JP2013242156A - サンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプルチューブ判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】サンプルを精度良く且つ簡便に送液することを可能にするサンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプルチューブ判定方法の提供。
【解決手段】光を照射する光照射部４１と、光を検出する光検出部４２と、サンプルチューブ２２を収容し、側面に光を遮光する遮光部、及び光が通過可能な一対の光透過部を有するチューブホルダ２１と、を備える。このサンプル送液装置では、チューブホルダ２１が、光照射部４１が照射する光を遮光するため、チューブホルダ２１が所定位置に設置されていることを把握できる。また、光照射部４１から照射された光がチューブホルダ２１を通過可能になるまでチューブホルダ２１が回転し、回転した角度により、チューブホルダ２１に収容されたサンプルチューブ２２の形状を判定できる。また、サンプルを送液中に撹拌を行い、且つ熱によるサンプルの変質を最小限に抑えることが可能な機構を有する。
【選択図】図１

Description

本技術は、サンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプルチューブ判定方法に関する。より詳しくは、サンプルチューブの自動認識等をする装置等に関する。

細胞などの微小粒子の特性を光学的、電気的あるいは磁気的に検出し、所定の特性を有する微小粒子のみを分別して回収する微小粒子測定装置（例えばフローサイトメータ）が知られている。

この微小粒子測定装置では、より高精度な測定を可能にするために改良がなされてきている。例えば、特許文献１では、光学系で用いられる光軸補正を自動的に行い、測定を高精度にするという試みがなされている。

特開２０１０−２８６２９２号公報

しかしながら、上述した高精度な測定を可能にするためには、光軸補正の他に、微小粒子を含有するサンプルの取扱いにも配慮する必要がある。例えば、サンプル送液装置（又は微小粒子測定装置の一部として構成されるサンプル送液装置）により微小粒子測定装置にサンプルを送液する際にサンプルの取扱いに配慮する必要がある。より具体的には、サンプルチューブ内のサンプルの残量が少ない状態で、サンプルを微小粒子測定装置に送液することは、微小粒子測定装置における測定精度の低下（サンプル内のコンタミ発生、測定装置の部品汚れ）等をもたらすため、防止する必要がある。しかしながら、サンプル送液装置において、サンプルの残量の確認は、従来はユーザの目視で行われていた。その確認作業は、ユーザに熟練した技術を要し、ユーザにとって非常に煩雑なものであった。

そこで、本技術は、自動でサンプルを精度良く且つ簡便に送液することを可能にするサンプル送液装置、フローサイトメータ及びサンプルチューブ判定方法を提供することを主な目的とする。

上記課題解決のため、本技術は、光を照射する光照射部と、前記光を検出する光検出部と、収容されたサンプルチューブの側面に照射される前記光を遮光する遮光部、及び前記光が通過可能な一対の光透過部を有するチューブホルダと、を備えるサンプル送液装置を提供する。
このサンプル送液装置では、チューブホルダに、収容されたサンプルチューブの側面に照射される前記光を遮光する遮光部が設けられることにより、光照射部が照射する光を遮光するため、チューブホルダが所定位置に設置されていることを把握することが可能になる。
また、このサンプル送液装置では、遮光部に対する光照射により前記チューブホルダを側面の周方向に回転する駆動部を更に備えることが好ましい。
また、このサンプル送液装置では、前記光検出部により検出される前記光の光量により前記サンプルチューブ内のサンプルの残量を判定する制御部を備えていることが好ましい。
また、このサンプル送液装置では、前記光の光路と一対の前記光透過部間の直線とが重なるように、前記駆動部が前記チューブホルダを回転させる角度が、前記チューブホルダが収容可能なサンプルチューブの形状に応じて異なることが好ましい。
また、このサンプル送液装置では、前記光路と前記直線とが重なるように、前記駆動部が前記チューブホルダを回転させる角度が、前記チューブホルダが収容可能なサンプルチューブの容積に応じて異なることが好ましい。
このサンプル送液装置では、光照射部から照射された光が光検出部に通過可能になるまでチューブホルダが回転され、回転した角度により、チューブホルダに収容されたサンプルチューブの形状（種類）を判定することが可能になる。そして、サンプルチューブの形状（種類）に応じて最適化された回転角度及びサンプル残量の基準値を用いてサンプル残量の判断を行うことにより、安定したサンプル送液を行うことができる。
また、サンプル送液装置では、前記駆動部に取り付けられた第１のマグネットと、該第１のマグネットとは離隔し且つ対向して設けられ、前記チューブホルダの底部に位置し、前記第１のマグネットの磁力作用により回転する第２のマグネットと、を更に備えることが好ましい。
このサンプル送液装置では、第２のマグネットの回転により発せられる駆動部の熱がサンプルに伝達されることなくサンプルチューブ内のサンプルの撹拌を行うことが可能になる。また、このサンプル送液装置は、サンプルを送液中に任意のタイミングで撹拌を行い、且つ熱によるサンプルの変質を最小限に抑えることが可能な機構を有する。
また、このサンプル送液装置が連結されたフローサイトメータを提供することも可能である。

また、本技術では、光照射により、初期状態のチューブホルダの有無を判定し、光が通過するまで前記チューブホルダを回転し、光が通過する前記チューブホルダの回転角度を検出し、前記回転角度に応じて前記チューホルダに収容されたサンプルチューブ種を判定する手順を含むサンプル送液装置におけるサンプルチューブ判定方法も提供する。

本技術において「サンプル」としては、主に微小粒子を含むサンプルが挙げられる。
「微小粒子」には、細胞や微生物、リポソームなどの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子などが広く含まれるものとする。
生体関連微小粒子には、各種細胞を構成する染色体、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)などが含まれる。細胞には、動物細胞(血球系細胞など)および植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌などの細菌類、タバコモザイクウイルスなどのウイルス類、イースト菌などの菌類などが含まれる。さらに、生体関連微小粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体などの生体関連高分子も包含され得るものとする。また、工業用粒子は、例えば有機もしくは無機高分子材料、金属などであってもよい。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレートなどが含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料などが含まれる。金属には、金コロイド、アルミなどが含まれる。これら微小粒子の形状は、一般には球形であるのが普通であるが、非球形であってもよく、また大きさや質量なども特に限定されない。
本技術において「駆動部」としては、モータ及びギアより構成されるもの等が挙げられる。

本技術により、サンプルを精度良く且つ簡便に送液することができる。

本技術に係るサンプル送液装置１の全体構成を説明する模式図である。 本技術に係るサンプル送液装置１を構成する撹拌ユニット２の構成を説明する模式図である。 本技術に係るサンプル送液装置１を構成するチューブホルダ２１の構成を説明する断面模式図である。 本技術に係るサンプル送液方法を説明するフローチャートである。 本技術に係るサンプル送液方法のうちチューブホルダ検出ステップ及びサンプルチューブ判定ステップを説明するフローチャートである。 本技術に係るサンプル送液装置１を構成するチューブホルダ２１が加圧送液部５内まで上昇した状態を説明する模式図である。 本技術に係るサンプル送液装置１を構成する光照射部４１によりレーザＬが照射された状態を説明する模式図である。 本技術に係るサンプル送液装置１を構成するチューブホルダ２１がレーザＬを通過させる状態を説明する断面模式図である。 本技術に係るサンプル送液装置１を構成するチューブホルダ２１がレーザＬを通過させる状態を説明する断面模式図である。

以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。

１．本技術に係るサンプル送液装置１の装置構成
（１−１）撹拌ユニット
（１−２）エアシリンダ
（１−３）液面検出センサとチューブホルダ
（１−４）加圧送液部
（１−５）サンプルライン
（１−６）制御部等
２．本技術に係るサンプル送液方法
（２−１）ホルダ上昇ステップＳ_１
（２−２）チューブホルダ検出ステップＳ_２
（２−３）サンプルチューブ判定ステップＳ_３
（２−４）サンプル撹拌ステップＳ_４
（２−５）サンプル送液ステップＳ_５
（２−６）液面モニタリングステップＳ_６
（２−７）警告ステップＳ_７

１．本技術に係るサンプル送液装置１の装置構成
図１は、サンプルローディングモジュールとして構成された本技術に係るサンプル送液装置１の構成を説明する模式図である。

（１−１）撹拌ユニット
図１中符号２は、設置されたサンプルチューブ２２内のサンプルを撹拌する撹拌ユニット２を示す。撹拌ユニット２は、サンプルチューブ２２を収容するチューブホルダ２１と、チューブホルダ２１を設置する設置台２３とを含む。

図２に、撹拌ユニット２のより詳細な構成を示す。図２（ａ）は、図１のＰ−Ｐ断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の部分拡大図である。

撹拌ユニット２は、チューブホルダ２１及び設置台２３の他に、チューブホルダ２１を回転させるモータ２４を含む。撹拌ユニット２は、モータ２４に取り付けられたギア２７と、ギア２７のＺ軸方向に垂直な方向の回転により連動して回転するギア２８とを含む。また、撹拌ユニット２は、ギア２８に取り付けられ、且つギア２８の回転により連動して回転する第１のマグネット２５を含む。更に、撹拌ユニット２は、チューブホルダ２１の底部側（図２（ａ）中、Ｚ軸負方向側）であって、圧力遮断壁２９に対し第１のマグネット２５の反対側に設けられ、第１のマグネット２５の回転により、磁力が伝達され回転する第２のマグネット２６を含む（図２（ａ）、（ｂ）参照）。

チューブホルダ２１は、サンプルチューブ２２を収容する。なお、チューブホルダ２１の形状等については、後述する液面検出センサ４の各構成（光照射部４１、光検出部４２等）の機能において、その構成が特徴を有するため、詳細な構成については以下で液面検出センサ４と共に述べる。

サンプルチューブ２２としては、サンプルを収容することが可能であれば特に限定されないが、例えば、エッペンドルフチューブ、コニカルチューブ等とすることが好ましい。また、サンプルチューブ２２は、光透過性を有するように透明であることが好ましい。

モータ２４としては、例えば、ステッピングモータ等の回転デバイスが挙げられる。モータ２４の駆動条件としては、例えば、１０００ｒｐｍ程度まで回転させることができ、ユーザが任意に設定することができる。なお、サンプル送液装置１では、サンプルチューブ２２が偏芯回転方式で回転する。ここでいう、偏芯回転方式とは、チューブホルダの２１の回転中心部と、チューブホルダ２１内のサンプルチューブ２２を保持する部分を偏芯させて回転する方式を指す。より具体的には、偏芯回転方式とは、図２（ｂ）に示すように、第１のマグネット２５及び第２のマグネット２６の中心軸Ｘに対して、サンプルチューブ２２の中心軸Ｙが離れた状態でサンプルチューブ２２が回転する方式を指す。サンプル送液装置１では、上記方式を採用することにより、サンプルの撹拌がより効率よく行われる。

撹拌ユニット２では、モータ２４に取り付けられた第１のマグネット２５と、第２のマグネット２６と、チューブホルダ２１とが、サンプルチューブ２２の深さ方向（Ｚ方向）に順に配置される。そして、第２のマグネット２６は、第１のマグネット２５と離隔して設けられている。このように、サンプル送液装置１では、モータ２４及び第１のマグネット２５が、第２のマグネット２６と離隔して配置されているため、モータ２４により発せられる熱がサンプル中の細胞等にダメージを与えることを防止できる。

また、サンプル送液装置１では、後述する加圧送液部５の加圧シェル５２及び気密保持用Ｏリング５３により加圧容器内部の気密性を保持することが可能である。更に、サンプル送液装置１では、加圧容器内部に撹拌用モータ等の電気デバイスが存在せず、電力供給等に用いる電気的配線を加圧容器外部に引き回す必要がないため、サンプルの気密性を容易に確保することができ、モータ２４の配線等の製造性の自由度を向上させることもできる。

更に、サンプルチューブ２２周辺を滅菌洗浄する際にも、サンプル送液装置１では、モータ２４がサンプルチューブ２２等とは離隔して設計されているため、モータ２４が破損したり、漏電事故を起こしたりするといった問題を回避することができる。

更に、撹拌ユニット２では、サンプル送液装置１から微小粒子測定装置１００への加圧送液操作の際にサンプルを撹拌することが可能である。そのため、サンプル送液装置１では、サンプル中の微小粒子を沈殿させたり、又は凝集させたりせずに、サンプルの濃度及び分散状態を一定に保ったまま、連接された微小粒子測定装置１００に連続的に加圧送液することが可能になる。

このように、サンプル送液装置１では、サンプルを精度良く且つ簡便に撹拌することができる。

なお、上述したモータ２４は、サンプルの撹拌のみならず、サンプルチューブ２２の種類の判定のためにチューブホルダ２１を回転させるためにも用いられる。

（１−２）エアシリンダ
図１中符号３は、サンプルチューブ２２が加圧送液部５内に設置されるように撹拌ユニット２を上昇（図１中、矢印Ａの方向（Ｚ軸正方向））させるエアシリンダを示す。エアシリンダ３は、撹拌ユニット２を加圧して気密を保持する加圧シリンダ３１と、エアシリンダ３を昇降させる昇降シリンダ３２とを含む。撹拌ユニット２に含まれるチューブホルダ２１を加圧送液部５内まで上昇させることで、サンプルチューブ２２内のサンプルを微小粒子測定装置１００等に送液させることが可能になる。

（１−３）液面検出センサとチューブホルダ
図１中符号４は、光を照射する光照射部４１と、光照射部４１が照射した光を検出する光検出部４２とを含む液面検出センサを示す。

本技術では、サンプルに含まれる水による光の吸収に基づく光の減衰を光検出部４２は検出しているため、光照射部４１が照射する光としては、長波長（例えば、９００〜１５００ｎｍ）の光が好ましい。また、光としては、特に限定されるものではないが、好ましくはレーザやＬＥＤ光等が用いられる。以下では、光照射部４１が照射する光としてレーザを例に挙げて説明する。

光照射部４１は、例えば、レーザ光源と、レーザを集光・照射する集光レンズ、ダイクロイックミラー、バンドパスフィルター等とによって構成される。

光検出部４２は、例えば、フォトトランジスター、ＰＭＴ（photo multiplier tube）や、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子等のエリア撮像素子等によって構成される。

光照射部４１及び光検出部４２は、加圧送液部５に対し対称な位置に設置される。そして、エアシリンダ３により上昇され、加圧送液部５内に収容されたチューブホルダ２１は、光照射部４１及び光検出部４２の間に設置され、光照射部４１が照射するレーザの光路上に位置する。

光照射部４１及び光検出部４２は、サンプルチューブ２２の容積に応じて予め設定されている警告すべき量（基準値として設定されている量）に対応して、上下（図１中、Ｚ軸正方向及び同負方向）移動し、レーザの高さ位置を調整することで、サンプルの液面検出が可能になるように構成される。

ここで、図３を参照しながらチューブホルダ２１のＸＹ平面における断面形状について説明しつつ、液面検出センサ４の構成及びその機能についてより詳細に説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、順に、０．５ｍｌサンプルチューブ２２、１．５ｍｌサンプルチューブ２２、５．０ｍｌサンプルチューブ２２、１５．０ｍｌサンプルチューブ２２を収容するチューブホルダ２１の断面模式図を示す。図３（ａ）〜（ｄ）では、チューブホルダ２１が加圧送液部５内に収容された際に、モータ２４が初期状態にあるために、チューブホルダ２１が回転されていない配置状態を示す。

なお、ここでいう初期状態とは、チューブホルダ２１を光照射部４１と光検出部４２との間に設置した直後におけるモータ２４の予め設定された状態を指す。より具体的には、モータ２４が回転しておらず、回転原点に位置している状態を指す。

また、図３中、光路とは、光照射部４１が照射するレーザの光路のことを指す。

図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、チューブホルダ２１は、光照射部４１が照射するレーザを遮光する遮光部２１１と、レーザを通過させる一対の光透過部２１２とにより構成される。

遮光部２１１は、チューブホルダ２１の側面部分を覆うようにして構成される。遮光部２１１は、レーザを遮ることが可能であればどのような材質等で形成されていてもよい。遮光部２１１がレーザを遮り、光検出部４２がレーザを検出しないことにより、サンプル送液装置１では、加圧送液部５内にチューブホルダ２１が存在していることを自動で判定することができる。

光透過部２１２は、チューブホルダ２１の側面部分に２ヶ所設けられる。一対の光透過部２１２は、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように、チューブホルダ２１の断面形状の中心に対して、点対称な位置に設けられていることが好ましい。

光透過部２１２は、例えば、チューブホルダ２１の側面部分である遮光部２１１に、穴を開けられ、切欠き部として形成される。また、光透過部２１２は、光が透過可能なように透明な材質で構成されていてもよい。レーザが遮光部２１１により遮光されていた場合、チューブホルダ２１が回転し、一対の光透過部２１２が光路上に位置することで、レーザは、チューブホルダ２１を通過することができる。

また、図３（ａ）〜（ｄ）に示す夫々のチューブホルダ２１では、設置台２３に設置され、モータ２４が初期状態である場合において、一対の光透過部２１２間で形成される直線と光路とが成す角度が異なるように構成される。具体的には、本技術の一例として、０．５ｍｌサンプルチューブ２２（図３（ａ）参照）、１．５ｍｌサンプルチューブ２２（図３（ｂ）参照）、５．０ｍｌサンプルチューブ２２（図３（ｃ）参照）、１５．０ｍｌサンプルチューブ２２（図３（ｄ）参照）を収容するチューブホルダ２１では、夫々、上記角度が順に３０度、６０度、９０度、１２０度である。

サンプル送液装置１では、初期状態のモータ２４がチューブホルダ２１を回転させることにより一対の光透過部２１２からレーザを通過させることを可能にする。そのため、チューブホルダ２１が収容するサンプルチューブ２２の容積に応じて、一対の光透過部２１２をレーザが通過可能になるまでの回転角度が異なる。

具体的には、０．５ｍｌサンプルチューブ２２用のチューブホルダ２１を用いる場合には、上記回転角度が３０度になる（図３（ａ）参照）。１．５ｍｌサンプルチューブ２２用のチューブホルダ２１を用いる場合には、上記回転角度が６０度になる（図３（ｂ）参照）。５．０ｍｌサンプルチューブ２２用のチューブホルダ２１を用いる場合には、上記回転角度が９０度になる（図３（ｃ）参照）、１５．０ｍｌサンプルチューブ２２用のチューブホルダ２１を用いる場合には、上記回転角度が１２０度になる（図３（ｄ）参照）。

このように、サンプル送液装置１では、収容するサンプルチューブ２２の容積によりチューブホルダ２１の上記回転角度が異なるため、回転角度によりサンプルチューブ２２の容積を自動で判定することができる。

また、光透過部２１２を通過するレーザは、サンプル内の液体（主に水）により吸収されることで光量が減衰する。一方、サンプル内の液体が微小粒子測定装置に送液されることにより基準値を下回った場合には、上記レーザの光量は減衰されない。そのため、光検出部４２によりレーザの光量が減衰していないことを検出することによって、サンプルの残量が基準値を下回ったことを判定することができる。

サンプル送液のサンプルチューブ２２の容量及び形状等に応じてサンプルを送液することができるサンプル残量は異なるため、この基準値については、チューブ種ごとに異なった値を設定する必要がある。これに対し、サンプル送液装置１では、モータ２４がチューブホルダ２１の回転機能を有し、チューブ種ごとにホルダ形状が異なる。そして、サンプル送液装置１では、光を透過可能にするチューブホルダ２１の回転角度に応じてチューブ種を自動的に判定し、チューブ種ごとの最適な基準値を自動的に選択することで、高精度にサンプル残量の検知を行うことができる。

このように、サンプル送液装置１では、収容したサンプルチューブ内のサンプル残量を検知することができる。

（１−４）加圧送液部
図１中符号５は、Ｚ軸正方向に上昇したチューブホルダ２１を収容し、サンプルチューブ２２内のサンプルを加圧しノズル５１から送液させる加圧送液部を示す。

また、加圧送液部５は、内部の気密性を保持しつつ、サンプルチューブ２２に覆い被さり、サンプルの送液を可能にする加圧シェル５２と、加圧シェル５２の内壁に沿って、設置台２３のＺ軸正方向側への突出部位に接触するように形成され、加圧送液部５内の気密性を確保する気密保持用Ｏリング５３とを含む（図１、２（ａ）、（ｂ）参照）。加圧送液部５の加圧は、サンプルチューブ２２内のサンプルを外部に送液可能であれば、特に限定されない。また、ノズル５１は、サンプルを吸引するものであり、更にサンプルを撹拌する際には、撹拌棒として機能し、サンプルの撹拌効率を向上させることができる。

（１−５）サンプルライン
図１中符号６は、上記加圧送液部５で加圧送液されたサンプルチューブ２２内のサンプルを通流させるサンプルライン６を示す。サンプルライン６に通流されたサンプルは、連結された微小粒子測定装置（フローサイトメータ）１００に送液される。サンプルライン６としては、特に限定されるものではないが、例えば、シリコーンチューブから構成される。

（１−６）制御部等
サンプル送液装置１は、上述の構成に加え、液面検出センサ４による特性判定のためのデータ解析部を備える。また、サンプル送液装置１は、モータ２４によるサンプルチューブの回転、撹拌ユニット２の昇降、光照射部４１によるレーザＬの照射のオン／オフ、及び加圧送液部５内での加圧／減圧等の本技術に係る制御を行うための制御部等も備える。

制御部は、ＣＰＵ、メモリ（記憶部）及びハードディスク等を備える汎用のコンピュータによって構成でき、ハードディスク内にはＯＳと次に説明する各ステップを実行するプログラムなどが格納されている。

また、サンプル送液装置１では、データ解析部により送液されたサンプルチューブ２２内のサンプルの残量が所定の基準値まで減少した場合、ユーザに警告する出力部を設けることが可能である。出力部としては、ランプ、メッセージ等の表示、又は音声出力等、多様の方法を採用することが可能である。

なお、本技術においては、サンプル送液装置１は、連結された微小粒子分取装置（フローサイトメータ）１００にサンプルを送液する装置として説明しているが、サンプル送液装置１は微小粒子分取装置１００の一部として構成されていてもよい。

２．本技術に係るサンプル送液方法
（２−１）ホルダ上昇ステップＳ_２
以下、図４〜図９を参照しながら本技術に係るサンプル送液方法について説明する。図４及び図５は、制御部により制御されており、サンプルチューブ２２に含まれるサンプルを送液するためのサンプル送液方法を説明するフローチャートである。また、図６〜図９は、本技術に係るサンプル送液方法を実行しているサンプル送液装置１の状態を示す模式図である。サンプル送液方法は、「ホルダ上昇ステップＳ_１」、「チューブホルダ検出ステップＳ_２」、「サンプルチューブ判定ステップＳ_３」、「サンプル撹拌ステップＳ_４」、「サンプル送液ステップＳ_５」、「液面モニタリングステップＳ_６」、「警告ステップＳ_７」の手順を含む。以下、各手順について説明する。

本ステップでは、エアシリンダ３が撹拌ユニット２を上昇させる（図４参照）。図６に、エアシリンダ３がチューブホルダ２１を上昇させた状態を示す。

このように、チューブホルダ２１が加圧送液部５内に収容されることで、サンプルライン６を介して、サンプルチューブ２２内のサンプルを微小粒子測定装置１００等に送液することができる。

（２−２）チューブホルダ検出ステップＳ_２
チューブホルダ検出ステップＳ_２では、加圧送液部５内まで上昇した撹拌ユニット２にチューブホルダ２１が設置されているか否か判定される（図４参照）。ここで、図５を参照しながら本ステップで行われる手順について詳細に説明する。図５は、本技術に係るサンプル送液方法のうちチューブホルダ検出ステップＳ_２及び後述するサンプルチューブ判定ステップＳ_３をより具体的に説明するフローチャートである。

まず、ステップＳ_２１では、モータ２４が初期状態に位置合わせされる。より具体的には、図３を参照しながら上述したように、チューブホルダ２１が回転していない状態に調整される。すなわち、光路上に遮光部２１１が位置するように調整される。

次いで、ステップＳ_２２では、光照射部４１によりレーザＬが、光検出部４２に向けて光路上に照射される（図５参照）。図７に、光照射部４１によりレーザＬが照射されている状態を示す。

次いで、ステップＳ_２３では、制御部により、光検出部４２がレーザＬを検出可能であるか否かが判定される（図５参照）。この場合、チューブホルダ２１が加圧送液部５内に収容されていないと、レーザＬは、チューブホルダ２１により遮光されず、光検出部４２により検出される。これにより、ステップＳ_２４では、制御部は、加圧送液部５内にチューブホルダ２１が収容されていないと判定し、ユーザに警告をする。

一方、チューブホルダ２１が加圧送液部５内に収容されていると、レーザＬは、チューブホルダ２１の遮光部２１１により遮光される。これにより、制御部は、加圧送液部５内にチューブホルダが存在していると判定する（ステップＳ_２５）。このように、チューブホルダ検出ステップＳ_２では、チューブホルダ２１が加圧送液部５内に収容されているか否かを自動で判定することができる。そのため、サンプル送液装置１では、ユーザ自身によるサンプルチューブの有無の確認が不要であり、精度良く且つ簡便にサンプルを送液することができる。

（２−３）サンプルチューブ判定ステップＳ_３
サンプルチューブ判定ステップＳ_３では、チューブホルダ２１に収容されたサンプルチューブ２２の容積を判定する（図４参照）。ここで、再び図５を参照しながら本ステップで行われる手順について詳細に説明する。

ステップＳ_３１では、モータ２４がチューブホルダ２１を回転させる。そして、ステップＳ_３２では、光検出部４２によりレーザＬが検出可能であるか否かを制御部は判定する。光検出部４２によりレーザが検出されるまで、モータ２４はチューブホルダ２１を回転させる。このとき、ステップＳ_３３では、モータ２４がチューブホルダ２１を回転させた角度により、制御部はチューブホルダ２１に収容されたサンプルチューブ２２の容積を判定することができる（図５参照）。

ここで、ステップＳ_３１、ステップＳ_３２、及びステップＳ_３３における工程について、図８を参照しながらより詳細に説明する。図８には、チューブホルダ２１がレーザＬを通過させる状態を説明するチューブホルダ２１の断面模式図を示す。図８では、特に、０．５ｍｌサンプルチューブ用のチューブホルダ２１をサンプル送液装置１に用いた場合を例に示す。

図８（ａ）では、チューブホルダ２１が回転していない状態（モータ２４が初期状態）を示す。光照射部４１によりレーザＬが照射されると、レーザＬは、遮光部２１１により遮光される。すなわち、図８（ａ）に示す状態では、光検出部４２は、レーザＬを検出しない。次に、モータ２４は、遮光部２１１により遮光されたレーザＬが、一対の光透過部２１２から通過可能になるまで、サンプルチューブ２２を回転させる（ステップＳ_３１。図８中、矢印Ｒ参照）。より具体的には、図８に示す例では、（ａ）に示すように、一対の光透過部２１２間の直線と前記レーザＬの光軸とが３０度の角度を成している。そして、図８（ｂ）に示すように、モータ２４は、チューブホルダ２１を３０度回転させる。

これにより、光検出部４２は、レーザＬを検出する（ステップＳ_３２）。従って、チューブホルダ２１が３０度回転したため、制御部は、チューブホルダ２１には０．５ｍｌサンプルチューブ２２が収容されていると自動で判定することができる。すなわち、ユーザ自身によるサンプルチューブ２２の種類の確認をせずに、サンプル送液装置１では精度良く且つ簡便にサンプルを送液することができる。

また、他の例として、図９では、サンプルチューブ２２として５．０ｍｌサンプルチューブ用のチューブホルダ２１をサンプル送液装置１で用いた場合を例に示す。

図９に示す例でも、図８に示した例と同様に、まず、光照射部４１によりレーザＬが照射されると、レーザＬは遮光部２１１により遮光される。そのため、光検出部４２は、レーザＬを検出しない。このとき、一対の光透過部２１２間の直線と前記レーザＬの光軸とが９０度の角度を成している。そして、図９（ｂ）に示すように、モータ２４は、チューブホルダ２１を９０度回転させる。

これにより、光検出部４２は、レーザＬを検出する（ステップＳ_３２）。従って、チューブホルダ２１が９０度回転したため、制御部は、チューブホルダ２１には５．０ｍｌサンプルチューブ２２が収容されていると自動で判定することができる。すなわち、ユーザ自身によるサンプルチューブ２２の種類の確認をせずに、サンプル送液装置１では精度良く且つ簡便にサンプルを送液することができる。

このように、図８及び図９を参照しながら説明した例で示したように、ステップＳ_３３では、チューブホルダ２１に収容されるサンプルチューブ２２の容積を自動で判定することができる（図５参照）。

なお、本技術では、サンプルチューブ２２の容積を判定する場合を例に説明しているが、かかる例に限定されず、多様な形状を有するサンプルチューブ２２の種類を判定するようにサンプル送液装置１が構成されていてもよい。この場合、遮光部２１１により遮光されたレーザＬが一対の光透過部２１２を通過可能になるまでチューブホルダ２１を回転すべき角度が、サンプルチューブ２２の形状ごとに異なっており、形状ごとの上記回転すべき角度が記憶部に予め格納されている。

（２−４）サンプル撹拌ステップＳ_４
次に、撹拌ステップＳ_４では、サンプルチューブ２２内のサンプルが撹拌される（図４参照）。具体的には、まず、図２（ｂ）に示すように、撹拌ユニット２において、モータ２４が駆動することにより、ギア２７が回転する。そして、ギア２７が回転することにより、ギア２８が連動して回転し、その回転に伴い第１のマグネット２５が回転する。また、第１のマグネット２５が磁力伝播方式により外部から動力を伝えることで、第１のマグネット２５に対向して設けられている第２のマグネット２６が駆動し回転する。そして、第２のマグネット２６の回転により、第２のマグネット２６の上方（図２（ａ）中、Ｚ軸正方向）に位置するチューブホルダ２１が回転する。

撹拌ステップＳ_４では、第２のマグネット２６及びサンプルチューブ２２と離隔して配置されたモータ２４が、サンプルチューブ２２内のサンプルを撹拌するため、モータ２４で発生した熱がサンプルに伝達されることを防止できる（図２（ｂ）、矢印Ｒ参照）。

また、撹拌ステップＳ_４でサンプルを撹拌するため、サンプル中に浮遊している微小粒子の沈殿や濃度分布の偏在を防止することができる。そして、局所的な微小粒子の濃度上昇を防止することもできるため、微小粒子や細胞等の凝集、相互の固着を防止することもできる。このように、撹拌ステップＳ_４では、サンプルの濃度分布及び分散状態を一定に保ったまま、サンプルを安定に微小粒子測定装置１００に連続的に加圧送液することが可能になる。これにより、サンプルを送液された微小粒子測定装置１００では、微小粒子や細胞等の情報を高精度に分析すること等ができる。

なお、本技術では、上昇ステップＳ_１を経てから撹拌ステップＳ_４が実行される例を説明しているが、かかる例に限られず、撹拌ステップＳ_４を経てから上昇ステップＳ_１が実行されてもよい。

また、撹拌ステップＳ_４は、後述するサンプル送液ステップＳ_５と同時に実行することも可能である。これにより、濃度分布及び分散状態がより均一に保たれたサンプルを微小粒子測定装置１００に加圧送液することができる。

（２−５）サンプル送液ステップＳ_５
次に、サンプル送液ステップＳ_５では、サンプルの微小粒子測定装置（フローサイトメータ）１００等への送液が開始される（図４参照）。加圧送液部５内でチューブホルダ２１が加圧シリンダ３１により加圧され、気密性が保持された状態で、サンプルはサンプルライン６から微小粒子測定装置１００等へ送液される。

（２−６）液面モニタリングステップＳ_６
液面モニタリングステップＳ_６では、送液が開始されたサンプルのサンプルチューブ２２内の残量について、制御部がモニタリングをする。上記モニタリングについては、まず、サンプルチューブ２２の容積又は形状に応じて設定された基準値により、光照射部４１のレーザＬの高さが調整される。そして、外部に送液されることで徐々に下がっていくサンプルの液面がレーザＬにより検出されるか否かが判定される。

（２−７）警告ステップＳ_７
警告ステップＳ_７では、サンプルの液面がレーザＬにより検出されると、ユーザに警告がなされる。これにより、ユーザは、サンプルチューブ２２内のサンプルの残量が少なくなってきていることを把握することができる。

更に、図４には示していないが、サンプルチューブ２２から吸引されるサンプルが、予め設定された最小吸引量まで下がった場合には、制御部はサンプルの吸引（送液）を中止することができる。

以上説明したように、本技術に係るサンプル送液装置１では、サンプルチューブの有無、サンプルチューブの種類、及びサンプル残量についてユーザが目視監視を行う必要がなくなる。そして、サンプル送液装置１では、サンプル残量等の確認を自動で行い、サンプルチューブ２２内にサンプルが入っていない状態又はサンプルが最小吸引量より少ない状態で微小粒子測定装置１００等への送液操作がなされることを防止することができる。これにより、例えば、サンプルチューブ内にサンプルが入っていない状態又はサンプルが最小吸引量より少ない状態で送液がなされた場合に、微小粒子測定装置１００におけるチップからスプレー状にサンプルが射出され、装置１００内のレンズ汚れ等をもたらすことを防止できる。以上より、サンプル送液装置１では、サンプルを精度良く且つ簡便に送液することができる。

本技術に係るサンプル送液装置は以下のような構成をとることもできる。
（１）光を照射する光照射部と、前記光を検出する光検出部と、収容されたサンプルチューブの側面に照射される前記光を遮光する遮光部、及び前記光が通過可能な一対の光透過部を有するチューブホルダと、を備えるサンプル送液装置。
（２）前記遮光部に対する光照射により前記チューブホルダを側面の周方向に回転する駆動部を更に備える前記（１）記載のサンプル送液装置。
（３）前記光検出部により検出される前記光の光量により前記サンプルチューブ内のサンプルの残量を判定する制御部を備える、前記（１）又は（２）記載のサンプル送液装置。
（４）前記光の光路と一対の前記光透過部間の直線とが重なるように、前記駆動部が前記チューブホルダを回転させる角度が、前記チューブホルダが収容可能なサンプルチューブの形状に応じて異なる前記（１）〜（３）の何れか一つに記載のサンプル送液装置。
（５）前記光路と前記直線とが重なるように、前記駆動部が前記チューブホルダを回転させる角度が、前記チューブホルダが収容可能なサンプルチューブの容積に応じて異なる前記（１）〜（４）の何れか一つに記載のサンプル送液装置。
（６）前記駆動部に取り付けられた第１のマグネットと、該第１のマグネットとは離隔し且つ対向して設けられ、前記チューブホルダの底部に位置し、前記第１のマグネットの磁力作用により回転する第２のマグネットと、を更に備える前記（１）〜（５）の何れか一つに記載のサンプル送液装置。
（７）前記（１）〜（６）の何れか一つに記載のサンプル送液装置が連接されたフローサイトメータ。
（８）光照射により、チューブホルダの有無を判定し、光が通過するまで前記チューブホルダを回転し、光が通過する前記チューブホルダの回転角度を検出し、前記回転角度に応じて前記チューホルダに収容されたサンプルチューブの形状を判定する手順を含む、サンプル送液装置におけるサンプルチューブ判定方法。

１ サンプル送液装置
２ 撹拌ユニット
３ エアシリンダ
４ 液面検出センサ
５ 加圧送液部
６ サンプルライン
２１ チューブホルダ
２２ サンプルチューブ
２３ 設置台
２４ モータ
２５ マグネット
２６ マグネット
２７、２８ ギア
２９ 圧力遮断壁
３１ 加圧シリンダ
３２ 昇降シリンダ
４１ 光照射部
４２ 光検出部
５１ ノズル
５２ 加圧シェル
５３ 気密保持用Ｏリング
１００ 微小粒子測定装置
２１１ 遮光部
２１２ 光透過部

Claims (8)

1. 光を照射する光照射部と、
   前記光を検出する光検出部と、
   収容されたサンプルチューブの側面に照射される前記光を遮光する遮光部及び前記光が通過可能な一対の光透過部を有するチューブホルダと、を備えるサンプル送液装置。
2. 前記遮光部に対する光照射により前記チューブホルダを側面の周方向に回転する駆動部を更に備える請求項１記載のサンプル送液装置。
3. 前記光検出部により検出される前記光の光量により前記サンプルチューブ内のサンプルの残量を判定する制御部を備える請求項２記載のサンプル送液装置。
4. 前記光の光路と、前記一対の光透過部間の直線と、が重なるように前記駆動部が前記チューブホルダを回転させる角度が、前記チューブホルダが収容可能なサンプルチューブの形状に応じて異なる請求項３記載のサンプル送液装置。
5. 前記光路と、前記直線と、が重なるように前記駆動部が前記チューブホルダを回転させる角度が、前記チューブホルダが収容可能なサンプルチューブの容積に応じて異なる請求項４記載のサンプル送液装置。
6. 前記駆動部に取り付けられた第１のマグネットと、
   該第１のマグネットとは離隔し且つ対向して設けられ、前記チューブホルダの底部に位置し、前記第１のマグネットの磁力作用により回転する第２のマグネットと、を更に備える請求項５記載のサンプル送液装置。
7. 請求項６記載のサンプル送液装置が連結されたフローサイトメータ。
8. 光照射により、チューブホルダの有無を判定し、
   光が通過するまで前記チューブホルダを回転し、
   光が通過する前記チューブホルダの回転角度を検出し、
   前記回転角度に応じて前記チューホルダに収容されたサンプルチューブの形状を判定する手順を含む、サンプル送液装置におけるサンプルチューブ判定方法。
   

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