一种微小粒子分析装置及微小粒子分析方法，该微小粒子分析装置包括：被构造为利用激光束照射在流路中流动的微小粒子的光照射单元，以及被构造为检测由被激光束照射的微小粒子发出的光的检测单元。在该微小粒子分析装置中，光照射单元至少包括由半导体激光器构成的光源，将由光源产生的激光束的光束形状转变成顶帽型光束形状的光纤，以及被构造为向光源提供驱动电流的光源驱动控制单元，该驱动电流通过将高频电流叠加到直流上来获得。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种用于光学检测诸如微小粒子等样品的微小粒子分析装置以及微小粒子分析方法。具体地，本技术涉及一种用半导体激光器作为光源的微小粒子分析装置以及微小粒子分析方法。
技术介绍
通常，在识别诸如细胞、微生物以及脂质体等生理相关的微小粒子时，采取使用流式细胞仪(流式细胞术)的光学测量法(例如，由札Nakauchi主编的“细胞工程附刊、实验方案系列、自由流式细胞仪”(“Cell Engineering Additional Volume, ExperimentalProtocol Series,Freely Flow Cytometry”)，第二版，株式会社秀润社(Shujunsha Co.),2006年8月31日出版)。流式细胞术是一种用具有特定波长的激光束照射在流路中线形 流动的微小粒子，并从而检测由每个微小粒子发出的荧光或散射光以便逐个识别多个微小粒子的方法。具体地，在流路中，由包括作为测量对象的微小粒子的样品液和围绕该样品液流动的鞘液形成层流，从而将包括在样品液中的多个微小粒子排成一列。当把激光束照射到这一状态下的流路上时，微小粒子逐个横向通过激光束。此时，用诸如电荷耦合器件(CCD)和光电倍增管(PMT)等的光学检测器检测由激光束激发出的并且由每个微小粒子发出的荧光和/或散射光。随后，将由光检测器检测到的光转换成电信号并数字化，并且进行统计分析以确定每个微小粒子的种类、尺寸、结构等。同时，为了在上述流式细胞术中定量且稳定地分析样品，优选恒定地保持照射到样品的激发光(激光束)的光量稳定。然而，激发光(激光束)的光斑通常诸如约有几十个微米小，而且光斑内会发生三维方向(光轴深度方向和垂直于光轴的方向)上的功率密度变化。因此，在现有技术中，提出了一种控制激光驱动以减小来自光源的噪声的微小粒子分析装置(参照日本待审查专利申请公开第5-232012号、日本待审查专利申请公开第9-178645号、日本待审查专利申请公开第2009-53020号以及日本待审查专利申请公开第2005-172465号)。例如，在日本待审查专利申请公开第5-232012号所公开的装置中，用单模振荡型半导体激光器作为光源，控制激光器电流以稳定内置于激光器的光量传感器的输出，并且当检测到模式跳变时，切换在激光器的温度控制中的预设温度。在日本待审查专利申请公开第9-178645号所公开的装置中，由输出通过在直流上叠加高频成分而获得的驱动电流的激光驱动电路来驱动作为光源的激光二极管，从而将该激光二极管的纵模转变为多模。在日本待审查专利申请公开第2009-53020号所公开的装置中，根据由直流驱动电路输出的直流的强度来控制由高频波叠加电路输出的高频波的振幅，从而使激光二极管产生多模振荡。此外，在日本待审查专利申请公开第2005-172465号所公开的装置中，将来自振荡器的高频电流成分叠加到半导体激光器的驱动电流上，从而使半导体激光器的振荡中心波长跟随共振波长。
技术实现思路
在诸如流式细胞仪的微小粒子分析装置中，检测信号由于激发光(激光束)的照射斑点的偏移会大幅改变。因此，必须恒定地保持照射斑点的位置稳定，以便使装置的性能稳定并且提高测量精度。然而，在使用单模光纤的情况下，即使必须严格控制激发光的斑点位置偏移，实际由于施加给装置的振动、温度变化等也很容易发生偏移，而且还有随时间推移而自然发生偏移的情况。特别地，在通过使用微芯片进行测量的情况下，只要交换了芯片就必须进行光轴调整。而且，芯片中形成的流路的位置精度和将芯片附接到装置上的精度均会产生影响，从而当进行了不适当的调整时，检测信号被不利地劣化。另一方面，当像日本待审查专利申请公开第5-232012号、日本待审查专利申请公开第9-178645号、日本待审查专利申请公开第2009-53020号以及日本待审查专利申请公开第2005-172465号所公开的装置那样控制激光驱动时，可以使照射斑点的光量等稳定。然而，现有技术中的这些技术的前提针对的是单模光纤的使用。因此，若将这些技术用于顶帽光纤(top-hat fiber)，斑点中光束强度的轮廓是不均一的，并且会产生散斑，降低了取决于斑点位置和细胞流经的流路的位置的检测信号的信噪比(S/N比)。 期望提供一种由光源引起的噪声极少产生且在使用微芯片的测量中能够稳定地进行高精度测量的微小粒子分析装置和微小粒子分析方法。根据本技术实施方式的微小粒子分析装置包括被构造为利用激光束照射在流路中流动的微小粒子的光照射单元，以及被构造为检测由被激光束照射的微小粒子发出的光的检测单元。在该微小粒子分析装置中，光照射单元至少包括由半导体激光器构成的光源，将由光源产生的激光束的光束形状转变成顶帽型光束形状的光纤，以及被构造为向光源提供驱动电流的光源驱动控制单元，该驱动电流通过将高频电流叠加到直流上来获得。在该装置中，光源驱动控制单元可至少包括高频振荡器、宽带放大器和电流开关电路，且高频振荡器、宽带放大器和电流开关电路可以以直流方式耦合。在该情况下，电流开关电路可以是发射极耦合电路，且可基于从不与光源连接的输出端取出的平均电流来调节叠加电流。此外，光纤的位于输出端一侧的纤芯的截面形状可以是矩形和大致矩形之一。根据本技术另一实施方式的微小粒子分析方法包括在使得从由半导体激光器构成的光源发出的激光束入射到光纤上、并且通过光纤将激光束的光束形状转变为顶帽型光束形状之后，用转变后的激光束照射在流路中流动的微小粒子，以及检测由被激光束照射的微小粒子发出的光。在该微小粒子分析方法中，通过将高频电流叠加到直流上而获得的驱动电流被提供给光源。根据本技术的实施方式，激发光经由顶帽光纤而被照射，而且将大振幅高频电流叠加到作为光源的半导体激光器的驱动电流上，从而由光源引起的噪声极少产生，并且在使用微芯片的测量中能够稳定地进行高精度测量。附图说明图I示意性示出了根据本技术实施方式的微小粒子分析装置的结构；图2A示出了从顶帽型光纤发出的激光束的光束强度，且图2B示出了激光束的光斑形状；图3示出了光源驱动控制单元的结构；图4示出了图3所示的高频驱动电路的操作；以及图5示意性示出了根据本技术实施方式的变形例的微小粒子分析装置的结构。具体实施例方式下文将参照附图对本技术的实施方式进行详细描述。应当注意的是，本技术不限于以下所述实施方式。该描述将按照以下顺序进行。 I.实施方式(配置有光源驱动控制单元的微小粒子分析装置的实例)。2.实施方式的变形例(配置有声光元件以及光源驱动控制单元的微小粒子分析装置的实例)。〈I.实施方式〉[微小粒子分析装置的整体结构]首先描述根据本技术实施方式的微小粒子分析装置的结构。图I示意性示出了根据本技术实施方式的微小粒子分析装置的结构。如图I所示，本实施方式的微小粒子分析装置I包括用光束照射在样品流4中线形流动的微小粒子5的光照射单元2、以及检测由被激光束照射的微小粒子5发出的荧光和/或散射光的检测单元3。[光照射单元2]光照射单元2至少包括产生作为激发光的激光束的光源21、将由光源21发出的激光束的光束形状(pattern，模式)转变为顶帽型光束形状的光纤25、以及控制光源21的驱动的光源驱动控制单元27。如果需要，光照射单元2还可包括准直透镜22、镜23以及聚本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微小粒子分析装置，包括：光照射单元，被构造为利用激光束照射在流路中流动的微小粒子；以及检测单元，被构造为检测由被所述激光束照射的所述微小粒子发出的光；其中，所述光照射单元至少包括：光源，由半导体激光器构成，光纤，将由所述光源产生的所述激光束的光束形状转变为顶帽型光束形状，以及光源驱动控制单元，被构造为向所述光源提供驱动电流，所述驱动电流通过将高频电流叠加到直流上来获得。
【技术特征摘要】
2011.03.31 JP 2011-0806211.一种微小粒子分析装置，包括 光照射单元，被构造为利用激光束照射在流路中流动的微小粒子；以及 检测单元，被构造为检测由被所述激光束照射的所述微小粒子发出的光；其中， 所述光照射单元至少包括 光源，由半导体激光器构成， 光纤，将由所述光源产生的所述激光束的光束形状转变为顶帽型光束形状，以及 光源驱动控制单元，被构造为向所述光源提供驱动电流，所述驱动电流通过将高频电流叠加到直流上来获得。2.根据权利要求I所述的微小粒子分析装置，其中，所述光源驱动控制单元至少包括高频振荡器、宽带放大器和电流开关电路，并且所述高频振荡器、所述宽带放大器和所述电流开关电路以直流方式耦合。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：棚濑广宣，外石满，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。