微粒分析设备和微粒分析方法
【专利摘要】本发明涉及微粒分析设备和微粒分析方法。一种微粒分析设备，包括光检测单元，被配置为检测从作为分析对象的微粒产生的前向散射光。该光检测单元包括具有去除包含在进入光检测单元的光中的低频噪声的高通滤波器的电路，并根据前向散射光的预定频率切换至高通滤波器。
【专利说明】微粒分析设备和微粒分析方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及微粒分析设备和微粒分析方法。具体地，涉及能够提高从微粒产生的前向散射光的检测精度的技术。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，已经使用了一种微粒分析设备，该设备向在微芯片中形成的流动池或通路中流动的微粒辐射光且检测从该微粒产生的散射光和从该微粒或标记在该微粒上的荧光物质产生的荧光。这种微粒分析设备通过检测从该微粒产生的散射光和荧光等来测量作为分析对象的微粒的光性能。此外，已经使用了这样一种设备(可以被称为“流式细胞仪”或“细胞分类器”)，所述设备采用了分类和仅恢复具有给定特征的微粒的分离系统配置。
[0003]在微粒分析设备【技术领域】中，为了提高从作为分析对象的微粒产生的荧光和散射光的检测精度和分析精度，已经提出了各种不同的配置。例如，JP2012-26837A提出了一种微粒测量设备，所述微粒测量设备在将从微粒产生的光引导至光检测器的光路上具有包括荧光的发射区和散射光的发射区的光学滤波器，以更有效地获得背向散射光和荧光。此外，JP2012-47464A描述了一种微粒测量设备，该设备包括光聚焦单元，所述光聚焦单元在被划分为多个区域的光接收元件中聚焦没有散射光的直射光和由微粒散射的散射光，以使得能够执行高精度的测量。该JP2012-47464A提出了使用具有辐射光的阻挡区域和散射光的发射区域的光学滤波器，作为在微粒测量设备中的光聚焦单元。
【发明内容】
[0004]如上所述，尽管在微粒测量设备(微粒分析设备)领域中已经提出了提高分析精度的各种不同的方法，但期望进一步提高关于前向散射光的检测的分析精度。
[0005]因此，在本公开中，主要的目的在于提供一种微粒分析设备，该设备能够提高关于从作为分析对象的微粒产生的前向散射光的检测的分析精度。
[0006]本发明的发明人以重复的方式积极地进行研究，以提高关于前向散射光的检测的提高分析精度(检测精度)。在其研究过程中，首先，本发明的发明人确定了由于在微粒分析设备的结构上的机械振动而不幸地引起了低频噪声。由于机械振动而导致的低频噪声是包括在发射光中而不是在从光源发出的光中由微粒发射，且该光进入检测前向散射光的光检测单元中。更具体地，在进入检测前向散射光的光检测单元的低频噪声中，作为分析对象的微粒的直径小，这导致了当前向散射光的信号输出电平较低时，SN比劣化。而且，本发明的发明人发现，当作为分析对象的微粒的直径小且前向散射光的信号输出电平低时，前向散射光的频率高。随后，他们提出一个想法，即，可以通过在那时去除低频噪声来防止SN比的劣化，且可以预见本技术。
[0007]根据本技术的一个实施方式，提供了一种微粒分析设备，包括:光检测单元，被配置为检测从作为分析对象的微粒产生的前向散射光。所述光检测单元包括具有去除包含在进入所述光检测单元的光中的低频噪声的高通滤波器电路，并根据所述的前向散射光的预定频率切换至高通滤波器。通过这种配置，即使由于在设备的结构上的机械振动而导致的低频噪声进入光检测单元，也可以在高通滤波器中去除该低频噪声。随后，通过根据前向散射光的预定频率切换至高通滤波器，当这里存在通过低频噪声使得由光检测单元检测的SN比劣化的可能性的时候，光检测单元可以去除该低频噪声。在此，在本公开中，“去除低频噪声”不仅包括完全去除低频噪声还包括去除部分低频噪声以及减少该低频噪声。
[0008]优选的是，当所述预定频率等于或高于200kHz时，所述光检测单元切换至高通滤波器。
[0009]优选的是，所述高通滤波器去除包括在泄露光中的低频噪声，所述泄露光避开设置在所述微粒和光检测单元之间的零阶光去除单元，并进入所述光检测单元。
[0010]进一步，优选的是，所述高通滤波器去除频率低于2kHz的噪声。
[0011]优选的是，所述电路包括从输入侧至输出侧的直接连接的通路和具有高通滤波器的通路。所述直接连接的通路和具有高通滤波器的通路并联连接。所述电路包括开关元件，用来执行切换至所述直接连接的通路和具有高通滤波器的通路中的一个。
[0012]进一步，优选的是，所述电路包括一个放大器，被配置为放大前向散射光的检测信号。
[0013]另外，根据本技术的一个实施方式，提供了一种微粒分析方法，包括根据从作为分析对象的微粒产生的前向散射光的预定频率在具有高通滤波器的电路中去除包含在进入光检测单元的光中的低频噪声，以分析所述微粒。
[0014]在本技术的实施方式中，术语“微粒”具有宽泛的含义，包括生物学相关的微粒，例如，细胞、细菌、核糖体等，以及合成颗粒，例如，橡胶颗粒、凝胶颗粒、工业颗粒等。生物学相关的微粒的实例包括形成各种不同细胞的染色体、脂质体、线粒体、细胞器(细胞器官)。细胞的实例包括动物细胞(例如，造血细胞)和植物细胞。细菌的实例包括，例如，E.大肠杆菌的细菌、诸如烟草花叶病毒的病毒、诸如酵母菌的真菌等。生物学相关的微粒的另外的实例包括核糖酸、蛋白质、这些物质的复合物等。工业颗粒的实例包括有机和无机聚合物材料、金属等。有机聚合物材料包括聚苯乙烯、苯乙烯二乙烯基苯、甲基丙烯酸甲酯等。无机聚合物的实例包括玻璃、硅石、磁性材料等。金属的实例包括金属胶体、铝等。尽管这些微粒的形状通常是球形的，但是该微粒也可以具有非球形形状。另外，这些微粒的尺寸和质量没有特殊限定。
[0015]本公开提供了能够提高关于从作为分析对象的微粒产生的前向散射光的检测的分析精度的微粒分析设备和微粒分析方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是根据本公开实施方式的描述微粒分析设备中的光学检测系统的配置的模式图；
[0017]图2是根据本公开实施方式的描述当作为分析对象的微粒经过微粒分析设备中的激光束时检测的前向散射光的信号电平的模式图；
[0018]图3是根据本公开实施方式的表示包含在微粒分析设备中的光检测单元中的电路的实例的不图；[0019]图4是根据本公开实施方式的表示包含在微粒分析设备中的光检测单元中的电路的另一个实例的不图；
[0020]图5是根据本公开实施方式的示出证实微粒分析设备的效果的根据实施方式的示例性结果的示图；以及
[0021]图6是根据本公开实施方式的由用来证实微粒分析设备的效果的实例中的光检测单元检测的前向散射光的信号数据的示图。
【具体实施方式】
[0022]在下文中，将会参考附图详细地描述本公开的优选的实施方式。请注意，在说明书和附图中，将具有基本上相同功能和结构的结构元件标示为相同的标记，且省略了这些结构元件的重复解释。
[0023]在下文中，参考附图描述了本公开的优选的实施方式。在此，下文中描述的实施方式示出了本公开的典型的实施方式的实例，但本公开的范围并不由此被较窄地解释。以以下顺序给出说明。
[0024]1.微粒分析设备的配置
[0025]2.微粒分析设备的操作
[0026]〈1.微粒分析设备的配置>
[0027]根据本公开的实施方式的微粒分析设备包括诸如流动池和微芯片的通路系统和光学检测系统，该光学检测系统检测诸如从通过通路系统的通路的微粒产生的荧光(FL)、前向散射光(FS)和背向散射光(BS)。图1是根据本公开实施方式描述微粒分析设备I中的光学识别系统中的前向散射光检测系统(下文中称为“FS检测系统”)的示意性配置的模式图。
[0028]根据本实施方式的微粒分析设备的通路系统包括形成在微芯片2中的通路2a。在形成于微芯片2中的通路2a中，流动样本液体和包括在该样本液体中的作为样本对象的微粒(样本)P。因为微芯片2适用于一次性使用(一次性的)，所以形成在微芯片2中的通路2a的优势在于可以容易地防止测量(也就是，样本之间)之间的交叉污染。例如微芯片2包括由各种不同的树脂材料，诸如玻璃、PC、PMMA, PE、PP、PS和聚二甲硅氧烷(PDMS)形成的基板。例如，可以通过蚀刻、注入成型(injection molding)、纳米印刷和机械处理将通路2a成形在基板上。这里，该通路可以包括由晶体、石英或陶瓷制成的基本上以棱镜形状或基本上以圆柱形状形成的流动池。
[0029]如图1所示，根据本公开实施方式的微粒分析设备I的FS检测系统包括光源3和光检测单元4，该光检测单元检测从来自于光源3的光LI照射的微粒P产生的前向散射光L2。因为该光检测单元4检测前向散射光L2，所以下文中将其称为“前向散射光检测单元4 (下文中称为“FS检测单元4”)”。此外，本实施方式示例了这样的配置，即，该配置包括在光源3和通路2a (微粒P)之间的光路上形成从光源3进入通路2a (微粒P)的光LI。另夕卜，本实施方式示例了这样的配置，其中，在本实施方式中，FS检测系统包括在通路2a (微粒P)和FS检测单元4之间的光路上的零阶光去除单元6。
[0030]光源3可以发出激发光，且向在通过通路2a的样本液体中的微粒P照射光(即，激发光)。作为光源3，适合使用激光二极管(下文中可以称为“LD”)。除了 LD之外，可以使用SHG (倍频效应)激光、固态激光、气态激光和高亮度LED (发光二极管)作为光源。而且，作为光源3，可以使用具有不同波长的多个光。
[0031]从光源3发出的光LI (也就是，激发光)在图1中的箭头A方向上经过聚光透镜5照射至在通路2a中流动的微粒。同时，从微粒P发出荧光和诸如前向散射光和背向散射光的要求的散射光。在此，荧光和要求的散射光成分是获得微粒P的光学信息(也就是，性能)的重要光学成分。可以主要从光学分成中的前向散射光LI分析作为分析对象的细胞的尺寸和形状。
[0032]FS检测单元4检测从激发光LI照射的微粒P产生的前向散射光L2。前向散射光L2是从激发光LI照射的微粒P散射的光并主要获取关于微粒(例如，细胞)的尺寸的信息，激发光LI通常相对于来自光源3的光LI的光轴以I至19度的角度照射微粒P。例如，FS检测单元4包括诸如光电二极管(PD)的光检测器。此外，当从微粒P产生的前向散射光L2入射时，FS检测单兀4将前向散射光L2转换为电信号(即，电压脉冲)。
[0033]设置在通路2a (微粒P)和FS检测单元4之间的零阶光去除单元6使得从光源3发出的光LI透过而照射至微粒P，并阻挡光(即，零阶光)进入FS检测单元4。将该零阶光去除单元6被设置在通路2a (微粒P)和FS检测单元4之间的光路上的从光源3发出的光LI的光轴中心。该零阶光去除单元6仅需要包括能够阻挡根据从光源3发出的光LI的波长的光的部件，并且，例如，包括光屏蔽膜、遮光黑布和光学掩模等。
[0034]甚至通过零阶光去除单元6，也不可能从光源3中完全去除光LI，该光LI穿透而不会照射到微粒P，因此，存在光LI的部分光作为泄漏光L3进入FS检测单元4。
[0035]进入FS检测单元4的泄漏光L3可以包括由于在设备结构上的机械振动而导致的低频噪声。因为该泄漏光L3直接进入FS检测单元4，所以当泄漏光L3相对于前向散射光L2较大时，很有可能导致FS检测系统的SN比的劣化。即，当作为分析对象的微粒P的直径小且前向散射光L2的信号输出电平低(参见图2B)时,泄漏光L3相对于前向散射光L2相对较大且FS检测系统的SN比可能劣化。在此，图2是典型地示出了当微粒P经过来自于光源(LD)的激光束时，检测的前向散射光L2的信号输出电平的示图。图2A示出了微粒P的直径大且信号输出电平高的状态，且图2B示出了微粒P的直径小且信号输出电平低的状态。
[0036]本发明关注于，作为分析对象的微粒P的直径小且接近于设备的分析能力的限制，并且，当从微粒P产生的前向散射光L2的信号输出电平低(参见图2B)，前向散射光L2的频率高。因此，关于SN比的劣化，如随后描述的，假定FC检测单元4包括根据前向散射光L2的频率切换的高通滤波器。在此，一般来说，关于微粒分析设备的分析能力，作为分析对象的微粒的直径处于0.5 ii m到40 ii m的范围内，但是，在现有技术的微粒分析设备中，例如当微粒的直径小且小于2 ii m时，前向散射光的检测精度低。根据本实施方式的微粒分析设备使得前向散射光L2甚至在微粒P的直径小且接近该设备的分析能力的限制的情况下，仍能够被精确地检测。
[0037]例如，如图3所示，FS检测单元4包括具有去除低频噪声的高通滤波器41的电路40，且采用根据前向散射光L2的预定频率切换至高通滤波器41的配置。更具体地，当前向散射光L2的频率等于或高于200kHz时，更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于250kHz且更优选的当前向散射光L2的频率等于或高于300kHz时光检测单元4切换至高通滤波器41是优选的。这是因为，当前向散射光L2的频率等于或高于200kHz的情况下，由于作为分析对象的微粒P的直径小且前向散射光L2的信号输出电平低，所以当该低频噪声存在时，SN比可能劣化。从该SN比改善的角度考虑，在切换至高通滤波器41时的前向散射光光L2的频率的上限值没有特别地限定。然而，例如，当考虑到从微粒P产生的前向散射光L2的频率是最高时的情况，可以将该上限值设置为等于或低于3MHz。
[0038]如上所述，存在避开设置在通路2a (S卩，微粒P)和FS检测单元(S卩，光检测单元)4之间的零阶光去除单元6并进入FS检测单元4的泄漏光L3。随后，这个泄漏光L3包括由于微粒分析设备I的结构上的机械振动引起的低频噪声。根据本实施方式的该微粒分析设备I可以以保持在FS检测单元4中的高通滤波器41去除包括在泄漏光L3中的低频噪声。
[0039]由于机械振动引起的低频噪声的频率高达例如几kHz (2kHz左右)。而且，当高通滤波器41去除的频率太大时，可能影响前向散射光L2的波形。考虑到由于机械振动引起的低频噪声的频带(几kHz)和对应该被检测到前向散射光L2的检测波形的影响，该高通滤波器41去除频率低于2kHz的噪声是合适的。
[0040]考虑到高通滤波器41的频率特性，在考虑产生的低频噪声和信号输出电平之间的比率后根据对噪声要求的衰减率来设置电路的常量是合适的。例如，优选将高通滤波器41中的频率为200Hz的衰减率设置为等于或低于_12dB是优选的，更优选的等于或低于-15dB，且更优选的等于或低于-18dB。在此，因为高通滤波器具有不通过(或者衰减)低于截止频率的频率的特性，所以没有限制由高通滤波器41去除(或阻挡)的频率的下限值。
[0041]如图3示出了具有高通滤波器41的电路40的实例的图3中所示，FS检测单元4中的电路40包括从输入侧直接连接到输出侧的通路的第一通路Chl和具有高通滤波器41的第二通路Ch2。此外，第一通路Chl和第二通路Ch2并联连接。而且，在电路40中，设置了第三通路Ch3，该第三通路能够支持从输入侧直接连接到输出侧的通路的情况和通过改变电阻器或电容器常数来用作高通滤波器的情况。该第三通路Ch3与第一通路Chl和第二通路Ch2并联连接。
[0042]在从作为分析对象的微粒P产生的前向散射光L2的频率低且前向散射光L2的信号输出电平更高的情况下(其中，即使上述泄漏光L3包括低频噪声，SN比率仍没有劣化)，选择直接连接的第一通路Chi。更具体地，如上所述，适合于执行设置从而使得当前向散射光L2的频率低于60kHz时，更优选地当前向散射光L2的频率低于80kHz时，更优选地当前向散射光L2的频率低于IOOkHz时，优选地选择第一通路Chi。
[0043]同时，在从微粒P产生的前向散射光L2的频率高且前向散射光L2的信号输出电平更低的情况下(其中当上述的泄漏光L3包括低频噪声时SN比劣化)，选择第二通路Ch2(即，高通滤波器41)。更具体地，如上所述，适合于执行设置从而使得当前向散射光L2的频率等于或高于200kHz时，更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于250kHz时，且更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于300kHz时，优选地选择第二通路Ch2。
[0044]在从作为分析对象的微粒P的前向散射光L2的频率等于或高于第一通路Chl的设置值且低于第二通路Ch2的设置值的情况下，选择第三通路Ch3。更具体地，适合于执行设置从而使得当前向散射光L2的频率等于或高于60kHz且低于200kHz时，更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于80kHz且低于250kHz时，且更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于IOOkHz且低于300kHz时，优选地选择第三通路Ch3。此外，可以将第三通路Ch3设置为电阻器和电容器没有安装的状态，且可以被配置为使得用户充分地设置(或替代)电阻器和电容器的常数以提供高通滤波器的功能。
[0045]如图3所示，在本实施方式中，高通滤波器41包括串联到输入信号的两个电容器Cl和C2，和并联到输入信号的两个电阻器Rl和R2。在高通滤波器41中的电阻器的电阻值是!>[0]且电容器的电容值是c[F]的情况下，截止频率f[Hz]表示为如下等式(I):
[0046]f=l/2 rc*** (等式 I)
[0047]在像本实施方式一样，高通滤波器41具有多个电阻器和电容器的情况下，上述等式(I)中示出的“r”和“c”表示组合的电阻值r和组合的电容值C。在此，“组合的电阻值”表示在高通滤波器41中用一个等效电阻代替多个电阻的情况下的电阻值。此外，“组合的电容量值”表示在高通滤波器41中用一个等效电容器代替多个电容器的情况下的电容值。
[0048]适合于提供包括具有合适的电阻r的电阻器的电容器和具有合适的电容值c的电阻器，从而使得由高通滤波器41去除(或阻挡)的频率(即，截止频率f)具有上述优选的数值。在此，高通滤波器41中的电阻器和电容器的数量没有特别地限制。而且，除了电阻器和电容器之外，可以在高通滤波器41中安装其他元件。
[0049]例如，可以通过开关元件执行在具有上述高通滤波器41的电路41中的通路Chl到Ch3之间的切换。在本实施方式中，在上述电路40中安装能够在第二通路Ch2和第三通路Ch3之间进行切换的开关元件Swl。此外，在上述电路40中安装能够在第一通路Chl和第二通路Ch2与第三通路Ch3中的一个之间进行切换的开关元件Sw2。在上述电路40中，通过开关元件Swl和Sw2执行根据上述前向散射光L2的频率切换至所选的每一个通路ChUCh2 和 Ch3。
[0050]具有高通滤波器41的电路40可以包括放大上述前向散射光L2的检测信号的放大器。在本实施方式中，如图3中所示，具有高通滤波器41的电路40包括两个放大器Aml和 Am2。
[0051]在本实施方式中，在根据上述前向散射光L2的频率选择直接连接的第一通路Chl的情况下，第一通路Chl和放大器Am2通过开关元件Sw2连接。通过第一通路Chl的前向散射光L2的检测信号可以在放大器Am2中通过预定的增益放大。此时，因为前向散射光L2的信号电平高，所以，适合将选择第一通路Chl的情况下的放大器Am2的增益设置为小于选择第二通路Ch2的情况下的放大器Am2的增益。
[0052]同样，在本实施方式中，在根据上述前向散射光L2的频率选择高通滤波器41的第二通路Chl的情况下,第二通路Ch2和放大器Am2通过开关元件Swl和Sw2连接。通过第二通路Ch2的前向散射光L2的检测信号可以在放大器Am2中通过预定的增益放大。此时，因为前向散射光L2的信号电平低，所以，适合将选择第二通路Ch2的情况下的放大器Am2的增益设置为大于选择第一通路Chl的情况下的放大器Am2的增益。在选择第二通路Ch2的情况下，因为通过高通滤波器41去除低频噪声，所以，可以通过放大器Am2放大前向散射光L2的小的信号并可以提高检测精度而没有选取(pick up)极少量的低频噪声。
[0053]另外，在本实施方式中，在根据上述前向散射光L2的频率选择高通滤波器41的第三通路Ch3的情况下，通过开关元件Swl和Sw2连接第三通路Ch3和放大器Am2。通过第三通路Ch3的前向散射光L2的检测信号可以在放大器Am2中通过预定的增益放大。适合将选择第三通路Ch3的情况下的放大器Am2的增益设置为在选择第一通路Chl的情况下的增益和在选择第二通路Ch2的情况下的增益之间。
[0054]在图3中所示的根据本实施方式的电路40中，同时操作放大器Aml的增益的切换和在第一至第三通路(Chl到Ch3)之间的切换是合适的。通过同时在放大器Aml中操作切换和在第一至第三通路(Chl到Ch3)之间操作切换，可以共享控制信号。而且，在这种情况下，将放大器Aml设计为具有三级增益是合适的。在此，包括在FS检测单元4中的具有高通滤波器41的电路40可以包括两个通路。例如，如图4中所示，可以提供包括直接连接的通路ChlA和具有去除低频噪声的高通滤波器41A的第二通路Ch2A的电路40A，其中，这些通路互相并联地设置。在电路40A中，通路的数量少，S卩，两个，可以简化具有高通滤波器的电路。
[0055]例如，除了 FS检测系统外，微粒分析设备I可以采用下述配置。根据本公开的实施方式的微粒分析设备可以包括检测荧光(FL)的荧光学检测系统(FL检测系统)和检测背向散射光(BS)的背向散射光学检测系统(即，BS检测系统)。FL检测系统和BS检测系统可选地包括光学透镜、二向色镜和光学滤波器等。FL检测系统包括荧光检测单元(S卩，FL检测单元)，且FL检测单元检测荧光。BS检测单元包括背向散射光检测单元(即，BS检测单元)，且BS检测单元检测背向散射光。例如，FL检测单元和BS检测单元包括光电倍增管(PMT)和诸如CXD和CMOS元件的区域成像元件。
[0056]除了上述配置以外，根据本公开的实施方式的微粒分析设备可以采用分类和恢复作为分析对象的微粒的分离系统的配置。分离系统的配置可以以与现有技术中的微粒分析装置相同的方式形成。例如，分离系统包括:向包括从微芯片放电的微粒的液滴供给电荷的充电单元；一对偏转板，面向并被设置为覆盖沿着液滴的移动方向上的液滴；和容纳包括微粒的液滴的容器。
[0057]除了上述配置以外，根据本公开的实施方式的微粒分析设备像现有技术中的微粒分析设备那样可以包括:用于微粒的光学性能确定的数据分析单元；收集样本液体等的储存单元；控制这些部件的控制单元。控制单元可以包括具有CPU、存储器和硬盘等的通用计算机，且硬盘包含OS和执行随后描述的微粒分析方法的程序等。例如，在具有高通滤波器41的电路40中，控制单元可以存储和设置当每个通路Chl到Ch3被使用时的前向散射光L2的频率。而且，可以在控制单元中执行电路40中的通路Chl到Ch3之间的切换(开关元件Swl和Sw2之间的切换)。
[0058]接下来，描述根据公开的实施方式的微粒分析设备I的操作效果。根据本实施方式的微粒分析设备1，通过上述FS检测单元4的配置，在高通滤波器41中检测前向散射光L2，所述高通滤波器41根据从微粒P产生的前向散射光L2的预定的频率去除低频噪声。因此，即使在包括由于设备结构上的机械振动而导致的低频噪声的泄漏光L3进入FS检测单元4的一种情况下，也可以在高通滤波器41中去除低频噪声。因此，可以提高与前向散射光L2的检测相关的SN比并提高分析精度。当微粒P的直径小且前向散射光L2的信号输出电平低(参见图2B)时，即，当前向散射光的频率高时，低频噪声的存在劣化了 SN比。因此，本实施方式的微粒分析设备I被配置为使得当前向散射光L2的频率等于或高于200kHz时，FS检测单元4切换至高通滤波器41以检测前向散射光L2。因此，可以防止由于低频噪声而导致的SN比的劣化、提高前向散射光L2的检测精度并提高分析精度。[0059]〈2.微粒分析设备的操作>
[0060]然后，描述上述微粒分析设备I的操作。首先，来自光源3的光(即，激发光)由聚光透镜5会聚并照射至在通路2a中流动的微粒P。此外，从光源3中发出的部分光LI避开零阶光去除单元6且以泄漏光L3进入FS检测单元4。从照射了激发光LI的微粒P发出荧光和散射光成分(诸如前向散射光L2和背向散射光)此时，从微粒P产生的前向散射光L2进入FS检测单元4。
[0061]进入FS检测单元4的前向散射光L2在FS检测单元4中被转换电信号并被检测。此时，使用包含在FS检测单元4中的具有去除低频噪声的高通滤波器41的电路40 (参见图3)，且根据前向散射光L2的预定的频率在高通滤波器41中检测前向散射光L2。
[0062]作为包含在FS检测单元4中的具有高通滤波器41的电路40，如上所述，例如，可以使用在图3中所示的电路。在图3中所示的电路40的情况下，例如，当前向散射光L2的频率等于或高于200kHz时(更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于250kHz时，且更优选当前向散射光L2的频率等于或高于300kHz时)，优选地在具有高通滤波器的第二通路Ch2中检测前向散射光L2。此外，例如，优选地当前向散射光L2的频率低于60kHz时(更优选地当前向散射光L2的频率低于80kHz时，且更优选地当前向散射光L2的频率低于IOOkHz时)，在没有高通滤波器41的直接连接的第一通路Chl中检测前向散射光L2。此外，当前向散射光L2的频率等于或高于60kHz且低于200kHz时(更优选当地前向散射光L2的频率等于或高于80kHz且低于250kHz时，且更优选地当前向散射光L2的频率等于或高于IOOkHz且低于300kHz时)，优选地在第三通路Ch3中检测前向散射光L2。
[0063]在高通滤波器41 (S卩，第二通路Ch2)中检测前向散射光L2的情况下，通过高通滤波器41去除了上述低频噪声。结果，即使当前向散射光L2的信号电平低时，仍提高了前向散射光L2的检测的SN比和检测精度。此外，通过Chl到Ch3每一个通路的前向散射光L2的检测信号在放大器Am2中被放大。在高通滤波器中执行检测的情况下，因为去除了上述低频噪声，低频噪声几乎不被选取，具有低的前向散射光L2的信号被放大且进一步提高了检测精度。
[0064]在此，可以在包括上述控制单元和记录介质(诸如非易失性存储器(例如，USB拇指驱动)、HDD和CD)的硬件资源中将根据本公开的实施方式的微粒分析设备的操作存储为程序，并通过控制单元来实现它。
[0065]另外，也可以按照如下配置本技术。
[0066](I) 一种微粒分析设备,包括:
[0067]光检测单元，被配置为检测从作为分析对象的微粒产生的前向散射光，
[0068]其中，所述光检测单元包括具有去除包含在进入所述光检测单元的光中的低频噪声的高通滤波器的电路，并根据所述前向散射光的预定频率切换至所述高通滤波器。
[0069](2)根据(I)所述的微粒分析设备，其中，当所述预定频率等于或高于200kHz时，所述光检测单元切换至所述高通滤波器。
[0070](3)根据(I )或(2)所述的微粒分析设备，其中，所述高通滤波器去除包含中的低频噪声，所述泄露光避开设置在所述微粒和所述光检测单元之间的零阶光去除单元，并进入所述光检测单元。
[0071](4)根据(I)到(3)任何一个所述的微粒分析设备，其中，所述高通滤波器去除频率低于2kHz的噪声。
[0072](5)根据(I)到(4)任何一个所述的微粒分析设备，
[0073]其中，所述电路包括从输入侧至输出侧直接连接的通路和具有所述高通滤波器的通路，以及
[0074]其中，所述直接连接的通路和具有高通滤波器的通路并联连接。
[0075](6)根据(5)所述的微粒分析设备，其中，所述电路包括开关元件，用来执行切换至所述直接连接的通路和所述具有高通滤波器的通路中的一个。
[0076](7)根据(I)到(6)任何一个所述的微粒分析设备，其中，所述电路包括一个放大器，被配置为放大所述前向散射光的检测信号。
[0077](8) 一种微粒分析方法，包括:
[0078]根据从作为分析对象的微粒产生的前向散射光的预定频率在具有高通滤波器的电路中去除包含在进入光检测单元的光中的低频噪声，以分析所述微粒。
[0079][实例]
[0080]根据下述实例描述了本公开的实施方式的效果。本实例是通过使用包括如上述图1中所示的前向散射光学检测系统的流式细胞仪(即，微粒分析设备)来执行本公开的实施方式的效果确定实验的结果。此外，作为这个流式细胞仪中的前向散射光检测单元，使用了其中安装了包括去除低频噪声的高通滤波器的电路的光电二极管。
[0081]作为包含在光电二极管中的具有高通滤波器的电路，使用如上述图3中所示的电路。关于在本施例中使用的电路，在图3中，其被设计为使得对应于电阻器Rl和R2的电阻器的电阻值分别被设置为2.2k Q和4.7k Q且对应于电容器Cl和C2的电容器的电容值被设置为0.1 ii F。此外，该电路中的高通滤波器的截止频率f (在_3dB的频率)是1.23kHz且在200Hz的衰减率是-19dB。
[0082]将LED和发出600nm的光的脉冲发生器用作光源，考虑到余量，当散射3.0 y m直径的颗粒时引起的光学波形(即，受到以秒宽度的半波整流的125kHz的正弦波)被形成并进入光电二极管。
[0083]从微珠产生的前向散射光在没有高通滤波器的直接连接的第一通路(Chl)中和具有高通滤波器的第二通路(Ch2)中被检测(参见图3)。图5示出了这些示例结果。如图5所示，在第一通路中的检测中，可以发现噪声较大(参见图5A)。通过与此对比，在高通滤波器(即，第二通路)中的检测中，可以发现噪声大大地减少了(参见图5B)。
[0084]此外，在图6中分别示出了在第一通路和高通滤波器(S卩，第二通路)中检测的前向散射光的波形。图6A同时示出了在第一通路和高通滤波器(S卩，第二通路)中检测的前向散射光的波形。此外，图6B示出了在高通滤波器(S卩，第二通路)中检测的前向散射光的波形且图6C示出了在第一通路中检测的前向散射光的波形。如图6A中所示，可以发现，在没有高通滤波器的第一通路中的波形(图6C中的“默认”)和在具有高通滤波器的第二通路中的波形(图6B中的“HPF”)是匹配的且在这两个波形之间没有出现失真。
[0085]鉴于上述内容，对于3.0iim的微粒，发现可以去除低频噪声而不会影响到应该被检测的前向散射光的检测波形。因此，根据本公开的实施方式的微粒分析设备，甚至在微粒的直径小且前向散射光的信号输出低的情况下，仍可以提高SN比且提高前向散射光的检测精度(即，分析精度)。[0086]本【技术领域】技术人员应该理解的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种不同的修改、组合、子组合和变形，只要它们在所附的权利要求或其等同替换的范围内。
[0087]本公开包括涉及于2012年9月21日在日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-208319，其全部内容结合于此作为参考。
【权利要求】
1.一种微粒分析设备，包括: 光检测单元，被配置为检测从作为分析对象的微粒产生的前向散射光， 其中，所述光检测单元包括具有去除包含在进入所述光检测单元的光中的低频噪声的高通滤波器的电路，并根据所述前向散射光的预定频率切换至所述高通滤波器。
2.根据权利要求1所述的微粒分析设备，其中，当所述预定频率等于或高于200kHz时，所述光检测单元切换至所述高通滤波器。
3.根据权利要求2所述的微粒分析设备，其中，所述高通滤波器去除包含在泄露光中的低频噪声，所述泄露光避开设置在所述微粒和所述光检测单元之间的零阶光去除单元，并进入所述光检测单元。
4.根据权利要求3所述的微粒分析设备，其中，所述高通滤波器去除频率低于2kHz的噪声。
5.根据权利要求4所述的微粒分析设备， 其中，所述电路包括从输入侧至输出侧直接连接的通路和具有所述高通滤波器的通路，以及 其中，所述直接连接的通路和所述具有所述高通滤波器的通路并联连接。
6.根据权利要求5所述的微粒分析设备，其中，所述电路包括开关元件，用来执行切换至所述直接连接的通路和所述具有所述高通滤波器的通路中的一个。
7.根据权利要求6所述的微粒分析设备，其中，所述电路包括放大器，被配置为放大所述前向散射光的检测信号。
8.根据权利要求1所述的微粒分析设备，所述微粒分析设备进一步包括用于所述微粒的光学性能确定的数据分析单元；收集样本液体的储存单元；控制所述数据分析单元和所述储存单元的控制单元。
9.一种微粒分析方法，包括: 根据从作为分析对象的微粒产生的前向散射光的预定频率在具有高通滤波器的电路中去除包含在进入光检测单元的光中的低频噪声，以分析所述微粒。
【文档编号】G01N21/01GK103674896SQ201310415518
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年9月21日
【发明者】田原克俊 申请人:索尼公司