光照射装置、微粒分析装置和光照射方法

专利名称：光照射装置、微粒分析装置和光照射方法
技术领域：
本发明涉及一种光照射装置、微粒分析装置以及光照射方法。 特别地，本发明涉及一种用光照射流道中的样本的技术。
背景技术：
用诸如激光的定向光照射的技术^皮广泛应用于光谱测定法、加 工技术等。定向光具有单一波长和线列相位。当用透镜等会聚定向 光时，光可^C聚集成一个小点。因而，定向光有照射点具有高能量 密度的特性。
激光光谱法可分为线性激光光谱法、非线性激光光谱法等。与 4吏用现有光源的光语法相比，用于吸收光i普或激发光"i普的测量的线 性激光光谱法具有高灵敏度和分辨率。非线性激光光谱法可以提供 有更高灵敏度和分辨率的光谱。例如，非线性激光光谱法包括激光 诱导荧光光谱法、激光拉曼光谱法、相干反斯托克斯拉曼光谱法 (CARS)、偏光光i昝法、共才展电离光i普法、光声光i普法等等。特别
例如，激光照射技术^皮用在流动细胞计量术中(参考"细胞工
程学附加巻试-验方案系列，灵活的流动细胞计量术(Cell Technology Supplementary Volume: Experiment Protocol Series, Flow Cytometry With Flexibility )" , Hiromitsu Nakauchi著，2006年8月 31日由ShujunshaCo. Ltd.出片反，第二片反，12 ~ 13页)。；克动细月包i十 量术是一种将活细胞作为测量对象进行分类，并且分析例如细胞功 能的测量方法。将细胞送入层流，并且用激光照射通过流动单元的 细胞。照射引起荧光或散射光的产生，并且对该光进行测量。脉沖 检测系统检测当细胞通过激光照射点时产生的焚光或散射光，诸如 电月永冲。脉冲4企测系统通过分析电3永沖的"永冲高度、^永沖宽度、月永 沖面积来分析细胞。利用从单个细胞发射的荧光或散射光的检测， 可以分析活细胞的特性。

发明内容
然而，当必须连续或长时间地提供利用诸如激光的定向光的照 射时，激光等光源的寿命或工作时间受到限制。同样地，当用定向 光照射流道中的才羊本时，才艮才居流道中的样本的位置与激光照射点的 位置之间的关系，可能产生照射不均匀、照射偏离或散焦。
因此，希望4是供一种可以防止照射不均匀、照射偏离或散焦产 生的光照射装置。
根据本发明的实施例，提供了 一种用定向光照射流道中的样本 的光照射装置。光照射装置至少包括光源，发射定向光；以及照射 控制单元，用光照射在流道中的样本、获得样本的位置信息、并且 基于该位置信息来控制定性光的照射。
因为预先获得了流道中的样本的位置信息，所以定向光可以照 射更精确的位置或深度。因此，可以为流道中的样本精确地才是供照
射，而无需连续或长时间的照射。同样地，可以减少照射不均匀、 照射偏离以及散焦。
在此实施例中，用于获得位置信息的光的照射目标位置优选为 在流道中位于定向光的照射目标位置上游的位置。并且，用于获得 位置信息的光优选照射在流道中的多个位置。因此，可以获得更精 确的位置信息。
在此实施例中，用于获得位置信息的光优选通过分离所发射的 定向光而获得。由于定向光^皮分离，所以可以减少所需的光源4汰量。 因此，可以简化光照射装置的构造。
此外，根据本发明的另一实施例，提供了一种微粒分析装置。
樣丈粒分析装置包括光照射部，其具有光源，发射定向光；以及照射
控制单元，用光照射在流道中的微粒、获得微粒的位置信息、并且 基于该位置信息来控制定向光的照射。因为预先获得了在流道中的 样本的位置信息，所以可以减少定性光的照射不均匀、照射偏离以 及散焦。因此，该微粒分析装置可以提供更加高度精确的分析。
在此实施例中，微粒分析装置优选还包4舌基于位置信息对流道 中的微粒进行加工的加工部、基于位置信息对流道中的微粒进行处 理的处理部、以及基于位置信息对流道中的纟效粒进行分类的分类部 中的至少一个。因此，不^f又可将位置信息反映^会利用光照射部进行 的光照射，还可以反映给加工、处理或分类的工序。因此，可以高 度精确地执行加工、处理或分类的工序。
这里，"力口工"意为对样本进行的任何加工的加合。力口工包括 才几才成加工和人工加工。"处理"意为对样本进4亍的4壬4可处理的加合。
"分类"意为按照特定标准对样本进行分类。
此外，根据本发明的又一实施例，提供了用定向光照射在流道
中的样本的光照射方法。此方法至少包括以下步骤用光照射在流 道中的样本，并获得该样本的位置信息，并且基于该位置信息用定 向光来照射样本。
利用此实施例，由于获4寻了在流道中的样本的位置4言息，故可 以寸吏定向光照射适当的位置。


图1是简要地示出了根据本发明的第 一实施例的光照射装置的 示图2是简要地示出了根据本发明的第二实施例的光照射装置的 示图3是简要地示出了根据本发明的第三实施例的光照射装置的 示图4是简要地示出了根据本发明的第四实施例的光照射装置的 示图5是简要地示出了根据本发明的第五实施例的光照射装置的 示图；以及
图6是简要地示出了根据本发明的第六实施例的光照射装置的 示具体实施例方式
下文中，将参照附图4根据本发明的优选实施例来描述光照射装置。应注意，在附图中示出的实施例仅是根据本发明的典型实施例的实例，其并不意为限制本发明的范围。
图1是简要地示出了根据本发明的第一实施例的光照射装置的示图。
在图1中，示出了光照射装置1。可以根据使用目的来选择光 照射装置1的尺寸和排列。可在本发明的范围内设计或修改光照射 装置1的构造。
光照射装置1至少包括存在样本A的流道11、以及光源12和 13。光源12发射用于照射的光L12以获得样本A的位置信息。光 源12用作对于光源13的照射控制单元。光源13发射定向光L13。
光源13发射的定向光并没有具体的限制。例如，可以4吏用 ;敫光或发光二才及管(LED)的定向光。
例如，当使用激光时，激光类型不受限制。可选择适合于使用 目的的激光。使用目的可以是分析、测量、加热或加工。可选择适 合于使用目的的介质。例如，介质可以是半导体激光器、液体激光 器、气体激光器或固体激光器。
半导体激光器可以是GaAs激光器或者InGaAsP激光器。气体 激光器可以是He-Ne激光器(红色)、Ar激光器(可见，蓝色或绿色)、C02激光器(红外线)或受激准分子激光器(紫色或其他颜色)。 液体激光器可以是染料激光器。固体激光器可以是红宝石激光器、 YAG激光器或玻璃激光器。并且，可以使用二^ l管泵浦固体激光器(DPSS)。 DPSS通过激光二极管(LD)激发诸如Nd:YAG的固态 介质用于振荡。
样本A沿在流道11中的箭头F指示的方向流动。光源12用光 L12照射样本A。光L12的照射位置对应于照射点S12的位置。当 用光L12照射样本A时，生成测量对象光L12'。；险测器14测量该 测量对象光L12'。因此，可以获得样本A的位置信息。
才莫数转换器(ADC )等将测量对象光L12'的测量数据转换为数 字信号，并且计算机用算术方法处理该信号。尽管未示出，处理过 的信号可以反馈给检测器14，作为用于控制光源13的照射的信息。
测量对象光L12'的类型不受限制。可以考虑样本A的类型、 测量条件等采用适合的检测方法。测量对象光L12'可以是从样本A 产生的荧光或散射光。检测方法的实例可以是预先用荧光材料标记 样本A,光源12使用作为光L12的激发光来照射样本A,并且检 测作为照射结果而产生的焚光(作为测量对象光L12')。
当使用荧光染料时，可以使用与L12的波长(例如激光的波长) 相对应的焚光染料。例如，当使用Ar离子激光(488 nm)时，可 以使用诸如异硫氰酸荧光素(FITC)、藻红蛋白(PE)或多曱藻叶 绿素蛋白(PerCP)的焚光染料。当使用He-Ne激光器(633 nm ) 时，可以使用诸如别藻蓝蛋白(APC)、或APC-Cy7的荧光染料。 当4吏用染料激光器(598 nm)时，可以使用诸如德克萨斯红(Texas Red) (TR)的焚光染料。当使用铬激光器(407 nm )或半导体激 光器时，可以使用诸如喀斯喀特蓝(Cascade Blue )的荧光染料。
使用测量对象光L12'的检测方法的另 一个实例是不执行标记 等，而^r测从样本A的散射光。例如，可以^r测当激光通过样本A 时产生的散射光。
基于所获得的位置信息，其后的光源13向照射点S13发射定 向光L13。照射控制单元基于所获得的位置信息来控制照射条件。
当样本A在流道11中移动(参见图1中的箭头F)时，由于 用定向光L13进行的照射依赖于样本A在流道11中移动的速度或 样本A的位置，故可能产生照射不均匀。在过去，只是在样本A 通过定向光的照射点时^r测和测量样本A。因此，4艮难获得详细的 位置信息。因此，用定向光L13照射样本A可能不充分，必须冲丸行 长时间的照射，并且增加照射点的直径。
具体地i兌，当样本A的尺寸小于流道11的流道宽度时，才羊本 A以一定自由度在流道11中移动。这样，才艮据定向光L13的照射 点S13的光束直径，可能会引起照射不均匀、照射偏离或散焦。这 种有缺陷的照射可能是定向光L13的照射效率降低的因素。另夕卜， 用定向光L13进行的照射必须持续进行以克服上述问题。因此，光 源13的寿命减少了，并且其工作时间受到限制。
相反，预先在位于照射点S13的上游位置通过照射控制单元4全 测样本A的位置信息。因此，可以获4寻在流道11中的样本A的移 动速度、位置和层流宽度。照射控制单元可以基于位置信息调节例 如照射强度、照射时间和照射位置。
样本A的位置信息表示了与流道11中的样本A的流速和三维 位置有关的信息。位置信息包含与流道ll中的样本A的向量有关 的各种信息。
在本发明的实施例中，利用流道11中的样本A的位置信息， 可以调节或伊"匕定向光L13的照射强度、照射时间和照射4立置。结 果，可以减少照射不均匀、.照射偏离、散焦等等。而且，利用位置 4言息，可以预计才羊本A 乂人照射点S12移动到照射点S13的时间。
因此，利用本发明的实施例，可以^是供一种控制使得当样本A 到达照射点S13时用定向光L13照射样本A。利用此控制，光源 13不必连续地发射定向光L13。这可以有利于增加光源的寿命，并 减小光照射装置的负荷。
例如，基于样本A从照射点S12移动到照射点S13的时间，可 以予贞计才羊本A到达照射点S13的时间，/人而确定用定向光L13照 射样本A的时刻。用定向光L13进行的照射不必连续进行。故可以 进一步增加光源13的寿命。而且，可以检测包含样本深度(Z方向) 和样本的移动速度的位置信息。因此，可以将检测数据反映给用于 对样本进行加工、处理或分类的工序(独立地4丸行这些工序)。即， 才企测^t一居可以:被用作这些工序的触发定时。
如果需要，根据本发明的实施例的光照射装置1可以检测作为 测量光L13'(当光源13用光照射样本A时产生)的光。在此情况 下，光照射装置1可以被用作例如光谱测定仪器。具体地说，可以 -i殳置对应于光源13的光4妄收部15。在jt匕情况下，如上所述，可以 检测萸光或散射光作为测量光。
在本发明的实施例中，在流道11中的样本A的类型不受限制。 例如，即使当样本A是诸如细胞或珠的纟效粒或结构时，也可以精确 地照射样本A。在流道ll中提供的介质可以是任意的溶液或气体， 只要该介质是流体。可以考虑样本A的类型、照射条件等来适当地 选择介质。
同样地，向其反映位置信息的构造不限于用于光照射的光学系 统。例如，可以i殳置流速控制单元。流速控制单元基于样本的位置 信息(具体地说，移动速度等)控制介质在流道11中的流速。利 用基于位置信息调节介质在流道11中的流速，定向光L13可以照 射更精确的样本A的位置。
此外，可以i殳置定位单元。定位单元基于位置信息定位样本A， 该才羊本A是作为在定向光L13的照射点S13处的照射对象。可以 预计样本^皮送至照射点S13的时刻，,人而只在预定期间内的适当时 刻定位样本A。利用定位单元，定向光L13可以照射更精确的位置。 用于调节流速的单元和用于定位的单元不限于上述单元。例如，流 速可以直4妄进行调节，或者流道可以由弹性树脂等构成并且流道宽 度可以通过挤压等变形。
光L12的照射点S12的光点直径不受限制。优选地，光点直径 可小于流道11的流道宽度Dy。因为光点直径小于流道宽度Dy,故 可以获得更精确的位置信息。位置信息提供样本A在流道宽度Dy 方向上的位置。
用于获得位置信息的光L12的照射点S12优选位于紧挨定向光 L13的照射点S13的上游。因为获得了位于紧挨照射点S13上游的 位置的位置信息，故可以更4青确地获得定向光L13的照射点S13的 适当的照射目标位置。
而且，定向光L13的照射点S13的光点形状、光点尺寸(例如， 光束直径)、光量、能线图(energy profile)等没有具体的限制，而 可以根据使用目的来适当确定。
图2是简要地示出了根据本发明的第二实施例的光照射装置的 示图。
在图2中，示出了光照射装置2。光照射装置2与第一实施例 的光照射装置的不同在于获得位置信息的光照射位置。下文中，将 主要描述不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。图2只示 出了光照射的照射光点位置，省略了其他部分。
光照射装置2用光照射在流道21中的样本A以获得位置信息， 光^皮发射到多个照射点S22、 S23和S24。然后，基于获得的位置 信息将定向光发射到照射点S25。
因为用于获得位置信息的光被发射到多个照射点S22、 S23和 S24 ，所以可以;险测到样本A的详细的位置信息。
例如，在图2中，当样本A位于某一位置/人而l吏其在照射点 S22和S23之间延伸(参见图2中的虚线区域)时，基于从^皮发射 到照射点S22的光获得的测量对象光(未示出)和从被发射到照射 点S23的光获得的测量对象光(未示出)，可以检测到样本A的位
置信息。
为了更一青确地获得样本A在流道21的流道方向(Dx )和流道
的宽度方向(Dy)上的位置，需要在流道方向和流道的宽度方向上
的不同位置i殳置多个照射点。具体地-说，参照图2，将照射点S23
i殳置在照射点S22的下游和下方，而爿夸照射点S24 i殳置在照射点
S23的下游和下方。利用此配置，可以获得样本A的时间差位置信 台、
检测不限于二维位置信息(Dx和Dy)的检测。当要检测三维 位置4言息时，可以调节和i殳置多个照射点的焦点4立置。因此，可以 检测在深度方向(Z方向)上的位置信息。
用于获得多个位置的位置信息的光发射方法不受限制。可以分 别为照射点提供多个光源、单个光源可以在扫描期间执行照射、或 者可以分离从单个光源发射的光。
当单个光源扫描时，扫描不限于二维扫描，而可以是包含在流 道21的深度方向上的扫描的三维扫描。扫描单元没有具体的限制。 而可以4吏用3见有的扫描单元。
尽管未示出，可以分别为照射点S22、 S23和S24设置检测器。
利用这些检测器，基于通过4企测器获得的测量数据，可以获得样本 A的精确的位置信息。
图3是简要地示出了根据本发明的第三实施例的光照射装置的 示图。
在图3中，示出了光照射装置3。光照射装置3与第一实施例 的光照射装置的不同在于获得位置信息的光照射的照射点位置、流 道31的形状等。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施 例的相同点的描述。图3只示出了光照射的照射点位置，而省略了 其他部分。
光照射装置3包括具有朝着照射位置的上游侧方向分盆的结构 的;充道31。以移动方向F！送入的才羊本A禾口以移动方向F2送入的才羊 本A汇合，然后以移动方向F3纟皮送向照射位置。
光照射装置3用光照射流道31中的样本A用于获得位置信息， 光被发射到9个照射点S32。然后，基于所获得的位置信息将定向 光发射到照射点S33。
因为用于获得位置信息的光^皮发射到在流道31中的多个照射 点S32，所以可以4企测到冲羊本A的详细的4立置4言息。在光照射装置 3中，假想流道31被分成基本上以网格形式排列的区域。用于获得 位置信息的光被发射到每个区域。
当流道31分盆时，样本A以移动方向Fj皮送入流道31,并伴
随有旋转运动或其他运动。在此情况下，可以增加用于获得位置信 息的光的照射点S32的数量4吏其覆盖流道31中的流道空间。因此， 可以获得样本A的时间差位置信息。结果，可以;险测到更精确的位 置信息。
图4是简要地示出了根据本发明的第四实施例的光照射装置的 示图。
在图4中，示出了光照射装置4。光照射装置4与第一实施例 的光照射装置的不同在于作为用于获得位置信息的光照射的结果 的照射点位于定向光的照射点的上游和下游。下文中，将主要描述 不同点，而省略与第一实施例的相同点的描述。图4只示出了光照 射的照射点位置，而省略了其他部分。
光照射装置4用光照射流道41中的样本A用于获得位置信息， 该光4皮发射到照射点S42。然后，定向光#皮发射到照射点S43。 ot匕 外，用于获得位置信息的光^皮发射到位于照射点S43下游的照射点 S44。因为用于获得位置信息的光被发射到照射点S42和S44，所 以可以获得更精确的位置信息。
另夕卜，因为在定向光被发射到照射点S43之后，用于获得位置 信息的光被发射到照射点S44，所以可以获得位于流道41下游区域 的用定向光照射的样本A的位置。即使未在上游的照射点S42斗企测 到测量只于象光，也可以在下游的照射点S44才全测到测量只于象光。因 此，可以获得更精确的位置信息。如上所述，可以将在流道41的 下游区域的样本A的位置信息反映^会定向光的光照射。
虽未示出，^f旦是当在流道41的下游区域对样本A进行分类时， 可以反映位置信息以获得样本在流道41中的位置及其朝向预期的 分类位置的速度。这将在稍后进行描述。
图5是简要地示出了根据本发明的第五实施例的光照射装置的 示图。
在图5中，示出了光照射装置5。光照射装置5与第一实施例 和其他实施例的光照射装置的不同在于用于获得位置信息的光在
扫描期间发射。下文中，将主要描述不同点，而省略与第一实施例
的相同点的描述。图5只示出了光照射的照射点位置，而省略了其
他部分。
光照射装置5在流道51的流道宽度方向上设置了照射点S521、
5522、 S523、 S524和S525，作为用于照射在流道51中的样本A 的照射点。在照射点上的光照射由在扫描期间发射光的单个光源提 供(参见图5中的箭头)。在扫描期间的光照射的照射点S521、S522、
5523、 S524和S525可以是用于获得位置信息的光的照射点，或者 是定向光的照射点。
由于用于获得位置信息的光执行扫描，故光源数量可以为一 个。因此，可以简化光照射装置的构造。用于获得位置信息的光优 选为定向光。具体地说，作为用定向光照射流道51中的样本A的 优选的光照射方法，当在流道51的流道宽度方向上进行扫描时， 将提供小于流道51的流道宽度的照射点的定向光发射到样本A上。
而且，因为在扫描期间提供定向光的照射，故可以相对增加照 射点的面强度密度(参见图5中的斜线区域)。结果，可以减小光 源的原始强度、提高激光聚集效率、并且减少耗电量。
通过光学扫描可以在流道51的所需位置形成多个照射点。因 此，不管在流道51中样本A的位置如何，都可以通过在流道51中 高速的光照射扫描来检测位置信息和测量对象光(荧光或散射光)。
定向光的扫描速度不限于恒定的速度，而可以考虑到使用目 的、照射条件等而变化。然而，高速扫描是优选的。因此，可以可 靠地为在流道51中移动的样本A^是供光照射。此外，可以多次扭^ 行光照射。更具体地说，光照射优选在如下的表达式(1)的条件 下执行
<formula>formula see original document page 17</formula>其中Vi是样本在流道中的移动速度，V2是定向光的扫描速度，D, 是流道宽度，而D2是照射光点直径。
用"样本A在流道51中的移动速度Vi"除"照射光点直径D2" 得到表达式(1)的左侧。这近似于样本A通过照射光点直径的时 间。照射光点直径D2没有具体的限制，然而，优选在从l^im 100 )_im的范围内。样本的移动速度Vl没有具体的限制，然而，优选在 乂人0.1 m/s ~ 10 m/s的范围内。
用"定向光的扫描速度V2"除"流道宽度D,得到表达式(1 ) 的右侧。这近似于定向光扫描流道宽度的扫描时间。流道宽度Dj 没有具体的限制，然而，伊C选在/人10 jum~l mm的范围内。定向 光的扫描速度V2没有具体的限制，然而，优选在从1 m/s~50 m/s 的范围内。
即，当样本A通过照射光点直径的同时至少用光照射整个流道 宽度一次。因此，为了增加扫描次数，需要(D2/v,)充分地大于 (D/V2)。具体》也i兌，需要(D2/v)比(D"V2)大2~10倍。在:t匕 情况下，当样本A通过照射点(例如，照射点S523)的同时可以 才丸4亍2~ 10次扫描。因此，可以增加定向光的效率。通过多次扫描 的积分检测信号，可以进一步改善定向光的信/噪(S/N)比。例如， 当使用诸如荧光的相对较暗的对象时，荧光信号可得到增强而噪声 被减少。
而且，当用减小流道宽度Dt来代替高速扫描时，可以获得相 似的优点。因为减小了流道宽度D,，所以可减少照射点的扫描时间
(即，D,/V2)。利用扫描条件和流道结构，可以用光多次照射样本。
例如，当^丸行N次光照射时，通过积分获得的信号，可以进一步将 检测信号的信噪比改进(N) 1/2倍。
光照射的扫描单元没有具体的限制，然而，照射点的扫描优选 通过检流计镜、电光元件、多棱镜、MEMS元件等执行。具体地说， 因为电光元件没有可动的部分，因而稳定且可靠，所以电光元件是 <尤选的。可以〗吏用多个扫描单元。
图6是简要地示出了根据本发明的第六实施例的光照射装置的 示图。
在图6中，示出了光照射装置6。光照射装置6的特征在于， 用于获得位置信息的光和定向光是从单个光源发射的。下文中，将 主要描述不同点，而省略与第 一实施例的相同点的描述。
光照射装置6 4吏用作为定向光的5敫光对存在样本A的流道61 寺丸行激光照射。光照射装置6包括发射激光L的光源62、激光控 制单元63、反射4竟64、光4册装置65和物4竟66。而且，光照射装置 6包括检测测量对象光L'的4企测器67以及模数转换器(ADC ) 68。
光源62可以是激光振荡器，从中发射激光L。激光控制单元 63可以控制发射的激光L以获得所需的照射强度、照射波长和照 射点。激光控制单元没有具体限制，而可以考虑使用目的、照射的 定向光的类型等采用适当的方法。
例如，可以-使用作为光束扩展器的凸透4竟等以调节激光L的光 束直径。
激光L经由反射4竟64入射到光栅装置65上。激光L #:光栅装 置65分离成三个激光光束，然后激光光束通过物4竟66，并且激光 光束被分别发射到流道61中的照射点(未示出)。
例如，光栅装置可以是光栅、全息图、MEMS元件、棱镜等等。
只要光栅可以将激光L分解成多个激光光束，光栅的类型和结 构没有具体限制。光栅可以是利用反射型光栅等的单色器。光栅与 棱镜相比具有增加色散的优点，并且提供良好的波长分辨率。
全息图是具有将入射激光分离成激光光束，并且使激光光束在 预定目标位置上入射的功能的元件。例如，聚光镜聚集从激光振荡 器产生的激光L,并且全息图透射聚集的激光L。全息图具有与使 用聚集然后分解的激光光束L照射的照射点(未示出)的目标位置 相对应的干涉图样。因此，激光L可^皮分离成多个激光光束。
MEMS元件可以是例如压电驱动型MEMS元件。在此情况下， 控制施加于MEMS元件的电压值。因此，可以将激光L进行振荡 以使其沿着以预定角度稍微倾斜于激光L的入射方向的方向而发 射。在光源和书亍射光学元件等(未示出)之间i殳置这种MEMS元 件，从而可以投映出激光L的入射光的每一波长的衍射图样。
4皮分离成三个激光光束的激光L可^f吏用在用于获得位置信息 的光的照射以及用主照射激光的照射中。具体地说，因为来自于单 个光源的激光^皮分离成激光光束，故部分激光光束可^皮用于才企测位 置信息。所分离的激光光束的数量不限于三个，而可以是任何所需 的数量。
当在流道61的照射点4是供激光照射时，获得测量对象光L，。 检测器67检测测量对象光L'。模数转换器(ADC) 68将通过检测
器67获得的测量数据转换为数字信号。CPU等(未示出)用算术 方法处理作为位置信息的数字信号。
将所获得的位置信息传输给激光控制单元63。因此，可以将位 置信息反映给激光的照射强度、照射时间等。当作为独立的工序而 执行样本的加工、处理或分类时，可将位置信息作为触发信号反映 纟合这些工序。
如上所述，因为使用单个光源62来发射多个定向光光束，故 可进一步简化光学系统的构造，并且可以简化整个光照射装置的构造。
光照射装置可包括激光光源；发射光学系统，引导激光从激光 光源发射到照射点；光学^:测系统，4企测从照射点产生的测量对象 光；算术处理部，用算术方法处理从光学4全测系统获得的测量凄t据， 从而获得作为位置信息的处理数据；以及照射控制单元，基于位置 信息至少控制主激光的照射。至少激光^皮分解成激光光束，从而将 激光光束发射到照射点。
如上所述，因为位置信息被反馈给照射控制单元，所以可以将 主激光发射到更精确的位置上。此外，因为从单个光源发射的激光 ^皮分离并且发射，故可以简化光照射装置的构造，并且可以减少光 源凄t量，乂人而节省成本，并且可以4吏光照射装置的维护更便利。
在光照射装置6中的照射点的模式可以采用根据在图1~图5 所示的实施例的照射点的任何模式。可才艮据使用目的适当地确定照 射点的模式。
根据本发明的任何实施例的光照射装置和光照射方法可应用 于多种技术领域。例如，这些构造可以应用于微粒尺寸分布测量、
流体图像分析、坐标测量以及诸如激光显孩"竟的使用定向光的测量 仪和分析器。具体地说，这些构造可以应用于樣史粒分析装置等，这 些装置利用用光照射流道中的样本的技术来测量作为测量对象的 微粒。
孩丈粒分析装置可以是分析器，例如流动细胞计量器、或i朱化-验 (流动玉朱化-睑)。即，该构造可以应用于用光照射樣t粒、作为照射 结果获得诸如荧光或散射光的测量对象光、并且对^f敖粒进行分类的 技术。
此外，根据本发明的实施例的微粒分析装置可进一步包括基于 位置信息对流道中的样本进行加工的加工部。可选地或者附加地， 微粒分析装置可包括基于位置信息对流道中的样本进行处理的处 理部。又为可选地或者附加地，樣t粒分析装置可包括基于位置信息 对流道中的样本进行分类的分类部。
利用本发明的实施例，不4又至少力P工部、处J里部或分类部与光 照射装置向结合，而且可将样本的位置信息反馈给该部。因此，可 以精确而有效地执行诸如加工、处理或分类的工序。
力口工4卩包4舌纟会才羊本添力口4壬4可种类的力口工的才勾造。侈']3口 ，力口工包 括机械加工、激光力n工、表面处理等。处理部包括给样本添加任何
种类的处理的结构。例如，处理包4^R:学处理、物理处理、活4匕、 加热、清洗等。分类部包括根据特定标准对样本进行分类的构造。 例如，分类包括样本分离、样本分类等等。
例如，当4艮据本发明的实施例的樣t粒分析装置^皮用于流动细月包 计量术时，该构造可专注于微粒的尺寸、结构等的测量，或可以基 于微粒的测量尺寸、结构等对微粒进行分类。具体地说，用于分类 细胞的构造可用作细胞分类器。利用细胞分类器，每一秒可迅速测 量并分类几万到几十万个细月包。
为了分类微粒，可以使用根据本发明的实施例的光照射技术作 为光学检测机构。即，因为可以在流道中的微粒(生物细胞等)的 精确位置提供激光照射，所以即使当微粒是例如以极小数量存在于 生物细胞中的干细胞时，也可以精确而有效地对微粒进行分类。
如上所述，因为可以为流道中的孩史粒(细胞、i朱等)^是供适合 的激光照射同时最小化未照射的区域，所以可以执行更加高度精确 的检测。此外，微粒分析装置可以提供实时检测。
本领域的^支术人员应理解，才艮据i殳计要求和其他因素，可以有 多种修改、组合、子组合和变化，均应包含在本发明的权利要求或 等同物的范围之内。
权利要求
1. 一种用定向光照射流道中的样本的光照射装置，至少包括:光源，发射所述定向光；以及照射控制装置，用于用光照射所述流道中的所述样本、获得所述样本的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光的照射。
2. 根据权利要求1所述的光照射装置，其中，用于获得所述位置 信息的所述光的照射目标位置是在所述流道中位于所述定向 光的照射目标位置上游的位置。
3. 根据权利要求1所述的光照射装置，其中，用于获得所述位置 信息的光照射所述流道中的多个位置。
4. 根据权利要求1所述的光照射装置，其中，用于获得所述位置 信息的光通过分离所述发射的定向光而获得。
5. 微粒分析装置，包括光照射部，包4舌光源，发射定向光，以及照射控制装置，用于用光照射流道中的^f鼓粒、获得所 述微粒的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向 光的照射。
6. 根据权利要求5所述的微粒分析装置，还包括以下至少一个加工部，基于所述位置信息对所述流道中的所述孩t粒进 行力口工； 处理部，基于所述位置信息对所述流道中的所述纟敬粒进行处理；以及分类部，基于所述位置信息对所述流道中的所述^f效粒进 行分类。
7. —种光照射方法，用定向光照射流道中的样本，至少包括以下 步骤用光照射所述流道中的所述样本，并且获得所述样本的 ^f立置^言息；以及基于所述位置信息用所述定向光照射所述样本。
8. —种用定向光照射流道中的样本的光照射装置，至少包括光源，发射定向光，以及照射控制单元，用光照射所述流道中的所述样本、获得 所述样本的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光 的照射。
9. 一种樣么粒分析装置，包括光照射部，包括-光源，发射定向光，以及照射控制单元，用光照射流道中的^L粒、获得所述掷: 粒的位置信息、并且基于所述位置信息控制所述定向光的 照射。
全文摘要
本发明公开了一种光照射装置、微粒分析装置以及光照射方法。光照射装置用定向光照射流道中的样本，其包括光源，发射定向光；以及照射控制单元，用光照射流道中的样本、获得样本的位置信息、并且基于该位置信息控制定向光的照射。
文档编号G01N15/00GK101382499SQ20081014759
公开日2009年3月11日 申请日期2008年9月3日 优先权日2007年9月4日
发明者篠田昌孝 申请人:索尼株式会社