微粒测量装置制造方法及图纸

提供一种微粒测量装置，能够精确检测在通道内流动的微粒的位置。该微粒测量装置具有用于利用光照射通道内流动的微粒的光照射单元以及用于检测从微粒发出的散射光的散射光检测器，其中该散射光检测器设有：用于收集从微粒发出的光的物镜，用于将由物镜收集的光中的散射光分离成第一散射光和第二散射光的光分离元件，用于接收S偏振光分量的第一散射光检测器，以及设置在光分离元件与第一散射光检测器之间并且向第一散射光施加象散的象散元件；并且该散射光检测器被设置使得从物镜的后侧主点至象散元件的前侧主点的长度(L)与象散元件的焦距(f)之间的关系满足以下公式(I)：1.5f≤L≤2.5f(I)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】微粒测量装置
本技术涉及用于通过光学方法来分析微粒的微粒测量装置。更具体地，本技术涉及用于通过利用光照射微粒从通过流道流动的微粒来检测荧光或者散射光的微粒测量装置。
技术介绍
使用流式细胞计数(流式细胞计数器(flowcytometer))的光学测量方法被用于诸如细胞、微生物、或者脂质体的生物微粒的分析。流式细胞计数器是一种用于利用光照射经在流动池、微芯片等中形成的流道中流动的微粒，并且检测和分析从每个微粒发出的荧光或者散射光的装置。例如，对于使用流式细胞计数器对从诸如细胞或者粒珠等的微粒发出的荧光的检测，利用光照射每个微粒，作为激发光具有在预定强度的特定波长。在通过透镜等收集从每个微粒发出的荧光之后，采用滤光器、二向色镜等分离并且选择目标波长，并且通过诸如光电倍增管(PMT)的光接收元件检测该光。在流式细胞计数器中，形成用于使微粒大体上经过流道的中心的层流，但是各个微粒可能在流动位置上有变化。各个微粒的不同的流动位置引起微粒与用于光照射或者光检测的光学系统之间的位置关系的变化，使荧光或者散射光的检测的强度改变，并且使数据精确度退化。因此，提出一种用于检测微粒的流动位置来提高检测精确度的技术(例如，参见专利文献1和2)。在专利文献1的流体颗粒分析装置中，通过象限光电二极管、区域电荷耦合器件(CCD)等检测经过分束器从前向散射光、侧向散射光、或者后向散射光提取的检测光(散射光)。基于检测位置来检测激发光的中心与鞘液流的中心之间的位移，以及调节流动池的位置使得位移处于预定范围内。此外，专利文献2公开了一种用于使用在来自微粒的散射光中产生的偏振角的变化，通过检测微粒的位置信息来调节激发光的焦点位置或者流动池或者微芯片的位置的技术。引用列表专利文献专利文献1：日本专利申请公开号9-166541专利文献2：日本专利申请公开号2011-149822
技术实现思路
本专利技术要解决的问题然而，不能说以上提及的专利文献1和2的技术对微粒在位置上的检测具有足够的精确度。因此，需要进一步改善检测精确度。因此，本公开内容的目的是提供一种用于高度准确地检测通过流道流动的微粒的位置的微粒测量装置。问题的解决方案根据本公开内容的一种微粒测量装置包括光照射单元和散射光检测单元。光照射单元利用光照射通过流道流动的微粒。散射光检测单元检测来自微粒的散射光。散射光检测单元至少包括物镜、光分离元件、第一散射光检测器以及象散元件。物镜收集从微粒发出的光。光分离元件将通过物镜收集的光中的散射光划分为第一散射光和第二散射光。第一散射光检测器接收第一散射光。象散元件布置在光分离元件与第一散射光检测器之间并向第一散射光施加象散。从物镜的后侧主点至象散元件的前侧主点的长度L与象散元件的焦距f之间的关系满足以下公式1。[数学公式1]1.5f≤L≤2.5f在此，“后侧主点”表示使用从光学系统的前侧(光照射单元侧)输入的平行光以及从光学系统的后侧(检测器侧)输出的光衍生的主点，并且还称为象侧主点。另外，“前侧主点”表示使用从光学系统的后侧(检测器侧)输入的平行光以及从光学系统的前侧(光照射单元侧)输出的光衍生的主点，并且还称为物体侧主点。在微粒测量装置中，光分离元件是用于将散射光分成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。此外，对于象散元件，可以采用圆柱形透镜。在该配置中，象散元件可以布置在与y方向垂直的平面上以在象散元件的母线与沿x方向延伸的线或者沿z方向延伸的线之间具有0°至5°的角度，其中，将光到微粒的输入方向定义为z方向，将微粒的流动方向定义为x方向，以及将与z和x方向垂直的方向定义为y方向。第一散射光检测器可以是光接收面被分成多个区域的检测器，并且可以采用例如，象限光电二极管。在这种情况下，第一散射光检测器可以布置在与y方向垂直的平面上以在第一散射光检测器的分界线(dividingline，分割线)与沿x方向延伸的线或者沿z方向延伸的线之间具有40°至50°的角度，其中，将光到微粒的输入方向定义为z方向，将微粒的流动方向定义为x方向，以及将与z和x方向垂直的方向定义为y方向。此外，在该微粒测量装置中，可以基于第一散射光的光接收位置的变化来检测微粒的流动位置。当第一散射光检测器的光接收面被分成格子形状以具有第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域时，第一散射光检测器可以基于第一区域的检测值A与没有邻近于第一区域的第三区域的检测值C之间的差值(A-C)获取微粒的位置信息。替代地，可以基于第一区域的检测值A和没有邻近于第一区域的第三区域的检测值C之间的总和(A+C)与邻近于第一区域的第二区域的检测值B和没有邻近于第二区域的第四区域的检测值D的总和(B+D)之间的差值((A+C)-(B+D))获取微粒的位置信息。此外，光照射单元可以利用光照射通过包含微通道的分析芯片流动的微粒。专利技术效果根据本公开内容，因为微粒在流动方向上的位置波动的影响受到限制，所以与传统的装置相比较，可以高度准确地检测通过流道流动的微粒的位置。附图说明[图1]是示出了根据本公开内容的第一实施方式的微粒测量装置的示意图。[图2]是示出在图1中示出的微粒测量装置1的位置检测光学系统的示例性配置的示图。[图3]是示出了在图2中示出的位置检测光学系统的每个光学组件的配置的示意图。[图4]是示出微粒10的流动位置与通过颗粒位置检测器7检测的投影图像之间的关系。[图5]是示出与在图3中示出的在y方向上发生位移的投影图像的移动的示图。[图6]是示出在图3中示出的在z方向上发生位移的投影图像的移动的示图。[图7]A至C是示出在图3中示出的x方向上发生位移的投影图像的移动的示图。[图8]A是示出检测信号的行为的示图以及B是示出当微粒在流动方向上的波动不受限制时投影图像的行为的示图。[图9]A是示出检测信号的行为的示图以及B是示出当微粒在流动方向上的波动受限制时投影图像的行为的示图。[图10]A是示出当微粒在流动方向上的波动不受限制时，检测信号的测量值的照片，以及B是示出当微粒在流动方向上的波动受限制时，检测信号的测量值的照片。[图11]是示出了在根据本公开内容的第一实施方式的变形的微粒测量装置中的位置检测光学系统的每个光学组件的配置的示意图。具体实施方式以下将参照附图详细地描述用于实施本公开内容的模式。本公开内容不旨在局限于如下所述的每个实施方式。将按以下顺序进行描述。1.第一实施方式(象散元件的与X轴垂直设置的母线的示例)2.第一实施方式的变形(象散元件的与X轴平行设置的母线的示例)<1.第一实施方式>作为为了解决上述问题而进行深入实验和研究的结果，本专利技术人获得如下所述的知识。在以上提及的专利文献1和2的技术中，当利用激光束照射微粒时发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对颗粒在物镜视野(objectiveview)中的位置敏感，并且当颗粒的位置改变时，其在光接收元件上的投射位置和形状改变。通过光接收元件检测投射位置和形状的变化以映射在流道中的颗粒通过位置。此外，基于微粒的位置信息校正各种光检测值，并且因此，可以在荧光和散射光的强度方面预期改善变化系数的值或者改善荧光光谱形状的精确度。另一方面，在专利文献1和2的技术中，在两个方向(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微粒测量装置，包括：光照射单元，被配置为利用光照射通过流道流动的微粒；以及散射光检测单元，被配置为检测来自所述微粒的散射光，所述散射光检测单元至少包括：物镜，被配置为收集从所述微粒发出的光；光分离元件，被配置为将通过所述物镜收集的所述光中的所述散射光划分为第一散射光和第二散射光；第一散射光检测器，被配置为接收所述第一散射光；以及象散元件，布置在所述光分离元件与所述第一散射光检测器之间，所述象散元件被配置为向所述第一散射光施加象散，其中从所述物镜的后侧主点至所述象散元件的前侧主点的长度L与所述象散元件的焦距f之间的关系满足以下公式(I)1.5f≤L≤2.5f    (I)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.15 JP 2012-2279541.一种微粒测量装置，包括：光照射单元，被配置为利用光照射通过流道流动的微粒；以及散射光检测单元，被配置为检测来自所述微粒的散射光，所述散射光检测单元至少包括：物镜，被配置为收集从所述微粒发出的光；光分离元件，被配置为将通过所述物镜收集的所述光中的所述散射光划分为第一散射光和第二散射光；第一散射光检测器，被配置为接收所述第一散射光；以及象散元件，布置在所述光分离元件与所述第一散射光检测器之间，所述象散元件被配置为向所述第一散射光施加象散，其中从所述物镜的后侧主点至所述象散元件的前侧主点的长度L与所述象散元件的焦距f之间的关系满足以下公式(I)1.5f≤L≤2.5f(I)。2.根据权利要求1所述的微粒测量装置，其中，所述光分离元件是被配置为将所述散射光分成S偏振光分量和P偏振光分量的偏振元件，并且所述第一散射光是所述S偏振光分量。3.根据权利要求1所述的微粒测量装置，其中，所述象散元件是圆柱形透镜。4.根据权利要求3所述的微粒测量装置，其中，当将光对所述微粒的输入方向定义为z方向，将所述微粒的流动方向定义为x方向，并将与所述z方向和所述x方向垂直的方向定义为y方向时，所述象散元件布置在与所述y方向垂直的平面上以在所述象散元件的母线与沿所述x方向延伸的线或者沿所述z方向延伸的线之间具有0°至5°的角度。5.根据权利要求1所述的微粒测量装置，其中，所述第一散射光检测器是具有被分成多个区域的光接收面的检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内太一，今西慎悟，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本;JP