[发明专利]光学测量装置和设备及使用光学测量装置的微小粒子测量设备

说明书

相关申请的交叉参考

本发明含有于2007年10月18日向日本专利局提交的日本专 利申请JP2007-271041的主题，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

此发明涉及光学测量装置、光学测量设备以及使用光学测量装 置的微小粒子测量设备。

背景技术

过去，已知将诸如与活体有关的微小粒子(诸如，细胞、微生 物和核糖体)、乳胶粒子或凝胶粒子和诸如工业粒子的合成粒子的 微小粒子的流体扩散导入到微流体通道中并光学测量导入到微流 体通道中的微小粒子以辨别微小粒子的装置。

这些装置中的一个是粒子分析器，其根据合成粒子的大小和/ 或性质来辨别各种合成粒子。粒子分析器在氦等离子体中逐一激励 微小粒子，以发光来执行光谱检测，从而执行微小粒子的元素成分、 粒子大小和粒子数目的测量。

另外，对于与活体有关的微小粒子，例如，如在2006年8月 31日Hiromitsu NAKAUCHI，“Cellular Engineering Separate Volume， Experiment Protocol Series，Master Flow Cytometry，”Shujunsh的第二 版中所披露，广泛使用的是使用流式细胞计或流动血细胞计数器的 光学测量。根据流式细胞计，使诸如细胞或微珠的微小粒子流到流 槽(flow cell)中的外壳流体的层流中心，并将测量光照射在光学 检测部分中的微小粒子上以检测从微小粒子产生的散射光或荧光， 从而测量微小粒子的大小、结构等。

流式细胞计被配置为仅测量微小粒子的大小、结构等或被配置 为可以基于所测量的大小、结构等来分散期望的微小粒子。在这些 流式细胞计中，分散细胞的流式细胞计称为“细胞分类器”。市场 上的细胞分类器由Beckman Coulter有限公司、Becton、Dickinson 和Company或DAKO S/A制造。使用那些细胞分类器，可以执行 每秒几十～十万细胞的高速测量和分散。

近年来，要求用于微小粒子的这些光学测量设备具有进一步增 强的测量处理速度和进一步增强的测量精确度。尤其是对于上述的 细胞分类器，响应于再生医学的期望的提高，要求具有用于有效隔 离活体细胞中仅极少存在的干细胞的处理速度和测量精确度。

与本文所披露的发明有关，在日本专利公开第2007-46947号 (下文中称为专利文件1)的图7和8中示出了现有细胞分类器的 配置。该细胞分类器包括用于将用标有荧光的试剂涂色的细胞在流 槽中排列成行的流体或流动系统、以及用于照射多个激光束以检测 诸如散射光和荧光的检测目标光的光学系统。现有的流式细胞计的 光学系统被配置为使来自多个光源的多个测量光束汇集在形成单 一微流体通道(参看专利文件1的图7)的流槽的不同位置。

同时，日本专利公开Hei7-24309号(下文中称为专利文件2) 披露了用于粒子分离的装置，其包括粒子沿移动的微流体通道和使 扫描光照射在该微流体通道上以通过照射施加对应于粒子类型的 作用力来执行粒子分离的部件。虽然此装置具有用于将扫描光扫描 到流槽上的配置，但是此扫描光用于粒子的激光捕捉(参看专利文 件2的段0004等)。应了解，此装置同样具有用作微流体通道的流 槽的单个配置。

也已提出在玻璃或高分子材料的基板上形成精细微流体通道 并使诸如细胞的微小粒子在精细微流体通道中的水流上流动来执 行流式细胞测量以分离期望的微小粒子的技术，这是一项利用微芯 片的技术。例如，在Anne Y.Fu等人的Nature Biotechnology的17 卷的1999年11月的1109-1111页的“A microfabricated fluorescence-activated cell sorter”或Anne Y.Fu等人的Analytical Chemistry的74卷的第11号的2002年6月1日的2451-2457页的 “An Integrated Microfabricated Cell Sorter”中披露了这项技术。微 芯片形成T形微流体通道并通过改变外壳流体的流动方向(即，通 过微流体通道选择控制)使待分散的细胞与其他细胞彼此分离。

发明内容