向かって方向付ける。
コリメーター１３４を通過した後、光線は、光線の原点に応じて異なる光路に進む。ただし、光路の全ては焦点不感知領域１３８で交差するため、フィルターマスク１２０は、焦点不感知領域１３８に位置付けられる。フィルターマスク１２０を通過する光線は、次にセンサー分析器１１０によって受容され、検出される。
光学系１０８のこの例の１つの利点は、リイメージャ１６２の組み込みによって、光路の全体の寸法を変更することなく光学系１０８の全長Ｄ４を距離Ｄ３分シフトさせることができるようになることである（例えば、光路の寸法がリイメージャ１６２及びコリメーター１３４で同じであるとき）。距離Ｄ３は、リイメージャ１６２の焦点距離の２倍であるため、所望の焦点距離を有するリイメージャ１６２を選択することによって様々な距離Ｄ３を得ることができる。一例として、リイメージャの焦点距離は、約２５ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲内であるが、他の実施形態は、他の焦点距離を有する。更に、リイメージャを焦点１６４の近く又は遠くに移動させることによって、また同様に、コリメーター１３４を第２の焦点１６６の近く又は遠くに移動させることによって、光学系１０８の全長を調節することができる。
加えて、リイメージャ１６２の使用は、焦点不感知領域１３８の幅を増加させる。この幅の増加は、フローサイトメーター１００内の機械的公差化を容易にし、フィルターマスク１２０の置換における小さな変化に対する感度を低減する。
光学系１０８の全体の光路は、距離Ｄ４として図示される。一例では、距離Ｄ４は、約１５０ｍｍ〜約２５０ｍｍの範囲内である。他の実施形態は、他の寸法を有する。
図１２は、図１１に模式的に表されるような、例示的な光学系１０８の例示的な物理実装の断面側面図である。
上述のように、光学系１０８のこの例は、集光光学素子アセンブリ１３２、リイメージャ１６２、コリメーター１３４、及びフィルターマスク１２０を含む。センサー分析器は、光学系１０８を全体的に通過する光線ＬＲを受容し、検出する。
いくつかの実施形態では、集光光学素子アセンブリ１３２は、レンズ１７２及びレンズ１７４を含む複数レンズで形成される。一例として、レンズ１７２は、扁平な前側表面及び非球状の後側表面を有する平面−非球面（ｐｌａｎｏ−ａｓｐｈｅｒｉｃ）レンズである。いくつかの実施形態では、集光光学素子アセンブリは、チューブレンズと対をなす多素子顕微鏡対物レンズである。好適なレンズペアの例は、Ｅｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｂａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ）から入手可能な＃５８−３７３及び＃５４−７７４である。より大きな集束角を必要とするいくつかの実施形態では、チューブレンズと対をなすより高い開口数の顕微鏡対物レンズ、又はカスタム光学素子等の他のレンズペアを使用してもよい。好適なレンズペアの例は、Ｅｄｍｕｎｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｉｎｃ．（Ｂａｒｒｉｎｇｔｏｎ，ＮＪ）から入手可能な＃５９−８８０及び＃５４−７７４である。いくつかの実施形態では、光学素子アセンブリ１３２は、使用を意図する波長（色）の全てにわたって光線ＬＲを単一の焦点に導くために、示すように４つのレンズ素子を含む。１つ以下の波長を有するフローサイトメーターは、あるいは、より単純な光学素子アセンブリ１３２を利用することができる。
レンズ１７４の例は、接着剤等の締結物によって互いに結合されている３つの素子を含むトリプレットである。第１の素子は、２つの凸面を有し、第２の素子は、２つの凹面を有し、第３の素子は、２つの凸面を有する。
いくつかの実施形態では、リイメージャ１６２は複数の素子で形成される。この例では、リイメージャ１６２は２つの色消しダブレット１７６及び１７８を含む。ダブレット１７６は、比較的扁平な（又はわずかに凸状の）前側表面及び凹状の後側表面を有する第１の素子、並びに２つの凸面を有する第２の素子を含む。素子は、ダブレット１７６を形成するように互いに結合されている。ダブレット１７８もまた、２つの素子で作製され、これは単純に逆の順序で配置されている。リイメージャ１６２に好適なダブレット１７６の例は、Ｔｈｏｒｌａｂｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｎｅｗｔｏｎ，ＮＪ）から入手可能なモデル番号ＡＣ１２７−０１９−Ａである。ダブレット１７６及び１７８はいくつかの実施形態で同じであるが、他の実施形態は、異なる焦点距離を有する等の異なる特性を有するダブレットを利用する。
いくつかの実施形態では、コリメーター１３４は複数の素子で形成される。この例では、コリメーター１３４は、任意追加的に異なる寸法及び／又は異なる特性を有するものの、ダブレット１７６と同様に色消しダブレット１８０である。コリメーター１３４に好適なダブレット１８０の例は、Ｔｈｏｒｌａｂｓ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ（Ｎｅｗｔｏｎ，ＮＪ）から入手可能なモデル番号ＡＣ０８０−０１０−Ａである。
図１３〜１５は、フローサイトメーター１００の別の例を説明する。この例では、光学系１０８は、光線を２つ以上のビームに分離するか、又はフィルター処理するビーム分離アセンブリ１８２を含む。更に、いくつかの実施形態で光学系１０８は、分離したビームをフィルター処理するための２つ以上のフィルターマスク１２０を含む。
図１３は、フローサイトメーター１００の別の例の概略ブロック図である。この例は、図１０に示す例と、光線ＬＲを２つ以上のビームに分割するための光学系１０８内のビーム分離アセンブリ１８２の追加を除いて同様であり、これは例えば、複数のフィルターマスク１２０の追加、又は偏光若しくは波長等の追加の選択基準を可能にする。
図１、４、及び１０に示す例と同様に、フローサイトメーター１００のこの例は、フローノズル１０２、光源１０４、試料採集装置１０６、光学系１０８、センサー分析器１１０、並びに計算装置及び制御電子機器１１２を含む。光学系１０８は、焦点不感知領域に位置付けられたリイメージャ１６２、ビーム分離アセンブリ１８２、及び複数のフィルターマスク１２０を含む。光学系１０８のより詳細な例を図１４〜１５に説明する。
図１４〜１５は、図１３に示す例示的な光学系１０８の例示的な物理的実装を説明する。図１４は、光学系１０８の断面側面図である。図１５は、光学系１０８の断面平面図である。
この例では、光学系１０８は、集光光学素子アセンブリ１３２、リイメージャ１６２、コリメーター１３４、ビーム分離アセンブリ１８２、フィルターマスク１２０、及び追加の可能な光学構成部品１８４を含む。
例示的な物理的実装は、図１２に図示した例と同様である。例えば、いくつかの実施形態で集光光学素子アセンブリ１３２は、レンズ１７２及びトリプレット１７４を含み、リイメージャ１６２は、ダブレット１７６及び１７８を含み、コリメーター１３４は、ダブレット１８０を含む。
更に、いくつかの実施形態は、光線をビーム１９２及びビーム１９４等（図１５に示す）の２つ以上の分離ビームに分離するように配置され、構成されるビーム分離アセンブリ１８２を含む。この例では、ビーム分離アセンブリ１８２は、ビームスプリッター２０２及びミラー２０４を含む。ビームスプリッター２０２は、光学系１０８の光路内に位置付けられ、例えば一部の光線は、ミラー２０４に向かって反射されるように構成されて、ビーム１９４を形成し、他の一部の光線は透過して、ビーム１９２を形成する。いくつかの実施形態では、ミラー２０４はセンサー分析器に向かってビーム１９４を方向転換させるように配置され、その結果ビーム１９２及び１９４は平行である。いくつかの実施形態では、ミラー２０４は、ビーム１９４の経路に沿ってセンサー分析器１１０を配置することによって省略される。１つ以上の更なるビームスプリッターを使用することによって等、必要に応じて光線ＬＲを更なるビームに分離することができる。
別の可能な実施形態では、偏光又は波長等の他の特性に従って光線を１つ、２つ又はそれ以上のビームに分離するか、又はフィルター処理する。換言すれば、１つ以上のビームスプリッター及び様々なフィルターマスクの１つ以上を利用することによって、流体内の粒子に関する多種多様の情報を波長、偏光、放射角、及び時間依存性、又は他の特性の評価によって等、評価することができる。
それぞれの別個のビーム１９２及び１９４を次に、独立に、しかし同時にフィルター処理し、分析することができる。この例では、それぞれのビーム１９２及び１９４は、別個のフィルター１２０Ａ及び１２０Ｂを通過する。フィルター１２０Ａ及び１２０Ｂは、同じにすることができ、又は異なることができる。例えば、フィルター１２０Ａを使用して、一定の放射角θに関連した光線の選択した部分を通過させることができ、フィルター１２０Ｂを使用して、他の放射角θに関連した光線の別の選択した部分を通過させることができる。このように、センサー分析器１１０は、流体Ｆの同じ部分について放射された光線の複数部分を別個にかつ同時に評価することができる。
いくつかの実施形態は、１つ以上の追加の光学構成部品１８４を含む。追加の光学構成部品の例として、フィルター構成部品２０６、レンズ２０８、及び開口部構成部品２１０が挙げられる。
フィルター構成部品２０６は、いくつかの実施形態では、光線がセンサー分析器に渡される前に、光線を更にフィルター処理するために準備される。フィルター構成部品２０６の例として、スペクトルフィルタ、減光フィルター、及び偏光フィルターが挙げられる。
レンズ２０８Ａ及び２０８Ｂは、光線を焦点に収束させて光線に開口部構成部品２１０Ａ及び２１０Ｂを通過させるために準備される。開口部構成部品２１０Ａ及び２１０Ｂは、レンズ２０８Ａ及び２０８Ｂの焦点に位置付けられ、センサー分析器からの迷光を遮断するように構成される。追加の開口部構成部品２１０を、図１１に示す焦点１６４及び１６６のいずれか等の他の焦点で同様に含むことができる。
また、いくつかの実施形態では、パスレングスは等しい長さになるように調節される。例えば、フィルター構成部品２０６の後かつレンズ２０８の前の疑似コリメート領域内にスペースを追加又は削減することによって、ビーム１９２及び１９４を介してセンサー分析器１１０にたどり着く光に、ビームスプリッター２０２から同じ距離を移動させることができる。例えば、いくつかの実施形態では、ビームスプリッター２０２とセンサー分析器１１０との間の距離は、ビーム１９２及び１９４のパスレングスが等しくなるように、ビームスプリッター２０２とミラー２０４との間の距離と等しい距離分（フィルター構成部品２０６Ａとレンズ２０８Ａとの間で）増加する。あるいは、別の可能な実施形態で、ミラー２０４とセンサー分析器１１０との間の距離は、同じ距離だけ低減することができる。
本開示は先に説明した例を参照して新しい概念を紹介するために編成されるが、追加の実施形態を本明細書で開示した概念の様々な組み合わせより形成することができる。例えば、図１３〜１５に示すビーム分離アセンブリを、図１、４、７、又は１０に示す例に含めることができる。別の例として、図１０及び１４に示すリイメージャを図１又は４に示す例に含めることができる。これら及び本明細書で説明した他の機能の様々な組み合わせを、結果として本開示の範囲内である追加の可能な実施形態になるように作製することができる。
本明細書で説明したように、フローサイトメーター１００のいくつかの実施形態は、１つ以上のタイプのコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。コンピュータ読み取り可能な媒体は、計算装置１１２によってアクセス可能である任意の使用可能な媒体を含む。例として、コンピュータ読み取り可能な媒体には、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体及びコンピュータ読み取り可能な通信媒体が挙げられる。
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体として、コンピュータ読み取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータ等の情報を記憶するように構成された任意の装置に実装された揮発性及び不揮発性、取り外し可能及び取り外し不可能な媒体が挙げられる。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体としては、限定するものではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリー若しくは他のメモリー技術、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ若しく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若しくは他の磁気記憶装置、又は所望の情報を記憶するために使用することができ、計算装置１１２によってアクセス可能である任意の他の媒体が挙げられる。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な通信媒体を含まない。
コンピュータ読み取り可能な通信媒体は、典型的にはコンピュータ読み取り可能命令、データ構造、プログラムモジュール又は搬送波若しくは他の移送機構等の変調データ信号中の他のデータを統合し、任意の情報配信媒体を含む。用語「変調データ信号」は、その特性セットの１つ以上を有する信号又は情報を信号内に符号化するように変更された信号を指す。例として、コンピュータ読み取り可能な通信媒体には、有線ネットワーク又は直接配線接続（ｄｉｒｅｃｔ−ｗｉｒｅｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）等の有線媒体、並びに音響、無線周波数、赤外線、及び他の無線媒体等の無線媒体が挙げられる。上記の任意の組み合わせもまた、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれる。
いくつかの実施形態では、用語「実質的に」は、５％未満の偏差を指す。他の実施形態では、この用語は１％未満の偏差を指す。更に他の実施形態は、０．１％未満の偏差を有する。他の実施形態は、他の大きさの偏差を有する。
上記の様々な実施形態は、実例としてのみ提供され、本明細書に添付の特許請求の範囲を制限すると解釈されるべきではない。当業者は、本明細書に説明及び記載された例示の実施形態及び適用例に従わずに、かつ次の特許請求の範囲の真の趣旨及び範囲から逸脱することなく行うことができる様々な修正及び変更を容易に認識するだろう。

Claims (21)

  1. フローサイトメーターの光学系であって、
    流体流路に近接して位置し、光源からのビームの経路に位置合わせされて、前記流体流路内の流体によって、又は前記流体中の粒子によって、前記ビームから放射された光線を収集するように配置及び構成される集光光学素子アセンブリと、
    前記集光光学素子アセンブリから前記光線を受容するように配置されたコリメーターであって、前記光線の位置が前記集光光学素子アセンブリに対する前記流体流路の位置の変動と無関係である焦点不感知領域を通じて前記光線を方向付けるコリメーターと、
    前記光線に関連する放射角に基づいて前記光線を選択的にフィルター処理するために、前記焦点不感知領域に位置付けられたフィルターマスクと、を備える、光学系。
  2. 前記集光光学素子アセンブリと前記コリメーターとの間に光学的に配置されるリイメージャを更に備える、請求項１に記載の光学系。
  3. 前記光源がレーザーである、請求項１に記載の光学系。
  4. 前記流体によって、又は前記流体中の粒子によって、前記ビームから放射された前記光線が前方に散乱する、請求項１に記載の光学系。
  5. 前記光線が蛍光を更に含む、請求項１に記載の光学系。
  6. 前記フィルターマスクが一定の放射角を有する光線を選択的に遮断し、他の放射角を有する光線を選択的に通過させる、請求項１に記載の光学系。
  7. 前記光学系の焦点に位置付けられた迷光制御構造を更に含む、請求項１に記載の光学系。
  8. 前記光学系が、前記光学系を通過する光波長の範囲にわたって色消しである、請求項１に記載の光学系。
  9. 前記光線を別個の経路に沿った２つ以上のビームに分離するビーム分離アセンブリを更に含む、請求項１に記載の光学系。
  10. 前記フィルターマスクが、少なくとも２つのフィルターマスクを備え、各フィルターマスクが前記ビームを独立にフィルター処理するために異なる経路に沿って配置されている、請求項９に記載の光学系。
  11. 前記フィルターマスクが、前記光線の前記放射角に従って前記それぞれのビームの異なる部分を選択的に遮断し、選択的に通過させるように構成される、請求項１０に記載の光学系。
  12. 前記独立したフィルター処理が、波長及び偏光の少なくとも１つに基づいたフィルター処理を含む、請求項１０に記載の光学系。
  13. 少なくとも１つの光路を含む光学系を用いたフローサイトメーター内で放射光をフィルター処理する方法であって、
    光源によって光ビームを生成する工程と、
    流体流内へ第１の方向に前記光ビームを方向付け、前記流体流が流体路に沿って流れる流体及び該流体内の粒子を含む、工程と、
    前記流体、又は前記流体内の前記粒子から放射される光線を収集し、前記光線が前記第１の方向に対する偏向角で放射される、工程と、
    前記光線の前記放射角に少なくとも部分的に基づいてフィルターマスクで前記光線を選択的にフィルター処理する工程であって、前記光線の前記放射角に少なくとも部分的に基づいて前記光線を選択的にフィルター処理する工程が、前記集光光学素子に向かう又はこれらから離れる方向の前記流体路の移動と無関係である前記少なくとも１つの光路内の場所に、前記フィルターマスクが位置付けられる、工程と、を含む、方法。
  14. 前記光線を選択的にフィルター処理する工程が、波長及び偏光の１つに少なくとも部分的に基づいて前記光線をフィルター処理すること、を更に含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記光線を選択的にかつ独立にフィルター処理する前に少なくとも２つのビームに前記光線を分離する工程、を更に含む、請求項１３に記載の方法。
  16. 流体流路に沿って移動する、流体を提供するように構成されたフローノズルと、
    前記流体を照らす光ビームを生成するように構成された光源と、
    光学系であって、
    前記流体流路内の前記流体によって、又は前記流体中の粒子によって、前記光ビームから放射される光線を収集するために、前記流体流路に近接して位置付けられ、前記光ビームの経路に位置合わせされた集光光学素子アセンブリと、
    前記集光光学素子アセンブリから前記光線を受容するように配置されたコリメーターであって、前記光線の位置が前記集光光学素子アセンブリに対する前記流体流路の位置の変動と無関係である焦点不感知領域を通じて前記光線を方向付けるコリメーターと、
    前記光線に関連する放射角に基づいて前記光線を選択的にフィルター処理するために前記焦点不感知領域に位置付けられたフィルターマスクと、を含む、光学系と、
    前記フィルターマスクを通過する前記光線を受容し検出するように動作可能なセンサー分析器と、を備える、フローサイトメーター。
  17. 前記光ビームを少なくとも２つの別個のビームに分離する、前記コリメーターと前記フィルターマスクとの間に位置付けられたビーム分離アセンブリを更に含み、かつ第２のフィルターマスクを更に含んで、前記フィルターマスク及び第２のフィルターマスクが、異なる基準に従って前記別個のビームを独立にフィルター処理するために前記別個のビームに沿って位置付けられる、請求項１６に記載のフローサイトメーター。
  18. 前記別個の基準が異なる放射角、異なる波長、及び異なる偏光から選択される、請求項１７に記載のフローサイトメーター。
  19. 第１の放射角を有する光線がフィルターマスクによって遮断され、同じ第１の放射角を有する別の光線が第２のフィルターマスクによって通される、請求項１７に記載のフローサイトメーター。
  20. 前記フローサイトメーターがソーティングフローサイトメーターであり、計算装置及び制御電子機器を更に備え、該計算装置及び制御電子機器が前記センサー分析器からの情報を利用して前記流体中の前記粒子の分別を複数容器の間で制御する、請求項１６に記載のフローサイトメーター。
  21. 前記光学系が、前記フィルターマスクを含む複数の異なるフィルターマスクを、適切に動作させるための前記光学系の調節を必要とせずに受容するように構成される、請求項１６に記載のフローサイトメーター。
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