[发明专利]光学测量装置、流量现场测量计及光学测量方法

说明书

相关申请的参考

本发明包含涉及于2009年6月11日向日本专利局提交的日本专利申请第JP 2009-140043号中所公开的主题内容，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种用于通过液流通路来光学检测样本的光学测量装置。具体而言，本发明涉及用于光学检测流过液流通路的样本的光学测量装置、使用光学测量装置的流量现场测量计(flow sitemeter)及光学测量装置所采用的光学测量方法。

背景技术

近年来，随着分析技术的发展，也开发出了在驱动微粒子流过液流通路的处理中用于测量微粒子、分析所测量的微粒子以及对所分析的微粒子进行分选的技术。在开发了所述技术的处理中，生物微粒子或普通微粒子被驱动流过液流通路。生物微粒子的典型实例为细胞和微生物，而普通微粒子的典型实例为微珠(microbead)。用于测量流过液流通路的微粒子、分析所测量的微粒子以及对所分析的微粒子进行分选的技术的典型实例为称作流量现场测量技术(flow-site-metry technique)的分析技术。流量现场测量技术的技术正在很快地发展。

流量现场测量技术为一种分析技术，根据该技术，作为分析对象的微粒子以排成一列的状态被驱动进入流体、将激光等照射到微粒子以检测由于照射而引起的由微粒子发射的荧光或散射光，基于检测的荧光或散射光，对微粒子进行测量、分析以及分选。在可以被划分为流体系统、光学系统、电学系统以及分选系统的总系统中执行流量现场测量处理。流体系统、光学系统、电学系统以及分选系统描述如下。

(1)流体系统

在流体系统中，作为分析对象的微粒子在流量单元(flow cell)(或液流通路)内排列成一行。具体而言，以确定的流速将鞘流(sheath flow)驱动进入流量单元，在这种状态下，将包括微粒子的样本流缓慢注入流量单元的中心。此时，根据层流原理(laminarflow principle)，鞘流和样本流不会彼此混合。而是，鞘流和样本流形成层流，该层流是包括流层的液流。随后，同其它的量，根据作为分析对象的每个微粒子的尺寸，调节鞘流和样本流的流速，从而驱动每个微粒子在排成一列的状态。

(2)光学系统

在光学系统中，用激光等照射作为分析对象的微粒子，并且检测微粒子由于照射而发射的荧光或散射光。驱动在流体系统(1)中处于排成一列的状态的每个微粒子流过激光照射部，并且每当一个微粒子通过激光照射部时，通过对应于每个参数的光学检测器来检测由于向微粒子的照射激光引起的微粒子发射的荧光和散射光以分析微粒子。

(3)电学系统

在电学系统中，由光学系统(2)检测的光学信息被转换成模拟电信号(为一系列电压脉冲)。随后，对得到的模拟电信号进行模拟-数字转换处理。随后，基于作为模拟-数字转换处理的结果而获取的数字数据，使用用于分析的计算机软件以在分析过程中产生提取的柱状图。

(4)分选系统

在分选系统中，完成了在流体系统(1)、光学系统(2)及电学系统(3)中执行的测量处理的微粒子在被收集之前被彼此分离。根据典型的分选方法，正负电荷被添加至完成了测量处理的微粒子，并且流量单元由具有彼此不同的电位的两个偏转板D夹在中间。根据被添加至微粒子的电荷的极性，充电的每个微粒子被两个偏转板D中的一个吸引。

诸如用于分析并分选流过液流通路的微粒子的流量现场测量技术的技术被广泛应用于诸如医学领域、制药领域、临床检查领域、食品领域、农业领域、工程领域、法医学领域以及犯罪鉴定领域的多种领域中。具体地，在医学领域的情况下，流量现场测量技术在诸如病理学、肿瘤免疫学、移植学、遗传学、再生医学以及化学疗法的子领域中起着重要作用。

如上所述，在非常广泛的各种领域中都需要用于测量流过液流通路的微粒子、分析所测量的微粒子以及分选所分析的微粒子的技术。在能够被划分为流体系统、光学系统、电学系统以及分选系统的如上所述的总系统中执行采用基于这种技术的流量现场测量技术的流量现场测量处理。用于在流体系统、光学系统、电学系统以及分选系统中执行处理所需的技术的开发正在日新月异地发展。例如，如日本专利公开第2007-101314号(下文中称作专利文献1)中所披露的，提出了一种微粒子分析装置，其中，形成包括作为分析对象的染色微粒子的微粒子悬浮液，并且向微粒子悬浮液的液流照射光，以获取具有不同种类的多种光信号(每种均反映微粒子的特性)。随后，将每种光信号转换成输出电信号，从而，即使不准备多种不同类型的信号处理电路板，也能够通过微粒子分析装置执行彼此不同的各种类型的分析。