TW202032104A - 流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器 - Google Patents
流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202032104A TW202032104A TW109102607A TW109102607A TW202032104A TW 202032104 A TW202032104 A TW 202032104A TW 109102607 A TW109102607 A TW 109102607A TW 109102607 A TW109102607 A TW 109102607A TW 202032104 A TW202032104 A TW 202032104A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- flow cell
- light
- flow path
- flow
- particle counter
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 102
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 163
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 107
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 82
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 34
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 15
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 7
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1404—Handling flow, e.g. hydrodynamic focusing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/02—Investigating particle size or size distribution
- G01N15/0205—Investigating particle size or size distribution by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/06—Investigating concentration of particle suspensions
- G01N15/075—Investigating concentration of particle suspensions by optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1434—Optical arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1456—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals
- G01N15/1459—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry without spatial resolution of the texture or inner structure of the particle, e.g. processing of pulse signals the analysis being performed on a sample stream
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N2015/1022—Measurement of deformation of individual particles by non-optical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N2015/1486—Counting the particles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N2015/1493—Particle size
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/0303—Optical path conditioning in cuvettes, e.g. windows; adapted optical elements or systems; path modifying or adjustment
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N21/03—Cuvette constructions
- G01N21/05—Flow-through cuvettes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optical Measuring Cells (AREA)
Abstract
本發明提供流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器。流體中懸浮物質測定用流動池具備:主體,至少規定的部位由具有透光性的材料形成,以及流路,形成在所述主體的內部,兩端的開口形成在所述主體的大致相同方向的外表面,供流體流動,所述流路具有配置在對置的平面狀的兩個壁面之間的規定區間,所述規定的部位包括所述規定區間。
Description
本發明涉及流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器。
以往,用於連續地測定多個試樣液體的具備多個流動池的測定裝置已被公眾所知(例如,參照日本專利發明公報特開2002-243632號)。在所述測定裝置中,照射光學系統和受光光學系統固定在規定的位置。另一方面,在水平方向上排列的多個流動池設置成能夠作為整體移動。透過以將測定對象的流動池排列在照射光學系統的光路上的方式,使多個流動池整體在水平方向上移動,實施定位。之後,進行試樣液體的測定。
流體中懸浮物質測定用流動池具備:主體,至少規定的部位由具有透光性的材料形成;以及流路,形成在所述主體的內部,兩端的開口形成在所述主體的大致相同方向的外表面,供流體流動,所述流路具有配置在對置的平面狀的兩個壁面之間的規定區間,所述規定的部位包括所述規定區間。
在下面的詳細說明中,出於說明的目的,為了提供對所發明的實施方式的徹底的理解,提出了許多具體的細節。然而,顯然可以在沒有這些具體細節的前提下實施一個或更多的實施方式。在其它的情況下,為了簡化製圖,示意性地示出了習知的結構和裝置。
根據上述的現有技術,伴隨著流動池的移動,與各流動池連接的配管也移動。此時,從移動或撓曲的配管的內壁等產生微小的粒子。這種粒子在檢測試樣液體所含的粒子時可能會成為雜訊源。因而,由於配管的移動,試樣液體中的粒子的檢測精度有可能降低。此外,即便在具備一個流動池的測定裝置中,根據配管的連接方式,配管也容易移動。因此,同樣地,試樣液體中的粒子的檢測精度有可能降低。
在此,本發明的一個目的在於提供高精度地檢測試樣流體中的粒子的技術。
本發明的一個方式提供以下的流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器。另外,以下的括號中的語句僅是示例性的,本發明的方式並不限定於此。
(流體中懸浮物質測定用流動池)
本發明的一個方式的流體中懸浮物質測定用流動池(本流體中懸浮物質測定用流動池)具備:主體,至少規定的部位由具有透光性的材料形成;以及流路,形成在所述主體的內部,兩端的開口形成在所述主體的大致相同方向的外表面,供流體流動,所述流路具有配置在對置的平面狀的兩個壁面之間的規定區間,所述規定的部位包括所述規定區間。
優選為,在本流體中懸浮物質測定用流動池中,流路作為兩端的開口而具有流入流體的流入口以及排出流體的排出口。流路包括從流入口沿著規定方向延伸的導入流路、從排出口沿著規定方向延伸且與導入流路平行的排出流路、以及沿著與規定方向正交的方向延伸且與導入流路和排出流路的端部分別連接的中繼流路,形成一條流道。在導入流路的一個部位,平面狀的兩個壁面在中繼流路延伸的方向上對置。
本流體中懸浮物質測定用流動池是測定流體中懸浮的物質時使用的流動池。在本流體中懸浮物質測定用流動池(其主體)中,至少規定的部位(照射光通過的部位)由具有透光性的材料形成。此外,在本流體中懸浮物質測定用流動池的內部形成有供流體通過的流路。該流路具有規定區間(導入流路的一個部位)。該規定區間配置在對置的平面狀的兩個壁面(例如,上下的壁面)之間。流路的兩端的開口分別形成在本流體中懸浮物質測定用流動池的相同方向的外表面。這兩個開口成為流體的出入口。在測定時,在本流體中懸浮物質測定用流動池連接兩個配管。
此處,在兩個開口(流路的兩端)設置在不同方向的外表面的情況下,與各開口連接的兩條配管必然朝不同方向伸出。根據伸出的方向,難以使上述配管穩定在一定的位置。並且,當在測定中配管移動時,由於該移動,有可能從配管的內壁等產生微小的粒子。此外,在測定時,為了從流體中的懸浮物質放出光而照射照射光。如果移動的配管與通過流動池後的照射光干涉,則有可能產生反射光並向流動池入射。這些現象都有可能在測定流體中的物質時成為雜訊源。
與此相對,在上述方式的本流體中懸浮物質測定用流動池中,流路的兩端的開口形成在大致相同方向的外表面。因此,容易使配管穩定在一定的位置。進而,不用擔心配管延伸到可能會與通過本流體中懸浮物質測定用流動池的照射光發生干涉的位置。因而,根據上述方式的本流體中懸浮物質測定用流動池,能夠防止因配管的移動而引起的雜訊的產生。其結果是,能夠提高懸浮物質的測定精度。
更優選為,本流體中懸浮物質測定用流動池還具備聚光部,該聚光部設置於與在所述流體流入的方向上使所述導入流路假想地延長的位置相當的部位,具有能夠在所述流體流入的方向上聚集光的光軸。
在上述方式的本流體中懸浮物質測定用流動池中,透過流入到導入流路的流體中的懸浮物質與照射光的作用而從懸浮物質放出的光由設置在導入流路的延長上的位置的聚光部(聚光透鏡)聚光。因而,根據上述方式的流體中懸浮物質測定用流動池,能夠在較近的位置有效地聚集從懸浮物質放出的光。因而,能夠進一步提高懸浮物質的測定精度。
更優選為,在本流體中懸浮物質測定用流動池中,在流路的規定區間內形成有流體所含的懸浮物質的檢測區域。
在上述方式的本流體中懸浮物質測定用流動池中,透過向平面狀的兩個壁面所對置的流路的規定區間照射照射光,在流路的規定區間內形成檢測區域。因而,在檢測區域中,透過懸浮物質與照射光的作用而從懸浮物質放出的光例如由設置在導入流路的延長上的位置的聚光部(聚光透鏡)聚光。此處,為了抑制在壁面的漫反射,需要以奈米等級對表面的凹凸進行鏡面加工。為了進行該鏡面加工,壁面優選為平面。根據上述方式的本流體中懸浮物質測定用流動池,兩個壁面如上所述形成為平面狀。因此,在照射光通過檢測區域的前後(在照射光通過平面狀的兩個壁面時),能夠盡可能地抑制可能由流路的壁面與試樣流體的界面產生的雜訊。其結果是,能夠進一步提高懸浮物質的測定精度。
(粒子計數器)
本發明的一個方式的粒子計數器(本粒子計數器),具備:上述任一方式的本流體中懸浮物質測定用流動池;光源,射出照射光;照射光學系統,使照射光通過兩個壁面並向流路的規定區間照射;以及受光光學系統,接受從通過檢測區域的粒子產生的放出光,檢測區域透過向規定區間照射照射光而形成在流路內。
上述方式的本粒子計數器具備具有上述特徵的本流體中懸浮物質測定用流動池。因此,能夠在配管穩定在一定的位置且不會伸出到可能會與通過本流體中懸浮物質測定用流動池的照射光發生干涉的位置的狀態下,進行粒子的檢測和粒子的計數。因而,根據上述方式的本粒子計數器,能夠抑制因配管的移動而引起的雜訊的產生。因此,能夠高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。
優選為,在本粒子計數器中,受光光學系統接受由聚光部聚集的放出光。
在上述方式的本粒子計數器中,從通過檢測區域的粒子產生的放出光,首先由設置於本流體中懸浮物質測定用流動池的聚光部聚光。然後,由本流體中懸浮物質測定用流動池的聚光部聚集的放出光隨後由受光光學系統接受。因而,根據上述方式的本粒子計數器,能夠使從粒子的放出光在接近檢測區域的位置有效地聚光。進而,根據上述方式的本粒子計數器,能夠使聚光部和受光光學系統一體地發揮功能以及發揮它們的聚光能力。
更優選為,在本粒子計數器中,照射光學系統使照射光以照射光的光線束的中心通過規定區間的兩個壁面但不通過流路的其他區間的角度向流體中懸浮物質測定用流動池入射。
在上述方式的本粒子計數器中,以特定的角度向本流體中懸浮物質測定用流動池入射照射光。照射光的光線束的中心(即,能量密度高的部分)通過規定區間的兩個壁面,而不通過流路的其他區間(流路中的除了規定區間之外的區間)。因而,根據上述方式的本粒子計數器,能夠使通過規定區間(檢測區域)的照射光不與流路的其他區間實質上干涉地射出到本流體中懸浮物質測定用流動池的外部。因此,能夠將因向流路的其他區間的干涉而引起的雜訊的產生防患於未然。其結果是,能夠進一步高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。此外,將通過照射光的流體的部分設為最小限度,由此能夠抑制過度的溫度上升。
更優選為,本粒子計數器在相對於本粒子計數器的主體固定的位置還具備多流動池。該多流動池包括以形成多個流路的排列的方式在與導入流路延伸的第一方向以及中繼流路延伸的第二方向均正交的第三方向上排列的多個流體中懸浮物質測定用流動池,相對於粒子計數器的主體的位置被固定。另外,在本說明書中,將包括多個具有透過向規定位置照射照射光而形成的粒子的檢測區域的流路的流動池稱為多流動池。在該多流動池的內部排列有多個所述流路。
在多流動池中,沿著與導入流路延伸的方向(例如進深方向、Y方向)和中繼流路延伸的方向(例如高度方向、Z方向)均正交的方向(例如寬度方向、X方向)排列多個本流體中懸浮物質測定用流動池。由此,形成多個流路的排列。此外,多流動池的位置相對於本粒子計數器的主體被固定(多流動池與主體的相對的位置關係實質上一定而不變化)。
在上述方式的本粒子計數器中,與形成在多流動池的內部的流路的個數、即在多流動池的內部排列的本流體中懸浮物質測定用流動池的個數對應的個數的配管,與形成在多流動池的內部的流路連接。例如,在排列10個本流體中懸浮物質測定用流動池時,配管的個數成為20個。在各個本流體中懸浮物質測定用流動池中,流路的兩端的開口形成在大致相同方向的外表面。多個本流體中懸浮物質測定用流動池在沿著該外表面的方向上排列。因此,即便所連接的配管個數較多,這些配管也全部從多流動池朝相同方向伸出。因而,根據上述方式的本粒子計數器,容易使配管穩定在一定的位置。進而,能夠抑制配管延伸到可能會與通過本流體中懸浮物質測定用流動池的照射光發生干涉的位置。因此,不用擔心因配管的移動而引起的雜訊的產生。其結果是,能夠高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。此外,根據上述方式的本粒子計數器,與各流路連接的配管排列在多流動池的同一個面上。因此,確保配管用的空間僅為1個面即可。因而,該結構有助於本粒子計數器的小型化。
優選為,本粒子計數器還具備光軸移動部,該光軸移動部使向流路內入射的照射光的光軸以及受光光學系統接受的放出光的光軸沿著多個流路的排列在第三方向上移動。
在上述方式的本粒子計數器中,透過切換多流動池所具有的多個流路中要形成檢測區域的流路(作為照射光的照射目的地的流路),能夠進行其他檢測。在切換流路時,使向流路內入射的照射光的光軸以及受光光學系統接受的放出光的光軸在第三方向上移動。與此相對,多流動池不移動。因而,在上述方式的本粒子計數器中,與多流動池連接的配管不移動。因此,能夠抑制因配管的移動而引起的雜訊的產生。其結果是,能夠高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。此外,根據上述方式的本粒子計數器,難以產生因配管的移動而引起的鬆弛和龜裂等。因此,能夠防止試樣流體的漏出。
更優選為,本粒子計數器還具備焦點調整部,該焦點調整部在第一方向上調整受光光學系統的焦點。
在上述方式的本粒子計數器中,伴隨著形成檢測區域的流路的切換,在第一方向上調整受光光學系統的焦點。此外,焦點的位置在第一方向上移動。但是,多流動池仍舊不移動。因而,在上述方式的本粒子計數器中,與多流動池連接的配管也不移動。因此,能夠防止因配管的移動而引起的雜訊的產生和流體的漏出。其結果是,能夠高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。
更優選為,在本粒子計數器中,包括致動器,該致動器使支承受光光學系統的載台在所述第一方向上移動,光軸移動部包括其他的致動器,該其他的致動器使支承致動器的載台與照射光學系統一起在第三方向上移動。
在上述方式的本粒子計數器中,焦點調整部和光軸移動部分別具有致動器。焦點調整部使用本身所具有的致動器使受光光學系統在第一方向上移動。另一方面,光軸移動部使用本身所具有的致動器使照射光學系統和焦點調整部所具有的致動器一併在第三方向上移動。因而,上述方式的本粒子計數器能夠一併進行與能夠調整的要素(向流路內入射的照射光的光軸、受光光學系統接受的放出光的光軸、受光光學系統的焦點)相關的各結構(照射光學系統、受光光學系統)向相同方向的移動。由此,無需使各結構單獨地向第一方向或第三方向移動。因此,能夠高效地進行伴隨著流路的切換的光軸的移動以及焦點的調整。
更優選為,本粒子計數器還具備儲存部,該儲存部對於形成於多流動池的內部的多個流路,至少預先儲存與各個流路的位置對應的由光軸移動部移動的各光軸的第三方向上的位置,光軸移動部構成為,與要形成檢測區域的流路對應地使各光軸移動至預先儲存於儲存部的各光軸的位置。
此外,在上述方式的本粒子計數器中,更優選為,儲存部除了各光軸的位置之外,還預先儲存與各個流路的位置對應的由焦點調整部調整的第一方向上的焦點的位置,焦點調整部構成為,與要形成檢測區域的流路對應地將焦點調整到預先儲存於儲存部的焦點的位置。
在上述方式的本粒子計數器中,在製造階段中,能夠精密地調整與各流路的位置對應的、第三方向上的各光軸的位置(例如寬度方向上的坐標、X坐標)以及第一方向上的焦點的位置(例如進深方向上的坐標、Y坐標)。基於調整結果決定的與各流路對應的兩個方向上的位置(與各流路對應的X坐標和Y坐標)預先儲存於儲存部。
因而,上述方式的本粒子計數器伴隨著流路的切換,能夠透過使各光軸和焦點自動地移動與所述流路對應地預先儲存的位置所相應的距離,使向流路內入射的照射光的光軸和受光光學系統接受的放出光的光軸、以及受光光學系統的焦點移動到最適於該流路的位置。由此,能夠高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。
更優選為,在本粒子計數器中,在多流動池中,各個流體中懸浮物質測定用流動池在與成為以多流動池整體觀察時的位置的基準的部位(82)密接的狀態下被固定。此外,在上述方式的本粒子計數器中,多流動池在內部具有彈性部件,該彈性部件按壓各個流體中懸浮物質測定用流動池而使其與成為位置的基準的部位密接。
根據上述方式的本粒子計數器,在多流動池的內部,本流體中懸浮物質測定用流動池分別被牢固地固定在假定的正確位置。因此,能夠將因各本流體中懸浮物質測定用流動池的位置偏移而引起的粒子的檢測和粒子的計數的精度降低防患於未然。
更優選為,在本粒子計數器中,放出光為散射光或螢光。根據上述方式的本粒子計數器,能夠選擇散射光或者螢光中根據試樣流體所含的粒子的性質而更容易接受的光,作為受光對象。因而,能夠提高粒子的檢測和粒子的計數的精度。
根據以上本發明的一個方式,能夠高精度地檢測試樣流體中的粒子。
以下,參照附圖對本發明的實施方式進行說明。另外,以下的實施方式為優選的示例,本發明的技術並不限定於所述示例。
(粒子計數器的結構)
圖1是簡要地表示一實施方式的粒子計數器1的立體圖。為了容易理解實施方式,在圖1中,省略了一部分的構成部的圖示。另外,粒子計數器1為粒子計數裝置的一個方式。
粒子計數器1包括光源20、反射鏡30、照明用透鏡40、多個流動池10和受光單元50等。這些粒子計數器1的各構成部利用未圖示的夾具等直接或間接地支承於傳感器基座2。在傳感器基座2的底面設置有多個腳部3。腳部3由能夠吸收振動的防振橡膠等的彈性部件形成。由此,能夠抑制在周圍產生的振動向各構成部傳遞。此外,粒子計數器1收納於省略圖示的框體。因而,傳感器基座2以及未圖示的框體等在結構上成為粒子計數器1的主體部分(計數器主體、主體)。
在粒子計數器1的設置狀態或使用狀態下,在將傳感器基座2的長邊方向設為計數器主體的寬度方向、將與其正交的方向設為前後(進深)方向的情況下,多個流動池10在寬度方向上排列。各流動池10在其正面側具有試樣流體的入口和出口。在各入口和各出口分別連接有配管。各流動池10固定於在圖1中省略圖示的流動池保持架6(參照圖6)的內部。上述多個流動池10作為一體而包含在流動池單元(多流動池)80(參照圖2A和圖2B)中。流動池保持架6(參照圖6)安裝於流動池基座5(參照圖2A和圖2B),由傳感器基座2間接地支承。
另外,在本實施方式中,10個流動池10在寬度方向上排列。但是,流動池10的個數並不限定於此。參照其他附圖在後面詳細敘述流動池單元的內部結構。此外,在以下的說明中,將第三方向亦即多個流動池10所排列的方向(計數器主體的寬度方向)稱為「X方向」,將沿著X方向延伸的軸稱為「X軸」。
光源20固定於傳感器基座2。光源20將規定的波長的照射光La(例如雷射)以能夠視為平行的範圍的擴展角向X方向射出。傳感器基座2兼作光源20的散熱片,將從光源20發出的熱量高效地散熱。反射鏡30將從光源20射出的照射光La朝向流動池10內的檢測區域反射。此外,在由反射鏡30反射後的照射光La的光路上設置有照明用透鏡40。照射光La通過照明用透鏡40。能夠利用該照明用透鏡40使照射光La聚光(縮小)。由此,能夠將具有高能量密度的照射光La聚光到流動池10的檢測區域。
在流動池10的背後設置有受光單元(受光光學系統)50。受光單元50具備多個受光用透鏡、受光元件、放大器以及A/D轉換器等。為了抑制背景雜訊的受光,多個受光用透鏡收納於圓筒形狀的受光筒52。在入射照射光La的流動池10中,當試樣流體所含的粒子通過檢測區域時,從粒子產生散射光(放出光的一例)。該散射光由多個受光用透鏡聚光,由受光元件(例如光電二極管)受光,轉換為電訊號。該電訊號最終轉換為與散射光的強度對應的大小的輸出訊號。該輸出訊號被發送至控制單元90(參照圖10)。基於由輸出訊號表示的散射光的強度,針對每個粒徑進行粒子的計數。在粒子中含有螢光物質的情況下,根據照射光的波長的設定,從粒子產生螢光(放出光的一例)。透過在受光用透鏡追加用於選擇波長的光學濾波器,接受從粒子放出的螢光,能夠與散射光的情況同樣地實施計數。
另外,參照附圖在後面敘述控制單元90的結構。此外,在以下的說明中,將受光用透鏡的中心軸(以下稱為「受光軸」)稱為「Y軸」,將第一方向亦即Y軸所延伸的方向(計數器主體的前後方向)稱為「Y方向」。在將鉛垂方向設為「Z方向」的情況下,X方向、Y方向與Z方向均相互垂直。
此外,粒子計數器1具備用於使幾個構成部沿著X方向移動的X軸載台60以及用於使幾個構成部沿著Y方向移動的Y軸載台70。其中,X軸載台60設置在沿著X方向延伸的X軸致動器62的滑塊上。Y軸載台70設置在沿著Y方向延伸的Y軸致動器72的滑塊上。此外,Y軸致動器72的滑塊設置在X軸載台60上。
X軸致動器62和Y軸致動器72例如是線性致動器。X軸致動器62和Y軸致動器72將內置的馬達作為驅動源,使設置在自身的滑塊上載台沿著該線性導向件滑動。
X軸致動器62固定於傳感器基座2,將X軸馬達作為驅動源,使X軸載台60沿著X方向滑動。
Y軸致動器72固定於X軸載台60,將Y軸馬達作為驅動源,使Y軸載台70沿著Y方向滑動。在X軸載台60沿著X方向滑動時,與此相伴,由X軸載台60支承的部整體沿著X方向移動。此外,在Y軸載台70沿著Y方向滑動時,與此相伴,由Y軸載台70支承的部整體沿著Y方向移動。另外,這些部的移動在固定了以傳感器基座2為代表的計數器主體的狀態下進行。
上述的粒子計數器1的構成部中的反射鏡30和照明用透鏡40經由鉛垂支架65和保持架66固定在X軸載台60的前端。Y軸載台70經由Y軸致動器72的滑塊間接地支承於X軸載台60。此外,受光單元50固定於Y軸載台70。因而,伴隨著X軸載台60的滑動,反射鏡30、照明用透鏡40、受光單元50沿著X方向移動。伴隨著Y軸載台70的滑動,受光單元50沿著Y方向移動。
另外,X軸致動器62和Y軸致動器72各自的驅動源亦即X軸馬達和Y軸馬達並不是一定要內置於X軸致動器62和Y軸致動器72,也可以設置在X軸致動器62和Y軸致動器72的外部。在該情況下,Y軸馬達可以不支承於X軸載台60。
接下來,參照圖2A和圖2B具體說明向X方向和Y方向的移動方式。
圖2A是表示一實施方式的粒子計數器1的主視圖。流動池單元80包括多個流動池10。在流動池單元80中,多個流動池10收納於流動池保持架6(參照圖6)而一體化。流動池單元80經由流動池基座5固定於傳感器基座2。在圖示的狀態下,從光源20射出的照射光La由反射鏡30反射,通過照明用透鏡40,以向從正面側觀察時位於最右側的流動池10的檢測區域入射的方式縮小。
反射鏡30和照明用透鏡40固定在最適合以入射到位於流動池10的背後的受光單元50的受光軸上的方式縮小照射光La,使檢測區域的中心對準該受光軸上的位置。此外,與各流動池10所對應的受光軸(受光單元50)的X方向的位置對應的X軸載台60的位置(以下,稱為「X坐標」)基於製造階段的調整結果決定,並預先儲存於控制單元90。
當透過控制單元90選擇計數對象的通道時,內置於X軸致動器62的X軸馬達被驅動,X軸載台60滑動至與計數對象的通道的流動池10對應的X坐標。然後,伴隨著X軸載台60的滑動,由X軸載台60間接地支承的、反射鏡30、照明用透鏡40和受光單元50沿著X方向移動。另外,圖中灰染色所示的部分表示能夠沿著X方向移動的構成部。此外,圖中的雙點劃線表示X軸載台60滑動至與從正面側觀察時左數第三個流動池10對應的X坐標的情況下的構成部的位置。
圖2B是表示一實施方式的粒子計數器1的側視圖。從經由流動池基座5固定於傳感器基座2的流動池單元80起,與各流動池10連接的配管8從設置於框體4的正面側的配管用窗向框體4的外側延伸。在圖示的狀態下,受光筒52(受光單元50)設置在實線所示的位置。因而,受光筒52與流動池單元80之間的Y方向上的距離是恆定的。但是,由於製造階段的微米(μm)等級的加工誤差,在各流動池10的尺寸產生少許的個體差。因此,受光筒52與各流動池10的檢測區域之間的Y方向上的距離並不是恆定的。
因此,優選透過使受光單元50朝與各流動池10對應的Y方向的位置移動來修正受光筒52與各流動池10的檢測區域之間的Y方向的距離,由此高精度地調整收納於受光筒52的多個受光用透鏡的焦點的位置。透過進行這樣的調整,能夠使從奈米(nm)等級的細小粒子產生的散射光相對於受光元件精密地聚光。與各流動池10所對應的受光單元50的Y方向的位置對應的Y軸載台70的位置(以下,稱為「Y坐標」)也基於製造階段的調整結果決定,並預先儲存於控制單元90。
當透過控制單元90指定計數對象的通道時,首先,如上所述,X軸載台60滑動至與計數對象的通道的流動池10對應的X坐標。與此相伴,反射鏡30、照明用透鏡40和受光單元50沿著X方向移動。在此基礎上,內置於Y軸致動器72的Y軸馬達驅動,此次,Y軸載台70滑動至與計數對象的通道的流動池10對應的Y坐標。與此相伴,受光單元50沿著Y方向移動。另外,圖中灰染色所示的部分表示能夠沿著Y方向移動的構成部。此外,圖中的雙點劃線表示Y軸載台70滑動至相比實線所示的位置靠背面側的情況下的構成部的位置。
這樣,粒子計數器1的用戶僅透過選擇計數對象的通道,就能夠使X軸載台60和Y軸載台70滑動至與該通道的流動池10對應的坐標,即,能夠將反射鏡30、照明用透鏡40和受光單元50移動到最佳位置。由此,能夠根據所選擇的通道,高精度地調整照射光學系統的光軸、以及受光光學系統的光軸和焦點的位置。
(流動池的結構)
圖3是從側面側觀察一實施方式的流動池10的立體圖。
流動池10使用石英和藍寶石等透明材料形成為大致長方體形狀,在其內部具有大致匚字型的流路。具體而言,流動池10具有第一流路13、第二流路14和第三流路15。第一流路13從形成於正面下部的流入口11沿著Y方向延伸。第三流路15從形成於正面上部的排出口12沿著Y方向(第二方向)延伸。第二流路14與第一流路13和第三流路15的各端部相通(所謂「連通」),沿著Z方向(第三方向)延伸,形成一個流路。此外,在位於第一流路13的延長線上的位置的第二流路14的背面側的部位,設置有形成為凹形狀的凹面部18。進而,在位於該延長線上的位置的流動池10的背面側的部位,設置有形成凸形狀的聚光透鏡19。
試樣流體從流入口11流入第一流路13,經由第二流路14和第三流路15,從排出口12向外部排出。此外,照射光La從形成流動池10的底面的入射面16向流動池10入射,從形成流動池10的上表面的透過面17射出到外部。射出到流動池的外部的照射光La由未圖示的捕集器在透過面17的上方吸收。
圖4是從正面側觀察一實施方式的流動池10的垂直截面圖(沿著圖3中的IV-IV切斷線的截面圖)。
第一流路13具有矩形的截面。通過照射光La入射(照射)(被聚光)到第一流路13的中心(規定位置),在第一流路13形成試樣流體所含的粒子(懸浮物質)的檢測區域A。
照射光La從入射面16入射到流動池10。照射光La的光路從正面側觀察時相對於Z方向傾斜。更具體而言,照射光La形成在通過檢測區域A的同時不與第三流路15干涉的規定的角度,從入射面16入射到流動池10。然後,照射光La入射到第一流路13,在通過(形成)檢測區域A後,通過從第三流路15偏離的位置,從透過面17射出到外部。
此處,之所以將第一流路13的截面設為矩形是因為,在照射光La所通過的、劃分第一流路13的上下的兩個壁面使用以奈米等級進行了鏡面加工的平面。由此,能夠儘量抑制在照射光La通過形成於第一流路13的內部的檢測區域A的前後,可能會在第一流路13的壁面與試樣流體的界面產生的雜訊(多餘的光的散射和反射)。因而,在第一流路13中,只要至少照射光La所通過部位的壁面由平面形成即可。此外,在本實施方式中,第三流路15的截面形狀為圓形。但是,第三流路15的截面形狀並不限定於此。各流路13、14和15的截面積也可以根據需要適當設定。
圖5是從側面側觀察一實施方式的流動池10的垂直截面圖(沿著圖3中的V-V切斷線的截面圖)。
通過照射光La以從側面側觀察時相對於Z方向平行的狀態從入射面16向流動池10入射,由此在第一流路13形成檢測區域A。檢測區域A的中心存在於位於流動池的背後的受光單元50的受光軸上。此外,凹面部18和聚光透鏡19配置成其中心軸與受光單元50的受光軸一致。此處,為了抑制因試樣流體的折射率與流動池的折射率的不同而光被內壁面折射,使用凹面部18。透過這樣的配置,聚光透鏡19以及位於其後方的受光單元50所具備的多個受光用透鏡能夠作為一體發揮其聚光能力。
當試樣流體所含的粒子P通過檢測區域A時,透過粒子P與照射光La的相互作用,從粒子P產生作為散射光的側方散射光Ls。該側方散射光Ls經由凹面部18被聚光透鏡19以及受光單元50內的多個受光用透鏡聚光。另外,圖5中的虛線表示側方散射光Ls的散射的範圍,不表示聚光後的側方散射光Ls。此外,為了最大限度地利用聚光透鏡19的聚光角,將第二流路14的內壁的位置設定在不妨礙光向聚光透鏡19入射的位置。
通過第一流路13後的照射光La,通過既從第二流路14又從第三流路15偏離的位置,從透過面17射出到流動池10的外部。這樣,形成在流動池10的內部的3個流路13、14和15中照射光La所通過的流路僅為第一流路13。照射光La實質上不與第二流路14和第三流路15發生干涉。透過將照射光La的光路設定在這樣的位置,能夠抑制因照射光La與第二流路14或第三流路15發生干涉而引起雜訊的產生。由此,容易僅檢測從試樣流體所含的奈米(nm)等級的細小粒子產生的固有的散射光。其結果是,能夠提高粒子的檢測精度以及粒子的計數精度。
(流動池單元的內部結構)
圖6是從背面側觀察一實施方式的流動池單元80的分解立體圖。流動池單元80是包括多個流動池10的多流動池,所述多個流動池10通過固定在流動池保持架6的內部而一體化。流動池單元80包括流動池保持架6、流動池10、加壓襯套86和背板89等。
在流動池保持架6的內部形成有與流動池10的個數對應數量的收納室81(都僅對一部分標注附圖標記)。多個流動池10在單獨收納於統一劃分的上述收納室81的狀態下,由加壓襯套86朝向收納室81的內壁壓入。進而,該狀態的流動池保持架6的背面由背板89覆蓋。在背板89上穿設有孔89a以及緊固用的孔89b、89c等。孔89a是為了避免設置在流動池10的背面的聚光透鏡19與背板89的干涉(避免該干涉,使聚光透鏡19露出)而設置的。背板89透過螺釘等的緊固部件緊固於流動池保持架6。
另外,在流動池保持架6的上部,在與各收納室81的上方接觸的位置穿設有未圖示的開口。該開口是為了使透過各流動池10後的照射光逃逸而設置的。此外,在開口的上方設置有未圖示的吸收逃逸的照射光的捕集器。捕集器可以跨越流動池保持架6的上部的整體設置,也可以設置在一個流動池10的上部。在後者的情況下,根據作為檢測對象的通道的變更,該捕集器可以與受光光學系統的光軸一起沿著X方向移動,以便設置在計數對象的通道的流動池10上部。
接下來,參照圖7A和圖7B說明加壓襯套86的形狀和作用。
圖7A是表示一個實施方式的加壓襯套86的立體圖。加壓襯套86包括形成為大致四稜柱狀的下部分86a、以及上部分86b。上部分86b在形成下部分86a的一個角的延長上連續地形成,具有大致三稜柱狀。其中,上部分86b在下部分86a的角的延長上具有稜,在與該稜對置的位置具有對置面87。此外,在下部分86a沿著前後方向貫通地穿設有緊固孔88。緊固孔88是為了供將加壓襯套86整體緊固於流動池保持架6的緊固部件穿過而設置的。另外,加壓襯套86的材料由樹脂等的具有彈性的材料(例如,鐵氟龍(注冊商標))形成。
圖7B是放大表示流動池保持架6的一部分的立體圖。圖7B表示流動池10和加壓襯套86收納於流動池保持架6的狀態。此處,為了容易理解本實施方式,省略了流動池保持架6的上框(形成收納室81的上壁的部位)的圖示。
在流動池保持架6的內部,除了收納室81以外,還形成有用於載置加壓襯套86的載置台85。收納室81的寬度(X方向的尺寸)設定成比流動池10的寬度稍大,以便能夠順暢地存取流動池10。此外,在載置台85的上方形成有對置壁84。對置壁84以朝外的角度相對於收納室81的內壁設置。加壓襯套86在使對置面87與對置壁84密接的狀態下載置於載置台85。
收納於收納室81的流動池10的一個側面的整體與第一基準面82對置。與此相對,流動池10的另一側面的一部分與加壓襯套86的側面對置。載置於載置台85的加壓襯套86從另一側面朝X方向按壓流動池10而使其與第一基準面82密接。此處,第一基準面82是在決定流動池保持架6的內部的各流動池10的X方向上的位置時作為基準的面。透過加壓襯套86按壓流動池10而使其與第一基準面82密接,流動池10被固定在預先決定的準確的X方向的位置。另外,流動池保持架6的內部的各流動池10的Y方向上的位置,以形成流動池保持架6的背面的一部分的第二基準面83為基準來決定。
圖8A、圖8B和圖8C是在表示流動池單元80的組裝階段的同時說明各流動池10相對於流動池保持架6的固定方式的圖。在圖8A、圖8B和圖8C中,也省略了流動池保持架6的上框(形成收納室81的上壁的部位)的圖示。
圖8A表示流動池10收納於收納室81的階段。在該階段,由於沒有使流動池10與第一基準面82密接的要素,所以在流動池10與第一基準面82之間有可能存在微小的間隙(有時也不存在)。
圖8B表示加壓襯套86載置於載置台85的階段。在該階段,伴隨著加壓襯套86的對置面87與對置壁84密接,流動池10被加壓襯套86朝X方向按壓而與第一基準面82密接。由此,從流動池10與第一基準面82之間排除了間隙。此時,加壓襯套86相比第二基準面83的位置朝背面側稍微突出。該突出作為之後被緊固的背板89的壓入量發揮功能。
圖8C表示背板89緊固於流動池保持架6的階段。在該階段,背板89將在圖8B的階段朝背面側稍微突出的加壓襯套86朝Y方向壓入而使其與第二基準面83密接。此時,加壓襯套86被推壓到對置壁84上,被對置壁84推回。由此,在加壓襯套86產生將流動池10朝X方向壓入的力。由此,能夠使流動池10相對於第一基準面82更加牢固地密接。
另外,在正面側,圖8A~圖8C中省略圖示的配管8(參照圖9B)經由接頭與流動池10連接。該接頭具有防止試樣流體的漏出的結構。當流動池10處於收納於流動池保持架6的狀態時,該接頭被朝Y方向壓入。此時,流動池10被朝Y方向壓入,其背面與背板89密接。進而,流動池10的Y方向上的位置與第二基準面83一致。因而,流動池10在Y方向上也被固定在預先決定的準確位置。
透過形成以上的結構,能夠準確地進行與流動池保持架6(流動池單元80)的內部的各流動池10的X方向和Y方向的位置相關的定位。由此,能夠將各流動池10牢固地固定在所期望的位置。
圖9A和圖9B是流動池單元80的立體圖。其中,圖9A是將流動池單元80作為單體而從背面側觀察的立體圖。圖9B是從正面側觀察流動池單元80安裝於流動池基座5的狀態的立體圖。
在流動池單元80的背面側,能夠從穿設在緊固於流動池保持架6的背板89的孔89a目視確認設置在收納於內部的流動池10的背面的聚光透鏡19。此外,在流動池單元80的正面側,經由接頭與收納在內部的流動池10連接的配管8以排列成上下2層的狀態伸出。配管8例如是由PFA樹脂形成的具有可塑性的管。配管8實質上不與粒子計數器1的其他構成部發生干涉,從設置於框體4的正面的配管用窗引出到框體4的外側。並且,在框體4的外側,排列在下層的配管8與試樣流體的供給源的送出口連接,排列在上層的配管8與成為試樣流體的排出目的地的排出口連接。
在本實施方式的流動池10中,如上所述,流路形成為在縱型時具有大致匚字形狀。進而,試樣流體的流入口和排出口均設置成在正面的上下方向排列。因此,在各流動池10各連接兩個的配管8全部排列在流動池單元80的正面側。此外,流動池單元80經由流動池基座5固定於傳感器基座2。因此,即便計數對象的通道變更,配管8也不移動。只要沒有施加任何外在因素,配管8就停留在大致一定的位置。因而,難以產生因配管8的移動或撓曲而引起的鬆弛和龜裂等的與配管8相關的不良情況,因此無需擔心試樣流體漏出。
此處,為了與本實施方式進行比較,對排列形成為流路具有大致一條直線狀或者大致L字型的形狀的多個流動池的情況進行研究。在這些流動池中,試樣流體的流入口和排出口設置於不同的兩個面。因此,在與這兩個面對置的位置確保配管用的空間。因此,必然會招致裝置整體大型化。此外,根據配管的伸出方向,存在配管與從流動池射出的照射光干涉的可能性。或者,因伸出的配管與其他構成部接觸,配管移動或撓曲,有可能從配管的內壁等產生細小粒子。上述情況會導致光學或電雜訊的產生。這種雜訊會降低粒子的檢測精度。
與此相對,在本實施方式中,全部的配管8都排列在正面側。因此,確保配管用的空間僅為1面(正面側)即可。因而,能夠使裝置整體緊湊地彙集。此外,相對於流動池10,照射光La從底面(入射面16)入射,從上表面(透過面17)射出。因此,配管8實質上不與照射光La干涉。進而,在流動池單元80的正面側排列的全部配管8直接朝正面側延伸,向框體4的外部伸出。因此,配管8實質上不與粒子計數器1的其他構成部干涉。因此,在本實施方式中,能夠抑制因配管8而引起的雜訊。其結果是,能夠高精度地檢測粒子。
(粒子計數器的功能)
圖10是表示一實施方式的粒子計數器1的結構的功能框圖。
粒子計數器1除了用於粒子的檢測的上述各構成部以外,還具備對粒子的檢測和粒子的計數進行控制的控制單元90。控制單元90例如具有操作輸入部91、儲存部92、位置調整部93、檢測管理部94、計數部95和數據輸出部96。
操作輸入部91向用戶提供操作畫面,並且經由操作畫面接受由用戶進行的操作。用戶能夠在操作畫面中進行指示計數對象的通道的選擇、檢測的開始和結束、以及計數結果的保存等的操作。操作輸入部91向其他功能部亦即位置調整部93、檢測管理部94和數據輸出部96輸出與所接受的操作內容對應的指示。進而,操作輸入部91根據從其他功能部亦即位置調整部93、檢測管理部94和數據輸出部96輸入的內容,進行操作畫面的切換等。
儲存部92是所謂的儲存區域,儲存與粒子的檢測和粒子的計數相關的信息。在儲存部92中預先儲存有與各通道的流動池10對應的X坐標和Y坐標。
即,儲存部92對於形成於流動池單元80的內部的多個流路13~15(流動池10),至少預先儲存與各個流動池10的位置對應的由X軸致動器62移動的各光軸的X方向上的位置。這些光軸包括向流路入射的照射光La的光軸以及受光單元50接受的放出光(散射光)的光軸。
進而,儲存部92除了上述各光軸的位置以外,還預先儲存與各個流動池10的位置對應的由Y軸致動器72調整的Y方向上的受光單元50所具備的受光用透鏡53的焦點的位置。
位置調整部93當由操作輸入部91指定特定的通道時,首先從儲存部92讀出與該通道的流動池10對應的X坐標和Y坐標。然後,位置調整部93使X軸致動器62工作而驅動X軸馬達64,使X軸載台60滑動至X坐標。
即,X軸致動器62構成為,與要形成檢測區域的流動池10對應地使各光軸移動至預先儲存於儲存部92的各光軸的位置。這些光軸包括向流路入射的照射光La的光軸以及受光單元50接受的放出光(散射光)的光軸。
進而,位置調整部93使Y軸致動器72工作而驅動Y軸馬達74,使Y軸載台70滑動至Y坐標。當X軸馬達64和Y軸馬達74驅動結束時,即當X軸載台60和Y軸載台70的位置調整完畢時,成為能夠開始檢測的狀態。位置調整部93向操作輸入部91傳遞能夠開始檢測這一情況。
檢測管理部94當由操作輸入部91進行針對特定的通道的檢測開始的指示時,將光源20和受光單元50切換至工作狀態。此外,檢測管理部94當由操作輸入部91進行針對特定的通道的檢測結束指示時,將光源20和受光單元50切換至非工作狀態。當光源20和受光單元50切換至非工作狀態時,成為能夠變更計數對象的通道的狀態。檢測管理部94向操作輸入部91傳遞能夠變更通道這一情況。
另外,可以在每次檢測的開始和結束時進行光源20的工作狀態的切換。或者,也可以在粒子計數器1啟動的期間,光源20維持工作狀態不變。此外,粒子計數器1也可以構成為,不經由操作輸入部91(用戶的操作)而進行檢測的開始和結束。例如,可以以位置調整部93對載台60和70的位置調整完畢為契機,自動地開始檢測,在從檢測開始起經過規定時間後,自動地結束檢測。
當透過檢測管理部94使光源20和受光單元50工作時,從光源20射出的照射光La在被反射鏡30反射後,通過照明用透鏡40而被縮小,在該狀態下向流動池10入射。由此,照射光La在試樣流體的流路內形成檢測區域A。當試樣流體所含的粒子P通過檢測區域A時,從粒子P產生散射光亦即側方散射光Ls。該側方散射光Ls由受光用透鏡53聚光,向受光元件54入射而被接受。由受光元件54接受的側方散射光Ls轉換為與其強度相應的電訊號。該電訊號在由放大器55以規定的增益放大後,由A/D轉換器56轉換為數字訊號。然後,受光單元50將最終得到的數字訊號向計數部95輸出。
計數部95基於由受光單元50輸出的數字訊號的大小、即側方散射光Ls的強度,判斷檢測到的粒子的粒徑,針對每個粒徑對粒子進行計數。計數部95將計數的結果向數據輸出部96輸出。
數據輸出部96基於由計數部95輸出的計數結果輸出數據。數據的輸出方式可以是在結果顯示畫面的顯示、向印表機的輸出以及經由網路向其他設備的發送。當伴隨著檢測的結束,計數結果的最終數據完備時,成為能夠保存最終數據的狀態。數據輸出部96向操作輸入部91傳遞能夠保存最終數據這一情況。
另外,控制單元90可以一體地設置在粒子計數器1的內部。或者,控制單元90也可以分體地設置在粒子計數器1的外部。在後者的情況下,控制單元90經由電纜或者網路等與粒子計數器1連接。
(其他實施方式的粒子計數器的結構)
圖11是簡要地表示其他實施方式的粒子計數器101的立體圖。為了容易理解發明,在圖1中省略了一部分的構成部的圖示。
在粒子計數器101中,作為照射光La的光源使用光纖雷射器。該光源20配置在框體4的外部(未圖示)。在從光源20伸出的光纖的前端設置有光纖頭122。該光纖頭122固定於保持架166。因而,光纖頭122根據所選擇的通道,與X軸載台60連動地在X方向上移動。照射光La從光纖頭122朝向流動池10的流路射出。與上述的實施方式不同,無需使從光源射出的照射光La朝向流動池10的流路反射。因此,在本實施方式中,不設置反射鏡。此外,在使用光纖雷射器的情況下,能夠將光源配置在框體4的外部。因此,實質上無需散熱對策。透過使用這種光源,能夠使粒子計數器101進一步小型化。
(上述實施方式的優越性)
如上所述,根據上述的實施方式,能夠得到以下的效果。
(1)在流動池10中,試樣流體的出入口(流入口11、排出口12)以在正面的上下方向排列的方式設置。與各流動池10連接的全部配管排列在流動池單元80的正面側。流動池單元80經由流動池基座5固定於傳感器基座2。因此,即便在計數對象的通道變更而使照射光學系統和受光光學系統移動的情況下,流動池10也不移動。因而,根據上述的實施方式,能夠抑制因配管的移動而引起的雜訊。其結果是,能夠提高粒子的檢測和粒子的計數的精度。
(2)在流動池10中,在位於第一流路13的延長上的位置的第二流路14的背面側的部位設置有形成為凹形狀的凹面部18。進而,在位於該延長線上的位置的流動池10的背面側的部位設置有形成凸形狀的聚光透鏡19。因此,能夠將從通過檢測區域後的粒子產生的散射光在抑制其折射的同時有效地聚光到接近檢測區域的位置。
(3)照射光La以僅通過第一流路13且實質上不與第二流路14和第三流路15接觸的角度入射到流動池10。因此,能夠將照射光La與第二流路14或第三流路15干涉而引起的雜訊的產生防患於未然。其結果是,從粒子產生的散射光的檢測變得容易。
(4)粒子計數器1的用戶僅透過選擇計數對象的通道,就能夠使反射鏡30、照明用透鏡40和受光單元50移動到與該通道對應的最佳位置。因而,能夠根據所選擇的通道,高精度地調整照射光學系統的光軸以及受光光學系統的光軸和焦點的位置。
(5)流動池單元80具有能夠準確進行所收納的各流動池10的X方向和Y方向的定位的內部結構。由此,能夠將各流動池10牢固地固定在準確的位置。
(6)流動池單元80經由流動池基座5固定於傳感器基座2。即便在計數對象的通道變更而照射光學系統和受光光學系統移動的情況下,流動池10也不移動。因此,與流動池10連接的配管8難以產生鬆弛和龜裂等的不良情況。因而,根據上述的實施方式,能夠防止試樣流體的漏出。
(7)流動池10的流路形成大致匚字型。由此,與多個流動池10連接的全部配管8排列在一個面上。因此,為了配置配管8而確保的空間只要1個面即可。因而,根據上述的實施方式,能夠使粒子計數器1小型化。
上述(1)~(5)的效果都有助於試樣流體所含的奈米等級的細小粒子的高精度的檢測。因而,根據上述的實施方式,能夠提高粒子的檢測和粒子的計數的精度。
本發明的方式並不限定於上述的實施方式,能夠進行各種變形並實施。
在上述的實施方式中,在流動池保持架6的內部固定有多個流動池10。即,以粒子計數器1具有多流動池為前提。對此,也可以在流動池保持架6的內部僅固定一個流動池10。即,粒子計數器1也可以構成為具有單流動池。在這樣的方式中,也可以將與流動池10連接的配管8穩定地配置在一定的位置。因此,能夠抑制因配管8的移動而引起的雜訊的產生。其結果是,能夠提高粒子的檢測和粒子的計數的精度。
在上述實施方式的流動池單元80中,多個流動池10在一個方向上排列,在各流動池10的內部形成有一個大致匚字型的流路。也可以代替這種流動池單元80,轉而將包括在一個方向上排列的多個大致匚字型的流路的一體型的流動池(在內部形成有多個大致匚字型的流路的一個流動池)作為多流動池使用。
在上述的實施方式中,受光單元50設置成伴隨著X軸載台60和Y軸載台70的滑動而能夠在X方向和Y方向上移動。也可以取而代之,在流動池單元80的背後另行設置伴隨著X軸載台60和Y軸載台70的滑動而能夠在X方向和Y方向上移動的反射鏡。在該情況下,受光單元50也可以不移動。例如,X軸載台60也可以不支承受光單元50。此外,從試樣流體所含的粒子產生的光也可以經由反射鏡向受光單元50入射。在這樣的結構中,另行設置的反射鏡根據計數對象的通道在X方向和Y方向上移動。由此,能夠將經由反射鏡向受光單元50入射的來自粒子的光的焦點沿著其光軸高精度地調整。
在上述的實施方式中,作為受光元件54使用光電二極管。也可以取而代之,作為受光元件54使用多分割受光元件。透過使用多分割受光元件,能夠進一步提高SN比。其結果是,能夠更高精度地進行粒子的檢測和粒子的計數。
在上述的實施方式中,與流動池10連接的配管8具有足夠延伸到框體4的外側的長度。在配管8中的從設置於框體4的配管用窗向外側突出的前端部分,連接試樣流體的流入口和排出口。但是,配管8的連接方式並不限定於此。例如,也可以將配管8固定於配管用窗,在此處連接試樣流體的流入口和排出口。
在上述的實施方式中,控制單元90(檢測管理部94)切換光源20的工作狀態。也可以取而代之,另行設置能夠堵塞光源20的射出口而切斷照射光的光閘。在該情況下,由控制單元90切換光閘的開閉(遮光的有無)。
此外,作為粒子計數器1的各構成部的例子而舉出的材料和數值等僅為示例。當然能夠在實施本發明的技術時對它們進行適當變形。
出於示例和說明的目的已經給出了所述詳細的說明。根據上面的教導,許多變形和改變都是可能的。所述的詳細說明並非沒有遺漏或者旨在限制在這裡說明的主題。儘管已經透過文字以特有的結構特徵和/或方法過程對所述主題進行了說明,但應當理解的是,請求項中所限定的主題不是必須限於所述的具體特徵或者具體過程。更確切地說,將所述的具體特徵和具體過程作為實施請求項的示例進行了說明。
1:粒子計數器
2:傳感器基座
3:腳部
4:框體
5:流動池基座
6:流動池保持架
8:配管
10:流動池
11:流入口
12:排出口
13:第一流路
14:第二流路
15:第三流路
16:入射面
17:透過面
18:凹面部
19:聚光透鏡
20:光源
30:反射鏡
40:照明用透鏡
50:受光單元
52:受光筒
53:受光用透鏡
54:受光元件
55:放大器
56:A/D轉換器
60:X軸載台
62:X軸致動器
64:X軸馬達
65:鉛垂支架
66:保持架
70:Y軸載台
72:Y軸致動器
74:Y軸馬達
80:流動池單元
81:收納室
82:第一基準面
83:第二基準面
84:對置壁
85:載置台
86:加壓襯套
86a:下部分
86b:上部分
87:對置面
88:緊固孔
89:背板
89a、89b、89c:孔
90:控制單元
91:操作輸入部
92:儲存部
93:位置調整部
94:檢測管理部
95:計數部
96:數據輸出部
101:粒子計數器
122:光纖頭
166:保持架
La:照射光
A:檢測區域
P:粒子
Ls:側方散射光
圖1是簡要地表示一實施方式的粒子計數器的立體圖。
圖2A是表示一實施方式的粒子計數器的主視圖,圖2B是表示所述粒子計數器的側視圖。
圖3是表示一實施方式的流動池的立體圖。
圖4是表示一實施方式的流動池的垂直截面圖(沿著圖3中的IV-IV切斷線的截面圖)。
圖5是表示一實施方式的流動池的垂直截面圖(沿著圖3中的V-V切斷線的截面圖)。
圖6是一實施方式的流動池單元的分解立體圖。
圖7A和圖7B是表示一實施方式的加壓襯套的立體圖。
圖8A、圖8B和圖8C是用於階段性說明各流動池的固定方式的圖。
圖9A和圖9B是一實施方式的流動池單元的立體圖。
圖10是表示一實施方式的粒子計數器的結構功能框圖。
圖11是簡要地表示另一實施方式的粒子計數器的立體圖。
10:流動池
11:流入口
12:排出口
13:第一流路
14:第二流路
15:第三流路
16:入射面
17:透過面
18:凹面部
19:聚光透鏡
50:受光單元
La:照射光
A:檢測區域
P:粒子
Ls:側方散射光
Claims (16)
- 一種流體中懸浮物質測定用流動池(10),包含:一主體,至少一規定的部位由具有透光性的材料形成;以及多個流路(13~15),形成在所述主體的內部,兩端的開口形成在所述主體的大致相同方向的外表面,供一流體流動,所述流路具有配置在對置的平面狀的兩個壁面之間的一規定區間(13),所述規定的部位包括所述規定區間。
- 如請求項1所述的流體中懸浮物質測定用流動池,其中,所述流路作為兩端的開口而具有流入所述流體的一流入口(11)以及排出所述流體的一排出口(12),所述流路包括從所述流入口沿著一規定方向延伸的一導入流路(13)、從所述排出口沿著所述規定方向延伸且與所述導入流路平行的一排出流路(15)、以及沿著與所述規定方向正交的方向延伸且與所述導入流路和所述排出流路的端部分別連接的一中繼流路(14),形成一條流道,在所述導入流路的一個部位,所述平面狀的兩個壁面在所述中繼流路延伸的方向上對置。
- 如請求項2所述的流體中懸浮物質測定用流動池,其中,還包含一聚光部,所述聚光部設置於與在所述流體流入的方向上使所述導入流路假想地延長的位置相當的部位,具有能夠在所述流體流入的方向上聚集光的光軸。
- 如請求項1至3中任一項所述的流體中懸浮物質測定用流動池,其中,在所述流路的所述規定區間內形成有所述流體所含的懸浮物質的一檢測區域(A)。
- 一種粒子計數器(1),包含:請求項1至4中任一項所述的流體中懸浮物質測定用流動池;一光源(20),射出一照射光(La);一照射光學系統(30、40),使所述照射光通過所述兩個壁面並向所述流路的所述規定區間照射;以及一受光光學系統(50),接受從通過一檢測區域的粒子產生的一放出光,所述檢測區域透過向所述規定區間照射所述照射光而形成在所述流路內。
- 一種粒子計數器,包含:請求項3所述的流體中懸浮物質測定用流動池;一光源(20),射出一照射光(La);一照射光學系統(30、40),使所述照射光通過所述兩個壁面並向所述流路的所述規定區間照射;以及一受光光學系統(50),接受從通過一檢測區域的粒子產生的一放出光,所述檢測區域透過向所述規定區間照射所述照射光而形成在所述流路內,所述受光光學系統接受由所述聚光部聚集的所述放出光。
- 如請求項5或6所述的粒子計數器,其中,所述照射光學系統使所述照射光以所述照射光的光線束的中心通過所述規定區間的所述兩個壁面但不通過所述流路的其他區間(14、15)的角度向所述流體中懸浮物質測定用流動池入射。
- 一種粒子計數器,包含:請求項2或3所述的流體中懸浮物質測定用流動池;一光源(20),射出一照射光(La);一照射光學系統(30、40),使所述照射光通過所述兩個壁面並向所述流路的所述規定區間照射;以及一受光光學系統(50),接受從通過一檢測區域的粒子產生的一放出光,所述檢測區域透過向所述規定區間照射所述照射光而形成在所述流路內,所述粒子計數器還包含多流動池(80),所述多流動池(80)包括以形成多個所述流路的排列的方式在與所述導入流路延伸的一第一方向以及所述中繼流路延伸的一第二方向均正交的一第三方向上排列的多個所述流體中懸浮物質測定用流動池,相對於所述粒子計數器的一主體的位置被固定。
- 如請求項8所述的粒子計數器,其中,還包含一光軸移動部(62),所述光軸移動部(62)使向所述流路內入射的所述照射光的光軸以及所述受光光學系統接受的所述放出光的光軸沿著多個所述流路的排列在所述第三方向上移動。
- 如請求項9所述的粒子計數器,其中,還包含一焦點調整部(72),所述焦點調整部(72)在所述第一方向上調整所述受光光學系統的焦點。
- 如請求項10所述的粒子計數器,其中,所述焦點調整部包括一致動器(72),所述致動器(72)使支承所述受光光學系統的載台(70)在所述第一方向上移動,所述光軸移動部包括其他的致動器(62),所述其他的致動器(62)使支承所述致動器(72)的載台(60)與所述照射光學系統一起在所述第三方向上移動。
- 如請求項9至11中任一項所述的粒子計數器,其中,還包含一儲存部(92),所述儲存部(92)對於形成於所述多流動池的內部的多個所述流路,至少預先儲存與各個所述流路的位置對應的由所述光軸移動部移動的所述各光軸的所述第三方向上的位置,所述光軸移動部構成為,與要形成所述檢測區域的所述流路對應地使所述各光軸移動至預先儲存於所述儲存部的所述各光軸的位置。
- 如請求項10至11中任一項所述的粒子計數器,其中,還包含一儲存部(92),所述儲存部(92)對於形成於所述多流動池的內部的多個所述流路,至少預先儲存與各個所述流路的位置對應的由所述光軸移動部移動的所述各光軸的所述第三方向上的位置,所述光軸移動部構成為,與要形成所述檢測區域的所述流路對應地使所述各光軸移動至預先儲存於所述儲存部的所述各光軸的位置,所述儲存部除了所述各光軸的位置之外,還預先儲存與各個所述流路的位置對應的由所述焦點調整部調整的所述第一方向上的所述焦點的位置,所述焦點調整部構成為,與要形成所述檢測區域的所述流路對應地將所述焦點調整到預先儲存於所述儲存部的所述焦點的位置。
- 如請求項8所述的粒子計數器,其中,在所述多流動池中,各個所述流體中懸浮物質測定用流動池在與成為以所述多流動池整體觀察時的位置的基準的部位(82)密接的狀態下被固定。
- 如請求項14所述的粒子計數器,其中,所述多流動池在內部具有一彈性部件(86),所述彈性部件(86)按壓各個所述流體中懸浮物質測定用流動池而使其與成為所述位置的基準的部位密接。
- 如請求項5所述的粒子計數器,其中,所述放出光為散射光或螢光。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019-009880 | 2019-01-24 | ||
JP2019009880A JP7260308B2 (ja) | 2019-01-24 | 2019-01-24 | 流体中浮遊物質測定用フローセル及び粒子計数装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202032104A true TW202032104A (zh) | 2020-09-01 |
Family
ID=69187671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109102607A TW202032104A (zh) | 2019-01-24 | 2020-01-22 | 流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11009445B2 (zh) |
EP (1) | EP3686574A1 (zh) |
JP (1) | JP7260308B2 (zh) |
KR (1) | KR20200092263A (zh) |
CN (1) | CN111474105B (zh) |
TW (1) | TW202032104A (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3660572A4 (en) * | 2017-07-26 | 2021-06-23 | Hamamatsu Photonics K.K. | SAMPLE MONITORING DEVICE AND SAMPLE MONITORING METHOD |
US11320360B2 (en) | 2018-08-31 | 2022-05-03 | Particle Measuring Systems, Inc. | Fluid refractive index optimizing particle counter |
JP7318212B2 (ja) * | 2019-01-24 | 2023-08-01 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置、基板処理システム及び基板処理方法。 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5935130A (ja) * | 1982-08-20 | 1984-02-25 | ク−ルタ−・エレクトロニクス・インコ−ポレ−テツド | フロ−・セル |
JP3530078B2 (ja) * | 1999-07-06 | 2004-05-24 | リオン株式会社 | フローセル及びこのフローセルを用いた粒子測定装置 |
JP3609029B2 (ja) * | 2001-02-20 | 2005-01-12 | 倉敷紡績株式会社 | 検出装置及び液体試料測定装置 |
CN100344956C (zh) * | 2002-09-27 | 2007-10-24 | 理音株式会社 | 一种颗粒测量设备 |
CN101939633B (zh) * | 2008-02-07 | 2012-10-31 | 三井造船株式会社 | 荧光检测装置和荧光检测方法 |
JP6726625B2 (ja) * | 2014-06-06 | 2020-07-22 | ベックマン コールター, インコーポレイテッド | 付勢化サンプル注入フローセル |
JP6319193B2 (ja) * | 2015-06-03 | 2018-05-09 | 東京エレクトロン株式会社 | 基板処理装置及び基板処理方法 |
ITUB20153920A1 (it) * | 2015-09-28 | 2017-03-28 | Milano Politecnico | Dispositivo optofluidico. |
CN108474731B (zh) * | 2016-01-21 | 2021-09-21 | 东京毅力科创株式会社 | 异物检测装置和异物检测方法 |
WO2018123771A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光学測定用フローセル |
WO2018190162A1 (ja) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | リオン株式会社 | 粒子測定装置および粒子測定方法 |
-
2019
- 2019-01-24 JP JP2019009880A patent/JP7260308B2/ja active Active
-
2020
- 2020-01-22 CN CN202010073229.3A patent/CN111474105B/zh active Active
- 2020-01-22 EP EP20153147.2A patent/EP3686574A1/en not_active Withdrawn
- 2020-01-22 KR KR1020200008689A patent/KR20200092263A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-01-22 US US16/749,322 patent/US11009445B2/en active Active
- 2020-01-22 TW TW109102607A patent/TW202032104A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7260308B2 (ja) | 2023-04-18 |
JP2020118550A (ja) | 2020-08-06 |
CN111474105A (zh) | 2020-07-31 |
US11009445B2 (en) | 2021-05-18 |
KR20200092263A (ko) | 2020-08-03 |
CN111474105B (zh) | 2024-06-18 |
EP3686574A1 (en) | 2020-07-29 |
US20200240893A1 (en) | 2020-07-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW202032104A (zh) | 流體中懸浮物質測定用流動池和粒子計數器 | |
CN108572439B (zh) | 用于高通量测序的激光线照明器 | |
JP4726954B2 (ja) | ガスセンサーのための光空洞 | |
JP6620983B2 (ja) | 粒子検出センサ | |
TWI829855B (zh) | 粒子計數器 | |
KR102644216B1 (ko) | 입자 센싱 장치 | |
JP3951613B2 (ja) | マイクロホン | |
CN105466821B (zh) | 光纤尘埃粒子传感器 | |
JP7213932B2 (ja) | 流路デバイスおよび計測装置 | |
JP2004053405A (ja) | インラインガス分析計 | |
WO2019015947A1 (en) | PORTABLE MICROFLUIDIC DETECTION DEVICE | |
US20230204488A1 (en) | Particle counter | |
JP2010008292A (ja) | 液体試料の比重測定装置 | |
JP5394718B2 (ja) | 顕微観察装置 | |
CN109916875B (zh) | 一种激光共焦拉曼光谱仪及其光路处理方法 | |
US9851306B2 (en) | Reducing measurement variation related to optical measure of sample material | |
JP2004109011A (ja) | 散乱光測定装置 |