用于细颗粒测量设备的层流监控方法、细颗粒分析方法以及细颗粒测量设备的制作方法
【专利摘要】提供了能够自动地确定在流动通道中的层流的液体馈送状态以确保数据可靠性的技术。提供了用于细颗粒测量设备的层流监控方法，该方法包括：照射层流的照射步骤；通过检测器接收S偏振成分并且在检测器中获取S偏振成分的光接收位置信息的位置检测步骤，该S偏振成分从由层流产生的散射光分离并被施加像散；以及基于光接收位置信息确定层流的状态的确定步骤。
【专利说明】用于细颗粒测量设备的层流监控方法、细颗粒分析方法以及细颗粒测量设备
【技术领域】
[0001]本技术涉及细颗粒测量设备、以及在细颗粒测量设备中的层流监控方法和细颗粒分析方法。更具体地，本技术涉及在形成在流通池(￠10? ￠611)、微芯片等中的流动通路中确定层流的液体输送状态并且在细颗粒测量设备中检测液体传输异常的层流监控方法等。
【背景技术】
[0002]存在已知的细颗粒测量设备，该细颗粒测量设备在形成在流通池、微芯片等的流动通路中形成包含细颗粒的层流，并且将光照射到层流中的细颗粒以检测从细颗粒产生的荧光和散射光。例如，流式细胞仪能够基于所检测的荧光或散射光的强度或光谱来测量并分析诸如细胞、珠粒等的细颗粒的光学特性。
[0003]在细颗粒测量设备中，层流基本上形成在流动通路的中间，使得循环细颗粒。机制的实例包括形成鞘流并且将包含细颗粒的液体聚集在流动通路的中间的方法、在流动通路的中间将细颗粒与声音的能量聚合的声学聚集方法、以及其组合方法。然而，当粉尘或气泡混合在流动通路中时，在层流中发生干扰，发生在流动通路中的独立的细颗粒的循环位置方面的变化，不能执行准确的测量，并且因此在某些情况下发生在数据的可靠性方面的问题。此外，由于混合在流动通路中的粉尘或气泡而发生的噪声在某些情况下劣化数据的精确性。
[0004]关于本技术的实施方式，在专利文献1和专利文献2中公开了用于抑制由于在流动通路中的细颗粒的循环位置的变化引起的测量误差的技术。在专利文献1中公开的流体颗粒分析设备中，经由光学分配器(。的丨⑶丨(1^1(161-)从前散射光、侧散射光、或后散射光提取的检测光(散射光)通过4分割光电二极管、区域冗0等检测。然后，检测与激发光中心和鞘流中心之间的检测位置的位置偏离并且调整流通池的位置，使得位置偏离在预定范围内。此外，专利文献2公开了用于使用在从细颗粒产生的散射光中发生的偏斜角度的变化检测关于细颗粒的位置信息并且调整流通池的位置或激发光的焦点位置的技术。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:了？冊-166541八
[0008]专利文献2:了？ 2011-149822八
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]根据本技术的实施方式，期望提供一种用于自动确定在流动通路中的层流的液体传输状态以保证数据的可靠性的技术。
[0011]技术方案
[0012]为了解决问题，根据本技术，提供了细颗粒测量设备中的层流监控方法，该方法包括:将光照射到层流的照射步骤；通过检测器接收3偏振成分并且在检测器中获取3偏振成分的光接收位置信息的位置检测步骤，该3偏振成分与从层流产生的散射光分开并被给予3偏振成分；以及基于光接收位置信息确定层流的状态的确定步骤。
[0013]在位置检测步骤中，其光接收表面可被分割为多个区域的检测器用作检测器。更具体地，在位置检测步骤，其光接收表面以格子形状分割为四个区域(即，区域的检测器用作检测器，并且可获取在区域八和不相邻于区域八的区域的检测值之间的差八10-0作为光接收位置信息。此外，可获取在区域六和(:的检测值的和(八+0与区域8和0的检测值的和(8+0)之间的差八2(0+0-(8+0))作为光接收位置信息。4分割光电二极管可用作检测器。
[0014]根据根据本技术的层流监控方法，在确定步骤中，可基于所获取的差八1和/或差八2确定层流的状态。更具体地，在确定步骤中，当差八1和/或差2偏离预定范围时，层流可被确定为异常的，并且当差八1和/或差2包含在所述预定范围内时，层流可被确定为正常的。更优选地，当偏离预定范围的差八1和/或差八2的获取频率超过预定频率时，层流被确定为异常的。
[0015]层流监控方法包括检测从包含细颗粒的层流产生的光的光检测步骤，以及基于在光检测步骤中获取的光的强度信息获得细颗粒的光学特性的分析结果的分析步骤。在分析步骤中，仅提取在层流被确定为正常的时所获取的强度信息并且获得分析结果。
[0016]而且，根据本技术，提供了细颗粒测量设备，包括:光照射单元，被配置为将光照射至层流；第一分光元件，被配置为将从层流产生的散射光分为3偏振成分和？偏振成分；3偏振检测器，被配置为接收3偏振成分；像散元件，布置在第一分光元件和3偏振检测器之间并且被配置为将像散赋予3偏振成分；以及确定单元，被配置为接收来自3偏振检测器的输出、获取3偏振成分的光接收位置信息、以及基于光接收位置信息确定层流的状态。优选地，像散元件可以是圆柱形透镜。
[0017]在细颗粒测量设备的3偏振检测器中，光接收表面可以格子形状分割为四个区域，即，区域和0。确定单元可获取区域4和不相邻于区域4的区域的检测值之间的差八10-0作为光接收位置信息。此外，确定单元可获取区域八和(:的检测值的和(八+0与区域8和0的检测值的和(8+0)之间的差八2(0+0-(8+0))作为光接收位置信息。
[0018]根据按照本技术的细颗粒测量设备，确定单元可基于所获取的差厶1和/或差厶2确定层流的状态。更具体地，当差八1和/或差八2偏离预定范围时，确定单元可将层流确定为异常的，并且当差八1和/或差八2包含在所述预定范围内时，将层流确定为正常的。
[0019]优选地，根据本技术的细颗粒测量设备进一步包括输出单元。关于差八1和/或差八2的信息可以图像形式显示在输出单元上。此外，可通过输出单元呈现确定单元的层流的异常确定，并且优选地，当确定单元将层流确定为异常的时，细颗粒测量设备可自动地停止。
[0020]根据本技术，提供了细颗粒测量设备，进一步包括:第二分光元件，被配置为将从层流产生的光分为散射光和焚光；？偏振光检测器，被配置为检测？偏振成分；以及焚光检测器，被配置为检测荧光。此外，根据本技术，提供了细颗粒测量设备，进一步包括:第三分光元件，被配置为分离荧光。在荧光检测器中，可布置检测由第三分光元件分离的荧光的多个独立的光接收元件，使得细颗粒测量设备可被配置为光谱型细颗粒测量设备。
[0021]在本技术，术语“细颗粒”包括诸如细胞、微生物、脂质体的生物学相关的细颗粒或者诸如胶乳颗粒、凝胶颗粒、工业颗粒的合成颗粒。
[0022]生物学相关的细颗粒包括组成各种细胞的染色体、脂质体、线立体、细胞器。细胞包括动物细胞(诸如造血细胞)和植物细胞。微生物包括诸如大肠杆菌的细菌、诸如烟草花叶病毒的病毒、诸如酵母的真菌。此外，生物学相关的细颗粒也能够包括诸如核酸、蛋白质、及其复合体的生物学相关的大分子。此外，例如，工业细颗�？梢允怯谢蛭藁酆衔锊牧匣蚪鹗�。有机聚合物材料包括聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯等。无机聚合物材料包括玻璃、二氧化硅、磁性材料等。金属包括金属胶体、铝等。通常，这些细颗粒的形状是球形的，但也可以是非球形。此外，不具体地限制这些细颗粒的尺寸和质量。
[0023]本发明的有益技术效果
[0024]根据本技术的实施方式，提供了一种用于自动地确定流动通路中的层流的液体输送状态以保证数据的可靠性的技术。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是用于描述根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备的测量单元的构造的示图。
[0026]图2是用于描述3偏振光检测器51的光接收表面的构造的示图。
[0027]图3是用于描述在流动通路中循环的层流I和照射到层流I的激发光1的激光点3的示图。
[0028]图4是示出当细颗粒？的循环位置沿2轴方向移动时在差八1和差八2的每个中的变化的曲线图。
[0029]图5是示出当细颗粒？的循环位置沿X轴方向移动时在差八1和差八2的每个中的变化的曲线图。
[0030]图6是示出用于以微米为单位从差厶1和差厶2计算关于细颗粒？沿2轴方向和X轴方向的每个的位置信息的计算直线的曲线图。
[0031]图7是绘制在给定时间上的细颗粒？的循环位置的曲线图。
[0032]图8是绘制在给定时间上的细颗粒？的循环位置的曲线图。
[0033]图9是绘制在给定时间上的细颗粒？的循环位置的曲线图。
[0034]图10是绘制在给定时间上的细颗粒？的循环位置的曲线图。
[0035]图11是绘制在给定时间上的细颗粒？的循环位置的曲线图。
[0036]图12是示出其循环位置偏离原点给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的曲线图。
[0037]图13是示出其循环位置偏离原点给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的曲线图。
[0038]图14是示出了其循环位置偏离原点给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的曲线图。
[0039]图15是示出循环位置偏离原点给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的曲线图。
[0040]图16是示出其循环位置偏离原点给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的曲线图。
[0041]图17是用于描述根据变形例的光检测单元的构造的示图。
【具体实施方式】
[0042]在下文中，将参考附图描述执行本技术的优选模式。以下描述的实施方式是本技术的实施方式的典型实例并且本技术的范围不会由于实施方式而被狭窄地解释。将按照以下顺序进行说明。
[0043]1.细颗粒测量设备的构造
[0044](1)测量单元
[0045](1-1)光照射单元
[0046](1-2)光检测单元
[0047](2)确定单元
[0048](3)输出单元
[0049]2.在细颗粒测量设备中的层流监控过程
[0050](1)光接收位置检测步骤
[0051](2)确定步骤
[0052](3)在异常检测时的操作
[0053]3.变形例
[0054](1)光检测单元
[0055](2)3偏振检测器
[0056]4.层流监控方法和层流监控程序
[0057]1.细颗粒测量设备的构造
[0058](1)测量单元
[0059]图1是用于描述根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备的测量单元的构造的示图。根据本技术实施方式的细颗粒测量设备大致被配置为包括所示出的测量单元和确定单元(未示出)。在细颗粒测量设备中，可安装包括0^的控制单元以控制测量单元和确定单元。测量单元包括光照射单元，其将激发光1照射至在流动通路中循环的层流；以及光检测单元，其检测从层流产生的散射光2和荧光3。在图中的参考符号？表示包含在层流中的细颗粒。
[0060](1-1)光照射单元
[0061]光照射单元被配置为包括:光源11，发射激发光1 ；以及物镜11，将激发光11聚集至在形成于流通池、微芯片等中的流动通路￠:中循环的层流。光源11根据测量目的从以下适当地选择:激光二极管、二次谐波产生(--)激光器、固态激光器、气体激光器、高亮度发光二极管([￡0)等。在光照射单元中，根据需要，可布置除光源11和物镜12之外的光学元件。
[0062](1-2)光检测单元
[0063]光检测单元被配置为包括聚光透镜21、分光元件22、23和31、荧光检测器32、？偏振光检测器41、8偏振光检测器51、以及像散元件52。
[0064]聚光透镜11汇聚从被照射激发光1的层流和/或细颗粒？产生的散射光2和荧光3。散射光2可以是各种类型散射光的任一种，诸如前散射光、侧散射光、瑞利散射光以及116散射光。荧光3可以是从细颗粒？产生的荧光或者从利用其标记细颗粒？的荧光材料产生的荧光。
[0065]分光元件22将通过聚光透镜11汇聚的散射光2和荧光3分离。在分光元件22中，使用仅反射具有特点波长的光并且投射具有其他波长成分的光的分色镜(也也抓化11111-1-01-)。在根据实施方式的细颗粒测量设备中，使用反射散射光2并且投射荧光3的分色镜。
[0066]分光元件31被认为是棱镜、光栅反射镜等，并且进一步分离通过分光元件22分离的荧光3以将荧光3投影到荧光检测器32。荧光检测器32检测通过分光元件22分离的荧光3。在荧光检测器32中，布置多个独立的光接收元件，并且每个光接收元件检测具有从荧光3分离并且从分光元件31投影的波长带的光。在根据实施方式的细颗粒测量设备中，？II阵列用作荧光检测器32，在该？II阵列中，32个通道的光电倍增管$11)以一维方式布置为光接收元件。荧光检测器32将所检测荧光3的强度信息转换为电信号并且将电信号输出至计算单元。计算单元基于电信号分析细颗粒？的荧光特性。此外，光电二极管阵列或2维光接收元件(诸如和0103)可用作荧光检测器32。
[0067]通过结合分光元件31并且在荧光检测器32中使用光接收元件阵列或2维光接收元件，可以获取从细颗粒？产生的荧光3作为光谱。
[0068]？偏振光检测器41检测包含在通过分光兀件22分开的散射光2中的？偏振成分4。在？偏振光检测器41中，例如，能够使用光电二极管⑴!))、电荷耦合设备⑴⑶)、光电倍增管$11)。？偏振光检测器41将所检测的？偏振成分4的强度信息转换为电信号并且将电信号输出到计算单元。计算单元基于电信号分析细颗粒？的散射光特性。能够从？偏振成分4的强度信息分析细颗粒？的尺寸、内部结构等。
[0069]分光元件23将入射的非偏振光分为其振动方向是垂直的两块偏振光，即将通过分光元件22分开的散射光2分为？偏振成分4和3偏振成分5。具体地，分光元件23投射在入射的散射光2中的？偏振成分4并且反射3偏振成分5。
[0070]8偏振光检测器51检测通过分光元件23分离的3偏振成分5并且其光接收表面分割为多个区域。在根据实施方式的细颗粒测量设备中，如图2所示，使用其中光接收表面以格子形状分割为四个区域(即，区域的4分割光电二极管。
[0071]像散元件52是布置在分光元件23和3偏振光检测器51之间的圆柱形透镜并且将像散赋予朝向3偏振光检测器51发送的3偏振成分5。通过3偏振光检测器51检测的信号输出至确定单元。确定单元接收输出并且获取关于其中像散发生在3偏振光检测器51的光接收表面上的3偏振成分5的光接收位置的信息(光接收位置信息)。随后将详细地描述在3偏振光检测器51的光接收表面上的3偏振成分5的光接收位置(图像形成图案(11118^6 ^01-11181: 1011 ￠81:1:6111))0
[0072](2)确定单元
[0073]确定单元基于在5偏振光检测器51的光接收表面上的5偏振成分5的光接收位置信息执行确定在流动通路中循环的层流的状态的过程。确定单元被配置为包括存储执行该过程的03和程序的硬盘、0^、以及存储器。
[0074](3)输出单元
[0075]根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备包括向用户呈现层流的状态和确定结果的输出单元。诸如显示器、打印机、或扬声器的现有技术已知的输出设备用作输出单元。
[0076]2.在细颗粒测量设备中的层流监控方法
[0077]接下来，将描述确定单元确定层流的液体传输状态的处理。
[0078]确定单元首先基于在3偏振光检测器51的光接收表面上的3偏振成分5的光接收位置信息获取形成在3偏振光检测器51的光接收表面中的多个区域之间的检测值的差。具体地，确定单元获取在图2中示出的4分割光电二极管的区域八、8、和0中在检测值之间的差八1(八-￠)以及差八2 (01+0) - (8+0))。
[0079]图3示出了在流动通路中循环的层流[、在层流I中的细颗粒？、以及照射到层流I的激发光1的激光点3。在图中，到层流[的激发光1的照射方向假定为X轴方向并且层流I的液体传输方向假定为X轴方向。垂直于X轴方向和X轴方向的方向假定为2轴方向。本发明人发现，细颗粒？在2轴方向上的位置信息能够从前述差八10-0获�。⑶蚁缚帕�？在X轴方向的位置信息能够从前述差厶2 ((^+0 - (8+0))获取。
[0080]当细颗粒？在图3中的激光点3的中心位置处循环并且激发光1的焦点位置匹配细颗粒？的循环位置时，在3偏振光检测器51的光接收表面上的通过像散元件52赋予像散的3偏振成分5的图像形成图案(光接收位置)变为在图2中由中心虚线表示的图像。另一方面，当细颗粒？在偏离激光焦点3的中心的外围位置循环并且激发光1的焦点位置不与细颗粒？的循环位置匹配时，例如，图像形成图案变为在图2中由实线表示的图像。即，3偏振成分5的图像形成图案改变以与细颗粒？的循环位置对应，并且3偏振成分5投影到区域八至0的比例改变以与细颗粒？的循环位置对应。因此，细颗粒？的循环位置直接反应到在区域八至0中3偏振成分5的检测值的图案。
[0081]在图4中示出了当细颗粒？在其中循环的流通池通过步进电动机沿2轴方向移动时的差八1 (^-0的变化和差八2(0+0-(8+0))的变化。垂直轴表示差八1 (^-0和差^2((^+0-(8+0))的每个的平均值。水平轴以微米为单位示出了步进电动机的移动量。在步进电动机的移动量中，能够从脉冲的量(驱动量)计算实际长度(以微米为单位)。
[0082]作为流通池的移动开始位置的原点(零点)可以是任何位置，而且可以是能够在正常形成层流的条件下最合适地测量颗粒的位置。例如，能够设置从独立的细颗粒？检测的散射光或荧光的强度是最高的位置，或能够设置散射光或荧光的强度的?值是最低的位置。
[0083]如图4所示，仅差厶1 (八-0相对于沿2轴方向的移动量改变。因此，应理解的是，细颗粒？在2轴方向上的位置信息能够从差八1获得。也能够确定沿2轴方向的移动量和差八1具有线性关系。图6八示出了用于从差八1以微米为单位计算细颗粒？在2轴方向上的位置信息的直线。
[0084]在图5中示出了当细颗粒？在其中循环的流通池通过步进电动机沿X轴方向移动时的差厶1 (^-0的变化和在差厶2 ((^+0 - (8+0))的变化。仅差2相对于沿X轴方向的移动量改变。因此，应理解的是，细颗粒？在X轴方向的位置信息能够从差八2获得。也能够确定沿X轴方向的移动量和差八2具有线性关系。图68示出了用于从差八2以微米为单位计算细颗粒？在X轴方向上的位置信息的直线。
[0085]如上所述，由于层流I的干扰而导致出现细颗粒？的循环位置的变化。因此，在细颗粒？的循环位置的变化是反应层流I的液体传输状态的变化。即，从差八1 (^-0和差^2((^+0-(8+0))可获得的细颗粒？的位置信息能够用作表示层流I的液体传输状态的信息。
[0086]如上所述，关于细颗粒？的位置信息和检测值的差的各种计算过程能够通过包括能够执行这类计算过程的⑶!!的单元执行。例如，如上所述的测量单元和确定单元可被示例为包括能够执行计算过程的⑶!!的单元。
[0087]这将参考图7至11具体地描述。附图是通过从由层流[产生的3偏振成分5的检测值之中的等于或大于给定的阈值的检测值计算差八1和差八2并且在给定时间上计算和绘制细颗粒？的循环位置而获得的图形。使用在图6中示出的所计算的直线来从差八1和差八2计算循环位置。在图八和图8中，水平轴表示时间并且垂直轴表示以微米为单位的在2轴方向或X轴方向上的位置信息。在图中，水平轴表示2轴方向并且垂直轴表示以微米为单位的在X轴方向上的位置信息。在每个附图中，绘制的颜色表示细颗粒的密度(数量(￠01)111^1:1011) ) 0
[0088]图7示出了形成其中从测量的开始至结束稳定的合适层流I的实例。从图中，能够理解，细颗粒？流动大致集中在原点的附近。此外，从图八和图8中，能够理解，细颗粒？从测量的开始到结束稳定并且在原点的附近流动。
[0089]图8和图9示出了层流[被扰乱的实例。在图8八和图88中，相对于时间轴示出了恒定趋势，但是细颗粒？的循环位置在X轴的负方向上被扰乱。在图8(:中，能够理解，细颗粒？的循环位置沿X轴方向扩散。在图9八和图98中，相对于时间轴示出了恒定趋势，但是细颗粒？的循环位置在2轴的正方向和负方向上被扰乱。在图％中，能够理解，细颗粒？的循环位置沿2轴的正和负方向扩散。当诸如粉尘或气泡的异物附接至循环层流I的流动通路的内壁并且抑制稳定的液体传输时，发生循环位置的偏离。此外，因为层流I的液体传输压力由于设备的设置误差或故障(漏气)变为不合适的压力，所以循环位置在某些情况下偏离。
[0090]图10和图11示出了在测量期间发生层流[的干扰的实例。在图10和图11中，紧接测量结束之前，细颗粒？的循环位置在宽范围中沿2轴方向和X轴方向扩散((11打1186)。当空气渗入层流I在其中循环的流动通路并且变为气泡时，发生循环位置的扩散，并且由于传播并且流动在整个流动通路中的气泡表面产生的散射光的检测导致。由于形成层流I的液体(包含细颗粒？的鞘液或样品液体)到流动通路的供给中断，在某些情况下发生气泡到流动通路的混合。
[0091](2)确定步骤
[0092]如参考图7至图11所述的，能够基于差八1 和差八2 ((4+0) - (8+0))确定层流I的液体传输状态。如图8和图9所示，虽然发生层流I的干扰，但是细颗粒？的光学特性被视为未合适地被测量。因此，提前获取的数据优选地并不用于分析。此外，如参考图10和11所述的，在发生气泡混合到流动通路之后获取的数据优选地不用于分析，因为数据不是正常数据。
[0093]当从来自层流[的3偏振成分5的检测值计算的差八1 和差^2((^+0-(8+0))分散或扩散超过预定范围(参见图8至图11)时，确定单元确定层流[的液体传输状态是异常的。例如，当检测的差八10-0和差八2(0+0-(8+0))超过预定范围的事件的数量与提前检测的事件的数量的比例达到预定值时，确定单元执行异常确定。相反，当差八1(八-0和差八2((^+0-(8+0))未超过预定值时，确定单元确定层流[的液体传输状态是正常的。
[0094]将参考图12至图16具体地描述基于检测的事件的数量的比例的异常确定的过程。在图12至图16中，循环位置从给定范围偏离的细颗粒？的比例分别从在给定时间上绘制在图7至图11中示出的细颗粒？的循环位置的曲线图计算，并且时间描绘在水平轴上。在每个附图中，从原点的范围偏离±20微米的颗粒绘制为1，在范围内流动的颗粒在垂直轴上绘制为0，并且在表示测量时间的水平轴上使用核平滑方法8111001:1111181116^0(1)平滑结果。图八示出了在2轴方向上的结果，并且图8示出了在X轴方向上的结果。平均不是强制性过程，并且除了核平滑方法之外，可使用诸如移动平均、指数移动平均、以及样条平滑(邓11加观⑷访1叩)的各种方法。当核平滑方法、移动平均方法等应用于绘制时，绘制的水平轴并不限于时间，而是可表示检测的颗粒的计数数量等。
[0095]在形成从测量的开始到结束稳定的合适层流[的图12的实例中，偏离原点±20微米的范围的细颗粒？的比例在2轴方向和X轴方向上都被抑制为很低。相反，在层流I被扰乱的图13和图14的实例中，比例具有大值。在发生气泡混合到流动通路的图15和图16的实例中，紧接测量的结束之前，可确定在比例方面的急剧增加。因此，比例可被称为层流的液体传输状态的稳定的指数。例如，当比例的上限设置为0.5并且比例超过上限时，层流I的液体传输状态可被确定为异常的。
[0096]在图10和图11中示出的细颗粒？的循环位置针对给定的时间绘制的图形中，存在如下可能性:在图6中示出的差八1或差八2的线性以及细颗粒？的位置信息在其中细颗粒？相距原点非常远(例如，100微米)的绘图中未被维持。然而，在这种情况下，通过将恒定范围条件设置为在上述实例(原点±20微米)中，能够有效地确定液体传输异常。在此，已经举例了原点±20微米的范围条件，但是范围条件能够根据在测量的时间处液体传输条件、流动通路的形状等合适地设置。
[0097]绘出针对给定时间的细颗粒？的循环位置的图形(参见图7至图11)以及示出偏离给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的图形(参见图12-图16)在可视地并直观地确定层流I的状态方面是有用的。因此，在根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备中，输出单元被配置为显示从差八1和差八2得出的信息。具体地，通过允许输出单元显示针对给定时间的细颗粒？的循环位置的图形(参见图7至图11)以及示出偏离给定范围的细颗粒？的比例的时间变化的图形(参见图12至图16),也可以向用户实时地可视地表示层流I的液体传输状态。用于图形的轴可被从差八1和差八2计算的位置信息(以微米)取代，使得可以使用差八1和差八2的值而没有变化。在这种情况下，预先优选地获取在细颗粒？的最佳循环位置处的差八1和差八2的值，并且值优选地设置为原点(零点)。
[0098](3)当检测到异常时的操作
[0099]优选地，确定单元在设备操作期间频繁地确定层流I的液体传输状态。当确定单元确定液体传输状态是异常的时，确定单元执行以下过程。
[0100][警报]
[0101]用户能够基于显示在输出单元上的关于差厶1和差厶2的信息在测量期间实时地确定层流I的液体传输状态以处理异常。此外，确定单元可通过输出单元向用户指示至用户的警告(警报例如，指示的形式可以是在显示器上的图像指示、通过印刷机的文本或图片指示、或通过扬声器的声音指示。当指示警报时，用户能够确定警报并且立即中断测量，并且因此能够消除样品或时间的浪费。
[0102]当用户通过警报确定层流[的干扰时，用户优选地中断测量。然后，优选地执行移除流动通路的内壁上的诸如粉尘或气泡的附着异物的清洁任务或执行调整诸如层流I的液体馈电压力的重置任务。在重置任务之后，在确定稳定的液体传输之后，能够通过重新开始测量来消除样品或时间的浪费。当确定气泡到流动通路的混合时，期望中断测量并且进一步防止气泡流动。当许多气泡流动至流动通路时，需要时间移除气泡，并且因此尽管未完全移除气泡，但是存在重新开始测量的顾虑。
[0103][自动停止]
[0104]当液体传输状态确定为异常时，设备可自动地停止而不是上述发出警报或伴随警报。因此，能够消除样品或时间的浪费，并且能够进一步防止气泡在流动通路中的流动。
[0105][数据排除]
[0106]当基于从细颗粒？产生的荧光3和？偏振成分4的强度信息获得细颗粒？的光学特性的分析结果时，确定单元可执行排除在层流I的液体传输状态的异常期间的强度信息的过程。通过抽取并且仅使用在正常时间处获取的强度信息来分析细颗粒？的光学特性，能够排除在液体传输异常时间处获取的不合适数据，并且从而能够获得准确的分析结果并且能够改善数据的可靠性。
[0107]如上所述，根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备根据从层流产生的散射光的检测器的光接收表面上的光接收位置信息确定层流的液体传输状态并且自动地检测液体传输异常。在根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备中，当在测量之后分析细颗粒的光学特性时，通过确定在测量的时间处的层流的液体传输状态可现由于液体传输异常引起的不合适数据是否包含在分析结果中，并且因此能够评估分析结果的确定性(可靠性)。
[0108]当检测到层流的液体传输异常时，根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备发出警报或自动停止。因此，可以消除当液体传输状态是异常时由于测量的继续而引起的样品或时间的浪费。此外，在根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备中，因为能够排除在液体传输异常的时间处获取的不合适数据并且能够获得细颗粒的光学特性的分析结果，所以能够以高精确度执行分析。
[0109]3.变形例
[0110]⑴光检测单元
[0111]在根据上述实施方式的细颗粒测量设备中，已经描述了其中通过结合形成为光接收元件或2维光接收元件阵列的荧光检测器32和分光元件31来配置光检测单元并且获取从细颗粒？产生的荧光3作为光谱的实例。在根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备中，如图17所示，光检测单元可以被配置为使用多个波长选择元件(在此，由参考数字3匕、311和3化表示的三个元件)从荧光3中仅选择期望的波长带并且使用荧光检测器(在此，由参考数字323、321和32(3表示的三个检测器)检测荧光。在波长选择元件313、3
和3化中，可使用仅反射特定波长带的光并且投射其他波长带的光的分色镜。在荧光检测器32^3213、和32。中，能够使用光电二极管$0)、电荷耦合器件⑴⑶)、光电倍增管(户阶)等。波长选择元件和荧光检测器的组合并不限于本文中表示的三个，而是其一种组合或者两种或更多种组合都是可以的。
[0112](2) 3偏振检测器
[0113]在根据上述实施方式的细颗粒测量设备中，已经描述其中获取3偏振成分5的偏振光检测器51 (其中使用4分割光电二极管作为3偏振器来引起像散)的光接收表面上的图像形成图案(光接收位置)作为细颗粒？的位置信息。在根据本技术的实施方式的细颗粒测量设备中，能够认为，在流动通路中循环的细颗粒？使用高速照相机直接来拍摄并且通过图像处理获取细颗粒？的位置信息。
[0114]4.层流监控方法和层流监控程序
[0115]根据本技术的实施方式的层流监控方法对应于通过上述细颗粒测量设备的确定单元执行的过程。细颗粒测量设备的确定单元存储用于执行该方法的层流监控程序。
[0116]程序存储/保存在硬盘中、并且在0^和03的控制下加载到存储器。程序执行校正的处理。程序可记录在计算机可读记录介质上。不具体地限制记录介质，只要记录介质是计算机可读记录介质。具体地，例如，使用柔性磁盘或盘状记录介质(诸如光盘只读存储器(⑶-801)1此外，可使用诸如磁带的带记录介质。
[0117]此外，根据本技术的细颗粒测量设备中的层流监控方法也可配置如下。
[0118](1) 一种细颗粒测量设备中的层流监控方法，该方法包括:
[0119]将光照射到层流的照射步骤；
[0120]通过检测器接收3偏振成分并且获取检测器中的3偏振成分的光接收位置信息的位置检测步骤，该3偏振成分与从层流产生的散射光分开并且被给予3偏振成分；以及
[0121]基于光接收位置信息确定层流的状态的确定步骤。
[0122](2)根据(1)所述的层流监控方法，其中，在位置检测步骤中，使用其光接收表面被分割为多个区域的检测器作为检测器。
[0123](3)根据⑵所述的层流监控方法，
[0124]其中，在位置检测步骤中，使用其光接收表面以格子形状分割为四个区域(即，区域八、8、(:^0)的检测器作为检测器，并且
[0125]其中，获取区域六和不相邻于区域六的区域的检测值之间的差厶10-0作为光接收位置信息。
[0126](4)根据⑶所述的层流监控方法，其中，获取区域4和的检测值的和(八+0与区域8和0的检测值的和(8+0)之间的差八2(0+0-(8+0))作为光接收位置信息。
[0127](5)根据(4)所述的层流监控方法，其中，在确定步骤中，基于差八1和/或差八2确定层流的状态。
[0128](6)根据(4)或(5)所述的层流监控方法，其中，在确定步骤中，当差八1和/或差八2偏离预定范围时，层流被确定为异常的，并且当差八1和/或差八2包含在预定范围内时，层流被确定为正常的。
[0129](7)根据(4)至(6)中任一项所述的层流监控方法，其中，在确定步骤中，当偏离预定范围的差八1和/或差八2的获取频率超过预定频率时，层流被确定为异常的。
[0130](8)根据(2)至(7)中任一项所述的层流监控方法，其中，在位置检测步骤中，使用4分割光电二极管作为检测器。
[0131〕 此外，根据本技术的细颗粒测量设备也可配置如下。
[0132](10) 一种细颗粒测星设备，包括:
[0133]光照射单元，被配置为将光照射至层流；
[0134]第一分光元件，被配置为将从层流产生的散射光分为3偏振成分和？偏振成分；
[0135]8偏振检测器，被配置为接收3偏振成分；
[0136]像散元件，布置在第一分光元件与3偏振检测器之间并且被配置为将像散赋予3偏振成分；以及
[0137]确定单元，被配置为接收来自3偏振检测器的输出、获取3偏振成分的光接收位置信息、以及基于光接收位置信息确定层流的状态。
[0138](11)根据(10)所述的细颗粒测量设备，
[0139]其中，在3偏振检测器中，光接收表面以格子形状分为四个区域，即，区域184和0，并且
[0140]其中，确定单元获取区域八和不相邻于区域八的区域的检测值之间的差厶10-0作为光接收位置信息。
[0141](12)根据(11)所述的细颗粒测量设备，
[0142]其中，确定单元获取区域六和的检测值的和(八+0与区域8和0的检测值的和(8+0)之间的差八2(0+0-(8+0))作为光接收位置信息。
[0143](13)根据(12)所述的细颗粒测量设备，其中，确定单元基于差八1和/或差八2确定层流的状态。
[0144](14)根据(12)或(13)所述的细颗粒测量设备，其中，当差八1和/或差八2偏离预定范围时，确定单元将层流确定为异常的，并且当差八1和/或差八2包含在预定范围内时，将层流确定为正常的。
[0145](15)根据(12)至(14)中任一项所述的细颗粒测量设备，进一步包括:
[0146]输出单元，
[0147]其中，关于差厶1和/或差厶2的信息以图像形式显示在输出单元上。
[0148](16)根据(14)或(15)所述的细颗粒测量设备，其中，通过输出单元呈现确定单元的层流的异常确定。
[0149](17)根据(14)至(16)中任一项所述的细颗粒测量设备，其中，当确定单元将层流确定为异常的时，细颗粒测量设备自动地停止。
[0150](18)根据(10)至(17)中任一项所述的细颗粒测量设备，其中，像散元件是圆柱形透镜。
[0151](19)根据(10)至(18)中任一项所述的细颗粒测量设备，进一步包括:
[0152]第二分光元件，被配置为将从层流产生的光分为散射光和焚光；
[0153]？偏振光检测器，被配置为检测？偏振成分；以及
[0154]荧光检测器，被配置为检测荧光。
[0155](20)根据(10)至(19)中任一项所述的细颗粒测量设备，进一步包括:
[0156]第三分光元件，被配置为分离荧光，
[0157]其中，在荧光检测器中，布置检测通过第三分光元件分离的荧光的多个独立的光接收元件。
[0158]参考符号列表
[0159]1激发光
[0160]11 光源
[0161]12 物镜
[0162]2散射光
[0163]21聚光透镜
[0164]22分光元件
[0165]23分光元件
[0166]3 焚光
[0167]31分光元件
[0168]318,3115,310波长选择元件
[0169]32,328,3215,320 荧光检测器
[0170]4 ？偏振成分
[0171]41 ？偏振光检测器
[0172]5 3偏振成分
[0173]51 3偏振光检测器
[0174]52像散元件
[0175]0流动通路
[0176][层流
[0177]？细颗粒
[0178]8激光点
【权利要求】
1.一种细颗粒测量设备中的层流监控方法，所述方法包括: 将光照射到层流的照射步骤； 通过检测器接收3偏振成分并且获取所述检测器中的所述3偏振成分的光接收位置信息的位置检测步骤，所述3偏振成分从由所述层流产生的散射光分离并被赋予像散；以及基于所述光接收位置信息确定所述层流的状态的确定步骤。
2.根据权利要求1所述的层流监控方法，其中，在所述位置检测步骤中，其光接收表面被分为多个区域的检测器用作所述检测器。
3.根据权利要求2所述的层流监控方法， 其中，在所述位置检测步骤中，使用其光接收表面以格子形状被分为区域八、区域8、区域和区域0四个区域的检测器作为所述检测器，并且 其中，获取在所述区域八和不相邻于所述区域八的所述区域￠:的检测值之间的差厶10-0作为所述光接收位置信息。
4.根据权利要求3所述的层流监控方法，其中，获取在所述区域八和所述区域的检测值的和(八+0与所述区域8和所述区域0的检测值的和(8+0)之间的差八2(0+0-(8+0))作为所述光接收位置信息。
5.根据权利要求4所述的层流监控方法，其中，在所述确定步骤中，基于所述差八1和/或所述差八2来确定所述层流的状态。
6.根据权利要求5所述的层流监控方法，其中，在所述确定步骤中，当所述差八1和/或所述差八2偏离预定范围时，确定所述层流异常，并且当所述差八1和/或所述差八2包含在所述预定范围内时，确定所述层流正常。
7.根据权利要求6所述的层流监控方法，其中，在所述确定步骤中，当偏离所述预定范围的所述差八1和/或所述差八2的获取频率超过预定频率时，确定所述层流异常。
8.根据权利要求7所述的层流监控方法，其中，在所述位置检测步骤中，使用4分割光电二极管作为所述检测器。
9.一种细颗粒分析方法，包括: 检测从包含细颗粒的层流产生的光的光检测步骤； 基于在所述光检测步骤中获取的所述光的强度信息获得所述细颗粒的光学特性的分析结果的分析步骤；以及 执行根据权利要求6至8中任一项所述的层流监控方法的步骤， 其中，在所述分析步骤中，仅提取在所述层流被确定为正常时所获取的所述强度信息并且获得所述分析结果。
10.一种细颗粒测星设备，包括: 光照射单元，被配置为将光照射至层流； 第一分光元件，被配置为将从所述层流产生的散射光分为3偏振成分和？偏振成分； 8偏振检测器，被配置为接收所述3偏振成分； 像散元件，布置在所述第一分光元件与所述3偏振检测器之间并且被配置为将像散赋予所述3偏振成分；以及 确定单元，被配置为接收来自3所述偏振检测器的输出、获取所述3偏振成分的光接收位置信息、以及基于所述光接收位置信息确定所述层流的状态。
11.根据权利要求10所述的细颗粒测量设备， 其中，在所述3偏振检测器中，光接收表面以格子形状分为区域八、区域8、区域和区域0四个区域，并且 其中，所述确定单元获取在所述区域八和不相邻于所述区域八的所述区域￠:的检测值之间的差八10-0作为所述光接收位置信息。
12.根据权利要求11所述的细颗粒测量设备， 其中，所述确定单元获取在所述区域4和所述区域￠:的检测值的和(八+0与所述区域8和所述区域0的检测值的和(8+0)之间的差八2(0+0-(8+0))作为所述光接收位置信息。
13.根据权利要求12所述的细颗粒测量设备，其中，所述确定单元基于所述差八1和/或所述差八2确定所述层流的状态。
14.根据权利要求13所述的细颗粒测量设备，其中，当所述差八1和/或所述差八2偏离预定范围时，所述确定单元确定所述层流异常，并且当所述差八1和/或所述差八2包含在所述预定范围内时，所述确定单元确定所述层流正常。
15.根据权利要求14所述的细颗粒测量设备，进一步包括: 输出单元， 其中，关于所述差八1和/或所述差八2的信息以图像形式显示在所述输出单元上。
16.根据权利要求15所述的细颗粒测量设备，其中，通过所述输出单元呈现所述确定单元的所述层流的异常确定。
17.根据权利要求16所述的细颗粒测量设备，其中，当所述确定单元确定所述层流异常时，所述细颗粒测量设备自动地停止。
18.根据权利要求17所述的细颗粒测量设备，其中，所述像散元件是圆柱形透镜。
19.根据权利要求18所述的细颗粒测量设备，进一步包括: 第二分光元件，被配置为将从所述层流产生的光分为所述散射光和荧光； ？偏振光检测器，被配置为检测所述？偏振成分；以及 荧光检测器，被配置为检测所述荧光。
20.根据权利要求19所述的细颗粒测量设备，进一步包括: 第三分光元件，被配置为分离所述荧光， 其中，在所述荧光检测器中，布置检测由所述第三分光元件分离的所述荧光的多个独立的光接收元件。
【文档编号】G01B11/00GK104508455SQ201380040889
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2012年8月7日
【发明者】新田尚 申请人:索尼公司
