JPH0522856Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、フローサイトメータにおいて、安定
した検出信号を得るために、フローセルに流れる
シース液を一定温度に保つようにしたフローセル
の温度制御装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図にフローサイトメータの粒子検出部分の
概略図を示す。１００はフローセルである。フロ
ーセル１００の幅の広い通路１０４内に配置され
たノズル１０６から、希釈、染色処理の施された
血液等の試料が、一定速度で一定量押し出され
る。さらに、シース液がノズル１０６の周囲を流
れる。このようにして、フローセルの狭い測定用
通路１０２内でシースフローが形成され、試料流
は絞られて細流となる。そして、流れと直交する
方向からレーザ光１０８が照射され、粒子がその
照射部分を通過するごとに発せられる散乱光や螢
光が検出される。

ところで、環境温度が変わると、信号がその影
響を受け、粒子を計測する上で不具合が生ずる。

まず、血液等の試料を希釈、染色する工程にお
いて、染色反応が一定とならず、反応過多となつ
たり未完になつたりする。そこで、周囲温度が変
わつても、その影響を受けず、安定して反応過程
を行わせるための試料反応装置を本出願人は昭和
62年12月24日付けですでに出願している（実願昭
62−196180号）。この試料反応装置により、所定
の反応が生じた反応試料は、測定部であるフロー
セルまで移送され、シリンダ等の定量装置により
一定速度で一定量、ノズル１０６から押し出さ
れ、測定用通路１０２を細流となつて流れること
になる。

〔考案が解決しようとする課題〕

周囲の環境温度が変われば、シース液もその影
響を受ける。例えば、粘度が変わる。シース液を
一定圧力でフローセルに供給している場合には、
シース液の供給量が変わる。つまり、環境温度が
下がれば、シース液の粘度が上がるため、シース
液の供給量が少なくなり、測定用通路１０２にお
いて試料流が太くなる。太くなれば試料の流路は
遅くなり、細胞粒子の流速も遅くなる。逆に、温
度が上がればシース液の供給量が多くなるため、
試料流は細くなり、その流速は速くなる。このよ
うに試料の流速が変動することにより、検出信号
の周波数帯域に影響を及ぼしたり、粒子の形状に
影響を及ぼしたりする。このため、検出信号が温
度変化により不安定になる恐れがある。

また、シース液は試料液と比べて多量に流れる
ので、試料中の細胞粒子（螢光、染色処理が施こ
されている）は、シース液の液温の影響を受け、
シース液と同温度となつてしまう。

励起光が照射されたときに細胞粒子から発せら
れる螢光強度は、液温に大きく依存している。染
料によりその程度は異なるが、温度が低い程、螢
光強度は大きく、温度が高い程、螢光強度は小さ
くなり、Ｓ／Ｎ比が不安定になる。なお、Ｓ／Ｎ
比とは、目的とする信号と、その信号に混入して
いるノズルとの比であり、Ｓ／Ｎ比が高い程、信
号検出がしやすい。

以上のように、環境温度が変わることにより、
信号検出する上で種々の不具合いが生ずる。

これらのことから、シース液の温度を周囲温度
にかかわらず一定にする必要性が出てくる。ま
た、シース液の温度をより安定にするため、フロ
ーセル自身も一定温度にする必要がある。しか
も、これらを安価に、コンパクトに構成する必要
がある。

本考案は上記の諸点に鑑みなされたもので、シ
ース液とフローセルとを一つの温度制御素子で恒
温状態にすることができ、しかも、安価、コンパ
クトに構成することができるフローセルの温度制
御装置を提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、本考案のフロー
セルの温度制御装置は、第１図〜第３図に示すよ
うに、狭い直線状の測定用通路１２と、この通路
１２に連なり次第に広げられた通路１４とを有す
るフローセル１０と、通路１４内に先端が臨むよ
うに配置・保持されたノズル１６と、このノズル
１６の他端に通じる試料用のポート２６と、フロ
ーセル１０の測定用通路１２に通じる廃液用のポ
ート３８と、フローセル１０を保持する熱伝導率
の高い材料からなるフローセル保持具４０と、こ
の保持具４０、又は保持具４０と接する熱伝導率
の高い材料からなる保持具４２に取り付けられた
温度制御素子４８、温度検出素子５０及び液溜め
用に凹部５４が設けられた熱伝熱率の低い材料か
らなるシース液貯留部５２と、温度制御素子４８
及び温度検出素子５０に接続された温度制御回路
４９と、シース液貯留部５２の凹部５４に通じ液
を流入・流出させるためのシース液用のポート６
０，６２と、これらのポートのうち一方のポート
６２とフローセル１０の通路１４とを通じさせる
流路６４とを包含することを特徴とするものであ
る。

〔作用〕

温度検出素子５０により温度が検出され、その
温度情報に基づいて、温度制御回路４９は温度制
御素子４８に発熱あるいは吸熱作用を生じさせ、
フローセル保持具４０又は保持具４０，４２を恒
温状態にする。シース液貯留部５２はフローセル
保持具４０又は保持具４２に取り付けられている
ので、凹部５４に収容されたシース液は恒温状態
になる。また、フローセル１０もフローセル保持
具４０又は保持具４２に保持されているので、フ
ローセル１０も恒温状態になる。

試料用のポート２６に測定用試料を供給するこ
とにより、ノズル１６から吐出され、シース液用
のポート６０にシース液を流入させることによ
り、凹部５４に保持された恒温状態のシース液が
シース液用のポート６２から押し出され、流路６
４を通つてフローセル１０の通路１４に供給され
る。そして、フローセル１０でシースフローが形
成され、測定用通路１２にて試料は細流にされ
る。

このように、周囲温度にかかわらず、恒温状態
のシース液が恒温状態のフローセルに供給され、
シースフローが形成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本考案の好適な実施例を
詳細に説明する。ただしこの実施例に記載されて
いる構成機器の材質、形状、その相対配置など
は、とくに特定的な記載がない限りは、本考案の
範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではな
く、単なる説明例にすぎない。

第１図は本考案のフローセルの温度制御装置の
一実施例の左側断面図である。第２図は第１図に
おいて矢印Ａ方向から見た正面図であり、第３図
は矢印Ｂ方向から見た背面図である。

第１図において、１０は石英ガラス製フローセ
ルであり、内部は断面が正方形（一辺は数百μm）
の測定用通路１２と、この通路１２と連らなつて
次第に幅が広がつた漏斗状の通路１４が形成され
ている。フローセル１０の下端には、内部に通路
１８が設けられた熱伝導率の高い材料からなる保
持具２０が接合されている。通路１８はフローセ
ルの通路１４に通じている。保持具２０の下部側
面には、通路１８と通じるニツプル２２が取り付
けられている。このニツプルはフローセル１０内
にシース液を流入させるためのものである。保持
具２０の下部には、ノズル１６を保持した保持具
２４が、Ｏリング２５を介しネジ等で取り付けら
れている。このため、ノズル１６は保持具２０の
通路１８及びフローセル１０の通路１４の中心部
分に配置され保持される。保持具２４内にはノズ
ル１６と通ずるＴ字型の通路３０が設けられ、さ
らに、通路３０と通ずる２個のニツプル２６，２
８が取り付けられている。これらのニツプル２
６，２８は測定用の試料を流入出させるための試
料用のポート２６，２８となる。

フローセル１０の上端には、パツキン３４を介
して熱伝導率の高い材料からなる保持具３２が載
置されている。この保持具３２には、測定用通路
１２と通ずるように通路３６が設けられ、さら
に、この通路３６と通ずるようにニツプル３８が
設けられている。このニツプル３８は、通路１２
で測定が済んだ試料、シース液を外部へ流出させ
るための廃液用のポート３８となる。

コの字型のフローセル保持具４０の上辺には、
保持具３２が当接し、下辺においては、保持具２
０を中に挾んで止めネジ４１が締め込まれること
により、フローセル１０及びフローセル１０に取
り付けられた部材が、フローセル保持具４０に保
持される。フローセル保持具４０の縦辺及び上辺
に接するように、逆Ｌ字型の保持具４２がフロー
セル保持具４０に取り付けられている。保持具４
２の上辺には、発熱又は吸熱をする温度制御素子
４８、及び温度に応じた変化を生ずる温度検出素
子５０が取り付けられている。温度制御素子４８
は、例えば、発熱素子（例えばヒータ）や冷却素
子（例えばペルチエ素子）であり、温度検出素子
５０は、例えばサーミスタである。温度制御素子
４８と温度検出素子５０とは、ともに温度制御回
路４９に接続され、所定の温度を保つように制御
されている。保持具４０，４２は熱伝導率の高い
材質よりなつている。

保持具４２の縦辺には、シース液貯留部５２が
パツキン５６を介して取り付けられている。シー
ス液貯留部５２には凹部５４が設けられており、
この凹部５４の内壁と保持具４２の外壁とによ
り、内部にシース液を収容することができる空洞
５５が形成される。シース液貯留部５２は熱伝導
率の低い樹脂製である。第３図に示すように、凹
部５４は家型になつており、空洞５５の最上位置
に通ずるように、シース液貯留部５２にはニツプ
ル５８が設けられ、空洞５５のそれよりやや下部
に通ずるようにニツプル６０が設けられ、空洞５
５の最下部に通ずるようにニツプル６２が設けら
れている。ニツプル５８は気泡を外部へ排出する
ための気泡用のポート５８となり、ニツプル６０
は外部からシース液を流入させるためのシース液
用のポート６０となり、ニツプル６２は外部へ
（フローセル１０へ）シース液を流出させるため
のシース液用のポート６２となる。シース液用の
ポート６２とニツプル２２とはチユーブからなる
流路６４で接続されている。

周囲温度が低くなり、温度制御素子４８から熱
が発せられた場合には、その熱はすみやかに熱伝
導率の高い材料からなる保持具４２，４０，２
０，３２に伝わる。そして、保持具２０，３２に
より、両端からフローセル１０に伝わる。一方、
シース液貯留部５２内のシース液は、保持具４２
と接しているので、熱はそのシース液にも伝わ
る。シース液貯留部５２は熱伝導率が低いので、
断熱効果を有している。このためシース液貯留部
５２内のシース液は、周囲の温度変化の影響を受
けにくい。フローセル１０をより安定に恒温状態
にするためには、保持具４０，４２，３２，２０
等の周囲に断熱材を設けることが好ましい。

今、恒温からはずれた温度のシース液が、シー
ス液用のポート６０からシース液貯留部５２の空
洞５５内に供給されたとする。すると、これに押
されてシース液貯留部５２内に恒温状態のシース
液がシース液用のポート６２から押し出され、流
路６４を通つて保持具２０の通路１８からフロー
セル１０内に供給される。このように、外部から
恒温状態からはずれた温度のシース液が供給され
ても、フローセル１０には恒温状態のシース液が
供給されることになる。しかも、フローセル１０
も恒温状態である。このため、シース液の粘度は
一定となり、一定圧力でシース液を押し出した場
合、シース液は一定量流れ、試料の流速も一定と
なる。また試料温度も一定となり、信号が安定し
て検出できる。

また、シース液とフローセルとの温度制御を、
１つの温度制御素子４８で行つているので、安価
でコンパクトである。

ところで、シース液と接触する部材は耐腐食性
の高いことも必要であり、保持具２０，３２，４
２は、一例としてステンレススチール製である。
フローセル保持具４０はアルミニウム製でもかま
わない。また、重量を軽くするために保持具４２
をアルミニウム製とし、シース液と接触する部分
にステンレススチール製の板を設けることもでき
る。

なお、保持具４２上部に設けられた２つの貫通
孔４４，４６には軸（図示せず）が挿通され、フ
ローセルの位置調整が容易にできるようになつて
いる。

恒温を比較的高温に設定する場合には、温度制
御素子としてヒータを用いる。この場合には、流
体の粘性が小さくなり損失少なく液を多量に流す
ことができるので、試料の流れをより細くするこ
とができ、光の照射部分を通過する粒子の位置の
ばらつきを小さくすることができ、検出信号の安
定化を図ることができる。また、恒温を比較的低
温に設定する場合には、温度制御素子としてペル
チエ素子又はペルチエ素子とヒータとを併用す
る。この場合には、試料の流れを遅くすることが
できるので、高速の光検出器や増幅器を使わずに
すむ。また、螢光強度が大きくなるので、Ｓ／Ｎ
比よく光信号が検出でき信号の安定化が図れる。

第５図は本考案のフローセルの温度制御装置を
用いた流体回路の一例である。試料用のポート２
６には弁V₁を介した試料反応装置７０とシリン
ジ７２とが接続され、シース液用のポート６０に
は弁V₅を介してシース液槽７４が接続されてい
る。シース液槽７４にはシース液を一定圧力で押
し出すための空気圧源７６が接続されている。ポ
ート２８，３８，５８はそれぞれ弁V₂，V₃，V₄
を介して廃液槽７８に接続されている。廃液槽７
８には液を集収するために、大気圧より低い圧力
源８０が接続されている。

弁V₁，V₂が開くことにより、試料反応装置７
０で作製された試料の一部は、ノズル１６近傍ま
で移送される。弁V₁，V₂が閉じ弁V₃が開きシリ
ンジ７２が吐出状態になることにより、一定量、
（例えば１〜2μ）の試料がノズル１６から一定
速度で吐出される。一方、弁V₅も開くことによ
りシース液がフローセル１０のノズル１６の周囲
から試料を包むように流れて、シースフローが形
成され、光学系により粒子に対応した信号が検出
される。ところで、適当な時期に弁V₄，V₅が開
きシース液貯留部５２内の気泡を排出する。この
ように気泡用のポート５８を設けることにより気
泡を除去することができ、粒子計測精度を向上さ
せることができる。

〔考案の効果〕

本考案のフローセルの温度制御装置は、環境温
度にかかわらず、シース液及びフローセルを恒温
状態に保つようにしているので、試料を常に安定
して流すことができ、また、発せられる螢光も安
定する。これにより、安定した粒子信号を得るこ
とができる。しかも、装置を安価に、かつ、コン
パクトに構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のフローセルの温度制御装置の
一実施例を示す左側断面図、第２図は同正面図、
第３図は同背面図、第４図は粒子検出部分の概略
図、第５図は本考案のフローセルの温度制御装置
を用いた流体回路の一例を示す系統図である。 １０……フローセル、１２……測定用通路、１
４……通路、１６……ノズル、１８……通路、２
０……保持具、２２……ニツプル、２４……保持
具、２５……Ｏリング、２６，２８……試料用の
ポート、３０……通路、３２……保持具、３４…
…パツキン、３６……通路、３８……廃液用のポ
ート、４０……フローセル保持具、４１……止め
ネジ、４２……保持具、４４，４６……貫通孔、
４８……温度制御素子、４９……温度制御回路、
５０……温度検出素子、５２……シース液貯留
部、５４……凹部、５５……空洞、５８……気泡
用のポート、６０，６２……シース液用のポー
ト、６４……流路、７０……試料反応装置、７２
……シリンジ、７４……シース液槽、７６……空
気圧源、７８……廃液槽、８０……圧力源、１０
０……フローセル、１０２……測定用通路、１０
４……通路、１０６……ノズル、１０８……レー
ザ光、V₁〜V₅……弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 狭い直線状の測定用通路１２と、この通路１２
   に連なり次第に広げられた通路１４とを有するフ
   ローセル１０と、通路１４内に先端が臨むように
   配置・保持されたノズル１６と、このノズル１６
   の他端に通じる試料用のポート２６と、フローセ
   ル１０の測定用通路１２に通じる廃液用のポート
   ３８と、フローセル１０を保持する熱伝導率の高
   い材料からなるフローセル保持具４０と、この保
   持具４０、又は保持具４０と接する熱伝導率の高
   い材料からなる保持具４２に取り付けられた温度
   制御素子４８、温度検出素子５０及び液溜め用に
   凹部５４が設けられた熱伝導率の低い材料からな
   るシース液貯留部５２と、温度制御素子４８及び
   温度検出素子５０に接続された温度制御回路４９
   と、シース液貯留部５２の凹部５４に通じ液を流
   入・流出させるためのシース液用のポート６０，
   ６２と、これらのポートのうち一方のポート６２
   とフローセル１０の通路１４とを通じさせる流路
   ６４とを包含することを特徴とするフローセルの
   温度制御装置。