微粒測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本技術(shù)涉及用于通過(guò)光學(xué)方法來(lái)分析微粒的微粒測(cè)量裝置。更具體地，本技術(shù)涉及用于通過(guò)利用光照射微粒從通過(guò)流道流動(dòng)的微粒來(lái)檢測(cè)熒光或者散射光的微粒測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]使用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)(流式細(xì)胞計(jì)數(shù)器(flow cytometer))的光學(xué)測(cè)量方法被用于諸如細(xì)胞、微生物、或者脂質(zhì)體的生物微粒的分析。流式細(xì)胞計(jì)數(shù)器是一種用于利用光照射經(jīng)在流動(dòng)池、微芯片等中形成的流道中流動(dòng)的微粒，并且檢測(cè)和分析從每個(gè)微粒發(fā)出的熒光或者散射光的裝置。
[0003]例如，對(duì)于使用流式細(xì)胞計(jì)數(shù)器對(duì)從諸如細(xì)胞或者粒珠等的微粒發(fā)出的熒光的檢測(cè)，利用光照射每個(gè)微粒，作為激發(fā)光具有在預(yù)定強(qiáng)度的特定波長(zhǎng)。在通過(guò)透鏡等收集從每個(gè)微粒發(fā)出的熒光之后，采用濾光器、二向色鏡等分離并且選擇目標(biāo)波長(zhǎng)，并且通過(guò)諸如光電倍增管(PMT)的光接收元件檢測(cè)該光。
[0004]在流式細(xì)胞計(jì)數(shù)器中，形成用于使微粒大體上經(jīng)過(guò)流道的中心的層流，但是各個(gè)微?？赡茉诹鲃?dòng)位置上有變化。各個(gè)微粒的不同的流動(dòng)位置引起微粒與用于光照射或者光檢測(cè)的光學(xué)系統(tǒng)之間的位置關(guān)系的變化，使熒光或者散射光的檢測(cè)的強(qiáng)度改變，并且使數(shù)據(jù)精確度退化。因此，提出一種用于檢測(cè)微粒的流動(dòng)位置來(lái)提高檢測(cè)精確度的技術(shù)(例如，參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2)。
[0005]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的流體顆粒分析裝置中，通過(guò)象限光電二極管、區(qū)域電荷耦合器件(CCD)等檢測(cè)經(jīng)過(guò)分束器從前向散射光、側(cè)向散射光、或者后向散射光提取的檢測(cè)光(散射光)?；跈z測(cè)位置來(lái)檢測(cè)激發(fā)光的中心與鞘液流的中心之間的位移，以及調(diào)節(jié)流動(dòng)池的位置使得位移處于預(yù)定范圍內(nèi)。
[0006]此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2公開(kāi)了一種用于使用在來(lái)自微粒的散射光中產(chǎn)生的偏振角的變化，通過(guò)檢測(cè)微粒的位置信息來(lái)調(diào)節(jié)激發(fā)光的焦點(diǎn)位置或者流動(dòng)池或者微芯片的位置的技術(shù)。
[0007]引用列表
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)9-166541
[0010]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2011-149822

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012]然而，不能說(shuō)以上提及的專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2的技術(shù)對(duì)微粒在位置上的檢測(cè)具有足夠的精確度。因此，需要進(jìn)一步改善檢測(cè)精確度。
[0013]因此，本公開(kāi)內(nèi)容的目的是提供一種用于高度準(zhǔn)確地檢測(cè)通過(guò)流道流動(dòng)的微粒的位置的微粒測(cè)量裝置。
[0014]問(wèn)題的解決方案
[0015]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一種微粒測(cè)量裝置包括光照射單元和散射光檢測(cè)單元。光照射單元利用光照射通過(guò)流道流動(dòng)的微粒。散射光檢測(cè)單元檢測(cè)來(lái)自微粒的散射光。散射光檢測(cè)單元至少包括物鏡、光分離元件、第一散射光檢測(cè)器以及象散元件。物鏡收集從微粒發(fā)出的光。光分離元件將通過(guò)物鏡收集的光中的散射光劃分為第一散射光和第二散射光。第一散射光檢測(cè)器接收第一散射光。象散元件布置在光分離元件與第一散射光檢測(cè)器之間并向第一散射光施加象散。從物鏡的后側(cè)主點(diǎn)至象散元件的前側(cè)主點(diǎn)的長(zhǎng)度L與象散元件的焦距f之間的關(guān)系滿足以下公式I。
[0016][數(shù)學(xué)公式I]
[0017]1.5f ^ L ^ 2.5f
[0018]在此，“后側(cè)主點(diǎn)”表示使用從光學(xué)系統(tǒng)的前側(cè)(光照射單元側(cè))輸入的平行光以及從光學(xué)系統(tǒng)的后側(cè)(檢測(cè)器側(cè))輸出的光衍生的主點(diǎn)，并且還稱(chēng)為象側(cè)主點(diǎn)。另外，“前側(cè)主點(diǎn)”表示使用從光學(xué)系統(tǒng)的后側(cè)(檢測(cè)器側(cè))輸入的平行光以及從光學(xué)系統(tǒng)的前側(cè)(光照射單元側(cè))輸出的光衍生的主點(diǎn)，并且還稱(chēng)為物體側(cè)主點(diǎn)。
[0019]在微粒測(cè)量裝置中，光分離元件是用于將散射光分成S偏振光分量和P偏振光分量的偏振元件，并且第一散射光可以是S偏振光分量。
[0020]此外，對(duì)于象散元件，可以采用圓柱形透鏡。
[0021]在該配置中，象散元件可以布置在與y方向垂直的平面上以在象散元件的母線與沿X方向延伸的線或者沿Z方向延伸的線之間具有0°至5°的角度，其中，將光到微粒的輸入方向定義為z方向，將微粒的流動(dòng)方向定義為X方向，以及將與z和X方向垂直的方向定義為I方向。
[0022]第一散射光檢測(cè)器可以是光接收面被分成多個(gè)區(qū)域的檢測(cè)器，并且可以采用例如，象限光電二極管。
[0023]在這種情況下，第一散射光檢測(cè)器可以布置在與y方向垂直的平面上以在第一散射光檢測(cè)器的分界線(dividing line，分割線)與沿x方向延伸的線或者沿z方向延伸的線之間具有40°至50°的角度，其中，將光到微粒的輸入方向定義為z方向，將微粒的流動(dòng)方向定義為X方向，以及將與z和X方向垂直的方向定義為I方向。
[0024]此外，在該微粒測(cè)量裝置中，可以基于第一散射光的光接收位置的變化來(lái)檢測(cè)微粒的流動(dòng)位置。
[0025]當(dāng)?shù)谝簧⑸涔鈾z測(cè)器的光接收面被分成格子形狀以具有第一區(qū)域、第二區(qū)域、第三區(qū)域以及第四區(qū)域時(shí)，第一散射光檢測(cè)器可以基于第一區(qū)域的檢測(cè)值A(chǔ)與沒(méi)有鄰近于第一區(qū)域的第三區(qū)域的檢測(cè)值C之間的差值(A-C)獲取微粒的位置信息。
[0026]替代地，可以基于第一區(qū)域的檢測(cè)值A(chǔ)和沒(méi)有鄰近于第一區(qū)域的第三區(qū)域的檢測(cè)值C之間的總和(A+C)與鄰近于第一區(qū)域的第二區(qū)域的檢測(cè)值B和沒(méi)有鄰近于第二區(qū)域的第四區(qū)域的檢測(cè)值D的總和(B+D)之間的差值((A+C)-(B+D))獲取微粒的位置信息。
[0027]此外，光照射單元可以利用光照射通過(guò)包含微通道的分析芯片流動(dòng)的微粒。
[0028]發(fā)明效果
[0029]根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容，因?yàn)槲⒘Ｔ诹鲃?dòng)方向上的位置波動(dòng)的影響受到限制，所以與傳統(tǒng)的裝置相比較，可以高度準(zhǔn)確地檢測(cè)通過(guò)流道流動(dòng)的微粒的位置。
【附圖說(shuō)明】
[0030][圖1]是示出了根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第一實(shí)施方式的微粒測(cè)量裝置的示意圖。
[0031][圖2]是示出在圖1中示出的微粒測(cè)量裝置I的位置檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的示例性配置的示圖。
[0032][圖3]是示出了在圖2中示出的位置檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)光學(xué)組件的配置的示意圖。
[0033][圖4]是示出微粒10的流動(dòng)位置與通過(guò)顆粒位置檢測(cè)器7檢測(cè)的投影圖像之間的關(guān)系。
[0034][圖5]是示出與在圖3中示出的在y方向上發(fā)生位移的投影圖像的移動(dòng)的示圖。
[0035][圖6]是示出在圖3中示出的在z方向上發(fā)生位移的投影圖像的移動(dòng)的示圖。
[0036][圖7]A至C是示出在圖3中示出的X方向上發(fā)生位移的投影圖像的移動(dòng)的示圖。
[0037][圖8]A是示出檢測(cè)信號(hào)的行為的示圖以及B是示出當(dāng)微粒在流動(dòng)方向上的波動(dòng)不受限制時(shí)投影圖像的行為的示圖。
[0038][圖9]A是示出檢測(cè)信號(hào)的行為的示圖以及B是示出當(dāng)微粒在流動(dòng)方向上的波動(dòng)受限制時(shí)投影圖像的行為的示圖。
[0039][圖10]A是示出當(dāng)微粒在流動(dòng)方向上的波動(dòng)不受限制時(shí)，檢測(cè)信號(hào)的測(cè)量值的照片，以及B是示出當(dāng)微粒在流動(dòng)方向上的波動(dòng)受限制時(shí)，檢測(cè)信號(hào)的測(cè)量值的照片。
[0040][圖11]是示出了在根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的第一實(shí)施方式的變形的微粒測(cè)量裝置中的位置檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)光學(xué)組件的配置的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]以下將參照附圖詳細(xì)地描述用于實(shí)施本公開(kāi)內(nèi)容的模式。本公開(kāi)內(nèi)容不旨在局限于如下所述的每個(gè)實(shí)施方式。將按以下順序進(jìn)行描述。
[0042]1.第一實(shí)施方式
[0043](象散元件的與X軸垂直設(shè)置的母線的示例)
[0044]2.第一實(shí)施方式的變形
[0045](象散元件的與X軸平行設(shè)置的母線的示例)
[0046]〈1.第一實(shí)施方式>
[0047]作為為了解決上述問(wèn)題而進(jìn)行深入實(shí)驗(yàn)和研宄的結(jié)果，本發(fā)明人獲得如下所述的知識(shí)。在以上提及的專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2的技術(shù)中，當(dāng)利用激光束照射微粒時(shí)發(fā)出的散射光投射在光接收元件上。投射在光接收元件上的散射光對(duì)顆粒在物鏡視野(objective view)中的位置敏感，并且當(dāng)顆粒的位置改變時(shí)，其在光接收元件上的投射位置和形狀改變。
[0048]通過(guò)光接收元件檢測(cè)投射位置和形狀的變化以映射在流道中的顆粒通過(guò)位置。此夕卜，基于微粒的位置信息校正各種光檢測(cè)值，并且因此，可以在熒光和散射光的強(qiáng)度方面預(yù)期改善變化系數(shù)的值或者改善熒光光譜形狀的精確度。
[0049]另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2的技術(shù)中，在兩個(gè)方向(即，垂直于微粒流動(dòng)的方向和激發(fā)光的光軸方向)獲得微粒的位置信息，并且疊加微粒在流動(dòng)方向上的波動(dòng)，作為這兩種位置信息的誤差。在這時(shí)候，為了進(jìn)一步準(zhǔn)確地檢測(cè)微粒的流動(dòng)位置，有必要限制微粒在流動(dòng)方向上的波動(dòng)。
[0050]因此，在根據(jù)本實(shí)施方式的微粒測(cè)量裝置中，為了改善