JPH10507524A

JPH10507524A - 高速フローサイトメータ液滴形成システム

Info

Publication number: JPH10507524A
Application number: JP8513421A
Authority: JP
Inventors: デンエン，ギャーバン
Original assignee: University of Washington
Current assignee: University of Washington
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1995-10-13
Publication date: 1998-07-21
Also published as: EP0786078A2; AU3958295A; EP0786078B1; WO1996012171A2; US6133044A; WO1996012171A3; DE69532416T2; AU698929B2; DE69532416D1

Abstract

(57)【要約】液滴形成フローサイトメータシステム(1)は、シース流体に直接結合された発振器あるいは圧電性結晶(10)をノズル容積(3)内に含んでいることにより、大きな発振器駆動電力を必要とせずに高速処理を可能にする。ノズルコンテナ(27)が連続的に収束しているので、ノズル容積(3)を通ってノズル出口に圧力波として伝達される単方向性振動(11)が増幅され、これにより、流体ジェットから液滴が形成される。ノズルコンテナ全体が動かないように、発振器は指向的に隔離されているので、圧力波はシース流体内にのみ形成される。可動物質導入ポート(9)によって物質の濃度を変化させることができる。この物質導入ポート(9)は、収束ゾーン(32)内に配置されており、最適な層流条件を維持しながら、シース流体に対する物質の相対濃度を変化させられる。センサおよびコントローラ構成を用いて、この変化を自動制御できる。取り替え可能先端の設計も提供され、これにより、ノズル本体(24)からノズル先端(25)にかけての移行が滑らかになるように、ノズル本体(24)内の先端挿入部(29)内にセラミックノズル先端が配置される。ノズル先端の外側面は、手入れあるいは交換の際にノズル先端が取り外せるようにノズル本体に対して密着させられている。

Description

【発明の詳細な説明】高速フローサイトメータ液滴形成システムＩ．技術分野本発明は、一般には、個々の液滴内に含まれる物質の分析および選別に用いられるような液滴フローサイトメータに関する。具体的には、本発明は、このようなシステムにおける、ノズル孔から流出した後に規則的な液滴を形成するように作用する局面に関する。ＩＩ．背景技術液滴フローサイトメータは、臨床および研究において、長年使用されている。このシステムは、基本的に、シース流体の個々の液滴の中に少量の物質を導入するものである。卓越周波数を発する発振器を利用することによって、これらの液滴を均一なものにすることができる。これらの振動は、通常、ノズルコンテナに付与される。液滴フローサイトメトリーは、研究および臨床の両方の環境において非常によく利用されるので、このようなシステムは、大幅な改良の対象となっている。しかし、これらのシステムの局面のなかで特に困難であったのは、液滴形成を制御する局面である。この局面に関しては、40キロヘルツを大きく上回る処理レートを実用上達成することか困難であっただけでなく、用いる発振器を駆動するために比較的大きな電力を使用することに伴う付随条件に対処することも困難であった。フローサイトメータのための液滴形成の分野において直面する上記の各困難点は、主にこの分野に特有のものであることに留意されたい。チャネル型フローサイトメータを用いる一見類似する分野でさえも、それほど類似ではなく、上記のような困難点には直面しない。これらは、液滴形成装置としてではなく、連続フロー装置として動作するため、この分野で利用可能な知識の多くは、フローサイトメトリー液滴形成システムにおいて直面する困難点および問題点に対しては適用できない。上記の液滴形成における困難点は、液滴形成が相当な理論的詳細を手本として行われているにもかかわらず、実用上は、幾分経験的な課題が依然残されていることに、ある程度、起因しているのかもしれない。あるレベルにおいては全面的に数学的予測が可能であるにもかかわらず、物質的な限界、固有の物質変動等が最終結果に大きく影響するため、実用上は、これらの予測は大幅に制限をうける場合があり、また、修正される場合も多い。この分野における「進歩」のなかには、実用上、不必要あるいは利用不可能であることか分かっているものも多い。本発明がなされる以前は、均一な液滴形成を行うために必要な振動エネルギーのレベルが、経験上の制約を非常に受けやすかった。その電力（圧電性結晶発振器に印加される電圧の振幅として表されることが多い）は、以前は10ボルト前後の範囲であった。不都合なことに、このような比較的高い電圧は、より頑丈な回路部の必要性を生じさせるとともに、望ましくない電磁波の放出を生じさせるという実用上望ましくない結果をもたらす。これらの放出は、フローサイトメータあるいは他の周辺機器の感度に影響を及ぼす。また、より高い処理周波数への要求を追求すれば、この問題は一層悪化する。本発明がなされる何年も前からこれらの問題点は知られていたが、より高い周波数を得るにはさらに大きな振動エネルギーが物理的要件となる、というのが容認された考え方のようであった。本発明は、この予想が間違っていることを証明する。この原理を適用した極端な例の１つは、300〜800キロヘルツの範囲の液滴形成周波数を達成した、Grayの米国特許第4361400号に示される。この設計には、約80ボルトで電力供給される発振器が必要であった。より高い液滴周波数を得るためにはより大きな電力が必要であるというこの表面的な物理的要件が、実用的な液滴フローサイトメータのほとんどがわずか10kHz〜50kHzの範囲でしか動作していなかった１つの理由であったのかもしれない。本発明は、実はこのような関係は物理的要件ではなく、実際には、僅か数ミリボルトの電力を発振器に印加するだけで100kHz〜200kHzの範囲の液滴形成速度が得られることを示す。この分野において実用上直面するまた別の問題は、ノズルアセンブリ内に存在する共鳴の問題であった。やはりこれも、利用可能なシステムに必然的に付随するものとして簡単に容認され、システム全体の性能に許容不可能な変化をもたらすことなく周波数を変化させることは実際的ではないという考え方を当業者の間にもたらしたと思われる。液滴を形成するための振動を付与する適切な方法に関しても、幾分混乱があったように思われる。米国特許第4302166号は、流体の流れに対して直交方向の振動を、ノズルコンテナに付与することを示している。一方、米国特許第4361400号は、振動をノズルコンテナに、流れの線に平行に付与することを示唆している。これらの各システムは、ノズルシステムの周波数応答に共鳴および変動を生じるように機能することもあり、実際には最適ではないことを本発明は開示する。液滴フローサイトメータのノズルシステム内に層流を維持する課題については、さらに逆説的な状況が存在する。層流を維持することが望ましいことを当業者は何年も前から知っていたが、本発明がなされるまでは、交換用の先端を利用した実用的なシステムは、厳密な層流を得るという目標を達成する程までは、最良には設計されなかった。例えば、米国特許第4361400号およびSpringer Laborato ryの1992年の刊行物"Flow Cytometry And Cell Sorting"にそれぞれ示される交換可能ノズル先端の設計においては、ノズル本体とノズル先端との接合部において層流が途切れる。当業者の間でずっと以前から知られていた目標を展望すると、このような設計は、明らかに最良でなく、やはりこれらも逆説に近いものであると思われる。本発明は、この目標を認識するとともに、解決方法が容易に得られることを実証する。この分野において直面するまた別の課題は、処理中の実際の条件を最適化するためにパラメータを変化させる必要性である。ここでもやはり、理論と実際とがうまく合っていなかった。通常、最適条件に合わせてシステムを設計していたが、そのような条件は実際の使用においてはほとんど存在しなかった。したがって、米国特許第4070617号が認識していたように、シース流体内における物質の出力速度を変化させることが可能な設計が望まれた。このようなシステムによって多少の変化が可能になったが、シース物質と滴下パラメータとの間には維持しなければならない非常にはっきりとした物理的関係が存在するという単純な理由から、このような変化によってフローサイトメータ内の条件は必然的に最適でなくなるという認識がもたれた。（米国特許第4302166号にも示されるように）これらのパラメータは当業者にとって周知であり、実際には必要な上記変化が、必要悪として認識されてきたようである。結果的に低下した分析能力は、ある程度、疑いをもたれることなく容認されてきたようである。再び、本発明は、条件を最適から遠ざけた方法が、実際に遭遇する条件に適合させる際に伴う必然的な付随条件ではなかったことを示し、流れの最適な条件を維持しながら変化を可能にする解決方法が可能であることを示す。説明したように、上記問題点のほとんどは、当業者がずっと以前から認識していたものである。しかしながら、解決方法は、ありそうにないと考えられていたか、あるいは実施可能にする要因がずっと以前からあったにもかかわらず認識されていなかった。その原因は、当業者がこの問題の性質を完全に正しく理解していなかったから、あるいは、用いられる物理的メカニズムが実際に誤解されていたからなのかもしれない。実際にノズルを動かすことが液滴形成振動を誘引する適切な方法であるという誤解、並びに、交換可能ノズル先端に対する要望とフローサイトメータノズルアセンブリ内での層流に対する要望とが調和され得ることを単に認識していなかったことも関係していたように思われる。同様に、当業者は長い間、実用上可能であったより高い周波数のシステムを達成しようと試み、また、最適な条件が最大限維持されるような変化を達成しようと試みた。これらの当業者の試みは、しばしば、本発明の技術的方針から当業者らを遠ざけた。また、これらの試みによって、本発明が達成したことが、採用した方法による偶然の結果であると考えられるようになったのかもしれない。ＩＩＩ．発明の開示内容本発明は、フローサイトメータ液滴システムに適用可能な改良点を数多く含む。これらの改良点は、それぞれ独立した効果をもたらし、また、これらを共同的に組み合わせて、液滴フローサイトメータの性能を大幅に改善することも可能である。好適な実施形態は、連続的に収束するノズルコンテナの上方に、シース流体内に含まれた圧電性発振器を含んでいる。このノズルコンテナは、シース流体に直接的かつ指向的に結合される振動を増幅するように作用する。さらに、物質導入管の位置を収束ゾーン内で調節することにより、物質を導入するレートを、シース流体を導入するレートに対して相対的に変化させて最適な条件を維持することが可能である。さらに、交換可能ノズル先端は先端挿入部内に適合し、その外側表面において密着され、これにより、層流が維持されるとともに、収束するノズル本体全体にわたって振動の増幅が高められる。これら様々な特徴を組み合わせた結果、本発明は、先行技術による典型的な装置の何倍もの周波数での実用的な処理を達成するとともに、このような処理レートを、典型的に利用されるものよりも数桁小さい振動電力で達成する。したがって、本発明の目的の１つは、高い処理レートを可能にする低電力システムを提供することである。この目的を達成するにあたって、目標の１つは、振動をシース流体に直接結合させて、材料境界面に関連するあらゆる損失を最小限に抑えることである。この目的を達成するにあたって、もう１つの目標は、実際に振動を増幅して、ノズル先端において許容可能な流体の変動が生じるようなシステムを提供することである。本発明のまた別の目的は、ノズルシステム内の共鳴周波数の影響を最小限に抑えることである。この目的を達成するにあたって、目標の１つは、振動をシース流体に指向的に結合させることである。振動が所望の方向以外の方向でシース流体に付与されないように振動を隔離することも、目標の１つである。本発明の別の目標は、交換可能ノズル先端および内部変動の両方を考慮しながら、ノズルアセンブリ内全体にわたって層流を維持することを可能とするシステムを提供することである。本発明は、ノズルコンテナ内の流れの状態が密着部材の不必要な影響を受けないような設計を提供することにより、第１の目的を達成する。物質を導入する位置を変化させながら最適な層状態を維持するようなシステムを提供することによって、第２の目的が達成される。本発明のさらに別の目的は、実用上実施可能なシステムを提供することである。この目的を達成するにあたって、目標の１つは、手入れが容易でありかつ部品が容易に交換できるシステムを提供することである。比較的容易に、かつ比較的安価に製造可能な設計を提供することも、目標の１つである。当然、本明細書のこの他の箇所およびクレームにおいて、この他の目的が開示される。ＩＶ．図面の簡単な説明図1は、本発明の一実施形態の概略断面図であり、様々な特徴を併記している。図2は、先行技術の設計における液滴発生開始エネルギーを、本発明の設計と比較して示すプロット図である。図3は、代替的な設計の概略断面図であり、自動物質調節特徴および指向的に結合された外部発振器を示す。図4は、本発明の一実施形態による、交換可能先端の設計を示す断面図である。図5は、先行技術による交換可能ノズル先端の設計を示す断面図である。Ｖ．発明の実施の最適な態様上記のように、本発明は、様々な特徴を取り入れた改良型フローサイトメータ液滴ノズルシステムを含む。図1に示されるように、フローサイトメータシステム(1)は、ノズル容積(3)を形成するノズルコンテナ(2)を含む。何らかのシース貯蔵器(5)からシース流体を導入するように作用するシース流体ポート(4)によって、ノズル容積(3)に液体が供給される。動作中、シース流体はノズルコンテナ( 2)を通り、ノズル出口(6)から自由落下領域(7)へと流出する。シース流体は、典型的には、食塩水性流体等の非反応性物質でありかつ分析上はトランスペアレントであることから、その中には、細胞または細胞の一部もしくはその他のアイテム等、何らかの所望の物質か導入されてきた。この物質は、物質貯蔵器(8)内に保持され、物質導入ポート(9)を介してノズル容積(3)へと導入される。流体力学的な集束によって、物質は流れ、シース流体内で単一の細胞ユニットに分割され、そして、ノズル出口(6)から流出する。規則的な液滴を形成するために、好適な実施形態では、圧電性結晶(10)を用いてシース流体内に振動(11)を起こしている。これらの振動は、圧力の変化としてノズル出口(6)へと伝達され、表面張力の作用によってジェット(12)から規則的な液滴(13)を形成するように作用する。これらの過程はよく理解されており、また、 -Verlag Berlin Heidelberg)、および、Marvin A. Van Dillaらによって編集された c Press Inc.(London)Ltd.)を含む数々の文献で説明されている。上記各文献は参考までに援用される。図1に示されるように、好適な実施形態における特徴の１つは、ノズル容積(3) 内にある圧電性結晶(10)の位置である。この特徴によって、発振器は、振動(11) をノズル容積内で発生させるように作用する。このように、発振器をシース流体に直接結合できる。これらの振動は、シース流体を介して伝達され、ノズル出口(6 )から流出し、そして、ノズル(6)の下方の自由落下領域(7)内で液滴(13)を形成する。ノズルの真下であるように図示されているが、当然、ノズルアセンブリが横向きあるいはその他の関係となるように向けられてもよく、その場合、液滴(1 3)が他の位置で形成される可能性もある。それでも、液滴は、ジェット(12)がノズル出口(6)から放出される方向に形成されるので、依然としてノズル先端(6)の「下方」として特徴づけられ得る。よく理解されているように、シース流体および物質をノズルコンテナ(2)から流出させることにより、細胞あるいは細胞片を個々の液滴(13)内に単一に単離してセンサ(14)によって分析することができる。センサ(14)は、その情報を分析機器(15)に供給する。分析機器(15)は、必要なデータを提供してもよいし、または、当該分野において周知であるように、ノズル容積(3)内の電極のような何らかの機器を、選別静電場機器(16)と組み合わせて用いて、液滴(13)をさらに処理するように機能してもよい。静電ポテンシャルを印加するときは、液滴形成における遅延に基づいて、各液滴毎に異なった印加を行うことができる。特定の細胞内に蛍光等を誘発することによってその他の検知を可能にするとともに分析を容易にする別個のレーザを、分析機器(15)が含んでいてもよい。図1から容易に理解できるように、このタイプのフローサイトメータ、即ち、液滴フローサイトメータは、チャネル形成フローサイトメータとは非常に異なった動作をする。チャネル型フローサイトメータにおいては、自由落下あるいは液滴形成の必要がないので、発振器およびそれに関連する理論は関係しない。さらに、液滴形成フローサイトメータにおいてはノズル出口孔の直径は約50〜150ミクロンであるのに対して、チャネル型フローサイトメータにおいては、この孔は大幅に大きくなり、1000ミクロン単位の大きさとなることがある。これによって、条件が極めて異なったものとなり、この２つの分野が当業者によって幾分異なった扱いを受ける結果になった。本発明のもう１つの特徴は、実際に液滴(13)を形成するために発振器をどのように結合させているかである。図1に示されるように、本実施形態においては、発振器は圧電性結晶(10)である。当然、他の様々な装置を用いて振動(11)を得ることが可能であるが、圧電性結晶(10)を用いれば、多数の異なる周波数および電力が可能になる。ただし、通常は何らかの圧電性結晶の使用が好ましい技術であるものの、本発明の教示内容は広く適用可能であり、本発明をこのタイプの発振器に限定して考えるべきではないことを理解されたい。図1に示されるように、圧電性結晶(10)はリング状の結晶として構成されており、ノズルコンテナ(2)の上部端のほとんどを占める。上記リングは、ノズル容積(3)内に位置するように、ノズルコンテナ(2)に直接配設される。ノズルコンテナが振動する必要はなく、むしろ、それが起こらないように設計されている。図示されるように、リングの振動(11)は、概ね、ノズルコンテナ(2)の中央軸と平行な方向で生じるようにしてもよい。さらに、これらの振動(11)は、本質的に、ノズルコンテナにではなく、シース流体に結合する。したがって、本発明は、実際のノズルコンテナを動かすことを含む一部の先行技術が示唆する方向に従うのではなく、シース流体に直接作用してシース流体内に圧力の変化を起こす。ノズル容積(3)内を下方に移動するこれらの圧力変化は、ノズルコンテナ(2)の形状によって実際に増幅することができ、これにより、ノズル出口(6)から流出するジェット(12)内に表面張力の変化が生じる。これらの変化は、ジェット(12)をつまみ切るように作用し、これにより、液滴(13)が形成される。シース流体は実質的に圧縮性がないため、これらの圧力変化はあまり弱められないままノズル容積(3 )を通過し得、実際には圧力変化を増幅することもあり得る。これにより、所望の液滴形成効果が得られる。他者もシース流体への直接的な結合の要望を考慮したかもしれないが、それを実行する方法を認識しておらず、発振器をシース流体内に配置して最も効率的な結合を得ることが可能であることも認識していなかった。振動(11)のシース流体への直接的な結合および振動(11)の指向的な性質の両方が、先行技術と比べて数桁小さな電力レベルで液滴形成を行う本発明の能力に貢献している。図1から理解できるように、圧電性結晶(10)は、そのエネルギーの大部分をシース流体に直接伝達する。（従来技術によってしばしば示唆されるようにノズルではなく）シース流体への上記エネルギーの大部分の伝達をさらに高めるために、大きなノズルコンテナ部材の設計を本発明に利用して、これらの部材を介してのエネルギーの伝達を最小限に抑えるようにすることも可能である。容易に理解できるように、発振器をシース流体内に配置することによって、ノズルコンテナ全体の振動によって生じる周波数依存性および共鳴を大幅に低減させることができる。したがって、ノズルコンテナ全体を振動させることを示唆していた先行技術の教示内容とは対照的に、本発明ではこのような振動を特定的に回避できる。これにより、ノズルアセンブリ全体が振動する場合には不可避であり得る、流れの線に対して直交方向の振動によって生じ得る共鳴周波数が回避される。ノズルアセンブリ全体を可撓性の膜上に配設してノズルアセンブリ全体を動かすことを示唆していた教示内容とは対照的に、本発明は、ノズルコンテナ(2)の動きではなく、ノズル容積(3)内にあるシース流体内の圧力波を利用する。なかでもこの局面は、液滴形成が生じるのに必要な電力量を大幅に低減し、また、ノズルコンテナ(2)の全体的な振動によって生じる共鳴周波数の出現を大幅に低減させる。図2を参照すれば、これらの低減による劇的な影響が理解できる。図2は、本発明において予想される周波数に対する、液滴形成開始のためのおおよそのエネルギーを示す概念的なプロット図である。図2に示されるように、上記エネルギー( 与えられた圧電性結晶に印加されるボルト数として表記)は、数桁分低減されている。この低減は、数々の周波数について実証済みである。図2に示されるように、典型的に10ボルト付近で動作していた先行技術も、約10ミリボルトしか必要としなくなる。さらに、図2に示されるように、先行技術においては、多数の共鳴周波数の変化（先行技術のプロットにおいて山と谷とによって示される）も生じていたことが分かる。これらの山と谷の大部分は、必要となる電力量と、ノズルアセンブリ内の圧力波のみを利用するのではなくノズルアセンブリ全体の動きを利用する設計との両方によって生じたものである。図2に概念的に示される先行技術の特性とは非常に対照的に、本発明は、劇的に低減された電圧で液滴形成を達成するだけでなく、これらのレベルを比較的広い周波数範囲において達成し、共鳴の変化も先行技術に比べて非常に小さい。これらの相関プロットは、先行技術の設計と本発明の設計との、結果における重大な差を表していると考えられる。当然、最終的に選択される特定のノズル設計によって違いはあるものの、本発明の教示内容によれば、多くの場合において、これらの劇的な変化が実用上得られると考えられる。再び図1を参照すれば、本実施形態が、発振器を単にノズル容積(3)内に配置するだけでなく、振動がシース流体に付与される前に必ず通過するべき材料境界面の数を最小にするようにも設計されていることが分かる。圧電性結晶(10)を、シース流体に直接さらされるように配置することも当然可能であるが、汚染および他の理由から、好適な実施形態においては、圧電性結晶(10)上に保護コーティング(17)を設けている。この保護コーティング(17)は、実際には、何らかのタイプのエポキシ、もしくは、シース材料あるいは圧電性結晶(10)の振動(11)のいずれにも干渉する傾向を持たない他のコーティングであり得る。再び、発振器とシース流体との間に数多くの材料境界面を含む先行技術の教示内容とは対照的に、本発明は、振動(11)が通過するべき材料境界面の数を最小にする。材料のいかなる変化も反射およびエネルギーの消失を招き得るので、好適な設計においては、保護コーティング(17)のような境界面材料を１つだけにしている。したがって、発振器表面(18)とシース流体との間には、境界面材料が１つしか存在しない。圧電性結晶(10)をノズル容積(3)内に配置することによって、境界面材料が上記簡単なエポキシコーティングに限定されるだけでなく、シース流体に直接的に面するように発振器表面(18)を配置することが可能になる。上記のように、本発明による振動駆動電力の非常に大幅な低減を助長するもう１つの局面は、発振器がシース流体に指向的に結合されていることである。所望の方向以外の方向に共鳴およびエネルギーが伝達されないようにするには、単方向性結合が望ましいことを、本発明は認識する。これを達成するために、図1に示されるように、本実施形態では、圧電性結晶(10)をノズルコンテナ(2)の側面から離して配置している。全ての圧電性結晶は、振動の際に体積を保存するように作用するので、これにより、固有の直交方向振動がノズルコンテナ(2)に結合されることが回避される。再び、この認識によって、本発明がシース流体内で均一な圧力波を達成することが可能になっている。発振器表面(18)は主要フロー方向に対して直交方向に方向づけられているので、平均フロー方向、特定位置におけるフロー方向、あるいはノズル出口(6)での方向のいずれにおいても、振動(11)は、実質的に、主要とされるフロー方向でのみ結合される。これにより、振動をシース流体に単方向的に付与することが可能になるとともに、共鳴周波数の低減が助長される。図1および図3に示されるように、この単方向性結合は、指向的隔離体(19)を設けることによって達成できる。図3に示されるように、指向的隔離体( 19)は、ゴムあるいは卓越振動周波数である周波数を伝達しない他の材料などからなる別個の部材であり得る。図1に示されるように、指向的隔離体(19)は、実際には、スペーサ(20)であり得る。スペーサ(20)は、別個の部材であってもよいし、あるいは図1に示されるように、単に発振器側面(21)とノズルコンテナ(2)との間隔を開けるように作用する、ノズルコンテナ(2)の上部またはキャップの一部分であってもよい。発振器表面(18)を、図1に示されるように平坦にして、上部表面の面積のほとんどを覆うようにすれば、振動(11)のシース流体への単方向性結合が向上し得る。発振器は、このようにして、（主要フロー方向に直交する）直交方向断面積全体にわたって設置され、またその全体にわたって振動を生じる。したがって、上記リング状結晶の設計を、典型的には円形であるノズルコンテナ(2)断面に適合させることによって、発振器表面(18)の表面積を最大化する要望と、上記単方向性に対する要望とが調和される。当然、他の形状を用いることも可能である。さらに、図1および図3にノズルコンテナ(2)の上部断面の一部として示されている結合部を平坦にして、単一平面のみに沿って結合させることができる。容易に理解できるように、上記のそれぞれは、主要振動領域による一方向のみの振動の発生に貢献する。本発明によって達成される振動電力の低減をさらに向上させるために、ノズルコンテナ(2)は、連続的に収束するノズルコンテナとしても設計される。これは、ノズル容積(3)全体にわたって層流を維持するだけでなく、圧電性結晶(10)からノズル出口(6)に、振動(11)が圧力波としてシース流体内を進む際に、振動(11 )を効果的に増幅するようにも作用する。図1から分かるように、連続的に収束するということは、ノズル容積(3)がその長さ全体にかけて規則的あるいは均一に収束していなければならないという意味ではなく、全ての位置において収束してさえいればよい。したがって、ノズル容積(3)の最大断面積は上部あるいはその付近に位置し、その断面積が、その長さに沿ってノズル出口(6)にかけて連続的に小さくなる。連続的に収束するノズルコンテナを有することによって、層流をノズル出口(6 )まで維持することも助長される。この点に関して、ノズル出口(6)は、単に、孔の実際の最端位置に位置しているのではなく、より厳密には、圧力勾配が大幅に増大している点に位置しており、これにより、収束の角度の変化がそれほど重要でなくなっていることが理解される。先行技術の教示内容においては、ノズルコンテナ(2)内に真っ直ぐな円筒状部を含んでいる場合が多いが、本発明のこの局面は、そのような可能性を特に回避する。これは、幾分驚きであり、当業者の間では懐疑的に扱われるかもしれない。なぜなら、従来の理論によれば、ノズルコンテナが急激に拡がっていない場合、ほとんどの適用例において、一旦層流が形成されれば、そのような流れが継続するべきであるとされているからである。対照的に、本発明のこの局面はその逆を示唆する。上記の従来の層流理論は一部の例においては適切であり得るが、ほとんどの液滴フローサイトメータにおいては、シース流体の連続的な収束が望ましい。これは、必要となるシース流体の加速および圧力、ならびに、シース流体のノズルコンテナ(2)に対する摩擦の結果的な増大を考慮すると、非層流を回避するためには規則的な収束が望ましいという事実に、ある程度、起因している可能性がある。連続的に収束するノズルコンテナによって、層流を維持するための最適な条件が得られることは、基本的に、経験によって見いだされてきた。層流を維持する局面に加えて、連続的に収束するノズルコンテナは、振動(11) の増幅を提供し得る。角型およびその他の設計と同様に、連続的な収束はエネルギー保存の法則と組み合わされ、それにより、圧電性結晶(10)からノズル出口(6 )へと振動が進む際に、振動の振幅が実際に増大する。この増幅は、発振器を最大断面あるいはその付近に配置することにより最大化でき、また、発振器表面(1 8)の面積を、最大断面積と実質的に同じ大きさにすることによっても最大化できる。この点に関して、「実質的に」の意味するところは、ノズル容積(3)の中央軸を通して物質を導入することに対する典型的な要望と、発振器側面(21)とノズルコンテナ(2)との間隔を開けることに対する本発明特有の要望とを考慮した上で、発振器を実用上可能な限り大きくするべきであるということである。連続的な収束を、シース流体ポート(4)からノズル出口(6)にかけて設けることによっても、上記増幅は向上し得る。先にも述べたように、上記局面のそれぞれは、入力電力要件における本発明の非常に大幅な低減にも貢献する。当業者には容易に理解されるように、振動(11)を発生させるには、交流電圧源 (22)を用いて圧電性結晶(10)に電力を供給する。本発明の教示内容によれば、交流電圧源(22)は、100ミリボルト未満の電圧振幅で発振器を剌激するように構成できる。これは、このようなシステムにおいて圧電性結晶に印加される典型的な電圧が数桁分低減されることを示している。この電圧は、液滴形成が起こるとみなされる代表的なレベルが10ミリボルト前後であったので、10ミリボルト前後より大きいものであってよい。しかしながら、本発明の教示内容が改良される、あるいは、電力を結果的にさらに低減する代替的な設計が開発される可能性もあるので、この限定を下限としてとらえるべきではないことが理解されるべきである。本発明のさらに別の独立した特徴は、ノズル部が容易に交換あるいは手入れでき、かつ層流が得られるような設計である。図4を参照すれば、ノズルコンテナ( 2)全体が数個の部材から構成され得ることが分かる。ノズルコンテナ(2)は、圧電性結晶(10)を取り付けることが可能なキャップ部(23)を含み得る。キャップ部 (23)は、ノズル本体(24)に密着して取り付けられてもよいし、あるいは、図1に示されるように、ノズル本体(24)の一部分であってもよい。同様に、ノズル本体 (24)をノズル先端(25)に密着的に取り付けることが可能である。これらの密着部材のそれぞれは、図4に示されるタイプの密着部材のほんの一例のように、Ｏリングを含み得る。ノズル先端(25)は、その先端に出口を有するセラミック製の部材であり得る。この出口は、実際には、当業者に公知の技術（タングステンワイヤ等を使用する等）によって直径約50〜150ミクロンの小さな孔を形成するように作られた孔であり得る。図5に示されるような先行技術に見られる設計とは異なり、ノズル先端(25)を、ノズル本体(24)の内側面に密着させる必要はない。その代わり、先端ジョイント (28)において、ノズル本体内側面(26)がノズル先端内側面(27)に滑らかに連結する。この移行の滑らかさの程度は、特定の適用例において層流を維持するために必要な程度である。これは、ノズル先端(25)のノズル本体(24)への挿入を可能にする先端挿入部(29)をノズル本体(24)内に設けることによって達成できる。この方法においては、ノズル先端(25)の外側面(31)に接触するように密着部材(30)を配置でき、これにより、ノズル容積(3)内の層流に対するあらゆる悪影響が回避される。密着部材(30)を、ノズル先端(25)の内側面(27)から離して配置することによって、層流にとって重要な領域から密着部材を離しておくことができる。この目標を達成するような非常に多様な設計が可能であることが理解され得る。重要なことは、ノズル先端(25)の内側面(27)が、その機能にのみ関して、即ち、ノズル容積(3)のシース流体の流れに接触してその流れを方向づけする面にのみ関して規定されることである。さらに、「滑らかである」ことの定義は、層流を重大に妨げることがなく、それゆえフローサイトメータの性能を低下させないような移行として、相対的に規定される。ノズル本体(24)とノズル先端(25)との間の密着部材等、どの２つの部材間の密着部材も、直接的であってもよいし、介在する材料または部材を介した間接的なものであってもよいことが理解されるべきである。本発明のさらに別の独立した局面は、物質を導入する位置を調節することのできる局面である。先にも述べたように、実用上生じる条件の変動に対応するために工程全体において変動を可能にする必要性を、当業者はずっと以前から認識していた。図3に示されるように、本発明は、層流等を途切れさせることなく物質の導入レートを変化させる能力を提供する。容易に理解できるように、これを達成するには、物質導入ポート(9)を収束ゾーン(32)内に配置して、物質導入ポート(9)の位置を収束ゾーン(32)内で変化させる。図示されるように、物質導入ポート(9)を主要フロー方向に沿って動かすことによってシース流体の流れに対する最適な関係を維持することができる。この技術によって、導入される物質およびシース流体の相対濃度を変化させることができる。これにより、先行技術では変化する条件に合わせる場合には回避不可能であると考えられていたと思われる分析能力の低下等の問題を回避し得る。さらに、物質導入ポート(9)では等しい速度を維持することが望ましいことがあり得、物質管(33)は可動であるので、何らかのタイプのセンサ(14)からの信号を受け取って移動メカニズム(35)を制御するように作動し得るコントローラ(34) を設けて、物質導入ポート(9)の位置をノズルコンテナ(2)内で自動的に調節することも可能である。さらに、検知された位置あるいはその他のパラメータに基づいて、様々なファクタを自動的に相関させるために、コントローラ(34)が、物質貯蔵器(8)およびシース貯蔵器(5)の圧力をも制御するように作用してもよい。最適な条件のためのファクタ間の理論上の関係は周知であり、また、このような設計におけるプログラミングあるいは配線は当業者によって容易に達成できるので、この目標を達成する様々な設計がなされ得る。非常に多様な可能なフローサイトメータシステムについて、物質貯蔵器(8)内に含まれる物質の濃度をはじめとし、物質導入ポート(9)の実際の位置、様々なシース流体または物質流体の圧力、および、センサ(14)で検知された物質の他のいくつかの性質にまでいたる、非常に多様な検知値が使用できることが理解されるべきである。これらの各ファクタ、あるいはそれらのあらゆる組み合わせまたは他のファクタを自動的に調節することにより、所望の関係を得る、あるいは実際の予測値に関係なく、単純に結果を最適化することができる。この広い概念を達成するに当たって、当然、センサ(14)が１つのセンサではなく、実際には、フローサイトメータ内に存在する検知すべき特定の条件に応じて様々な位置に配置される多数の異なるセンサであり得ることが理解されるべきである。無論、センサ(14)によって決定されるのは特定の値だけであるが、これらの値が示す結果を用いれば、物質導入ポートの位置をより適切に調節できる。同様に、位置調節器（図3に移動メカニズム(35)として図示）について、多くの異なる設計が可能である。この位置調節器は、何らかのタイプのネジ式手段(3 6)、つまり、比較的連続的な動きの微調整を可能にする何らかのタイプの装置を含み得る。また、多重筒形物質管(37)（単に説明の便宜上、冗長であり得る位置調節器として図3に図示）、あるいはキャップ部における何らかのタイプのスライド設計をも含み得る。条件が比較的安定している適用例においては、長さが固定された交換用物質管を設けてもよい。このように、特定のタイプの適用例で直面する条件に応じて、様々な物質管が選択され得る。圧力の変化を利用しながらも、物質導入ポート(9)の位置で流体速度が異なるという、望ましくない結果となった先行技術における制限が、この方法によれば回避できる。これにより、分析能力が増大する。上記説明および以下のクレームによって、本発明の好適な実施形態が記載される。特にクレームおよび上記の広い概念に関して、本発明の本質から逸脱することなく、変化を加えることが可能であることが理解されるべきである。様々な適用例に対応できるような変化を加えることは容認されているが、それらの変化は本特許の範囲内である。可能な改変を全て記載しかつクレームすることは、まったく現実的ではない。また、様々な特徴の組み合わせを全てクレームすることも現実的ではない。本発明の本質を利用して改変を行う限り、そのいずれも、当然、上記方針によって包含される保護の範囲内である。このことは、本発明において特によく当てはまる。なぜなら、本発明の基本的概念および知識は、本質的に、根本的なものであり、それらは広く適用できるからである。また、本発明は、特定の適用例のためには共同的に組み合わされ得る潜在的には独立した多数の特徴を含んでおり、このことは本発明において特によく当てはまる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】外側面は、手入れあるいは交換の際にノズル先端が取り外せるようにノズル本体に対して密着させられている。

Claims

【特許請求の範囲】１．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｄ．該ノズル容積に結合され、該ノズル容積の完全には外側でない位置に配置される発振器を設置するステップと、ｅ．該発振器に振幅100ミリボルト未満の交流電圧を印加するステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｇ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも１つの液滴を形成するステップと、を包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。２．前記交流電圧の振幅は約10ミリボルトである、請求項1に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。３．前記発振器は前記ノズル容積内に設置される、請求項1に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。４．前記ノズル容積は直交方向断面積を有しており、前記発振器は実質的に該直交方向断面積全体にわたって設置される、請求項3に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。５．前記発振器は、前記シース流体に単方向的に結合される、請求項3に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。６．前記ノズル容積内の前記シース流体を連続的に収束させるステップをさらに包含する、請求項1、4または5に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。７．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該ノズル容積の完全には外側でない位置に配置され、該シース流体が発振器に反応する、発振器と、ｅ．該発振器に接続され、100ミリボルト未満の交流電圧振幅を有する交流電圧源と、ｆ．該ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。８．前記交流電圧振幅は約10ミリボルトである、請求項7に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。９．前記発振器は前記ノズル容積内にある、請求項7に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 10．前記ノズルコンテナはキャップ部を有し、前記発振器は、前記シース流体内に含まれかつ該キャップ部に取り付けられた圧電性結晶を備えている、請求項9 に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 11．前記シース流体ポートはシース流体を導入し、前記発振器は該シース流体に面する発振器表面を有し、該発振器表面と該シース流体との間に、本質的に保護コーティングからなる境界面材料をさらに備えた、請求項10に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 12．前記ノズルコンテナは最大直交方向断面積を有し、前記発振器は、該最大直交方向断面積に配置されかつ実質的に該最大直交方向断面積と同じ大きさである、請求項9に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 13．前記発振器は発振器側面を有しており、前記システムは、該発振器側面を前記ノズルコンテナから離して維持するスペーサをさらに備えた、請求項10に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 14．前記ノズルコンテナは連続的に収束する、請求項7または12に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 15．前記収束するノズルコンテナは前記シース流体ポートから前記ノズル出口にかけて連続的に収束する、請求項14に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 16．前記収束するノズルコンテナは、ａ．内側面を有するノズル本体と、ｂ．内側面を有するノズル先端と、ｃ．該ノズル先端の該内側面から離して配置され、該ノズル本体および該ノズル先端の両方に対応する密着部材と、を備えている、請求項14に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 17．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｄ．該ノズル容積内に振動を生じさせるステップと、ｅ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも1つの液滴を形成するステップと、を包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 18．前記ノズル容積内に振動を生じさせる前記ステップは、発振器を前記シース流体内に設置するステップを包含する、請求項17に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 19．前記振動は材料境界面を通過し、該振動が通らなければならない材料境界面の数を最小にするステップをさらに包含する、請求項17に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 20．前記振動は発振器によって形成され、該振動は、前記シース流体に付与される前に、該発振器上の保護コーティングのみを通過する、請求項19に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 21．前記シース流体の流れは、主要フロー方向を有し、前記振動が通らなければならない材料境界面の数を最小にする前記ステップは、該振動を実質的に該主要フロー方向でのみ結合させるステップを包含する、請求項19に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 22．前記振動を前記シース流体に直接伝達するステップをさらに包含する、請求項17に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 23．前記シース流体に振動を単方向的に付与するステップをさらに包含する、請求項17、18または22に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 24．前記振動を指向的に隔離するステップをさらに包含する、請求項23に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 25．前記振動を指向的に隔離するステップをさらに包含する、請求項17に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 26．前記振動を隔離する前記ステップは、該振動をただ１つの平面に沿って前記シース流体に結合させるステップを包含する、請求項24に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 27．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該ノズル容積内にある発振器と、ｅ．該ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 28．前記シース流体ポートはシース流体を導入し、前記発振器は該シース流体内に含まれた圧電性結晶を備えている、請求項27に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 29．前記シース流体ポートはシース流体を導入し、前記発振器は該シース流体に面する発振器表面を有し、該発振器表面と該シース流体との間に、本質的に保護コーティングからなる境界面材料をさらに備えた、請求項27に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 30．前記ノズルコンテナは、ａ．キャップ部と、ｂ．該キャップ部に密着するノズル本体と、ｃ．前記ノズル出口をノズル先端上に配置して有するノズル先端であって、該ノズル先端は該ノズル本体に密着し、前記シース流体は該ノズル先端を通って流れるノズル先端と、を備えた、請求項27に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 31．前記発振器は前記シース流体に面する発振器表面を有し、該発振器表面は平坦である、請求項27に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 32．前記シース流体ポートはシース流体を導入し、前記システムは、該発振器を該シース流体に結合させる、単に平坦な結合部をさらに備えた、請求項27または 28に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 33．前記発振器と前記ノズルコンテナとの間に指向的隔離体をさらに備えた、請求項32に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 34．前記発振器は、卓越周波数を発し、前記指向的隔離体は該卓越周波数において有効である、請求項33に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 35．前記発振器は発振器側面を有しており、前記指向的隔離体は、該発振器側面を前記ノズルコンテナから離して維持するスペーサを備えた、請求項33に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 36．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｄ．該シース流体に振動を単方向的に付与するステップと、ｅ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも１つの液滴を形成するステップと、を包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 37．前記シース流体に振動を単方向的に付与する前記ステップは、該振動を指向的に隔離するステップを包含する、請求項36に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 38．前記振動を隔離する前記ステップは、該振動をただ1つの平面に沿って前記シース流体に結合させるステップを包含する、請求項37に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 39．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、ｅ．該シース流体が反応する発振器と、ｆ．該発振器を該シース流体に結合させる単方向性結合部と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 40．前記単方向性結合部は、単に平坦な表面を備えている、請求項39に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 41．前記発振器と前記ノズルコンテナとの間に指向的隔離体をさらに備えた、請求項39に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 42．前記発振器は卓越周波数を発し、前記指向的隔離体は該卓越周波数において有効である、請求項41に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 43．前記発振器は発振器側面を有しており、前記指向的隔離体は、該発振器側面を前記ノズルコンテナから離して維持するスペーサを備えた、請求項41に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 44．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該シース流体を連続的に収束させるステップと、ｄ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｅ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも１つの液滴を形成するステップとを包含し、フローサイトメータはノズル本体および連続的に収束するノズル先端を有し、該連続的に収束するノズル先端は内側面を有しかつ該ノズル本体に密着し、該シース流体を連続的に収束させる該ステップは、該ノズル本体から該ノズル先端にかけて滑らかな移行を形成するステップを包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 45．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該シース流体を連続的に収束させるステップと、ｄ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｅ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも１つの液滴を形成するステップとを包含し、該シース流体内に発振器を設置するステップをさらに包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 46．前記発振器は振動を発生させ、該振動は材料境界面を通過し、該振動が通らなければならない材料境界面の数を最小にするステップをさらに包含する、請求項45に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 47．前記振動は、前記シース流体に付与される前に、前記発振器上の保護コーティングのみを通過する、請求項46に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 48．前記シース流体の流れは、主要フロー方向を有し、前記振動が通らなければならない材料境界面の数を最小にする前記ステップは、該振動を実質的に該主要フロー方向でのみ結合させるステップを包含する、請求項46に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 49．前記発振器を前記シース流体に直接結合させるステップをさらに包含する、請求項45に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 50．前記シース流体に振動を単方向的に付与するステップをさらに包含する、請求項45、46または48に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 51．前記振動を指向的に隔離するステップをさらに包含する、請求項50に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 52．前記振動を隔離する前記ステップは、該振動をただ１つの平面に沿って前記シース流体に結合させるステップを包含する、請求項51に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 53．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該シース流体を連続的に収束させるステップと、ｄ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｅ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも１つの液滴を形成するステップとを包含し、該シース流体に振動を単方向的に付与するステップをさらに包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 54．前記振動を指向的に隔離するステップをさらに包含する、請求項53に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 55．前記振動を隔離する前記ステップは、該振動をただ1つの平面に沿って前記シース流体に結合させるステップを包含する、請求項54に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 56．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有する、連続的に収束するノズルコンテナであって、ｉ．内側面を有する連続的に収束するノズル本体と、 ii．前記ノズル出口をノズル先端上に配置して有し、連続的に収束するノズル先端であって、該連続的に収束するノズル先端は内側面を有しかつ該ノズル本体に密着し、シース流体は該ノズル先端を通って流れる、連続的に収束するノズル先端と、 iii．該ノズル本体の内側面を該ノズル先端の内側面にかけて滑らかに移行させる先端ジョイントと、を備えた連続的に収束するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該ノズル出口の下方にあり、その中で液滴が形成される自由落下領域と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 57．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有する、連続的に収束するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該ノズル出口の下方にあり、その中で液滴が形成される自由落下領域とを備え、該収束するノズルコンテナ内に発振器をさらに備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 58．前記発振器は、前記シース流体内に含まれた圧電性結晶を備えている、請求項57に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 59．前記発振器は前記シース流体に面する発振器表面を有し、該発振器表面と該シース流体との間に、本質的に保護コーティングからなる境界面材料をさらに備えた、請求項58に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 60．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有する、連続的に収束するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、ｅ．該シース流体が反応する発振器と、ｆ．該発振器を該シース流体に結合させる、単に平坦な結合部と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 61．前記発振器を前記シース流体に結合させる、単に平坦な結合部をさらに備えた、請求項57または59に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 62．前記発振器と前記ノズルコンテナとの間に指向的隔離体をさらに備えた、請求項60に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 63．前記発振器は卓越周波数を発し、前記指向的隔離体は該卓越周波数において有効である、請求項62に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 64．前記発振器は発振器側面を有しており、前記指向的隔離体は、該発振器側面を前記ノズルコンテナから離して維持するスペーサを備えた、請求項62に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 65．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該シース流体を収束ゾーン内で収束させるステップと、ｄ．該収束ゾーン内の該シース流体内のある位置に物質の流れを導入するステップと、ｅ．該物質が導入される該収束ゾーン内の位置を、該収束ゾーンの主要流路に沿った方向で調節するステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｇ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも１つの液滴を形成するステップと、を包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 66．前記物質が導入される位置を前記収束ゾーン内で調節する前記ステップは、前記シース流体に対する該物質の所望の濃度を形成するステップを包含する、請求項65に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 67．前記物質が導入される位置を前記収束ゾーン内で調節する前記ステップは、前記シース流体内に該物質の層流を形成するステップを包含する、請求項65または66に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 68．前記液滴の分析を行うステップをさらに備え、前記物質が導入される位置を前記収束ゾーン内で、前記主要流路に沿った前記方向で調節する前記ステップは、該分析の結果を最適化するステップを包含する、請求項65に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 69．前記物質が導入される位置を前記収束ゾーン内で調節する前記ステップは自動である、請求項65に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 70．前記物質が導入される位置を前記収束ゾーン内で調節する前記ステップは、ａ．前記フローサイトメータ内の条件を表す値を検知するステップと、ｂ．該検知された値に基づいて該位置を自動的に動かすステップと、を包含する、請求項68に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 71．前記条件は、ａ．前記シース流体の圧力、ｂ．前記物質の圧力、ｃ．前記液滴が形成される位置、ｄ．液滴が該物質のいくらかを含むことが測定されるレート、あるいはｅ．該物質の特性、のなかの少なくとも１つである、請求項70に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 72．前記物質は物質管を介して導入され、前記物質が導入される位置を前記収束ゾーン内で調節する前記ステップは、該物質管を交換するステップを包含する、請求項65に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 73．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内のフロー収束ゾーンと、ｄ．該フロー収束ゾーン内に配置される物質導入ポートと、ｅ．該収束ゾーンの主要流路に沿った方向に該物質導入ポートが位置調節器に反応する、位置調節器と、ｆ．該ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 74．前記物質導入ポートは、固定の長さを有する物質管を備え、前記位置調節器は交換用物質管を備えている、請求項73に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 75．前記位置調節器は、前記主要流路に沿った前記方向に前記物質導入ポートを動かすネジ式手段を備えている、請求項73に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 76．前記位置調節器は、前記主要フロー方向に沿って前記物質導入ポートを動かす多重筒形物質管を備えている、請求項75に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 77．前記位置調節器は、ａ．センサと、ｂ．該センサに反応するコントローラと、ｃ．該コントローラに反応し、前記物質導入ポートは該移動メカニズムに反応する、移動メカニズムと、を備えている、請求項73に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 78．前記物質導入ポートは物質を導入し、前記センサは、ａ．前記シース流体の圧力、ｂ．前記収束ゾーン内の前記シース流体内のある位置に導入される物質の圧力、ｃ．前記液滴が形成される位置、ｄ．液滴が該物質のいくらかを含むことが測定されるレート、あるいはｅ．該物質の特性、のなかの少なくとも１つを検知する、請求項77に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 79．ａ．内側面を有するノズル本体と、ｂ．内側面を有するノズル先端と、ｃ．該ノズル先端の該内側面から離して配置され、該ノズル本体および該ノズル先端の両方に対応する密着部材と、ｄ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｅ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｆ．ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 80．前記ノズル先端は外側面を有し、前記密着部材は該ノズル先端の該外側面に接触する、請求項79に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 81．前記ノズル本体は内側面を有しており、該ノズル本体の該内側面上に先端挿入部を備えた、請求項79または80に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 82．ａ．ノズル容積を形成するステップと、ｂ．シース流体の流れを該ノズル容積内に導入するステップと、ｃ．該ノズル容積内の該シース流体内に物質の流れを導入するステップと、ｄ．該ノズル容積に結合される発振器を設置するステップと、ｅ．振幅100ミリボルト未満の交流電圧を該発振器に印加するステップと、ｆ．該シース流体を該ノズル容積から流出させるステップと、ｇ．該シース流体を該ノズル容積から流出させた後に、該シース流体から少なくとも1つの液滴を形成するステップと、を包含する、フローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 83．前記交流電圧の振幅は約10ミリボルトである、請求項82に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 84．前記発振器は前記ノズル容積内に設置される、請求項82に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 85．前記ノズル容積は直交方向断面積を有し、前記発振器は、実質的に該直交方向断面積全体にわたって設置される、請求項84に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 86．前記発振器は、前記シース流体に単方向的に結合される、請求項84に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 87．前記ノズル容積内の前記シース流体を連続的に収束させるステップをさらに包含する、請求項82、85または86に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成する方法。 88．ａ．ノズル容積を形成しかつノズル出口を有するノズルコンテナと、ｂ．該ノズル容積内に配置されるシース流体ポートであって、シース流体を導入する、シース流体ポートと、ｃ．該ノズル容積内に配置される物質導入ポートと、ｄ．該シース流体が反応する、発振器と、ｅ．該発振器に接続され、100ミリボルト未満の交流電圧振幅を有する交流電圧源と、ｆ．該ノズル出口の下方にあり、液滴が形成される自由落下領域と、を備えた、フローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 89．前記交流電圧振幅は約10ミリボルトである、請求項88に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 90．前記発振器は前記ノズルコンテナ内にある、請求項88に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 91．前記ノズルコンテナはキャップ部を有し、前記発振器は、前記シース流体内に含まれかつ該キャップ部に取り付けられた圧電性結晶を備えている、請求項90 に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 92．前記シース流体ポートはシース流体を導入し、前記発振器は該シース流体に面する発振器表面を有し、該発振器表面と該シース流体との間に、本質的に保護コーティングからなる境界面材料をさらに備えた、請求項91に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 93．前記ノズルコンテナは最大直交方向断面積を有し、前記発振器は、該最大直交方向断面積に配置されかつ実質的に該最大直交方向断面積と同じ大きさである、請求項90に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 94．前記発振器は発振器側面を有しており、該発振器側面を前記ノズルコンテナから離して維持するスペーサをさらに備えた、請求項91に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 95．前記ノズルコンテナは連続的に収束する、請求項88または93に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 96．前記収束するノズルコンテナは前記シース流体ポートから前記ノズル出口にかけて連続的に収束する、請求項95に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。 97．前記収束するノズルコンテナは、ａ．内側面を有するノズル本体と、ｂ．内側面を有するノズル先端と、ｃ．該ノズル先端の該内側面から離して配置され、該ノズル本体および該ノズル先端の両方に対応する密着部材と、を備えている、請求項95に記載のフローサイトメータのジェットから液滴を形成するシステム。