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JP6685057B1 - Imaging flow cytometer, sorting method, and calibration method - Google Patents

Imaging flow cytometer, sorting method, and calibration method Download PDF

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JP6685057B1 JP2019140235A JP2019140235A JP6685057B1 JP 6685057 B1 JP6685057 B1 JP 6685057B1 JP 2019140235 A JP2019140235 A JP 2019140235A JP 2019140235 A JP2019140235 A JP 2019140235A JP 6685057 B1 JP6685057 B1 JP 6685057B1
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Abstract

【課題】簡易な構成で対象物の速度ばらつきを考慮したソート精度の高いイメージングフローサイトメーターを提供する。【解決手段】第1視野12及び第2視野14を撮像する撮像部20と、システム時間管理部40と、システム時間とともに画像を記憶する画像記憶部30と、粒子P1,P2,P3が含まれる画像を検出する粒子検出部32と、粒子P1,P2,P3が対象粒子であるか否かを判断するソート判断部34と、粒子P1,P2,P3の遅延時間を計算する遅延時間計算部36と、ソート判断部34の判断結果に応じて、遅延時間計算部36によって計算されたタイミングに合わせて粒子P1,P2,P3をソートするために、ソート信号を発するソート信号制御部38と、ソート信号に基づいて対象粒子をソートするソート部50と、を有する、イメージングフローサイトメーター1。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging flow cytometer having a simple configuration and having high sort accuracy in consideration of speed variation of an object. An image capturing unit 20 that captures a first visual field 12 and a second visual field 14, a system time management unit 40, an image storage unit 30 that stores an image together with the system time, and particles P1, P2, and P3 are included. A particle detection unit 32 that detects an image, a sort determination unit 34 that determines whether or not the particles P1, P2, and P3 are target particles, and a delay time calculation unit 36 that calculates the delay time of the particles P1, P2, and P3. And a sort signal control unit 38 that issues a sort signal in order to sort the particles P1, P2, and P3 in accordance with the timing calculated by the delay time calculation unit 36 according to the determination result of the sort determination unit 34; An imaging flow cytometer 1 having a sorting unit 50 that sorts target particles based on signals. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、画像を用いて細胞などの対象物をソートするイメージングフローサイトメーター、ソート方法、及び、キャリブレーション方法に関する。   The present invention relates to an imaging flow cytometer, a sorting method, and a calibration method that sort objects such as cells using images.

一般に、細胞などの対象物をソートするフローサイトメーターは、対象物に由来する信号を検出する検出部と、検出部で得られた信号に基づいて、特定の対象物であるか否かを判断するソート判断部と、ソート判断部の判断結果に基づいて、対象物をソートするソー部とを有する(例えば、特許文献1)。対象物のソート精度を高めるためには、特定の対象物がソート部に到達するタイミングに合わせて、ソート部を動作させる必要がある。   Generally, a flow cytometer that sorts objects such as cells determines whether or not it is a specific object based on a detection unit that detects a signal originating from the object and the signal obtained by the detection unit. And a saw section that sorts objects based on the determination result of the sort determining section (for example, Patent Document 1). In order to improve the sorting accuracy of the objects, it is necessary to operate the sorting unit at the timing when a specific object reaches the sorting unit.

従来のフローサイトメーターでは、ソート判断部が信号処理に要する時間は短く、概ね1ミリ秒以内である。現実的には、流路を流れる対象物は、対象物による速度ばらつきを有する。例えば、異なる種類の細胞は、速度が異なる場合がある。また、同じ種類の細胞であっても、流路内の中心付近を流れる細胞ほど速度が速くなる。
これに対し、検出部からソート部までの距離を短くすることにより、対象物の速度ばらつきの影響を抑制できる。そのため、従来のフローサイトメーターでは、対象物の速度ばらつきを考慮せず、対象物が検出部を通過してから、一定の遅延時間が経過したタイミングでソート部を動作させるのが一般的であった。
In the conventional flow cytometer, the time required for the signal processing by the sort determination unit is short, and is generally within 1 millisecond. In reality, the target object flowing through the flow path has speed variations depending on the target object. For example, different cell types may have different velocities. Further, even for cells of the same type, the velocity increases as the cells flow near the center of the flow channel.
On the other hand, by shortening the distance from the detection unit to the sorting unit, it is possible to suppress the influence of speed variation of the object. Therefore, in conventional flow cytometers, it is common to operate the sorting unit at a timing when a certain delay time has elapsed after the target passed through the detection unit without considering the speed variation of the target. It was

一方、画像を用いて特定の対象物であるか否かを判断するイメージングフローサイトメーターでは、必要な情報を取得するための信号処理時間が長くなる場合があり、例えば、2〜32ミリ秒程度の時間を要する場合がある。この場合、検出部からソート部までの距離を長くする必要がある。対象物の速度ばらつきを考慮せず、対象物が検出部を通過してから、一定の遅延時間が経過したタイミングでソート部を動作させると、速度ばらつきの影響により、ソート精度が低下する。   On the other hand, in an imaging flow cytometer that determines whether or not it is a specific object using an image, the signal processing time for acquiring necessary information may be long, and for example, about 2 to 32 milliseconds. May take some time. In this case, it is necessary to increase the distance from the detection unit to the sorting unit. If the sorting unit is operated at a timing when a certain delay time has passed after the object passed through the detection unit without considering the speed variation of the target object, the sorting accuracy is lowered due to the influence of the speed variation.

このような速度ばらつきによるソート精度の低下を抑制するため、個々の対象物の速度を計測する速度計測部を有する構成が提案されている。例えば、特許文献1には、グレーティング(回折格子)を用いた速度計測部が開示されている。また、非特許文献1には、対象物が流れる流路の上流側と下流側にレーザースポットを配置し、対象物が各レーザースポットを通過するタイミングから、個々の対象物の速度を計測する構成が開示されている。   In order to suppress the reduction in sorting accuracy due to such speed variations, a configuration having a speed measurement unit that measures the speed of each object has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a speed measurement unit using a grating (diffraction grating). Further, in Non-Patent Document 1, laser spots are arranged on the upstream side and the downstream side of a flow path in which an object flows, and the speed of each object is measured from the timing when the object passes each laser spot. Is disclosed.

米国特許第6,532,061号公報US Pat. No. 6,532,061

N. Nitta et al., Intelligent Image-Activated Cell Sorting. Cell 175, 266-276 (2018)N. Nitta et al., Intelligent Image-Activated Cell Sorting. Cell 175, 266-276 (2018)

特許文献1のようにグレーティングを用いた速度計測部では、複数の対象物が近接した状態で流路を流れる場合、個々の対象物の速度を計測することが困難となる。
また、個々の対象物の速度を計測できたとしても、特許文献1では速度信号と細胞分類の計算を各々独立して行い、それらの結果を遅延処理回路に入力してソート部を制御するものである。そのため、カメラで撮像された個々の画像と速度計測部で計測された個々の対象物の速度とが、正確に1対1対応で紐付けされる確証がない。異なる対象物に由来する画像の処理結果と速度情報とが誤って紐付けられてしまうと、正確にソートできないため問題となる。具体的には、高いスループットで対象物を流路に流す場合には、個々の対象物の信号間隔が狭まり、場合によっては信号が重複して埋没し、紐付けにエラーを引き起こすことがある。あるいは、計測対象物が小さい場合など、カメラでは識別されたが速度検出部では検出できなかった場合も、信号の1対1対応にエラーを来たすことがある。
In the velocity measurement unit using a grating as in Patent Document 1, it is difficult to measure the velocity of each object when a plurality of objects flow in the flow path in the state of being close to each other.
Further, even if the velocity of each object can be measured, in Patent Document 1, velocity signals and cell classification are calculated independently, and the results are input to a delay processing circuit to control the sorting unit. Is. Therefore, there is no certainty that the individual images captured by the camera and the speeds of the individual objects measured by the speed measuring unit are accurately linked in one-to-one correspondence. If the processing results of the images derived from different objects and the speed information are erroneously linked, it will not be possible to sort correctly, which is a problem. Specifically, when an object is caused to flow through the flow path with a high throughput, the signal intervals of the individual objects may be narrowed, and in some cases, the signals may be redundantly buried and cause an error in the linking. Alternatively, when the object to be measured is small and the object is identified by the camera but cannot be detected by the speed detector, an error may occur in a one-to-one correspondence with the signal.

非特許文献1のように2つのレーザースポットを用いる構成によれば、近接する複数の対象物に対しても、個々の対象物の速度を計測できる。しかし、2つのレーザースポットを用いる構成では、速度検出のために2か所へのレーザー照射、およびそれらレーザースポット各々から発せられる信号の検出器などが必要となり、装置が大掛かりになる。   According to the configuration using two laser spots as in Non-Patent Document 1, it is possible to measure the velocity of each individual object even for a plurality of adjacent objects. However, in the configuration using two laser spots, laser irradiation to two places for speed detection and detectors of signals emitted from each of these laser spots are required, which makes the apparatus large in size.

また、フローサイトメーター中を流れる粒子の撮像や検出を行うためには通常、対物レンズを用いるが、対物レンズから得られる視野(field of view)には限りがある。非特許文献1の方法では、少なくとも速度計測用の2スポットと画像撮像用の1スポットを対物レンズの視野内に収める必要があるが、光の漏れこみなどを防ぐためにスポット間にはある程度の間隔をあける必要がある。そのため、特に画像撮像用に複数スポットを設定したい場合などは、対物レンズの視野中でのレーザースポットの場所の取り合いが課題となる。例えば、異なる波長の励起光を照射した際に得られる蛍光画像を別々に撮像したい場合、異なる波長の励起光ごとに位置を離してレーザースポットを設置することが考えられる。しかし、このような場合に、さらに速度検出用に2スポットを設定することは設計上の負担となる。   Further, an objective lens is usually used for imaging and detecting particles flowing in a flow cytometer, but the field of view obtained from the objective lens is limited. In the method of Non-Patent Document 1, at least two spots for speed measurement and one spot for image pickup need to be included in the field of view of the objective lens, but there is a certain interval between the spots in order to prevent light leakage. Need to open. Therefore, in particular, when it is desired to set a plurality of spots for image capturing, the location of the laser spots in the field of view of the objective lens becomes a problem. For example, when it is desired to separately capture the fluorescence images obtained by irradiating the excitation lights of different wavelengths, it is conceivable to install the laser spots apart from each other for the excitation lights of different wavelengths. However, in such a case, setting two spots for speed detection is a design burden.

さらに非特許文献1では、速度計測用の2つのレーザースポットのうち片方で粒子が検出された場合に、その一定時間後にカメラで撮像を行い、その際に速度計測値および画像の各々に共通の識別番号を付与することで、速度情報と画像情報との紐付けを行う。しかし、感度不十分などの理由でレーザースポットでの信号検出に失敗すると、画像は保持されず、取り漏らしが発生する。   Further, in Non-Patent Document 1, when a particle is detected in one of the two laser spots for speed measurement, a camera takes an image after a certain period of time, and at that time, the speed measurement value and the image are common. By providing the identification number, the speed information and the image information are linked. However, if the signal detection at the laser spot fails due to insufficient sensitivity, the image is not retained and omission occurs.

本発明は、簡易な構成で対象物の速度ばらつきを考慮したソート精度の高いイメージングフローサイトメーター、ソート方法、及びキャリブレーション方法を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide an imaging flow cytometer, a sorting method, and a calibration method that have a simple configuration and have high sorting accuracy in consideration of velocity variations of objects.

本発明の第1の観点は、
粒子が流れる流路上の第1視野及び第2視野を撮像する撮像部と、
システム時間を発するシステム時間管理部と、
前記システム時間とともに、前記撮像部が撮像した画像を記憶する画像記憶部と、
前記粒子が含まれる画像を検出する粒子検出部と、
前記粒子が対象粒子であるか否かを判断するソート判断部と、
前記粒子の遅延時間を計算する遅延時間計算部と、
前記ソート判断部の判断結果に応じて、前記遅延時間計算部によって計算されたタイミングに合わせて前記粒子をソートするために、ソート信号を発するソート信号制御部と、
前記ソート信号に基づいて、前記対象粒子をソートするソート部と、
を有し、
前記遅延時間計算部は、前記第1視野及び前記第2視野で撮像された前記粒子の画像に基づき、前記粒子が前記ソート部に到達するまでの前記遅延時間を計算する、
イメージングフローサイトメーターである。
A first aspect of the present invention is
An imaging unit for imaging the first visual field and the second visual field on the flow path of the particles;
A system time management unit that issues system time,
An image storage unit that stores the image captured by the image capturing unit together with the system time;
A particle detection unit that detects an image including the particles,
A sort determination unit that determines whether the particles are target particles,
A delay time calculation unit for calculating the delay time of the particles,
A sort signal control unit that issues a sort signal in order to sort the particles in accordance with the timing calculated by the delay time calculation unit according to the determination result of the sort determination unit,
A sorting unit that sorts the target particles based on the sorting signal;
Have
The delay time calculation unit calculates the delay time until the particles reach the sorting unit, based on images of the particles captured in the first field of view and the second field of view,
It is an imaging flow cytometer.

本発明の第2の観点は、
粒子が流れる流路上の第1視野及び第2視野を撮像部が撮像し、
前記撮像部が撮像した画像を、システム時間とともに記憶し、
前記粒子が含まれる画像を粒子検出部が検出し、
前記粒子が対象粒子であるか否かをソート判断部が判断し、
前記第1視野及び前記第2視野で撮像された前記粒子の画像に基づき、前記粒子がソート部に到達するまでの遅延時間を計算し、
前記ソート判断部の判断結果に応じて、前記粒子の遅延時間に基づいてソート部が前記対象粒子をソートする、
ソート方法である。
A second aspect of the present invention is
The imaging unit images the first visual field and the second visual field on the flow path of the particles,
The image captured by the image capturing unit is stored together with the system time,
The particle detection unit detects an image containing the particles,
The sorting determination unit determines whether the particles are target particles,
Calculating a delay time until the particles reach the sorting unit, based on the images of the particles captured in the first field of view and the second field of view,
According to the determination result of the sort determination unit, the sorting unit sorts the target particles based on the delay time of the particles,
It is a sorting method.

本発明の第3の観点は、
粒子が流れる流路上の第1視野及び第2視野を撮像部が撮像し、
前記撮像部が撮像した画像を、システム時間とともに記憶し、
前記粒子が含まれる画像を第1粒子検出部が検出し、
前記流路上の検出位置を検出器が検出し、
前記検出器からの検出信号を、前記システム時間とともに記憶し、
前記粒子の通過に対応する検出信号を第2粒子検出部が検出し、
前記第1視野及び前記第2視野で撮像された前記粒子の画像により求められる、前記粒子が第1視野及び前記第2視野を通過した時間に基づき、前記粒子が前記検出位置に到達する到達予想時間を計算し、
前記検出信号に基づき、前記粒子が検出位置に到達した到達時間を取得し、
前記到達時間に基づいて、前記粒子が第1視野及び前記第2視野を通過した時間から計算される前記到達予想時間を調整する、
キャリブレーション方法である。
A third aspect of the present invention is
The imaging unit images the first visual field and the second visual field on the flow path of the particles,
The image captured by the image capturing unit is stored together with the system time,
The first particle detector detects an image containing the particles,
The detector detects the detection position on the flow path,
The detection signal from the detector is stored together with the system time,
The second particle detector detects a detection signal corresponding to the passage of the particles,
Prediction of arrival of the particles at the detection position based on the time taken for the particles to pass through the first field of view and the second field of view, which is obtained from images of the particles captured in the first field of view and the second field of view Calculate the time,
Based on the detection signal, to obtain the arrival time when the particles reached the detection position,
Adjusting the estimated time of arrival calculated from the time that the particles have passed through the first field of view and the second field of view based on the time of arrival;
This is a calibration method.

本発明によれば、簡易な構成で対象物の速度ばらつきを考慮したソート精度の高いイメージングフローサイトメーター、ソート方法、及びキャリブレーション方法を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging flow cytometer, a sorting method, and a calibration method which have a simple configuration and have high sorting accuracy in consideration of speed variations of objects.

第1実施形態のイメージングフローサイトメーターの構成図Configuration diagram of the imaging flow cytometer of the first embodiment (a)は識別番号IDの粒子が時刻t1に第1視野の中心に位置する画像、(b)は識別番号IDの粒子が時刻t2に第2視野の中心に位置する画像(A) is an image in which the particle with the identification number ID is located at the center of the first visual field at time t1, and (b) is an image in which the particle with the identification number ID is located at the center of the second visual field at time t2. 第2実施形態のイメージングフローサイトメーターの構成図Configuration diagram of an imaging flow cytometer of the second embodiment キャリブレーション方法の一例を示す図Diagram showing an example of the calibration method

<第1実施形態>
以下、図面を参照して、第1実施形態のイメージングフローサイトメーター1について説明する。図1は、本実施形態のイメージングフローサイトメーターの構成図である。本実施形態のイメージングフローサイトメーター1は、流路10を流れる粒子Pがソート対象となる対象粒子であるか否かを判断し、対象粒子をソートするものである。粒子Pは、例えば、ビーズ、細胞および細胞塊(血球細胞、骨髄細胞、リンパ球、循環がん細胞、血管内皮細胞、血小板、血小板凝集塊、卵子、精子、受精卵、スフェロイド、オルガノイドなど)、オルガネラ(染色体、葉緑体、ミトコンドリアなど)、微生物、寄生虫、花粉、藻(クラミドモナス、ユーグレナなど)である。多数の粒子Pは、流路10を一定の方向に流れる。図1は、異なる種類の粒子P1,P2,P3が、この順で流路10を流れる様子を示す。
<First Embodiment>
Hereinafter, the imaging flow cytometer 1 of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging flow cytometer of this embodiment. The imaging flow cytometer 1 of the present embodiment is for determining whether or not the particles P flowing through the flow path 10 are target particles to be sorted and sorting the target particles. The particles P are, for example, beads, cells and cell clusters (blood cells, bone marrow cells, lymphocytes, circulating cancer cells, vascular endothelial cells, platelets, platelet aggregates, eggs, sperm, fertilized eggs, spheroids, organoids, etc.), Organelles (chromosomes, chloroplasts, mitochondria, etc.), microorganisms, parasites, pollen, algae (Chlamydomonas, Euglena, etc.). A large number of particles P flow in the channel 10 in a certain direction. FIG. 1 shows how different types of particles P1, P2, P3 flow through the flow path 10 in this order.

イメージングフローサイトメーター1は、撮像部20と、画像記憶部30と、粒子検出部32と、ソート判断部34と、遅延時間計算部36と、ソート信号制御部38と、システム時間管理部40と、ソート部50と、を有する。   The imaging flow cytometer 1 includes an imaging unit 20, an image storage unit 30, a particle detection unit 32, a sort determination unit 34, a delay time calculation unit 36, a sort signal control unit 38, and a system time management unit 40. , And a sorting unit 50.

撮像部20は、流路10上の第1視野12及び第2視野14を連続的に撮像する。図1は、第1視野12内に粒子P3が流れ、第2視野14内には粒子Pが流れていない状態を示す。撮像部20は、例えば、TDI(Time Delay Integration)カメラである。
第1視野12及び第2視野14は、いずれも撮像部20の光学系の視野に含まれる。なお、単一のカメラ上で第1視野12及び第2視野14の双方を撮像してもよいし、各々の視野に対して個別にカメラを割り当ててもよい。
The imaging unit 20 continuously images the first visual field 12 and the second visual field 14 on the flow channel 10. FIG. 1 shows a state in which the particles P3 flow in the first visual field 12 and the particles P do not flow in the second visual field 14. The imaging unit 20 is, for example, a TDI (Time Delay Integration) camera.
Both the first visual field 12 and the second visual field 14 are included in the visual field of the optical system of the imaging unit 20. It should be noted that both the first visual field 12 and the second visual field 14 may be imaged on a single camera, or cameras may be individually assigned to the respective visual fields.

TDIカメラは、撮像対象物の移動とカメラの画像センサ上での電荷の移動を一致させることで、一定速度で移動する物体を、露光時間を確保しつつブレを防いで撮像する。TDIカメラの画像センサ上での電荷の移動方向が粒子Pの移動方向と一致するように配置し、さらに電荷の移動速度と粒子Pの画像センサ上での見かけの移動速度が一致するように、光学系の倍率や粒子の移動速度、画像センサのクロックなどのパラメータを適切に設定することで、粒子Pの画像を撮像できる。TDIカメラについては、例えば、米国特許第6,211,955号公報や米国特許第6,249,341号公報に記載されている。   The TDI camera captures an object that moves at a constant speed while keeping the exposure time and preventing blurring by matching the movement of the imaging target with the movement of the charge on the image sensor of the camera. It is arranged so that the moving direction of the charge on the image sensor of the TDI camera matches the moving direction of the particle P, and further, the moving speed of the charge and the apparent moving speed of the particle P on the image sensor match. An image of the particle P can be picked up by appropriately setting parameters such as the magnification of the optical system, the moving speed of the particle, and the clock of the image sensor. The TDI camera is described in, for example, US Pat. No. 6,211,955 and US Pat. No. 6,249,341.

また、撮像部20は、TDIカメラに限られず、一般のラインセンサを用いたり、エリアセンサと回転ミラーを組み合わせたりしてもよい(例えば、D. B. Kay et al., The Journal of Histochemistry and Cytochemistry 27, 329-334, 1979)。   Further, the imaging unit 20 is not limited to the TDI camera, and a general line sensor may be used, or an area sensor and a rotating mirror may be combined (for example, DB Kay et al., The Journal of Histochemistry and Cytochemistry 27, 329-334, 1979).

また、撮像部20は、フラッシュランプとエリアセンサを組み合わせた方法(例えば、K. Satoh et al., Cytometry 48, 194-201, 2002)、STEAM法(例えば、K. Goda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 11630-11635, 2012)、FIRE法(例えば、E, D. Diebold et al., Nature Photonics 7, 806-810, 2013)、Spatial-Temporal Transformation法(例えば、Y. Han and Y.-H Lo, Scientific Reports 5, 13267, 2015)、FDM法(例えば、H. Mikami et al., Optica 5, 117-126, 2018)などの各種のイメージングフローサイトメーター技術と組み合わせてもよい。   Further, the imaging unit 20 uses a method that combines a flash lamp and an area sensor (for example, K. Satoh et al., Cytometry 48, 194-201, 2002) and a STEAM method (for example, K. Goda et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 11630-11635, 2012), FIRE method (for example, E, D. Diebold et al., Nature Photonics 7, 806-810, 2013), Spatial-Temporal Transformation method (for example, Y . Han and Y.-H Lo, Scientific Reports 5, 13267, 2015), FDM method (eg H. Mikami et al., Optica 5, 117-126, 2018) and other imaging flow cytometer technologies May be.

撮像部20が撮像した第1視野12及び第2視野14の画像は、画像記憶部30に出力される。
システム時間管理部40は、システム時間を発する。システム時間管理部40により発せられたシステム時間は、画像記憶部30とソート信号制御部38に送信される。
The images of the first visual field 12 and the second visual field 14 captured by the imaging unit 20 are output to the image storage unit 30.
The system time management unit 40 issues the system time. The system time issued by the system time management unit 40 is transmitted to the image storage unit 30 and the sort signal control unit 38.

画像記憶部30は、撮像部20から連続的に出力される第1視野12及び第2視野14の画像を記憶する。また、画像記憶部30は、システム時間管理部40が発するシステム時間を受信する。そして、第1視野12及び第2視野14の画像が画像記憶部30に入力されたタイミングのシステム時間を、画像記憶部30は画像とともに記憶する。すなわち、各画像にはタイムスタンプが付与される。   The image storage unit 30 stores images of the first visual field 12 and the second visual field 14 that are continuously output from the imaging unit 20. Further, the image storage unit 30 receives the system time issued by the system time management unit 40. Then, the image storage unit 30 stores the system time at the timing when the images of the first visual field 12 and the second visual field 14 are input to the image storage unit 30, together with the images. That is, a time stamp is added to each image.

画像記憶部30は、撮像部20からの画像入力と、粒子検出部32への画像出力と、システム時間管理部40からのシステム時間の入力をリアルタイムに処理する。画像は、ラインバッファ又は画像バッファで保存される。   The image storage unit 30 processes an image input from the imaging unit 20, an image output to the particle detection unit 32, and a system time input from the system time management unit 40 in real time. The image is stored in the line buffer or the image buffer.

画像記憶部30は、画像バッファとなる内部メモリを搭載したFPGA(Field Programmable Gate Array)や、FPGAとDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの外部メモリを組合わせた構成や、FPGAを専用もしくは汎用の論理回路に置き換えた構成、マイクロプロセッサとメモリを組合わせたコンピュータシステムでもよい。   The image storage unit 30 includes an FPGA (Field Programmable Gate Array) equipped with an internal memory serving as an image buffer, a configuration in which an external memory such as an FPGA and a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is combined, or a dedicated or general-purpose FPGA. It may be a computer system in which a logic circuit is replaced and a microprocessor and a memory are combined.

粒子検出部32は、粒子Pが含まれる画像を検出する。具体的には、画像記憶部30に記憶される画像の中には、粒子Pが含まれる画像と粒子Pが含まれない画像があるが、例えば、画像解析の技術により、粒子Pが含まれる画像を検出できる。また、粒子検出部32は、画像解析の技術により、粒子Pの領域や輪郭、位置を取得できる。   The particle detector 32 detects an image including the particles P. Specifically, the images stored in the image storage unit 30 include an image containing the particles P and an image not containing the particles P. For example, the particles P are included by the image analysis technique. Images can be detected. Further, the particle detection unit 32 can acquire the area, contour, and position of the particle P by the image analysis technique.

様々な画像解析の方法が知られており、粒子Pの種類などによって選択できる。例えば、非特許文献1に示されるように、粒子検出部32は、ビーズ粒子を対象として、画像の二値化により粒子領域を検出してもよい。また、粒子検出部32は、藻類細胞を対象として、フィルタにより細胞輪郭を示す特徴量を抽出した後に、その輪郭を二値化し、モルフォロジー演算により連結・拡縮することで細胞領域を検出してもよい。
また、市販の画像解析ソフトウエアや、オープンソースの画像解析ソフトウエアなどを用いて、細胞の輪郭抽出や細胞領域のセグメンテーションなどにより細胞領域を検出してもよい。
Various image analysis methods are known and can be selected depending on the type of the particles P and the like. For example, as shown in Non-Patent Document 1, the particle detection unit 32 may detect a particle area by binarizing an image of bead particles. In addition, the particle detection unit 32 detects a cell region by extracting a feature amount indicating a cell contour with a filter for an algal cell, binarizing the contour, and concatenating / expanding the contour by a morphological operation. Good.
Further, the cell region may be detected by extracting the contour of the cell, segmenting the cell region, or the like using commercially available image analysis software, open source image analysis software, or the like.

また、粒子検出部32は、検出された粒子Pに対し、図2(a)、図2(b)に示すように、粒子Pの第1視野12における画像と第2視野14における画像とを1対1に対応付け、粒子単位で識別番号を付与する。
粒子検出部32で検出され識別番号を付与された粒子Pの画像は、ソート判断部34に出力される。また、粒子検出部32は、識別番号を付与され、かつ、画像記憶部30でシステム時間を付与された粒子Pの画像より、検出された粒子Pの所定の特徴点(例えば、中心、重心、先端、後端など)が第1視野12及び第2視野14の所定の基準位置(例えば、中央)を通過した時間t1およびt2を計算する。
Further, the particle detection unit 32, as shown in FIGS. 2A and 2B, for the detected particle P, an image of the particle P in the first visual field 12 and an image of the second visual field 14 is obtained. The identification numbers are assigned in particle units in a one-to-one correspondence.
The image of the particle P detected by the particle detection unit 32 and given the identification number is output to the sort determination unit 34. In addition, the particle detection unit 32 determines a predetermined feature point (for example, the center, the center of gravity, or the like) of the detected particle P from the image of the particle P to which the identification number is added and the system time is added to the image storage unit 30. The times t1 and t2 when the front end, the rear end, etc. have passed a predetermined reference position (for example, the center) of the first visual field 12 and the second visual field 14 are calculated.

ここで、図2を参照して、粒子検出部32による通過時間を詳細に説明する。図2(a)は、識別番号IDの粒子Pが第1視野12の中心に位置する画像を示す。このとき、第2視野14には粒子Pは存在しない。図2(b)は、同じ識別番号IDの粒子Pが第2視野14の中心に位置する画像を示す。このとき、第1視野12には粒子Pは存在しない。   Here, with reference to FIG. 2, the passage time by the particle detection unit 32 will be described in detail. FIG. 2A shows an image in which the particle P having the identification number ID is located at the center of the first visual field 12. At this time, the particles P do not exist in the second visual field 14. FIG. 2B shows an image in which the particle P having the same identification number ID is located at the center of the second visual field 14. At this time, the particles P do not exist in the first visual field 12.

撮像部20がTDIカメラなどのラインセンサであり、各ラインに対してシステム時間が付与されている場合、粒子Pの特徴点が含まれるラインに付与されたシステム時間を、粒子Pが第1視野12及び第2視野14を通過した時間t1およびt2とする。   When the image capturing unit 20 is a line sensor such as a TDI camera and the system time is given to each line, the particle P indicates the system time given to the line including the feature point of the particle P in the first visual field. 12 and the times t1 and t2 when passing through the second visual field 14.

撮像部20がエリアセンサであり、各画像に対してシステム時間が付与されており、図2に示すように、第1視野12及び第2視野14の中心に粒子Pが到達したタイミングでの画像を得ることができる場合、画像に付与されたシステム時間をt1およびt2とする。
ここで、第1視野12及び第2視野14の中で粒子Pが撮像される位置が所定の基準位置と異なる場合は、画像に付与されたシステム時間及び粒子Pの特徴点の位置情報より、t1およびt2の推定値を計算できる。例えば、第1視野12及び第2視野14での粒子Pを含む画像に付与されたシステム時間がT1およびT2、画像上の基準位置から粒子Pの特徴点の流路の流れ方向へのずれ量がΔy1およびΔy2、粒子の流れ方向での移動速度の推定値がVである場合、t1=T1+Δy1/V、t2=T2+Δy2/Vなどとして計算できる。
The imaging unit 20 is an area sensor, system time is given to each image, and as shown in FIG. 2, images at the timing when the particles P reach the centers of the first visual field 12 and the second visual field 14. If it is possible to obtain, let the system time added to the image be t1 and t2.
Here, when the position at which the particle P is imaged in the first visual field 12 and the second visual field 14 is different from the predetermined reference position, from the system time given to the image and the positional information of the characteristic points of the particle P, Estimates of t1 and t2 can be calculated. For example, the system time T1 and T2 given to the image containing the particle P in the first visual field 12 and the second visual field 14, the amount of deviation of the characteristic point of the particle P from the reference position on the image in the flow direction of the flow path. Is Δy1 and Δy2, and the estimated value of the moving speed of the particles in the flow direction is V, it can be calculated as t1 = T1 + Δy1 / V, t2 = T2 + Δy2 / V, and so on.

なお、図2(a)においては、システム時間t1において第2視野14に粒子Pが含まれていない例を示したが、システム時間t1において別の粒子Pが第2視野14に含まれていてもよい。また、図2(b)においては、システム時間t2において第1視野12に粒子Pが含まれていない例を示したが、システム時間t2において別の粒子Pが第1視野12に含まれていてもよい。
粒子検出部32は、粒子Pに対して算出されたシステム時間t1及びt2を、粒子Pに対して付与された識別番号とともに、遅延時間計算部36に出力する。
Although FIG. 2A shows an example in which the particles P are not included in the second visual field 14 at the system time t1, another particle P is included in the second visual field 14 at the system time t1. Good. Further, in FIG. 2B, an example in which the particle P is not included in the first visual field 12 at the system time t2 is shown, but another particle P is included in the first visual field 12 at the system time t2. Good.
The particle detecting unit 32 outputs the system times t1 and t2 calculated for the particle P to the delay time calculating unit 36 together with the identification number given to the particle P.

ソート判断部34は、粒子Pが対象粒子であるか否かを判断する。具体的には、ソート判断部34は、粒子検出部32から出力される粒子Pの画像を解析することにより、粒子Pが対象粒子であるか否かを判断する。そして、ソート判断部34は、粒子Pの識別番号とともに判断結果をソート信号制御部38へ出力する。
ソート判断部34は、対象となる粒子の種類に応じて様々な画像解析方法を用いることが出来る。例えば、画像から1つ以上の特徴量を計算し、その分布から粒子Pを分類する方法、特徴量の分布に対してSVM(Support Vector Machine)などの機械学習により分類する方法、画像に対して深層学習を適用することで分類する方法などが用いられる。
The sort determination unit 34 determines whether or not the particle P is a target particle. Specifically, the sort determination unit 34 determines whether or not the particle P is a target particle by analyzing the image of the particle P output from the particle detection unit 32. Then, the sorting determination unit 34 outputs the determination result together with the identification number of the particle P to the sorting signal control unit 38.
The sort determination unit 34 can use various image analysis methods depending on the type of target particles. For example, a method of calculating one or more feature quantities from an image and classifying the particles P from the distribution, a method of classifying the distribution of feature quantities by machine learning such as SVM (Support Vector Machine), and an image A method of classifying by applying deep learning is used.

特徴量による分類方法として、非特許文献1に示されるように、ソート判断部34は、ビーズ粒子を対象として、画像の粒子面積や明るさなどの分布に対して、特定の領域をソート対象とする方法を用いてもよい。また、ソート判断部34は、藻類細胞を対象として、画像内の蛍光の明るさの局在を特徴量化し、細胞面積と併せた分布に対して特定の領域をソート対象とする方法を用いてもよい。
また、深層学習による分類方法として、ソート判断部34は、ビーズ粒子を対象として2クラスを分類するCNN(Convolutional Neural Network)を構成して、一方のクラスをソート対象とした方法を用いてもよい。また、ソート判断部34は、ヒトの血球細胞を対象として、3クラスを分類するCNNを構成して、各クラスの確信度の分布に対して、特定の領域をソートする方法を用いてもよい。
このほか、ソート判断部34は、米国特許第6,211,955号公報に記載されるように、細胞核内部の蛍光画像から輝点の有無により分類する方法を用いてもよい。
As a classification method based on a feature amount, as shown in Non-Patent Document 1, the sorting determination unit 34 targets beads particles as a target for sorting a specific area with respect to a distribution such as a particle area or brightness of an image. The method of doing may be used. In addition, the sorting determination unit 34 uses a method in which the localization of the brightness of the fluorescence in the image is characterized as a target for algal cells, and a specific region is targeted for sorting with respect to the distribution combined with the cell area. Good.
Further, as a classification method based on deep learning, the sorting determination unit 34 may use a method in which a CNN (Convolutional Neural Network) that classifies two classes by targeting bead particles is configured and one class is targeted for sorting. . Further, the sorting determination unit 34 may use a method of configuring a CNN that classifies three classes with respect to human blood cells and sorting a specific region with respect to the distribution of the certainty factor of each class. .
In addition, the sorting determination unit 34 may use a method of classifying a fluorescent image in the cell nucleus according to the presence or absence of bright spots, as described in US Pat. No. 6,211,955.

遅延時間計算部36は、粒子検出部32で計算された、粒子Pが第1視野12及び第2視野14の基準位置を通過した時間t1及びt2に基づき、粒子Pがソート部50に到達するまでの遅延時間を計算する。具体的には、第1視野12及び第2視野14の各々の基準位置の間の距離をL1、第1視野12の基準位置とソート部50との間の距離をL2とすると、遅延時間ΔTは、ΔT=(L2/L1)×(t2−t1)として求められる。この時、L1及びL2の値がいずれも既知である場合、それらの値を用いてもよい。L1及びL2のうち少なくとも一方が不確定な場合は、係数A=L2/L1の値をキャリブレーションによって求めてもよい。
なお、上記の遅延時間ΔTは、粒子Pが第1視野12の基準位置を通過してから粒子Pがソート部50に到達するまでの時間であるが、これに限られない。遅延時間は、粒子Pが第2視野14の基準位置を通過してからソート部50に到達するまでの時間でもよい。
The delay time calculation unit 36 causes the particles P to reach the sorting unit 50 based on the times t1 and t2 when the particles P have passed the reference positions of the first visual field 12 and the second visual field 14 calculated by the particle detection unit 32. Calculate the delay time until. Specifically, when the distance between the reference positions of the first visual field 12 and the second visual field 14 is L1 and the distance between the reference position of the first visual field 12 and the sorting unit 50 is L2, the delay time ΔT Is calculated as ΔT = (L2 / L1) × (t2-t1). At this time, if both the values of L1 and L2 are known, those values may be used. When at least one of L1 and L2 is uncertain, the value of the coefficient A = L2 / L1 may be obtained by calibration.
The delay time ΔT is the time from when the particle P passes through the reference position of the first visual field 12 until the particle P reaches the sorting unit 50, but is not limited to this. The delay time may be the time from when the particle P passes through the reference position of the second visual field 14 to when it reaches the sorting unit 50.

遅延時間計算部36は、粒子Pの識別番号とともに粒子Pの遅延時間をソート信号制御部38へ出力する。   The delay time calculation unit 36 outputs the identification number of the particle P and the delay time of the particle P to the sort signal control unit 38.

ソート信号制御部38は、ソート判断部34の判断結果に応じて、遅延時間計算部36によって計算された粒子Pの遅延時間に基づいて計算されるタイミングで粒子Pをソートするために、必要となるソート信号を発する。
ソート信号制御部38には、システム時間管理部40からシステム時間が送信されているため、粒子Pがソート部50に到達するタイミングに合わせて、ソート信号制御部38はソート部50に適切なソート信号を発する。
The sort signal control unit 38 is required to sort the particles P at the timing calculated based on the delay time of the particles P calculated by the delay time calculation unit 36 according to the determination result of the sort determination unit 34. Emits a sort signal.
Since the system time is transmitted from the system time management unit 40 to the sorting signal control unit 38, the sorting signal control unit 38 sorts the sorting unit 50 appropriately according to the timing when the particles P reach the sorting unit 50. Emit a signal.

ソート信号は、例えば、パルス信号である。パルス信号は、対象粒子がソート部に到達したタイミングに合わせて発せられ、ソート部50に伝達される。または、タイミングの情報を符号化した信号を、別途準備した信号線を用いて伝達してもよい。
また、ソート部50が対象粒子を2種類以上に分けてソートする場合がある。例えば、2種類に分けてソートする場合(2-way sorting)、4種類に分けてソートする場合(4-way sorting)がある。そのような場合には、ソート判断部34が対象粒子をさらに複数の異なる種類に分類し、その分類結果がソート信号に含まれる。その場合、例えば、パルス信号の振幅や符号などを用いて、分類結果をパルス信号に含ませることができる。
または、パルス信号と合わせて別途準備した信号線を用いて、分類結果をデジタル信号などとしてソート部50に伝達してもよい。
さらに、ソート信号はソートのタイミングを開始時間としてソートを持続する時間幅を伝達してもよい。その場合、ソートを持続する時間幅を、パルス信号のパルス幅として伝達してもよいし、ソートを持続する時間幅を符号化した信号を別途準備した信号線を用いて伝達してもよい。
The sort signal is, for example, a pulse signal. The pulse signal is emitted at the timing when the target particles reach the sorting unit, and is transmitted to the sorting unit 50. Alternatively, the signal in which the timing information is encoded may be transmitted using a signal line prepared separately.
Further, the sorting unit 50 may sort the target particles into two or more types. For example, there are a case of sorting into two types (2-way sorting) and a case of sorting into four types (4-way sorting). In such a case, the sort determination unit 34 further classifies the target particles into a plurality of different types, and the sorting result is included in the sort signal. In that case, for example, the classification result can be included in the pulse signal by using the amplitude or sign of the pulse signal.
Alternatively, the classification result may be transmitted to the sorting unit 50 as a digital signal or the like by using a signal line separately prepared together with the pulse signal.
Furthermore, the sort signal may convey a time width in which the sort is started with the timing of the sort as a start time. In that case, the time width for sustaining sorting may be transmitted as the pulse width of the pulse signal, or a signal obtained by encoding the time width for sustaining sorting may be transmitted using a separately prepared signal line.

なお、粒子Pがソート部50に到達するシステム時間は、遅延時間計算部36、ソート信号制御部38のいずれが計算してもよい。
ソート判断部34の判断結果により、粒子Pが対象粒子である場合のみに、ソート信号制御部38がソート信号を発してもよい。また、ソート判断部34の判断結果により、粒子Pが対象粒子である場合と対象粒子ではない場合に、ソート信号制御部38が異なるソート信号を発してもよい。
The system time for the particles P to reach the sorting unit 50 may be calculated by either the delay time calculation unit 36 or the sort signal control unit 38.
According to the determination result of the sorting determination unit 34, the sorting signal control unit 38 may issue the sorting signal only when the particle P is the target particle. Further, according to the determination result of the sort determination unit 34, the sort signal control unit 38 may issue different sort signals depending on whether the particle P is a target particle or not.

ソート部50は、ソート信号制御部38から発せられるソート信号に基づいて、対象粒子をソートする。ソート部50は、ソート信号で示されたタイミングに基づき、ソート信号制御部38から受信、又は、ソート部50内部に格納された、ソートウィンドウの情報(後述する図4のW1、W2)より、ソート方向の切り替えを制御する。ソート部50は、例えば、ドロップレットソーターやオンチップソーターである。   The sorting unit 50 sorts the target particles based on the sorting signal issued from the sorting signal control unit 38. Based on the timing indicated by the sort signal, the sorting unit 50 receives, from the sort signal control unit 38 or the sort window information (W1 and W2 in FIG. 4 described later) stored in the sorting unit 50, Controls switching of sorting direction. The sorting unit 50 is, for example, a droplet sorter or an on-chip sorter.

ソート部50は、例えば、M. J. Fulwyler, Science 150, 910-911 (1965)に開示されたドロップレットソーターでもよい。この場合、ソート部50は、流路10の先端に配置されたノズルを有し、ノズルより液滴(droplet)が一定周期で形成される。対象粒子を含む液滴が形成されるタイミングで対象粒子近傍の液体に電場を与えることで、対象粒子を含む液滴に対して選択的に荷電する。液滴が落下する軌跡の近傍に静電場を与えることで、荷電された対象粒子を含む液滴のみ選択的に、落下軌跡をずらすことができ、落下点に回収容器を設置することで対象粒子をソートできる。さらに、液滴に荷電する電荷の正負及び電荷量をコントロールし、液滴の軌跡を異なるの方向や角度に振り分けることによって、2種類以上の種類の細胞を2つ以上の個別の容器に分けて回収することもできる。   The sorting unit 50 may be, for example, a droplet sorter disclosed in M. J. Fulwyler, Science 150, 910-911 (1965). In this case, the sorting unit 50 has a nozzle arranged at the tip of the flow path 10, and droplets are formed from the nozzle at a constant cycle. By applying an electric field to the liquid in the vicinity of the target particles at the timing when the droplets containing the target particles are formed, the droplets containing the target particles are selectively charged. By applying an electrostatic field in the vicinity of the trajectory of droplets, it is possible to selectively shift the trajectory of droplets that contain charged target particles. Can be sorted. Furthermore, by controlling the positive / negative of the electric charge charged in the droplet and the amount of the electric charge, and dividing the trajectory of the droplet into different directions and angles, two or more types of cells are divided into two or more individual containers. It can also be collected.

ソート部50は、例えば、非特許文献1に開示されたオンチップソーターでもよい。この場合、流路10を跨ぐ形でデュアルメンブレンポンプ(dual-membrane pump)を配置することで、対象粒子が通過するタイミングで流路10に対して直交する方向に局所的な流れを引き起こして対象粒子の軌跡をずらし、下流に配置した分岐流路で異なる方向の流路に振り分けることで、対象粒子をソートする。デュアルメンブレンポンプについては、例えば、S. Sakuma et al., Lab on a Chip 17, 2760-2767, 2017に記載されている。   The sorting unit 50 may be, for example, the on-chip sorter disclosed in Non-Patent Document 1. In this case, by arranging the dual-membrane pump across the flow channel 10, a local flow is generated in the direction orthogonal to the flow channel 10 at the timing when the target particles pass, and the target flow is generated. The target particles are sorted by shifting the trajectory of the particles and distributing them to the flow paths in different directions in the branch flow path arranged downstream. Dual membrane pumps are described, for example, in S. Sakuma et al., Lab on a Chip 17, 2760-2767, 2017.

以下、本実施形態のイメージングフローサイトメーター1を用いたソート方法について説明する。まず、多数の粒子Pが流路10を流れる。撮像部20は、第1視野12及び第2視野14を連続的に撮像する。撮像部20が撮像した画像は、システム時間とともに画像記憶部30に記憶される。そして、粒子検出部32は、粒子Pが含まれる画像を検出する。
ソート判断部34は、粒子Pが対象粒子であるか否かを判断する。また、遅延時間計算部36は、粒子Pが第1視野12及び第2視野14の基準位置を通過した時間t1及びt2に基づき、粒子Pがソート部50に到達するまでの遅延時間を計算する。そして、ソート部50は、ソート判断部34の判断結果に応じて、遅延時間に基づいて粒子Pをソートする。
Hereinafter, a sorting method using the imaging flow cytometer 1 of this embodiment will be described. First, a large number of particles P flow in the flow path 10. The imaging unit 20 continuously images the first visual field 12 and the second visual field 14. The image captured by the image capturing unit 20 is stored in the image storage unit 30 along with the system time. Then, the particle detection unit 32 detects an image including the particles P.
The sort determination unit 34 determines whether or not the particle P is a target particle. Further, the delay time calculation unit 36 calculates the delay time until the particles P reach the sorting unit 50 based on the times t1 and t2 when the particles P pass through the reference positions of the first visual field 12 and the second visual field 14. . Then, the sorting unit 50 sorts the particles P based on the delay time according to the determination result of the sorting determination unit 34.

このように、本実施形態のイメージングフローサイトメーター1やソート方法によれば、従来よりも簡易な構成で、粒子Pの速度ばらつきを考慮し、ソート精度を高めることができる。   As described above, according to the imaging flow cytometer 1 and the sorting method of the present embodiment, the sorting accuracy can be improved in consideration of the speed variation of the particles P with a simpler configuration than the conventional one.

<第2実施形態>
以下、図面を参照して、第2実施形態のイメージングフローサイトメーター1について説明する。図3は、本実施形態のイメージングフローサイトメーター1の構成図である。本実施形態のイメージングフローサイトメーター1は、遅延時間のキャリブレーション機能を有する。具体的には、イメージングフローサイトメーター1では、キャリブレーション用のビーズ(粒子P)を流路10に流し、第1視野12、第2視野14を流れる粒子Pが、検出位置Xで検出される到達時間を測定する。これにより、第1視野12、第2視野14を流れる粒子Pから計算される粒子Pの到達予想時間のキャリブレーションを行う。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the imaging flow cytometer 1 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 3 is a configuration diagram of the imaging flow cytometer 1 of this embodiment. The imaging flow cytometer 1 of this embodiment has a delay time calibration function. Specifically, in the imaging flow cytometer 1, the beads (particles P) for calibration are made to flow in the flow channel 10, and the particles P flowing in the first visual field 12 and the second visual field 14 are detected at the detection position X. Measure arrival time. Thereby, the expected arrival time of the particles P calculated from the particles P flowing in the first visual field 12 and the second visual field 14 is calibrated.

イメージングフローサイトメーター1は、撮像部20と、画像記憶部30と、第1粒子検出部32と、遅延時間計算部36と、システム時間管理部40と、検出器60と、検出信号記憶部70と、第2粒子研修部72と、比較部80と、を有する。本実施形態の撮像部20、画像記憶部30、遅延時間計算部36は、第1実施形態と同一である。   The imaging flow cytometer 1 includes an imaging unit 20, an image storage unit 30, a first particle detection unit 32, a delay time calculation unit 36, a system time management unit 40, a detector 60, and a detection signal storage unit 70. And a second particle training unit 72 and a comparison unit 80. The imaging unit 20, the image storage unit 30, and the delay time calculation unit 36 of this embodiment are the same as those of the first embodiment.

本実施形態の第1粒子検出部32は、第1実施形態の粒子検出部32と同一である。第1粒子検出部32で検出され識別番号を付与された粒子Pの画像は、比較部80に出力される。
また、第1粒子検出部32は、粒子Pに対して算出されたシステム時間t1及びt2を、粒子Pに対して付与された識別番号とともに、遅延時間計算部36に出力する。
The first particle detector 32 of the present embodiment is the same as the particle detector 32 of the first embodiment. The image of the particle P detected by the first particle detecting unit 32 and given the identification number is output to the comparing unit 80.
The first particle detector 32 also outputs the system times t1 and t2 calculated for the particle P to the delay time calculator 36 together with the identification number assigned to the particle P.

遅延時間計算部36は、第1粒子検出部32で計算された、粒子Pが第1視野12及び第2視野14の基準位置を通過した時間t1及びt2に基づき、粒子Pが後述する検出位置Xに到達する時間(到達予想時間)を計算する。
遅延時間計算部36は、粒子Pの識別番号とともに粒子Pの到達予想時間を比較部80へ出力する。
The delay time calculation unit 36 detects the detection position of the particle P described later based on the times t1 and t2 when the particle P passes through the reference positions of the first visual field 12 and the second visual field 14 calculated by the first particle detection unit 32. Calculate the time to reach X (expected arrival time).
The delay time calculation unit 36 outputs the expected arrival time of the particles P together with the identification number of the particles P to the comparison unit 80.

システム時間管理部40は、システム時間を発する。システム時間管理部40により発せられたシステム時間は、画像記憶部30と検出信号記憶部70に送信される。   The system time management unit 40 issues the system time. The system time issued by the system time management unit 40 is transmitted to the image storage unit 30 and the detection signal storage unit 70.

検出器60は、流路10上の検出位置Xを流れる粒子Pを検出する。検出器60は、例えば、カメラ、ストロボカメラ、レーザーとディテクタである。カメラやストロボカメラは、検出位置Xの画像を取得し、その画像から粒子Pの通過を検出する。レーザーとディテクタでは、レーザーをディテクタに入射させて検出位置Xにおけるディテクタの信号を取得し、検出位置Xを粒子Pが通過したときの信号波形の変化から、粒子Pの通過を検出する。検出位置Xは、ソート位置の近くであることが好ましい。検出器60は、検出信号を検出信号記憶部70に出力する。
なお、検出器60が画像を取得する場合は、第1視野12、第2視野14、検出位置Xを同時に検出できるものであることが好ましい。
The detector 60 detects the particles P flowing in the detection position X on the flow path 10. The detector 60 is, for example, a camera, a strobe camera, a laser, and a detector. The camera or the strobe camera acquires an image at the detection position X and detects passage of the particles P from the image. In the laser and the detector, the laser is made incident on the detector to acquire the signal of the detector at the detection position X, and the passage of the particle P is detected from the change in the signal waveform when the particle P passes through the detection position X. The detection position X is preferably near the sorting position. The detector 60 outputs the detection signal to the detection signal storage unit 70.
When the detector 60 acquires an image, it is preferable that the first visual field 12, the second visual field 14, and the detection position X can be detected at the same time.

検出信号記憶部70は、検出器60から出力される検出信号を記憶する。また、検出信号記憶部70は、システム時間管理部40が発するシステム時間を受信する。そして、検出信号が検出されたタイミングのシステム時間(到達時間)を、検出信号記憶部70は検出信号とともに記憶する。すなわち、各検出信号にはタイムスタンプが付与される。   The detection signal storage unit 70 stores the detection signal output from the detector 60. Further, the detection signal storage unit 70 receives the system time issued by the system time management unit 40. Then, the detection signal storage unit 70 stores the system time (arrival time) at the timing when the detection signal is detected together with the detection signal. That is, a time stamp is added to each detection signal.

検出信号記憶部70は、検出器60からの検出信号の入力と、第2粒子検出部72への検出信号の出力と、システム時間管理部40からのシステム時間の入力をリアルタイムに処理する。
検出器60が画像を取得する場合、検出信号記憶部70は、画像記憶部30と同様の構成を採用してもよい。検出器60がディテクタのように時間方向に連続な信号を取得する場合、検出信号記憶部70は、検出信号をデジタル信号に変換するADC(Analog Digital Converter)と、検出信号バッファとなる内部メモリおよび処理回路を搭載したFPGA(Field Programmable Gate Array)で構成できる。検出信号バッファと処理回路については、FPGAとDRAM(Dynamic Random Access Memory)などの外部メモリを組合わせた構成や、FPGAを専用もしくは汎用の論理回路に置き換えた構成、マイクロプロセッサとメモリを組合わせたコンピュータシステムでもよい。
The detection signal storage unit 70 processes the input of the detection signal from the detector 60, the output of the detection signal to the second particle detection unit 72, and the input of the system time from the system time management unit 40 in real time.
When the detector 60 acquires an image, the detection signal storage unit 70 may have the same configuration as the image storage unit 30. When the detector 60 acquires a continuous signal in the time direction like a detector, the detection signal storage unit 70 includes an ADC (Analog Digital Converter) that converts the detection signal into a digital signal, an internal memory that serves as a detection signal buffer, and It can be configured by an FPGA (Field Programmable Gate Array) equipped with a processing circuit. Regarding the detection signal buffer and the processing circuit, a configuration in which an external memory such as an FPGA and a DRAM (Dynamic Random Access Memory) is combined, a configuration in which the FPGA is replaced with a dedicated or general-purpose logic circuit, or a microprocessor and a memory are combined. It may be a computer system.

第2粒子検出部72は、粒子Pの通過によって引き起こされた検出信号の変化を検出することで粒子Pの検出を行い、検出信号記憶部70によって粒子Pの通過に対応する検出信号に付与されたシステム時間(到達時間)を比較部80へ出力する。
検出器60が画像を取得する場合は、第2粒子検出部72は、第1粒子検出部32と同様の構成を採用してもよい。検出器60がディテクタのように時間方向に連続な信号を取得する場合、例えば、信号の変化が一定の閾値以上であった時間を粒子Pの通過時間として粒子Pを検出するなどの方法により、粒子を検出することができる。
The second particle detection unit 72 detects the particles P by detecting a change in the detection signals caused by the passage of the particles P, and the detection signal storage unit 70 adds the detection signals to the detection signals corresponding to the passage of the particles P. The system time (arrival time) is output to the comparison unit 80.
When the detector 60 acquires an image, the second particle detection unit 72 may employ the same configuration as the first particle detection unit 32. When the detector 60 acquires a continuous signal in the time direction like a detector, for example, by a method of detecting the particle P with the transit time of the particle P being the time when the change of the signal is equal to or more than a certain threshold value, Particles can be detected.

比較部80は、遅延時間計算部36から出力される粒子Pの識別番号と、第2粒子検出部72から出力される粒子Pの到達時間を紐付ける。具体的には、比較部80は、遅延時間計算部36からの粒子Pの到達予想時間と、第2粒子検出部72からの粒子Pの到達時間に基づいて、粒子Pの識別番号を紐付ける。
比較部80は、紐付けられた粒子Pの識別番号、到達予想時間、到達時間をセットで出力する。
The comparison unit 80 associates the identification number of the particle P output from the delay time calculation unit 36 with the arrival time of the particle P output from the second particle detection unit 72. Specifically, the comparison unit 80 associates the identification number of the particle P with the expected arrival time of the particle P from the delay time calculation unit 36 and the arrival time of the particle P from the second particle detection unit 72. .
The comparison unit 80 outputs the identification number of the associated particle P, the estimated arrival time, and the arrival time as a set.

比較部80は、粒子Pの到達予想時間、到達時間に基づいて、キャリブレーションを行う。図4は、キャリブレーション方法の一例を示す。横軸は、遅延時間計算部36により計算される視野通過時間ΔTを示す。ここで、粒子Pが第1視野12及び第2視野14の基準位置を通過した時間をt1、t2とすると、視野通過時間ΔTは(t2−t1)となる。縦軸は、粒子Pの到達時間Tを示す。
第1視野12及び第2視野14の各々の基準位置の間の距離をL1、第1視野12の基準位置と検出位置Xの間の距離をL2とすると、粒子Pが等速運動をしている場合には、到達予想時間は(L2/L1)×(t2−t1)として求められる。ここでは係数A=L2/L1の値をキャリブレーションにより求めることで、t1およびt2が与えられた際に到達予想時間を求めることができる。
The comparison unit 80 performs calibration based on the estimated arrival time of the particles P and the arrival time. FIG. 4 shows an example of the calibration method. The horizontal axis represents the visual field passage time ΔT calculated by the delay time calculation unit 36. Here, assuming that the time taken for the particles P to pass through the reference positions of the first visual field 12 and the second visual field 14 is t1 and t2, the visual field passage time ΔT is (t2-t1). The vertical axis represents the arrival time T of the particles P.
If the distance between the reference positions of the first visual field 12 and the second visual field 14 is L1 and the distance between the reference position of the first visual field 12 and the detection position X is L2, the particles P move at a constant velocity. If it is, the expected arrival time is calculated as (L2 / L1) × (t2-t1). Here, by obtaining the value of the coefficient A = L2 / L1 by calibration, it is possible to obtain the estimated arrival time when t1 and t2 are given.

比較部80は、粒子Pの視野通過時間ΔTと到達時間Tをプロットし、モデル式にフィッティングを行う。モデル式は、例えば、図4に示すような原点を通る直線であるが、これに限られない。原点を通る直線をモデル式とする場合、モデル式はT=A×ΔTとなる。比較部80は、粒子Pの視野通過時間ΔTと到達時間Tのプロットから係数Aを求めることにより、キャリブレーションを行う。   The comparison unit 80 plots the field-of-view passage time ΔT and the arrival time T of the particle P, and performs fitting to the model formula. The model formula is, for example, a straight line passing through the origin as shown in FIG. 4, but is not limited to this. When a straight line passing through the origin is used as a model formula, the model formula is T = A × ΔT The comparison unit 80 performs the calibration by obtaining the coefficient A from the plot of the transit time ΔT of the particle P and the arrival time T.

比較部80は、粒子Pの到達予想時間に代えて、又は、粒子Pの到達予想時間に加えて、ソートウィンドウをキャリブレーションしてもよい。ここで、ソートウィンドウとは、ソート部50がソートを行う時間帯を示す。図4に示す例では、粒子Pの視野通過時間がΔT1である場合、到達時間T1を含むソートウィンドウW1の時間帯において、ソートを行うことを示す。また、粒子Pの視野通過時間がΔT2である場合、到達時間T2を含むソートウィンドウW2の時間帯において、ソートを行うことを示す。ソートウィンドウの幅(時間の長さ)は、粒子Pの遅延時間によらず一定でもよいし、粒子Pの遅延時間に依存して可変でもよい。一般に、粒子Pの速度が速い場合は視野通過時間が短くなり、遅延時間が小さくなる。反対に、粒子Pの速度が遅い場合は視野通過時間が長くなり、遅延時間が大きくなる。図4に示す例では、粒子Pの視野通過時間が長くなり遅延時間が大きいほど、ソートウィンドウの幅が広くなる。遅延時間が大きいほど誤差も大きくなるため、ソートウィンドウの幅を広くすることでソート精度を高めることが出来るためである。   The comparison unit 80 may calibrate the sort window instead of the estimated arrival time of the particles P or in addition to the estimated arrival time of the particles P. Here, the sort window indicates a time zone in which the sorting unit 50 sorts. In the example shown in FIG. 4, when the time of passage of the particle P in the visual field is ΔT1, the sorting is performed in the time zone of the sorting window W1 including the arrival time T1. Further, when the field-of-view transit time of the particles P is ΔT2, it indicates that sorting is performed in the time zone of the sort window W2 including the arrival time T2. The width (length of time) of the sort window may be constant regardless of the delay time of the particles P, or may be variable depending on the delay time of the particles P. In general, when the velocity of the particle P is high, the field-of-view transit time becomes short and the delay time becomes short. On the contrary, when the velocity of the particle P is slow, the time of passing through the visual field becomes long and the delay time becomes long. In the example shown in FIG. 4, the width of the sort window becomes wider as the time for which the particles P pass through the visual field becomes longer and the delay time becomes longer. This is because the larger the delay time is, the larger the error is. Therefore, the sorting accuracy can be improved by increasing the width of the sorting window.

ソートウィンドウは、必ずしも測定された到達時間Tを中心としなくてもよい。比較部80は、粒子の視野通過時間ΔTと到達時間Tのプロットに基づき、ソートウィンドウを設定できる。   The sort window does not necessarily have to be centered on the measured arrival time T. The comparison unit 80 can set the sort window based on the plot of the time-of-flight passage ΔT of particles and the arrival time T.

図3には記載されていないが、本実施形態のイメージングフローサイトメーター1は、第1実施形態と同様のソート判断部34、ソート信号制御部38、ソート部50を更に有してもよい。このとき、検出位置Xがソート部50と一致することが好ましいが、必ずしも検出位置Xがソート部50と一致しなくてもよい。例えば、検出位置Xは、ソート部50よりもわずかに上流に位置してもよい。この場合、検出位置Xおよびソート部50の位置のずれに合わせて、ソートウィンドウの中心位置を到達予想時間から適宜ずらして、粒子Pがソート部50に到達するタイミングにソートウィンドウが設定されるように調整してもよい。   Although not shown in FIG. 3, the imaging flow cytometer 1 of this embodiment may further include a sort determination unit 34, a sort signal control unit 38, and a sort unit 50 similar to those of the first embodiment. At this time, the detection position X preferably matches the sorting unit 50, but the detection position X does not necessarily have to match the sorting unit 50. For example, the detection position X may be located slightly upstream of the sorting unit 50. In this case, the center position of the sort window is appropriately shifted from the estimated arrival time in accordance with the displacement between the detection position X and the position of the sort unit 50, and the sort window is set at the timing when the particles P reach the sort unit 50. You may adjust to.

以下、本実施形態のイメージングフローサイトメーター1を用いたキャリブレーション方法及びソート方法について説明する。
まず、多数の粒子Pが流路10を流れる。撮像部20は、第1視野12及び第2視野14を連続的に撮像する。撮像部20が撮像した画像は、システム時間とともに画像記憶部30に記憶される。そして、第1粒子検出部32は、粒子Pが含まれる画像を検出する。遅延時間計算部36は、粒子Pが第1視野12及び第2視野14を通過した時間に基づき、粒子Pが検出位置Xに到達する到達予想時間を計算する。
また、検出器60は、検出位置Xを流れる粒子Pを検出する。検出器60が検出した検出信号は、システム時間とともに検出信号記憶部70に記憶される。そして、第2粒子検出部72は、粒子Pの通過に対応する検出信号を検出し、粒子Pが検出位置Xに到達した到達時間を出力する。
比較部80は、到達時間に基づいて、遅延時間計算部36で計算される粒子Pの到達予想時間の計算式をキャリブレーションし調整する。そして、ソート信号制御部38とソート部50は、調整された到達予想時間に基づき、粒子Pをソートするタイミングを調整する。
Hereinafter, a calibration method and a sorting method using the imaging flow cytometer 1 of this embodiment will be described.
First, a large number of particles P flow in the flow path 10. The imaging unit 20 continuously images the first visual field 12 and the second visual field 14. The image captured by the image capturing unit 20 is stored in the image storage unit 30 along with the system time. Then, the first particle detector 32 detects an image including the particles P. The delay time calculation unit 36 calculates an estimated arrival time for the particle P to reach the detection position X, based on the time taken for the particle P to pass through the first visual field 12 and the second visual field 14.
Further, the detector 60 detects the particles P flowing in the detection position X. The detection signal detected by the detector 60 is stored in the detection signal storage unit 70 together with the system time. Then, the second particle detector 72 detects a detection signal corresponding to the passage of the particle P, and outputs the arrival time when the particle P reaches the detection position X.
The comparison unit 80 calibrates and adjusts the calculation formula of the expected arrival time of the particle P calculated by the delay time calculation unit 36 based on the arrival time. Then, the sorting signal control unit 38 and the sorting unit 50 adjust the timing of sorting the particles P based on the adjusted estimated arrival time.

このように、本実施形態のイメージングフローサイトメーター1、ソート方法、キャリブレーション方法によれば、ソート精度をより高めることができる。   As described above, according to the imaging flow cytometer 1, the sorting method, and the calibration method of this embodiment, sorting accuracy can be further improved.

1 イメージングフローサイトメーター
10 流路
12 第1視野
14 第2視野
20 撮像部
30 画像記憶部
32 粒子検出部(第1粒子検出部)
34 ソート判断部
36 遅延時間計算部
38 ソート信号制御部
40 システム時間管理部
50 ソート部
60 検出器
70 検出信号記憶部
72 第2粒子検出部
80 比較部
P,P1,P2,P3 粒子
X 検出位置

1 Imaging Flow Cytometer 10 Flow Path 12 First Field of View 14 Second Field of View 20 Imaging Section 30 Image Storage Section 32 Particle Detection Section (First Particle Detection Section)
34 Sort determination unit 36 Delay time calculation unit 38 Sort signal control unit 40 System time management unit 50 Sort unit 60 Detector 70 Detection signal storage unit 72 Second particle detection unit 80 Comparison unit P, P1, P2, P3 Particle X detection position

Claims (10)

粒子(P)が流れる流路(10)上の第1視野(12)及び第2視野(14)を撮像する撮像部(20)と、
システム時間を発するシステム時間管理部(40)と、
前記システム時間とともに、前記撮像部(20)が撮像した画像を記憶する画像記憶部(30)と、
前記粒子(P)が含まれる画像を検出する第1粒子検出部(32)と、
前記粒子(P)が対象粒子であるか否かを判断するソート判断部(34)と
前記流路(10)上の検出位置(X)において前記粒子(P)を検出する検出器(60)と、
前記システム時間とともに、前記検出器(60)からの検出信号を記憶する検出信号記憶部(70)と、
前記粒子(P)の通過に対応する検出信号を検出する第2粒子検出部(72)と、
前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)で撮像された前記粒子(P)の画像により求められる、前記粒子(P)が前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)を通過した時間である視野通過時間(ΔT)に基づき、前記粒子(P)が前記検出位置(X)に到達する到達予想時間を計算する計算部(36)と、
前記ソート判断部(34)の判断結果に応じて、前記計算部(36)によって計算されたタイミングに合わせて前記粒子(P)をソートするために、ソート信号を発するソート信号制御部(38)と、
前記ソート信号に基づいて、前記対象粒子をソートするソート部(50)と、
前記計算部(36)によって計算された前記到達予想時間と、前記検出器(60)によって検出された前記粒子(P)の前記検出位置(X)への到達時間とを比較する比較部(80)と、を有し、
前記ソート信号制御部(38)は、前記到達予想時間と前記到達時間との比較結果と、前記検出位置(X)と前記ソート部(50)との距離に基づき、前記ソート部(50)が前記対象粒子(P)をソートするタイミングを調整する、
イメージングフローサイトメーター(1)。
An imaging unit (20) for imaging the first visual field (12) and the second visual field (14) on the flow path (10) through which the particles (P) flow;
A system time management unit (40) for issuing system time,
An image storage unit (30) for storing the image captured by the image capturing unit (20) together with the system time;
A first particle detector (32) for detecting an image containing the particles (P);
A sort determination unit (34) for determining whether the particles (P) are target particles ,
A detector (60) for detecting the particles (P) at a detection position (X) on the flow channel (10),
A detection signal storage unit (70) for storing the detection signal from the detector (60) together with the system time;
A second particle detector (72) for detecting a detection signal corresponding to passage of the particles (P);
Said first field (12) and said determined by the image of the imaged the particles (P) in the second field of view (14), said particles (P) is the first field of view (12) and said second field of view (14 ), And a calculation unit (36) for calculating an estimated arrival time at which the particle (P) reaches the detection position (X) based on the visual field passage time (ΔT),
A sort signal control unit (38) that issues a sort signal in order to sort the particles (P) at the timing calculated by the calculation unit (36) according to the determination result of the sort determination unit (34). When,
A sorting unit (50) for sorting the target particles based on the sorting signal;
A comparison unit (80) for comparing the estimated arrival time calculated by the calculation unit (36) and the arrival time of the particle (P) detected by the detector (60) to the detection position (X). ), And
The sorting signal control unit (38) controls the sorting unit (50) based on a comparison result between the estimated arrival time and the arrival time and a distance between the detection position (X) and the sorting unit (50). Adjusting the timing for sorting the target particles (P),
Imaging flow cytometer (1).
前記撮像部(20)は、TDIカメラである、
請求項1に記載のイメージングフローサイトメーター。
The imaging unit (20) is a TDI camera,
The imaging flow cytometer according to claim 1.
前記第1粒子検出部(32)は、検出された前記粒子(P)に識別番号を付与する、
請求項1又は2に記載のイメージングフローサイトメーター。
The first particle detector (32) gives an identification number to the detected particles (P),
The imaging flow cytometer according to claim 1.
前記計算部(36)は、同じ識別番号が付与された前記粒子(P)の前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)における画像の前記システム時間に基づいて、前記粒子(P)が前記ソート部(50)に到達するまでの時間を計算する、
請求項1〜3のいずれかに記載のイメージングフローサイトメーター。
The calculation unit (36) calculates the particle (P) based on the system time of the images in the first field (12) and the second field (14) of the particle (P) having the same identification number. ) Arrives at the sorting unit (50),
The imaging flow cytometer according to claim 1.
前記検出位置(X)は、前記ソート部(50)に位置する、
請求項1〜4のいずれかに記載のイメージングフローサイトメーター。
The detection position (X) is located in the sorting unit (50),
The imaging flow cytometer according to claim 1.
前記検出位置(X)は、前記ソート部(50)よりも上流に位置する、
請求項1〜4のいずれかに記載のイメージングフローサイトメーター。
The detection position (X) is located upstream of the sorting unit (50),
The imaging flow cytometer according to claim 1.
前記ソート信号制御部(38)は、第1の前記視野通過時間(ΔT1)を有する前記粒子(P)を第1の時間幅(W1)でソートし、第1の前記視野通過時間(ΔT1)より長い第2の前記視野通過時間(ΔT2)を有する前記粒子(P)を前記第1の時間幅(W1)よりも長い第2の時間幅(W2)でソートするように、前記ソート部(50)が前記対象粒子(P)をソートするタイミングを調整する、
請求項1〜6のいずれかに記載のイメージングフローサイトメーター。
The sort signal control section (38) sorts the particles (P) having the first visual field passage time (ΔT1) by a first time width (W1), and obtains the first visual field passage time (ΔT1). The sorting unit (so as to sort the particles (P) having the longer second visual field passage time (ΔT2) by the second time width (W2) longer than the first time width (W1). 50) adjusts the timing of sorting the target particles (P),
The imaging flow cytometer according to claim 1.
粒子(P)が流れる流路(10)上の第1視野(12)及び第2視野(14)を撮像部(20)が撮像し、
前記撮像部(20)が撮像した画像を、システム時間とともに記憶し、
前記粒子(P)が含まれる画像を第1粒子検出部(32)が検出し、
前記流路(10)上の検出位置(X)において前記粒子(P)を検出器(60)が検出し、
前記検出器(60)からの検出信号を、前記システム時間とともに記憶し、
前記粒子(P)の通過に対応する検出信号を第2粒子検出部(72)が検出し、
前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)で撮像された前記粒子(P)の画像により求められる、前記粒子(P)が前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)を通過した時間である視野通過時間(ΔT)に基づき、前記粒子(P)が前記検出位置(X)に到達する到達予想時間を計算し、
前記検出信号に基づき、前記粒子(P)が前記検出位置(X)に到達した到達時間を取得し、
前記到達時間に基づいて、前記視野通過時間(ΔT)から計算される前記到達予想時間を調整
前記検出位置(X)は、ソート部(50)に位置し、
調整された前記到達予想時間に基づき、前記ソート部(50)が前記粒子(P)をソートするタイミングを調整する、
キャリブレーション方法。
The imaging unit (20) images the first visual field (12) and the second visual field (14) on the flow path (10) through which the particles (P) flow,
The image captured by the image capturing unit (20) is stored together with the system time,
The first particle detector (32) detects an image including the particles (P),
A detector (60) detects the particles (P) at a detection position (X) on the flow path (10),
Storing the detection signal from the detector (60) with the system time,
The second particle detector (72) detects a detection signal corresponding to the passage of the particles (P),
Said first field (12) and said determined by the image of the imaged the particles (P) in the second field of view (14), said particles (P) is the first field of view (12) and said second field of view (14 ), The estimated arrival time at which the particles (P) reach the detection position (X) is calculated based on the visual field passage time (ΔT),
Acquiring the arrival time at which the particle (P) reaches the detection position (X) based on the detection signal,
Based on the arrival time, and adjust the estimated arrival time calculated from the field of view transit time ([Delta] T),
The detection position (X) is located in the sorting section (50),
Adjusting the timing at which the sorting section (50) sorts the particles (P) based on the adjusted estimated arrival time;
Calibration method.
粒子(P)が流れる流路(10)上の第1視野(12)及び第2視野(14)を撮像部(20)が撮像し、
前記撮像部(20)が撮像した画像を、システム時間とともに記憶し、
前記粒子(P)が含まれる画像を第1粒子検出部(32)が検出し、
前記流路(10)上の検出位置(X)において前記粒子(P)を検出器(60)が検出し、
前記検出器(60)からの検出信号を、前記システム時間とともに記憶し、
前記粒子(P)の通過に対応する検出信号を第2粒子検出部(72)が検出し、
前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)で撮像された前記粒子(P)の画像により求められる、前記粒子(P)が前記第1視野(12)及び前記第2視野(14)を通過した時間である視野通過時間(ΔT)に基づき、前記粒子(P)が前記検出位置(X)に到達する到達予想時間を計算し、
前記検出信号に基づき、前記粒子(P)が前記検出位置(X)に到達した到達時間を取得し、
前記到達時間に基づいて、前記視野通過時間(ΔT)から計算される前記到達予想時間を調整し、
前記検出位置(X)は、ソート部(50)よりも上流に位置し、
調整された前記到達予想時間と、前記検出位置(X)と前記ソート部(50)との距離とに基づき、前記ソート部(50)が前記粒子(P)をソートするタイミングを調整する
キャリブレーション方法。
The imaging unit (20) images the first visual field (12) and the second visual field (14) on the flow path (10) through which the particles (P) flow,
The image captured by the image capturing unit (20) is stored together with the system time,
The first particle detector (32) detects an image including the particles (P),
A detector (60) detects the particles (P) at a detection position (X) on the flow path (10),
Storing the detection signal from the detector (60) with the system time,
The second particle detector (72) detects a detection signal corresponding to the passage of the particles (P),
The particles (P) obtained by the images of the particles (P) captured in the first field of view (12) and the second field of view (14) are the first field of view (12) and the second field of view (14). ), The estimated arrival time at which the particles (P) reach the detection position (X) is calculated based on the visual field passage time (ΔT),
Acquiring the arrival time at which the particle (P) reaches the detection position (X) based on the detection signal,
Adjusting the estimated time of arrival calculated from the field-of-view transit time (ΔT) based on the time of arrival;
The detection position (X) is located upstream of the sorting unit (50),
Adjusting the timing at which the sorting unit (50) sorts the particles (P) based on the adjusted estimated arrival time and the distance between the detection position (X) and the sorting unit (50) ,
Calibration method.
前記ソート部(50)は、第1の前記視野通過時間(ΔT1)を有する前記粒子(P)を第1の時間幅(W1)でソートし、第1の前記視野通過時間(ΔT1)より長い第2の前記視野通過時間(ΔT2)を有する前記粒子(P)を前記第1の時間幅(W1)よりも長い第2の時間幅(W2)でソートする、
請求項又はに記載のキャリブレーション方法。
The sorting unit (50) sorts the particles (P) having the first visual field passage time (ΔT1) by a first time width (W1) and is longer than the first visual field passage time (ΔT1). Sorting said particles (P) having a second said field-of-view transit time (ΔT2) by a second time width (W2) longer than said first time width (W1),
The calibration method according to claim 8 or 9.
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