分析装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种分析装置，该分析装置具有分析部，受光部接收来自观测对象物的散射光、透射光、荧光、或者电磁波，并将其转换为电信号，基于从所述受光部输出的所述电信号的时间轴提取信号，所述分析部基于该信号对所述观测对象物进行分析，所述观测对象物存在于被来自光源的光照射的光照射区域。

Analysis device

The present invention provides an analytical device with an analysis unit that receives light, transmitted light, fluorescence, or electromagnetic waves from the observed object by the light part, and converts it into an electrical signal, extracting a signal based on the time axis of the electrical signal output from the light subject to the signal, and the analysis part is based on the signal pair. The object of observation is analyzed, and the observation object exists in the light irradiated area irradiated by the light of the light source.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】分析装置
本专利技术涉及一种分析技术以及分析装置。本申请要求2015年10月28日在日本申请的日本特愿2015-212356号的优先权、以及2016年8月9日在美国临时申请的美国专利申请62/372321号的优先权，并将其全部内容援用至本申请。
技术介绍
例如，在专利第5534214号公报(专利文献1)中，公开了一种流式细胞仪以及使用该流式细胞仪的流式细胞术方法。下一代流式细胞术的技术是一种将先进成像技术、分子光谱学技术与流式细胞术结合的分析技术，并取得了显著的进展。以往，只能用有限的信息如荧光亮度总量来评价细胞的特征。下一代流式细胞术的技术使用包括荧光细胞图像的空间信息、分子光谱来进行评价，提高单细胞解析的质量，同时维持现有流式细胞术的吞吐量，从而飞跃性地提高单细胞解析的信息量。但是，在现有方法中，存在不能有效地利用庞大的信息量的问题，例如该庞大的信息量由单细胞图像细胞计量术生成。具体来说，有以下几点：(1)用人类有限的知识、能力不能有效地识别、处理、利用通过下一代细胞计量术由多种复杂的细胞群生成的多维且爆炸式的量的大数据；(2)在高速细胞分类时，经过“图像”重构处理的判别和细胞分选需要花费过多的时间、成本；(3)由于不能针对每个对象、测定目的而优化光拍摄法，因此会产生、处理没有用的信息，从而限制了细胞计量术整体的高速、高灵敏度、高精度化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5534214号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在流式细胞仪等分析装置中，需要快速且高精度地分析、判别观测对象。但是，在下一代流式细胞术的实际应用中，存在以下的问题：(1)用人类有限的知识、能力不能有效地识别、处理、利用通过下一代细胞计量术由多种复杂的细胞群生成的多维且爆炸式的量的大数据；(2)在高速细胞分类时，经过“图像重构”、“通过傅里叶变换而在频率空间上表示分子光谱”处理的判别和细胞分取需要花费过多的时间、成本；(3)由于不能针对每个对象、测定目的优化光拍摄法，因此会产生、处理没有用的信息，从而限制了细胞计量术整体的高速、高灵敏度、高精度化。因此，本专利技术的目的在于，提供一种在维持光学系统的基础上提高分析、判别的精度、速度的分析装置；提供一种通过快速地优化光照射区域等光学系统或检测系统来提高分析、判别的精度、速度的分析装置。解决问题的技术方案本专利技术基本上基于以下见解而提出：能够提供一种分析装置，该分析装置基于来自观测对象的光、电磁波等的信号进行分析而不进行图像化，通过机器学习优化光源系统或者检测系统之外，还利用机器学习对观测对象的分析、判别方法进行优化，从而能够快速且高精度地分析以及判别观测对象。通过将单细胞流式细胞术的各要点委托给机器学习，能够智能地测量，智能地分析、判别细胞信息的大数据。实现不受人类智慧偏见束缚的细胞分类法(1)、不拍摄细胞“图像”的高速的细胞空间信息拍摄、分析法(2)、根据对象自动优化的光拍摄法(3)，从而解决上述三个问题。首先，在细胞分类时(1)，通过机器学习对包括细胞形态、核形态、分子定位、分子信息的大量的细胞信息进行表型分析，从而进行没有人类智慧偏见影响的最佳分类。另一方面，也能够从人类、生物、遗传学观点解释机器的分类结果并对机器进行教育等，交互地进行评价。通过对机器进行教育，能够提高对特定的靶细胞的灵敏度。在空间信息拍摄、解析时(2)，在使用单像素检测元件的高速拍摄技术过程中获得的时间波形信号中，(虽然通过人眼不能识别)包括被压缩的拍摄对象的空间信息。让机器学习该一维的时间波形数据，相当于学习二维图像，且在不降低信息质量的情况下飞跃地提高处理速度。特别是专利技术人等开发了被称为动态重影成像(GMI：GhostMotionImaging)的、利用光结构与拍摄对象的相对移动且使用单像素检测元件的高速高灵敏度(荧光)成像技术，GMI生成的时间波形具有将空间信息准确地压缩成时间波形的拍摄机构，通过对该时间波形直接进行机器学习，无需将细胞空间信息以“图像”的形式重构，就能够进行与分析重构图像同样的高精度、灵敏度的细胞分析，并且能够使分析或判别显著高速化。通过该方法中的GMI时间波形的机器学习而得的细胞分类，由于能获得与通过对GMI重构图像进行机器学习而得的细胞分类相同的结果，因此也作为(1)的解决手段。在根据对象优化光拍摄法中(3)，例如，通过在GMI图像与现有相机图像之间进行机器学习，例如通过动态地修改GMI使用的光结构，能够实现图像细胞计量的高速、高灵敏度、高精度化。另外，通过将细胞计量结果、评价反馈给光拍摄法，也能够实现细胞计量目标的高灵敏度化。本专利技术的第一侧面涉及分析装置。该分析装置，具有：光源1；光照射区域3，被来自光源1的光照射；受光部7，接收来自光照射区域3中存在的观测对象物5的散射光(包括拉曼散射)、透射光、荧光、或者电磁波，并将其转换为电信号；存储部9，从受光部7接收电信号并记录；分析部11，分析由存储部9记录的与散射光、透射光、荧光、或者电磁波有关的电信号，并记录分析结果；以及光学系统控制部13，基于分析结果，优化光源1或者光照射区域3；对于该分析装置而言，优选通过机器学习对分析部11的判别算法进行优化。对于该分析装置而言，优选的是，分析部11对观测对象进行分析，而不将与散射光、透射光、荧光或电磁波有关的电信号重构为观测对象的图像。对于该分析装置而言，优选光学系统控制部13通过机器学习来优化光源1。对于该分析装置而言，优选的是，来自光源1的光具有多个光区域21，光学系统控制部13控制多个光区域21的光结构。对于该分析装置而言，优选光学系统控制部13基于电信号对观测对象物3的存在区域进行分析，并进行控制以限定光照射区域3。对于该分析装置而言，优选光学系统控制部13基于电信号对观测对象物5的疏密进行分析，并获得观测对象的疏密信息，基于疏密信息，控制光源1或者光照射区域3。对于该分析装置而言，优选还具有受光系统控制部27，该受光系统控制部27从受光部7接收电信号，并优化受光区域25，该受光区域25是光照射至受光部7的区域。对于该分析装置而言，优选受光系统控制部27通过机器学习来优化受光区域25。该分析装置的优选的利用方式是具有上述任意分析装置的流式细胞仪。该流式细胞仪具有包括光照射区域3的流动室31。该流式细胞仪优选具有分选部33，该分选部33根据分析部11的分析结果，判别观测对象，对观测对象物5进行分选。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种能够在维持光学系统的基础上提高分析、判别的精度、速度的分析装置。另外，根据本专利技术，能够提供一种分析装置，该分析装置通过快速地优化光照射区域等的光学系统或者检测系统，提高分析、判别的精度、速度。附图说明图1是表示本专利技术的分析装置的概要的概念图。图2是表示通过机器学习而对由单细胞图像生成的GMI时间序列单细胞信号进行分类的结果的照片，用于代替附图。图3是表示通过机器学习而对由单细胞图像生成的GMI时间序列单细胞信号进行分类的结果的照片，用于代替附图。图4是表示通过比较观测对象物的GMI图像与通常的相机图像，从而在维持判别精度、图像精度的同时推进光结构的优化的例子的图。图5是表示观测对象物从被图案化的照明通过的概念图。图6是表示图5所示的观测对象物发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分析装置，其中，具有分析部，受光部接收来自观测对象物的散射光、透射光、荧光、或者电磁波，并将其转换为电信号，基于从所述受光部输出的所述电信号的时间轴提取信号，所述分析部基于该信号对所述观测对象物进行分析，所述观测对象物存在于被来自光源的光照射的光照射区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.28 JP 2015-212356;2016.08.09 US 62/372,3211.一种分析装置，其中，具有分析部，受光部接收来自观测对象物的散射光、透射光、荧光、或者电磁波，并将其转换为电信号，基于从所述受光部输出的所述电信号的时间轴提取信号，所述分析部基于该信号对所述观测对象物进行分析，所述观测对象物存在于被来自光源的光照射的光照射区域。2.如权利要求1所述的分析装置，其中，还具有光学系统控制部，所述光学系统控制部基于由所述分析部分析的分析结果，控制所述光源。3.如权利要求2所述的分析装置，其中，来自所述光源的光具有多个光区域，所述光学系统控制部控制所述光区域的光结构。4.如权利要求1～3中任一项所述的分析装置，其中，所述分析部基于分析的结果更新判别算法。5.如权利要求1～4中任一项所述的分析装置，其中，基于由所述分析部分析的结果，控制所述光以及所述光照射区域。6.一种流式细胞仪，其中，具有权利要求1所述的分析装置，所述流式细胞仪包括流动室，该流动室包括所述光照射区域。7.如权利要求6所述的流式细胞仪，其中，具有分选部，该分选部基于所述分析部的分析结果，判别所述观测对象物，对所述观测对象物进行分选。8.如权利要求7所述的流式细胞仪，其中，还具有流路宽度控制部，该流路宽度控制部可变地控制在流路中移...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田祯生，佐藤一诚，藤生克仁，山口聪子，脇嘉代，板桥踊子，堀崎辽一，
申请(专利权)人：国立大学法人东京大学，国立大学法人大阪大学，
类型：发明
国别省市：日本,JP