微粒分选装置及微粒分选方法与流程

1.本技术涉及微粒分选装置和微粒分选方法。


背景技术：

2.到目前为止已经开发了用于分选微粒的各种装置，并且具体地，用于分选细胞的装置被称为“细胞分选仪”。在细胞分选器中，通常，振动通过振动元件等施加至流动细胞或微芯片，以将从流路排出的流体形成为液滴。在将正( )或负(-)电荷施加至与流体分离的液滴之后，通过偏转板等改变液滴的移动方向，并且将液滴收集在预定容器等中。
3.例如，专利文献1公开了在使用微芯片的提取中，通过由振动元件将振动施加至微芯片的孔口来形成液滴。
4.现有技术文献
5.专利文献
6.专利文献1：日本专利申请公开号2017-219521


技术实现要素：

7.本发明要解决的问题
8.用于在流式细胞仪中稳定地形成液滴的控制技术是提高分选准确度的重要因素之一。这里，已知当液滴的形成不稳定时，例如当从流道的排出口排出的流体转变成液滴的破裂点(bop)不稳定时，液滴被充有电荷的时间也变得不稳定，因此，微粒的分选也变得不稳定。
9.另一方面，由于微芯片在由流式细胞仪用于液滴形成的激发频率附近的频率(约几个10khz至100khz)具有大量高阶特征值和与其对应的模式形状，微芯片可具有根据特征值影响的多个频率。因此，在将振动施加至微芯片的孔口的情况下，微芯片的振动强度根据频率复杂地改变，这可导致断裂点的不稳定化。
10.因此，本技术的主要目的是提供一种能够形成稳定液滴的技术。
11.问题的解决方案
12.本技术首先提供一种微粒分选装置，该微粒分选装置包括：微芯片，该微芯片包括：主流路，包含微粒的液体流过该主流路；鞘液流路，与主流路连通并且鞘液流过该鞘液流路；以及鞘液引入部，引入鞘液，其中，流过鞘液引入部的鞘液振动。
13.本技术可进一步包括能附接至微芯片并具有耦接至鞘液引入部的鞘液导入耦接部的连接构件。
14.在本技术中，振动元件可附接至连接构件。
15.在本技术中，振动元件的驱动频率可不同于微芯片中的流路的共振频率。
16.在本技术中，振动元件的驱动频率可在微芯片中流路的共振频率的
±
10％的范围内。
17.在本技术中，鞘液引入耦接部可包括鞘液会聚部，该鞘液会聚部的宽度从振动元
件的一侧朝向鞘液引入部的一侧逐渐或部分变窄。
18.在本技术中，鞘液会聚部的高度可从振动元件的一侧朝向鞘液引入部的一侧逐渐或部分减小。
19.本技术可进一步包括具有管状部分的连接部，所述管状部分在鞘液会聚部与鞘液引入部之间与鞘液会聚部的远端连通。
20.在本技术中，管状构件可插入管状部分的内部。
21.在本技术中，管状部分和/或管状构件的至少一部分可由选自由弹性体、树脂和金属组成的组中的至少一种形成。
22.在本技术中，鞘液会聚部可为大致圆锥形状、大致多棱锥形状、或指数函数或抛物线的旋转体。
23.在本技术中，鞘液会聚部可由树脂、或金属、或透明构件形成。
24.在本技术中，电极可插入到鞘液会聚部中。
25.在本技术中，在鞘液会聚部中，可产生使鞘液产生涡流的涡流。
26.在本技术中，用于将鞘液引入鞘液会聚部的鞘液引入口可位于远离鞘液会聚部的中心的位置。
27.此外，本技术提供了一种微粒分选装置，包括：微芯片，该微芯片包括：主流路，包含微粒的液体流过该主流路；鞘液流路，与主流路连通并供应鞘液；以及引入鞘液的鞘液引入部、用光照射微粒的光照射单元、检测来自微粒的光的光检测单元，以及处理单元，处理从光检测单元获得的信号，其中，流过鞘液引入部的鞘液振动。
28.此外，本技术还提供了一种微粒分选方法，在微芯片中包括：至少主流路，包含微粒的液体流过所述主流路；鞘液流路，与所述主流路连通并且鞘液流过所述鞘液流路；以及鞘液引入部，引入所述鞘液，振动流过所述鞘液引入部的所述鞘液。
附图说明
29.图1是示出根据第一实施方式的微粒分选装置的配置示例的视图。
30.图2是其中a和b示出微芯片的配置示例的视图。
31.图3是其中a至c示出微芯片的孔口的配置示例的视图。
32.图4是示出在流路中产生的驻波的图像的视图。
33.图5是示出喷嘴中的波动压力与驱动频率之间的关系的示图。
34.图6是示出压电元件单元的可应用配置示例的视图。
35.图7是示出使用弯曲的压电元件的情况下的配置示例的视图。
36.图8是示出设置在鞘液会聚部附近的电极的视图。
37.图9是示出根据第二实施方式的微粒分选装置的配置示例的视图。
38.图10是示出根据第三实施方式的微粒分选装置的配置示例的示图。
39.图11是示出测量使用现有技术施加振动的情况下的断裂点和使用本技术施加振动的情况下的断裂点的频率特性的结果的曲线图。
40.图12是示意性地示出连接部的模式示例1的视图。
41.图13是示出驱动电压与在27khz到31khz的bop长度之间的关系的曲线图。
42.图14是示意性地示出连接部的模式示例2的视图。
43.图15是示意性地示出连接部的模式示例3的视图。
44.图16是示意性地示出连接部的模式示例4的视图。
具体实施方式
45.在下文中，将参考附图描述用于执行本技术的优选实施方式。要注意的是，下面描述的实施方式是本技术的代表性实施方式的示例，并且本技术的范围不由它们以狭义解释。注意，将按照以下顺序进行描述。
46.1.第一实施方式(微粒分选装置100)
47.(1)微芯片m
48.(2)连接构件c
49.2.第二实施方式(微粒分选装置100)
50.3.第三实施方式(微粒分选装置100)
51.[连接部的模式示例1]
[0052]
[连接部的模式示例2]
[0053]
[连接部的模式示例3]
[0054]
[连接部的模式示例4]
[0055]
4.第四实施方式(微粒分选装置100)
[0056]
(1)光照射单元103
[0057]
(2)光检测单元104
[0058]
(3)处理单元105
[0059]
(4)分选单元106(包括充电单元106c)
[0060]
(5)存储单元107
[0061]
(6)显示单元108
[0062]
(7)输入单元109
[0063]
(8)控制单元110
[0064]
5.第五实施方式(微粒分选方法)
[0065]
1.第一实施方式(微粒分选装置100)
[0066]
图1是示出根据第一实施方式的微粒分选装置100的配置示例的视图。
[0067]
根据本实施方式的微粒分选装置100包括微芯片m，该微芯片m包括：主流路m2，包含微粒的液体流过该主流路m2；鞘液流路m41，与主流路连通并且提供鞘液；以及鞘液引入部m4，引入鞘液，其中，流过鞘液引入部m4的鞘液振动。在下文中，将详细描述每个单元。
[0068]
(1)微芯片m
[0069]
图2是示出微芯片m的配置示例的视图，图3是示出微芯片m的孔口m1的配置示例的视图。图2的a是示意性顶视图，并且图2的b是对应于a中的p-p截面的示意性截面图。此外，图3的a为俯视图，图3的b为截面图，图3的c为正视图。
[0070]
如图2的a所示，微芯片m包括与主流路m2连通并且鞘液流过的鞘液流路m41、引入鞘液的鞘液引入部m4、与主流路m2连通并且包含微粒的样品液流过的样品液流路m31、引入样品液的样品液引入部m3、以及样品流被引入其中并且与鞘液合并的合并部。从鞘液引入部m4导入的鞘液在两个方向上被分别进给，然后通过在合流部处从两个方向夹入样品液与
从样品液引入部m3导入的样品液来接合样品液。因此，样本液体层流位于鞘液层流的中心的三维层流形成在汇合部分处。
[0071]
图2的a中示出的m51表示吸入流路，用于在主流路m2中发生阻塞或气泡时，向主流路m2的内部施加负压，以暂时使流动反向并消除阻塞或气泡。在吸入流路m51的一端形成有与真空泵等负压源连接的吸入口m5。此外，吸入流路m51的另一端通过连通口m52与主流路m2连接。
[0072]
三维层流的层流宽度在缩窄部m61(参见图2的a)和m62(参见图3的a和b)处变窄，缩窄部m61和m62被形成为使得垂直于送液方向的截面的面积从送液方向上的上游至下游逐渐减小。此后，三维层流作为流体流从设置在流路的一端的孔口m1排出。
[0073]
这里，在现有技术中，从孔口m1喷射的流体流通过将振动施加到孔口m1的振动元件转换成液滴，但在本技术中，从孔口m1喷射的流体流通过将振动施加到流过鞘液引入部m4的鞘液而被转换成液滴，如后面所述。
[0074]
孔口m1在基板层ma和mb的端面方向上开口，并且切口部m11设置在孔口m1的开口位置与基板层的端面之间。通过切除孔口m1的开口位置与基板端面之间的基板层ma和mb使得切口部m11的直径l1大于孔口m1的开口直径l2来形成切口部m11(参见图3的c)。切口部m11的直径l1优选地形成为比孔口m1的开口直径l2大两倍以上，以便不阻碍从孔口m1排出的液滴的移动。
[0075]
在本技术中，“微”表示包含在微芯片m中的流路的至少一部分具有μm量级的尺寸，具体地，具有μm量级的截面尺寸。即，在本技术中，“微芯片”是指包括μm量级的流路的芯片，具体地，包括具有μm量级的截面尺寸的流路的芯片。例如，包括由具有μm量级的截面尺寸的流路配置的微粒分选单元的芯片可被称为根据本技术的微芯片。
[0076]
微芯片m可通过本领域已知的方法制造。例如，微芯片m通过接合形成有主流路m2的基板层ma和mb形成。主流路m2可通过例如使用模具注射模制热塑性树脂而形成在基板层ma和mb中。例如，流路可以形成在所有两个以上基板中，或者可以仅形成在两个以上基板中的一些基板中。此外，微芯片m可通过从相对于形成有各个流路的基板平面的上方向、下方向、或者两个方向进一步接合基板而由三个或更多个基板形成。
[0077]
作为用于形成微芯片m的材料，可以使用本领域已知的材料。其示例包括但不限于聚碳酸酯(pc)、环烯烃聚合物、聚丙烯、聚二甲基硅氧烷(pdms)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚乙烯、聚苯乙烯、玻璃、硅等。其中，例如，诸如聚碳酸酯、环烯烃聚合物以及聚丙烯的聚合物材料是特别优选的，因为它们具有优异的可加工性并且可以使用模制设备廉价地制造微芯片。
[0078]
微芯片m优选为透明的。例如，在微芯片m中，光(激光和散射光)穿过的至少一部分可以是透明的，并且整个微芯片m可以是透明的。
[0079]
在本技术中，样本液体中包含的“样本”具体是微粒，并且微粒可以是具有能够在微芯片m的流路中流动的尺寸的微粒。在本技术中，微粒可由本领域技术人员适当地选择。在本技术中，微粒可包括例如生物微粒(诸如细胞、细胞聚集、微生物和核糖体)和合成微粒(诸如凝胶颗粒、珠、胶乳颗粒、聚合物颗粒和工业颗粒)。
[0080]
生物微粒(也称为“生物粒子”)可以包括构成各种细胞的染色体、核糖体、线粒体、细胞器(小细胞器官)等。细胞可以包括动物细胞(例如，血细胞等)、植物细胞。这些细胞可
以具体地是血液衍生的细胞或组织衍生的细胞。血细胞可以是，例如，悬浮细胞如t细胞和b细胞。组织来源的细胞可以是，例如，与贴壁培养的细胞或组织分离的贴壁细胞，等等。细胞聚集可包括例如球状体、类器官等。微生物可包括细菌如大肠杆菌、病毒如烟草花叶病毒、真菌如酵母等。此外，生物微粒还可包括生物聚合物，诸如核酸、蛋白质及其复合物。这些生物聚合物可以是，例如，提取自细胞的那些，或包含在血液样品或其他液体样品中的那些。
[0081]
合成微粒可以是例如包括有机或无机聚合物材料、金属等的微粒。有机聚合物材料可以包括聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯等。无机聚合物材料可包括玻璃、二氧化硅、磁性材料等。金属可以包括金胶体、铝等。这些合成微粒可以是，例如，凝胶颗粒、珠、或类似物，并且可以具体地是凝胶颗粒或珠，选自寡核苷酸、肽、蛋白质、或酶的一种或两种或更多种的组合结合到其上。
[0082]
微粒的形状可以是球形或基本上球形，或者可以是非球形的。本领域技术人员可根据微芯片m的流路尺寸适当地选择微粒的尺寸和质量。另一方面，也可根据微粒的尺寸和质量适当地选择微芯片m的流路的尺寸。在本技术中，根据需要，化学或生物标记(例如，荧光染料、荧光蛋白等)可附接至微粒。该标记可以使微粒的检测更容易。本领域技术人员可以适当地选择要附接的标签。与微粒特异性反应的分子(例如，抗体、适配体、dna、rna等)可以结合至标记。
[0083]
在本技术中，微粒优选为生物颗粒，并且尤其可以是细胞。
[0084]
(2)连接构件c
[0085]
根据本实施方式的微粒分选装置100进一步包括连接构件，连接构件可附接至微芯片m并且具有耦接至鞘液引入部m4的鞘液引入耦接部c2。
[0086]
图1中示出的连接构件c至少包括耦接至样品液体引入部m3的样品液体引入耦接部c1和耦接至鞘液引入部m4的鞘液引入耦接部c2。
[0087]
通过使用可从微芯片m拆卸的连接构件c，当使用一个装置连续分选许多不同的微粒时，可分离构成该装置的部件的一部分。因此，即使包含在先前分选的流体流中的微粒残留在组件中，也可以去除整个组件，并且可以降低污染的风险。此外，通过使微芯片m和连接部件c对于每个样本是可处置的，可以节省当更换样本时执行的清洁操作的麻烦并且减轻操作者的负担。
[0088]
鞘液导入连接部c2可包括能够从鞘液馈送单元101馈送液体的送液管。另外，送液管也可以具有与鞘液馈送单元101直接连结的管间耦接部。该情况下，优选管间耦接部被配置为使送液管内的液体不与外部空气接触。因此，可确保鞘液的清洁度。
[0089]
样本液体引入耦接部c1可以具有用于固定能够从样本液体馈送单元102馈送液体的液体馈送管的管固定部分。因此，能够节省各管的安装、固定等劳力，能够防止测量时的操作复杂化，减轻操作者的负担。此外，通过使这些构件对于每个样品是可处置的，也可以防止污染。
[0090]
送液管可以与连接部件c一体形成，也可以另外形成。例如，能够从样本液馈送单元102馈送液体的送液管和管固定部形成为能够从连接构件c拆卸，并且能够便于与配置在不同于鞘液馈送单元101的位置处的样本液馈送单元102连接。
[0091]
在本实施方式中，振动元件c3附接至连接构件c。因此，可以将振动传播到流过微芯片m的鞘液引入部m4的鞘液，并在从喷嘴喷出之后诱导液滴的形成。
[0092]
振动元件c3的驱动频率优选地与微芯片m中的流路的共振频率不同。在下文中，将详细描述原因。
[0093]
如图4所示，在振动元件c3与喷嘴之间产生驻波，但是喷嘴附近的波动压力根据流路的形状、尺寸、材料、驱动频率等而改变。波动压力被最大化的状态是所谓的谐振(参见图5)，并且例如，谐振频率可以通过增加流路的长度而降低，并且谐振频率可以通过组合多个这样的特性来调整。然后，波动压力的详细频率特性可以通过使用市售的声学分析软件等来估计。如果谐振发生在期望使用的驱动频率处，液滴可形成为具有小的振动能量，但是波动压力的改变方式在微芯片m中的流路的谐振频率之前和之后反转，并且波动也急剧。因此，在共振频率下的液滴形成在稳定性方面较差。因此，如图5所示，通过从共振频率稍微偏移驱动频率，可以通过共振实现效率提高和稳定性两者。
[0094]
在本技术中，驱动频率是否向较高侧或较低侧偏移或共振频率无关紧要。通常，驱动频率被设置为具有用于调整的特定宽度的频带。该偏移量不受特别限制，只要驱动频带即使存在诸如温度变化的干扰也不与共振频率交叉即可，并且仅需要考虑要获得的效率改善效果与频带中的稳定性之间的平衡来设定。在本技术中，例如，振动元件的驱动频率可在微芯片m中流路的共振频率的
±
10％的范围内。
[0095]
在本实施方式中，鞘液引入耦接部c2优选地包括鞘液会聚部c21，该鞘液会聚部c21的宽度从附接的振动元件c3的一侧朝向鞘液引入部m4的一侧逐渐地变窄或部分地变窄。因此，鞘液引入耦接部c2中的流路的厚度从振动元件c3周围的厚度逐渐缩小到鞘液引入部m4周围的厚度，振动元件c3周围的尺寸的刻度和流路周围的尺寸的刻度连接，振动元件c3的振动能量集中在鞘液引入部m4附近，并且能够利用小的驱动电压将振动能量有效地发送到微芯片m中的流路。在下文中，将详细描述振动如何传播至微芯片m的鞘液引入部m4附近的鞘液。
[0096]
将鞘液从鞘液馈送单元101提供到鞘液会聚部c21，并且通过布置在会聚部c21上游的振动元件c3使鞘液振动。振动元件c3包括例如压电元件单元和活塞部，并且压电元件部和活塞部中的每利用粘合剂等牢固地耦接。压电元件单元的结构不受限制，只要最终提取的振动能够以目标振动频率以必要的振幅在x方向上振动(见图1的b)即可。例如，可想到堆叠结构、方形板结构、盘结构、管结构等(见图6的a至c)。此外，作为振动元件c3，可以使用诸如永磁体和螺线管的磁力。此外，代替将结合到压电元件的活塞插入到会聚部c21中的这种结构，可以采用如图7中所示的其中弯曲的压电元件附接到会聚部c21的顶面的结构。鞘液从微芯片m的鞘液引入部m4供给到芯片中，并且振动元件c3的振动传播通过鞘液以在从喷嘴喷射之后引起液滴形成。
[0097]
作为振动元件c3，例如，可以使用诸如压电元件的压电元件，但是如上所述，可以使用通过诸如永磁体和螺线管的磁力将电能转换成振动的振动元件c3。此外，频率不限于20khz以上的超声波区域，并且可以根据要形成的液滴的大小适当地设置。
[0098]
优选的是，鞘液会聚部c21的形状的高度从振动元件c3侧朝向鞘液引入部m4侧逐渐或部分减小。具体地，例如，形状可以是大致圆锥形状、大致多棱锥形状、或指数函数或抛物线的旋转体。通过设计这些形状，振动能量可以被有效地集中。只要振动元件c3能够充分地产生振动能量并且在组装性方面不存在问题，本发明不限于这些形状，而是通常，流路逐渐变窄的形式具有较大的优势(例如，由于振动元件c3的振幅可能小，所以利用压电元件的
低驱动电压可形成液滴，并且压电元件的选择和设计的自由度增加)。
[0099]
在选择大致多棱锥形状作为鞘液会聚部c21的形状的情况下，可以设置平坦部。因此，具体地，当鞘液会聚部c21由透明部件形成时，存在可以容易地看到会聚部c21的内部并且可以容易地确认气泡等的优点。另外，内角小的大致多棱锥、例如大致三棱锥，由于气泡容易被各角部捕捉，难以去除气泡，因此不优选，例如优选内角大的大致多棱锥、例如大致六角形以上的多棱锥。另外，为了不抑制后述的涡流而提高效果，优选内角大的多棱锥。此外，从去除气泡的观点或者因为不阻碍涡流的观点，期望不锐化每个拐角并且适当地应用r。r的适当应用包括，例如，应用该多边形的内切圆半径的约1/10或更大的r。
[0100]
注意，优选在检查鞘液会聚部c21的声学特性的同时确定鞘液会聚部c21的详细形状和尺寸。由此，能够进一步提高振动能量的利用效率。
[0101]
作为形成鞘液会聚部c21的材料，可以使用本领域已知的材料，但在本技术中，优选用树脂、金属或透明构件形成鞘液会聚部c21。作为树脂，例如，可以使用聚醚醚酮(peek)等。此外，作为透明构件，例如，可以使用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)等。通过用透明部件形成鞘液会聚部c21，可观察到鞘液会聚部c21的内部。作为金属，可以使用例如不锈钢、铝合金、钛合金等。通过用金属形成鞘液会聚部c21，可以省略用于液滴充电的电极。
[0102]
图8是示出设置在鞘液会聚部c21附近的电极c4的图。如图8所示，在将电荷施加到形成的液滴时，在鞘液会聚部c21由诸如树脂的绝缘体形成的情况下，电极c4插入到鞘液会聚部c21中，使得可以通过鞘液使液滴带电。其目的是使液滴分割点与电极c4之间的距离尽可能接近，并且在更接近理想的时刻进行充电。
[0103]
在这种配置的情况下，细小气泡可能卡在鞘液会聚部c21的孔与电极c4之间的边界等处，并且当流动停滞时，特别难以去除气泡。因此，在本技术中，优选产生使鞘液在鞘液会聚部c21中旋动的涡流。由此，通过产生的旋流消除了滞留部分，并且可以容易地去除气泡。
[0104]
此外，鞘液会聚部c21碰到在整个流路系统中流路变厚的部分，并且气泡可能保留在该部分内部。当气泡被保留时，振动能量被气泡吸收，并且断裂点受到影响。因此，可以想到，用于将鞘液引入鞘液会聚部c21的鞘液引入口c20位于远离鞘液会聚部c21的中心的位置。具体地，例如，鞘液引入口c20的位置从鞘液会聚部c21的中心偏移到上部，并且进一步布置在上游部。因此，在鞘液会聚部c21中产生涡流，从而不产生停滞部分，从而防止气泡残留，并且由于气泡的比重小于鞘液的比重，所以气泡容易聚集在流路的中心并向下流动。
[0105]
注意，偏移可以不是在鞘液会聚部c21的上方向，而是在鞘液会聚部c21的下方向，只要产生的涡流的强度足以使气泡向下流动即可。此外，还存在其中电极c4插入到该部分中以使液滴带电的构造(参见图8)，其中可以在形成于鞘液会聚部c21中的孔和电极c4之间的边界处捕获细小气泡等，因此也可以预期通过涡流剥离和去除粘附在电极c4外围的气泡的效果。
[0106]
在本实施方式中，微芯片m和连接部件c可根据需要适当地拆卸，并且可以是一次性的(一次性的)。此外，附接至连接构件c的振动元件c3也可在预先附接至连接构件c的同时循环，并且在这种情况下，振动元件c3可为一次性的。
[0107]
2.第二实施方式(微粒分选装置100)
[0108]
图9的a和b是示出根据第二实施方式的微粒分选装置的配置示例的视图。图9的a是示意性俯视图，并且图9的b是示意性剖视图。
[0109]
在上述第一实施方式中，在微芯片m中形成引入样本流并且与鞘液合并的汇合部，并且将样本液引入微芯片m中的鞘液中。然而，本实施方式被配置为使得流路以将样品液引入鞘液会聚部c21中并且通过流体动力学聚焦会聚包含样品液的芯流的形式。注意，除了将样品液引入鞘液的方法不同之外，本实施方式类似于上述第一实施方式。
[0110]
在本实施方式中，如图9所示，通过在用于将样品液引入鞘液会聚部c21的样品液引入口的位置上游的鞘液会聚部c21内部形成的电流板去除流的涡旋分量，然后引入样品液。这使得可以防止核心流被涡流干扰。电流板可以由例如薄板等形成。这里，优选整流板不配置在流路的最厚部分，以免扰乱涡流。
[0111]
3.第三实施方式(微粒分选装置100)
[0112]
图12和图14至图16是示出根据第三实施方式的微粒分选装置100中的连接部c22的模式示例的示图。应注意，在图14至图16中，省略了振动元件c3。
[0113]
在本实施方式中，鞘液导入连接部c2具有鞘液会聚部c21，在该鞘液会聚部c21中，宽度和高度从连接振动元件c3的一侧朝向鞘液引入部m4侧逐渐地或部分地减小，并且包括连接部c22，该连接部c22具有管状部分c221，该管状部分c221与鞘液会聚部c21的在鞘液会聚部c21与鞘液引入部m4之间的远端c211连通。另外，在本实施方式中，除了设有连接部c22以外，与上述第1实施方式相同。
[0114]
在本实施方式中，通过设置连接部c22，可以更有效地连接振动元件c3周围的尺寸的刻度和流路周围的尺寸的刻度。
[0115]
形成连接部c22的材料的示例包括弹性体、树脂、金属、或它们中的两种或更多种的组合等。
[0116]
弹性体的示例包括热固性弹性体和热塑性弹性体等。
[0117]
作为热固性弹性体，可列举出天然橡胶、合成橡胶等硫化橡胶、硅橡胶、氟橡胶等树脂类弹性体等。
[0118]
作为热塑性弹性体，例如可列举出聚苯乙烯系热塑性弹性体、烯烃/烯烃系热塑性弹性体、聚氯乙烯系热塑性弹性体、聚氨酯系热塑性弹性体、聚酯系热塑性弹性体、聚酰胺系热塑性弹性体等。
[0119]
树脂的示例包括热塑性树脂、热固性树脂等。
[0120]
热塑性树脂的示例包括：聚烯烃，如聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯；聚氯乙烯；丙烯酸树脂；abs树脂；as树脂；工程塑料如聚酰胺、聚碳酸酯、聚缩醛和聚对苯二甲酸乙二酯；超级工程塑料如聚醚砜、聚醚醚酮(peek)和热塑性聚酰亚胺；等等。
[0121]
热固性树脂的示例包括酚醛树脂、三聚氰胺树脂、聚氨酯、不饱和聚酯树脂和环氧树脂等。
[0122]
金属的示例包括铝合金、钛合金、不锈钢等。
[0123]
在下文中，将详细描述连接部c22的具体模式示例。
[0124]
[连接部c22的模式示例1]
[0125]
图12是示意性地示出连接部c22的模式示例1的视图。在模式示例1中，管状构件c222插入由热固性弹性体形成的管状部分c221内。由此，当与鞘液接触时，它可以与鞘液的
声阻抗分离(当声阻抗相当时，振动被扩散并且振动能量被消散)。因此，能够防止从振动元件c3产生的振动扩散到连接部c22，并且能够将振动能量有效地传递到微芯片m中的流路。
[0126]
此外，在施加到振动元件c3的驱动电压与没有插入管状构件c222的情况下的驱动电压相同的情况下，如图13所示，可以获得较短的bop长度，或者在较低的驱动电压下可以获得相同的bop长度。
[0127]
形成管状构件c222的材料的示例包括上述弹性体、树脂、金属或其两种或更多种的组合等。在模式示例1中，其中，特别优选聚苯乙烯、丙烯酸树脂、铝合金、钛合金或不锈钢，更优选铝合金、钛合金或不锈钢，并且还更优选不锈钢。
[0128]
此外，在模式示例1中，优选的是，管状构件c222的至少一部分由上述材料形成，但是更优选的是，管状构件c222的整体由上述材料形成。此外，在本模式示例1中，管状部分c221可以由热固性弹性体形成以用作密封。
[0129]
在本实施方式中，管状部分c221的长度方向的长度可以与管状构件c222的长度方向的长度相同，但是，考虑到用于密封的压坏，也可以稍短。另外，对管状构件c222的内外径等的大小没有特别限定，但是管状构件c222的外径例如可以与管状部分c221的流路直径相同或比管状部分c221的流路直径稍大。
[0130]
[连接部c22的模式示例2]
[0131]
图14是示意性地示出连接部c22的模式示例2的视图。在模式示例2中，包括管状部分221的连接部c22通过树脂c22a和热固性弹性体c22b的双色成型形成。具体而言，密封用热固性弹性体c22b通过双色成型与树脂c22a熔接。通过以这种方式用树脂c22a在连接部c22中形成管状部分c221的至少一部分，与整个管状部分221由热固性弹性体形成的情况相比，其能够在与鞘液接触时与鞘液的声阻抗分离，并且能够抑制振动向管状部分c221的流路外部的扩散。这里，树脂c22a的示例包括上述那些，并且在本模式示例2中，其中，特别优选聚苯乙烯或丙烯酸树脂。
[0132]
[连接部c22的模式示例3]
[0133]
图15是示意性地图示连接部c22的模式示例3的视图。在示例3中，包含筒状部221的连接部c22的整体由金属形成，在该连接部c22的两端部配置有用于密封的o形环c22c。通过以这种方式用金属形成整个连接部22，可防止从振动元件c3产生的振动扩散到连接部c22，并且可将振动能量有效地传递到微芯片m中的流路。这里，金属的示例包括上述那些，并且在本模式示例3中，特别地，优选铝合金、钛合金、或不锈钢，并且更优选不锈钢。此外，作为形成o形环c22c的材料，可以使用本领域已知的材料。其示例包括上述弹性体、树脂或其两种或更多种的组合等。
[0134]
[连接部c22的模式示例4]
[0135]
图16是示意性地示出连接部c22的模式示例4的视图。在模式示例4中，鞘液会聚部c21和包括管状部分221的连接部c22的一部分由金属形成，并且o形环c22c和热固性弹性体c22b被设置用于在其两端处密封。通过以这种方式用金属形成鞘液会聚部c21，可以进一步抑制由振动元件c3产生的振动的扩散。这里，形成鞘液会聚部c21和连接部c22的一部分的金属的示例包括上述那些，但是在模式示例4中，特别地，优选铝合金、钛合金、或不锈钢，更优选不锈钢。另外，作为形成o形环c22c的材料，可列举出上述的材料。
[0136]
4.第四实施方式(微粒分选装置100)
[0137]
图10是示出根据第四实施方式的微粒分选装置的配置示例的示图。
[0138]
根据本实施方式的微粒分选装置100包括微芯片，该微芯片包括：主流路m2，包含微粒的液体流过该主流路m2；鞘液流路m41，与主流路m2连通并供应鞘液；以及引入鞘液的鞘液引入部m4、用光照射微粒的光照射单元103、检测来自微粒的光的光检测单元104，以及处理单元105，处理从光检测单元104获得的信号，其中，流过鞘液引入部的鞘液振动。此外，可以根据需要设置分选单元106、存储单元107、显示单元108、输入单元109、控制单元110等。
[0139]
由于微芯片m与上述类似，因此这里省略其描述。此外，振动流过微芯片m的鞘液引入部m4的鞘液的方法也与上述类似，因此这里省略其描述。
[0140]
(1)光照射单元103
[0141]
光照射单元103用光(例如，激发光等)照射待分选的微粒。光照射单元103可以包括发射光的光源和将激发光聚集在检测区域中流动的微粒上的物镜。光源可以由本领域技术人员根据分选目的进行适当选择，例如可以是激光二极管、shg激光器、固态激光器、气体激光器、高亮度led，也可以是其两种以上的组合。除了光源和物镜之外，光照射单元103可以根据需要包括其他光学元件。
[0142]
(2)光检测单元104
[0143]
光检测单元104检测通过光照射单元103的照射从微粒产生的光(散射光和/或荧光)。光检测单元104可包括收集从微粒产生的荧光和/或散射光的聚光透镜，以及光检测器。作为光检测器，可以使用pmt、光电二极管、ccd、cmos等，但是本技术不限于此。除了聚光透镜和光检测器之外，光检测单元104可根据需要包括其他光学元件。光检测单元104可进一步包括，例如，分光单元。构成分光单元的光学组件的示例可包括光栅、棱镜和滤光器等。分光单元可检测例如具有将被检测的波长的光和具有另一波长的光。
[0144]
由光检测单元104检测的荧光可以是从微粒本身产生的荧光和从在微粒中标记的物质(例如，荧光物质等)产生的荧光，但是在本技术中不限于此。由光检测单元104检测的散射光可以是前向散射光、侧向散射光、瑞利散射、米氏散射、或它们的组合。
[0145]
(3)处理单元105
[0146]
处理单元105连接至光检测单元104并且处理从光检测单元104获得的信号。例如，可以校正从光检测单元104接收的光的检测值以计算每个微粒的特征量。更具体地，从接收的荧光、前向散射光和后向散射光的检测值计算表示微粒的尺寸、形式、内部结构等的特征量。此外，还可以通过基于所计算的特征量和预先从输入单元接收到的排序条件等执行排序确定来生成排序控制信号。
[0147]
处理单元105还可以基于由光检测单元104检测的光的检测值，使用外部分析设备等分析微粒的状态等。例如，处理单元105可由个人计算机或cpu实现，此外，可作为程序存储在包括记录介质(非易失性存储器(usb存储器等)、hdd、cd等)等的硬件资源中，并由个人计算机或cpu使其运行。此外，处理单元105可经由网络连接至微粒分选装置100的每个单元。
[0148]
(4)分选单元106(包括充电单元106c)
[0149]
分选单元106至少包括在期望方向上改变带电液滴的偏转板106a和收集液滴的收集容器106b。尽管在图4中单独定义，充电单元106c是分选单元106的一部分，并且基于处理
单元105生成的分选控制信号执行充电。
[0150]
在图10中所示的微粒分选装置100中，附着于连接部件c的振动元件c3如上所述通过将振动传播至鞘液而形成液滴。充电单元106c连接至插入到上述鞘液会聚部c21中的电极c4，并且基于处理单元105生成的分选控制信号使从微芯片m的孔口m1排出的液滴带正电或负电。然后，带电液滴的路径通过施加电压的偏转板(对电极)106a而在期望的方向上改变，并且带电液滴被分选。
[0151]
(5)存储单元107
[0152]
存储单元107存储与测量有关的所有项目，诸如光检测单元103检测的值、处理单元105计算的特征量、分拣控制信号、以及输入单元输入的分拣条件。
[0153]
在微粒分选装置100中，存储单元107不是必需的，并且可以连接外部存储装置。例如，可以使用硬盘等作为存储单元107。此外，记录单元107可以经由网络连接至微粒分选装置100的每个单元。
[0154]
(6)显示单元108
[0155]
显示单元108可以显示与测量相关的所有项目，例如由光检测单元103检测的值，和由处理单元105计算的特征量。优选地，显示单元108将通过处理单元105计算的每个微粒的特征量显示为散射图。
[0156]
在微粒分选装置100中，显示单元108不是必需的，并且可以连接外部显示装置。例如，可以使用显示器、打印机等作为显示单元110。此外，显示单元108可以经由网络连接至微粒分选装置100的每个单元。
[0157]
(7)输入单元109
[0158]
输入单元109是由诸如操作者的用户操作的部件。用户可以通过输入单元109访问稍后描述的控制单元110以控制微粒分选装置100的每个单元。输入部109优选在显示部108中显示的散射图上设定关心区域，决定分选条件。
[0159]
在微粒分选装置100中，输入单元109不是必需的，并且可以连接外部操作装置。例如，可以使用鼠标、键盘等作为输入单元109。此外，输入单元109可经由网络连接至微粒分选装置100的每个单元。
[0160]
(8)控制单元110
[0161]
控制单元110能够控制光照射单元103、光检测单元104、分析单元105、分选单元106、充电单元106c、记录单元107、显示单元108和输入单元109中的每一个。控制单元110可以针对微粒分选装置100的每个单元单独布置，或者可以被设置在微粒分选装置100的外部。例如，控制单元110可以由个人计算机或cpu实现，并且此外，可以作为程序存储在包括记录介质(非易失性存储器(usb存储器等)、hdd、cd等)等的硬件资源中并且由个人计算机或cpu使其运行。此外，控制单元110可以经由网络连接至微粒分选装置100的每个单元。
[0162]
5.第五实施方式(微粒分选方法)
[0163]
根据本技术的微粒分选方法包括：在微芯片中，该微芯片至少包括：主流路，包含微粒的液体流过所述主流路；鞘液流路，与所述主流路连通并且鞘液流过所述鞘液流路；以及鞘液引入部，引入所述鞘液，振动流过所述鞘液引入部的所述鞘液。
[0164]
因为根据本技术的微粒分选方法与上述根据本技术的微粒分选装置执行的方法相同，所以此处将省去其描述。
[0165]
示例
[0166]
在下文中，将基于示例更详细地描述本发明。
[0167]
另外，以下说明的示例是本发明的代表性的实施方式的示例，本发明的范围不是狭义的解释。
[0168]
在现有技术中，微芯片通过振动元件振动以形成液滴。图11是示出测量使用该现有技术施加振动的情况下的断裂点和使用本技术施加振动的情况下的断裂点的频率特性的结果的曲线图。
[0169]
如图11所示，可以看出，在现有技术中，bop根据频率而大幅改变。这被认为是因为，如上所述，出现诸如振动频率与微芯片的特征值匹配并且导致微芯片的大振动(谐振，缩短的bop)，或者相反地彼此抵消并且导致微芯片的小振动(反谐振，延长的bop)等的现象。另一方面，在本技术中，由于不经由微芯片施加振动并且不受其特征值的影响，所以可以看出，bop根据频率的变化变得缓和并且可以稳定液滴的产生。
[0170]
应注意，本技术还可具有以下配置。
[0171]
[1]一种微粒分选装置，包括：
[0172]
微芯片，包括：主流路，包含微粒的液体流过所述主流路；鞘液流路，与所述主流路连通并且鞘液流过所述鞘液流路；以及鞘液引入部，引入所述鞘液，其中，
[0173]
使在所述鞘液引入部中流动的所述鞘液振动。
[0174]
[2]根据[1]所述的微粒分选装置，进一步包括连接构件，所述连接构件可附接至所述微芯片并且具有耦接至所述鞘液引入部的鞘液导入耦接部。
[0175]
[3]根据[2]所述的微粒分选装置，其中，振动元件被附接于连接件。
[0176]
[4]根据[3]所述的微粒分选装置，其中，振动元件的驱动频率与微芯片中流路的共振频率不同。
[0177]
[5]根据[4]所述的微粒分选装置，其中，所述振动元件的驱动频率在所述微芯片中的流路的共振频率的
±
10％的范围内。
[0178]
[6]根据[3]至[5]中任一项所述的微粒分选装置，其中，所述鞘液导入连接部包括鞘液会聚部，所述鞘液会聚部的宽度从所述振动元件的一侧朝向所述鞘液引入部的一侧逐渐或部分变窄。
[0179]
[7]根据[6]所述的微粒分选装置，其中，所述鞘液会聚部的高度从所述振动元件的一侧朝向所述鞘液引入部的一侧逐渐或部分减小。
[0180]
[8]根据[7]所述的微粒分选装置，进一步包括连接部，所述连接部具有在所述鞘液会聚部与所述鞘液引入部之间与所述鞘液会聚部的远端连通的管状部分。
[0181]
[9]根据[8]所述的微粒分选装置，其中，管状构件被插入在管状部分的内部。
[0182]
[10]根据[9]所述的微粒分选装置，其中，所述管状部分和/或所述管状构件的至少一部分由选自由弹性体、树脂和金属组成的组中的至少一种形成。
[0183]
[11]根据[6]至[10]中任一项所述的微粒分选装置，其中，所述鞘液会聚部为大致圆锥形状、大致多棱锥形状、或指数函数或抛物线的旋转体。
[0184]
[12]根据[6]至[11]中任一项所述的微粒分选装置，其中，所述鞘液会聚部由透明构件或金属形成。
[0185]
[13]根据[6]至[12]中任一项所述的微粒分选装置，其中，电极被插入鞘液会聚部
中。
[0186]
[14]根据[6]至[13]中任一项所述的微粒分选装置，其中，在所述鞘液会聚部中，产生使所述鞘液旋动的涡流。
[0187]
[15]根据[6]至[14]中任一项所述的微粒分选装置，其中，将所述鞘液引入所述鞘液会聚部的鞘液引入口位于远离所述鞘液会聚部的中心的位置。
[0188]
[16]一种微粒分选装置，包括：
[0189]
微芯片，所述微芯片包括：主流路，包含微粒的液体流过所述主流路；鞘液流路，与所述主流路连通并供应鞘液；以及鞘液引入部，引入所述鞘液；
[0190]
光照射单元，利用光照射所述微粒；
[0191]
光检测单元，检测来自所述微粒的光；以及
[0192]
处理单元，处理从光检测单元获得的信号，其中
[0193]
使在所述鞘液引入部中流动的所述鞘液振动。
[0194]
[17]一种微粒分选方法，在微芯片中包括：至少主流路，包含微粒的液体流过所述主流路；鞘液流路，与所述主流路连通并且鞘液流过所述鞘液流路；以及鞘液引入部，引入所述鞘液，
[0195]
振动流过所述鞘液引入部的所述鞘液。
[0196]
参考符号列表
[0197]
100微粒分选装置
[0198]
101鞘液馈送单元
[0199]
102样本液体馈送单元
[0200]
103光照射单元
[0201]
104光检测单元
[0202]
105处理单元
[0203]
106分选单元
[0204]
107存储单元
[0205]
108显示单元
[0206]
109输入单元
[0207]
110控制单元
[0208]
m微芯片
[0209]
ma、mb基板层
[0210]
m1孔
[0211]
m11切口部
[0212]
m2主流路
[0213]
m3样品液引入部
[0214]
m31样品液体流路
[0215]
m4鞘液引入部
[0216]
m41鞘液流路
[0217]
m5吸入口
[0218]
m51吸入流路
[0219]
m52连通口
[0220]
m61、62缩窄部
[0221]
m7笔直部
[0222]
l1切口部m11的直径
[0223]
l2孔口m1的开口直径
[0224]
c连接构件
[0225]
c1样品液导入耦接部
[0226]
c2鞘液导入耦接部
[0227]
c20鞘液引入口
[0228]
c21鞘液会聚部
[0229]
c211鞘液会聚部的前端
[0230]
c22连接部
[0231]
c22a树脂
[0232]
c22b热固性弹性体
[0233]
c22c o形环
[0234]
c221管状部分
[0235]
c222管状构件
[0236]
c3振动元件
[0237]
c4电极。