微粒分析设备和微粒分析系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本技术涉及微粒分析装置和微粒分析系统。更具体地，本技术涉及用于根据电气特性的差异来识别各个微粒的微粒分析装置和微粒分析系统。
【背景技术】
[0002]众所周知，诸如细胞的微粒通常根据微粒的类型、条件等具有指示诸如导电性、介电常数、及电容率的电气特性的不同物理属性值。例如，肌细胞和神经细胞的细胞外液和细胞内液的导电性高于具有较少湿气的皮肤细胞的导电性。此外，在通过频率扫描(frequency sweep)测量细胞的介电常数时，介电松弛特性随着细胞的形态而改变。
[0003]在现有技术中，提出用于检测在设置在通道中的一对电极之间流动的微粒的阻抗的装置作为用于根据这种电性能识别各个微粒的技术(参见专利文献I)。另外，还提出用于测量在微通道中流动的微粒的介电谱的介电血细胞计数装置(例如，参见专利文献2和3)。
[0004]在专利文献2中描述的介电血细胞计数装置中，具有通道中的狭窄部和邻近于狭窄部的电极的流体设备被用于改善测量精确度。在专利文献3中描述的介电血细胞计数装置中，分支路径被设置在流体设备的通道中的狭窄部的下游，基于关于测量的复介电常数的信息将电场施加于通过狭窄部的细胞，并且通过介电泳控制细胞流动的方向以对细胞进行分选。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:JP2005-512042T
[0008]专利文献2:JP2010-181399A
[0009]专利文献3:JP2012-098063A
【发明内容】
[0010]技术问题
[0011]因为介电血细胞计数可以无需标记物对微粒进行分析和分选，所以上述介电血细胞计数在包括再生医学和免疫学的生命科学研宄领域或者在包括临床检查的医疗领域是非常有效的技术。然而，本领域中已知的介电血细胞计数装置由于噪声等往往具有降低的测量精确度，因为包含多个微粒的样本液体允许流入微通道并且在微粒在一对电极之间通过期间对复介电常数进行测量。对于此，需要进一步改善介电血细胞计数装置的测量精确度。
[0012]问题的解决方案
[0013]因此，本公开的主要目标是提供无需使用标记物便可精确地识别和分选各个微粒的微粒分析装置和微粒分析系统。
[0014]根据本公开的微粒分析装置包括:样本通道，被配置为接收包含多个微粒的液体；第一电极对，被配置为在样本通道的至少一部分中形成交变电场；测量部，被配置为测量第一电极对之间的阻抗；分析部，被配置为由在测量部中测量的阻抗计算微粒的属性值；以及确定部，被配置为确定在测量部中测量的阻抗的数据是否来源于微粒。
[0015]确定部可从阻抗的数据检测微粒通过交变电场，并可基于检测结果做出确定。
[0016]在这种情况下，确定部可根据从阻抗获得的电导的峰值位置和峰值高度检测微粒的通过。
[0017]替代地，当从阻抗获得的电容的值和/或电导的值超过阀值时，确定部可开始检测微粒的通过，并且当值/多个值小于或等于阀值时，确定部可停止检测微粒的通过。
[0018]只有当电容的值和/或电导的值在预定时段(predetermined per1d，预定时间)内超过阀值时，确定部还可确定阻抗的数据来源于微粒。
[0019]分析部可计算在确定部中被确定为来源于微粒的数据的属性值。
[0020]在这种情况下，分析部可通过使在测量部中测量的数据与特定模型进行比较或者适配(fitting，拟合)来计算属性值。
[0021]例如，特定模型可使用基于复介电谱(complex dielectric spectrum)的介电松弛现象模型(dielectric relaxat1n phenomenon model)。
[0022]微粒分析装置可包括分选(sorting)部，分选部被配置为基于在分析部中计算的属性值对微粒进行分选。
[0023]在这种情况下，可包括第二电极对，第二电极对被配置为在样本通道中的形成交变电场的区域的下游形成电场。由第二电极对形成的电场可生成介电泳以改变微粒的流向。
[0024]可包括与样本通道连通的两个或更多个分支通道。分选部可改变微粒的流向，并且微粒可被引入任一个分支通道。
[0025]同时，样本通道可包括狭窄部，并且第一电极对被设置为将狭窄部夹在中间。
[0026]可包括成像部，成像部被配置为对穿过交变电场的微粒成像。
[0027]微粒可以是细胞。
[0028]属性值可包括选自由膜电容、细胞质的导电性、及颗粒大小组成的组中的至少一个值。
[0029]测量部可在从0.1MHz至50MHz的频率范围内的多个点处测量复阻抗(compleximpedance)。
[0030]根据本公开的微粒分析系统包括:微粒分析装置(其包括样本通道，被配置为接收包含多个微粒的液体；第一电极对，被配置为在样本通道的至少一部分中形成交变电场；以及测量部，被配置为测量第一电极对之间的阻抗)；以及信息处理器(其包括分析部，被配置为由在测量部中测量的阻抗计算微粒的属性值；以及确定部，被配置为确定在测量部中测量的阻抗的数据是否来源于微粒)。
[0031]微粒分析系统可进一步包括:显示器，被配置为显示在信息处理器的分析部中计算的微粒的属性值。
[0032]可包括服务器，其包括信息存储部，信息存储部被配置为存储在信息处理器的分析部中计算的微粒的属性值。
[0033]发明有益效果
[0034]根据本公开，无需使用标记物便可精确地识别和分选各个微粒。
【附图说明】
[0035][图1]是示出根据本公开的第一实施方式的微粒分析装置的示意性配置的示图。
[0036][图2]是示出在图1中示出的测量系统单元100的示意性配置的示图。
[0037][图3]的A和B是示出在图2中示出的样本通道2的配置示例的示意图，其中A是立体图而B是沿着线a-a所取的截面图。
[0038][图4]的A和B是示出在图2中示出的通道2的其他配置示例的示意图，其中A是立体图而B是沿着线b-b所取的截面图。
[0039][图5]是示出根据本公开的第一实施方式的变形例的微粒分析装置的测量系统单元的示意性配置的示图。
[0040][图6]是示出根据本公开的第二实施方式的微粒分选设备的示意性配置的示图。
[0041][图7]是示出根据本公开的第三实施方式的微粒分析系统的示意性配置的示图。
【具体实施方式】
[0042]在下文中，将参照附图详细地描述本公开的实施方式。应当理解，本公开不限于以下所述的实施方式。按照下面的顺序进行描述。
[0043]I第一实施方式
[0044](包括确定部的示例性微粒分析装置)
[0045]2.第一实施方式的变形例
[0046](包括还用作确定部的分析部的示例性微粒分析装置)
[0047]3.第二实施方式
[0048](包括确定部的示例性微粒分选装置)
[0049]4.第三实施方式
[0050](示例性微粒分析系统)
[0051]〈1.第一实施方式〉
[0052]首先，将描述根据本公开的第一实施方式的微粒分析装置。图1是示出根据本实施方式的微粒分析装置的示意性配置的示图。如图1中所示，根据本实施方式的微粒分析装置I包括测量系统单元100、流动形成系统单元200、及控制单元100和单元200的控制系统单元300。
[0053](测量系统单元100)
[0054]图2是示出在图1中示出的测量系统单元100的示意性配置的示图。如图2中所示，测量系统单元100包括样本通道2、由电极3a和电极3b组成的一对电极、测量部4、确定部5、分析部6、及可选的信息存储部7和成像部8。在微粒分析装置I中，包含多个微粒10的样本液体被引入至样本通道2，并且在测量部4中对每个微粒10的阻抗进行测量。
[0055][微粒10]
[0056]此处，在根据本实施方式的微粒分析装置I中测量的微粒10的示例可包括细胞、诸如微生物、核糖体等的有关生物学的微粒、以及诸如乳胶颗粒、凝胶颗粒以及工业颗粒等的人造颗粒。
[0057]此外，有关生物学的微粒还可以是形成各种细胞的染色体、核糖体、线粒体、细胞器官等。此外，细胞的示例包括植物细胞、动物细胞、造血细胞等。更进一步，微生物的示例包括诸如E大肠杆菌的细菌、诸如烟草花叶病毒的病毒、诸如酵母的真菌类。术语有关生物学微粒还包括诸如核酸、蛋白质及其复合物的有关生物学的聚合物。
[0058]另一方面，工业颗粒的示例包括由有机聚合材料、无机材料以及金属材料等形成的颗粒。作为有机聚合材料，可使用聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯苯基、聚甲基异丁烯酸酯等。作为无机材料，可使用玻璃、二氧化硅、磁性材料等。作为金属材料，例如，可以使用金属胶体、铝等。应注意，尽管这些微粒的形状通常是球形，然而，这些微粒可具有非球形形状。此外，这些微粒的大小、质量等也不受特别限制。
[0059][样本通道2]
[0060]例如，样本通道2形成在微芯片中。样本通道2由具有绝缘性能并且对目标微粒10的电气特性没有影响的任何材料形成。材料的具体示例包括塑料材料，诸如聚碳酸酯、聚碳酸酯聚合物、聚丙烯、及聚酰亚胺；聚二甲硅氧烷(PDMS);以及玻璃。这些材料中，优选使用诸如聚酰亚胺的绝缘塑料材料，因为容易形成电极和