[发明专利]微粒分选装置以及确定携带微粒的喷射流轨道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及微粒分选装置（micro-particle sorting apparatus）以及确定微粒分选装置的喷射流（ejected stream）轨道（轨迹，trajectory）的方法。更具体地，本发明涉及自动确定携带从喷嘴喷射出的微粒的液流（流体流股，fluid stream）等的轨道的微粒分选装置。

背景技术

已经存在微粒分选装置（例如，流式细胞仪（flow cytometer）），其用光、电或者磁性检测微粒例如细胞的特征，并且使微粒分馏或者分选，从而仅仅收集具有预定特征的微粒。

在用流式细胞仪分馏微粒中，首先从在流动池中形成的喷嘴处产生液流（样液和包含细胞的鞘液（sheath liquid）的层流），将振动施加到喷嘴处从而使液流转化为液滴的形式，并且将电荷施加到液滴上。然后，用电控制包含从喷嘴排出的微粒的液滴的移动方向，从而收集具有期望特征的目标微粒，并且具有不同于那些期望特征的非目标微粒分选到独立的收集容器中。

例如，在通过参考并入本文中的日本未审查专利申请公开号2010-190680中，将根据一个实施方式的微芯片流式细胞仪描述为：“微粒分选装置包括：微芯片，其中设置有包含微粒的液体流过其中的流动路径和穿过其流过流动路径的液体排出到芯片外部的空间中的喷嘴；振动元件，被构造成将液体转化为液滴的形式并且排出在喷嘴中的液滴；充电装置，用于将电荷添加到排出的液滴中；光学检测装置，用于检测流过流动路径的微粒的光学特征；一对电极，被提供以便彼此相对，移动的液滴沿着排出到芯片外部空间中的液滴的移动方向置于其间；以及两个或更多个容器，收集穿过该对电极之间的液滴”。

发明内容

在微粒分选装置中，期望设计液体收集（流体收集），使得从在流动池（flow cell）或者微芯片中形成的喷嘴处产生的液流或者液滴进入收集容器内部。因此，需要防止液流或者液滴偏离假定的方向。在现有技术中，通过用使用者目视观察，检查喷射的液流等，已经执行了偏离的预防，并且产生了关于可靠性和稳定性的问题，而且其依赖于使用者的经验水平。而且，在装置的构造中使用目视观察执行偏离的确定是极其复杂的。

期望提供能够自动检测携带微粒的喷射液流或者液滴的轨道偏离的微粒分选装置。

在本发明中，术语“微粒”广泛地包括生物相关的微粒，例如细胞、微生物、脂质体等，以及合成的颗粒，例如乳胶颗粒、凝胶颗粒、工业颗粒等。

生物相关的微粒包括构成各种细胞的染色体、脂质体、线粒体、细胞器等。细胞包括动物细胞（造血细胞等）和植物细胞。微生物包括细菌例如大肠杆菌、病毒例如烟草花叶病毒以及真菌例如酵母细胞。生物相关的微粒包括核酸、蛋白质以及生物相关的大分子，例如其复合体。工业颗粒可以是例如有机或者无机高聚合物材料、金属等。有机聚合物材料包括聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯等。无机聚合物材料包括玻璃、硅石、磁性材料等。金属包括金胶体、铝等。微粒的形状通常是球形的，然而其可以是非球形的，并且其尺寸、重量等不受具体限制。

根据本发明，提供了能够自动检测喷射液流或者液滴的轨道偏离的微粒分选装置。根据一些实施方式，流式细胞仪包括微喷嘴（micro-orifice），其被构造成喷射液流（fluidic stream）；以及成像设备，其被构造成使喷射流成像，其中喷射流是从微喷嘴喷射出的液流的至少一部分。流式细胞仪可以进一步包括至少一个处理器，其被构造成接收和处理由成像设备所成像的喷射流的图像，检测对中地（中心地，居中地，centrally）位于喷射流内的一个或多个对比点（contrasted spot），并且根据接收的图像评价喷射流的轨道。喷射流可以包括连续的液流，或者包括分离的液滴流。微喷嘴可以是微流控芯片（micro-fluidic chip）的出口喷嘴（exit orifice）。