JP2808321B2 - 細胞分析方法及び装置 - Google Patents

細胞分析方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生体から採取した尿等の試料液を撮像し、
画像処理により試料中の有形成分の分析を行う方法及び
装置、詳しくは、測定の途中で倍率を切り換えて撮像す
ることができる細胞分析方法及び装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
尿沈渣顕微鏡検査は臨床検査として古くから行われて
おり、今なお、よく行われている検査である。これは、
検体（尿）を患者に危険を与えることなく簡単に採取す
ることができること、さらに尿には毛細管出血による赤
血球、血管外遊走による白血球、腎臓や尿生殖器官の上
皮細胞、腎臓細管で形成される円柱、感染による微生物
等の有形成分が含まれているので、腎臓や尿生殖器官の
状態を良好に知ることができるからである。従来は、尿
を遠心分離し、その沈渣をスライドに移して標本を作製
し、顕微鏡で見て、有形成分の観察および分類・計数を
行っていた。ところが従来法では、遠心分離の工程にお
いて、有形成分が破壊されたり、濃縮精度にばらつきが
生じたりする。また、顕微鏡による観察においては、有
形成分を分類するために、そのわずかな差異を見分けな
ければならないことや、観察できる有形成分の数が少な
く、標本上に有形成分が不均一に分布すること等から、
検査技師に大きな負担をかけることになり、しかも計数
・分類結果にばらつきが生じていた。そして、何よりも
検査の工程に手間がかかっていた。
そこで、検査の高精度化・省力化を図るため、自動尿
分析装置が開発された。この装置は、シース液を外層と
し、極めて扁平な流れにさせられた試料液をビデオカメ
ラで撮像し、この静止画像を画像処理することにより、
試料中の有形成分の分類・計数を行うようにしたもので
ある。
このフラットシースフロー方式を応用した顕微鏡検査
においては、次の２点が必要である。
（１） 扁平な、細胞等の有形成分（例えば赤血球）の
向きを一定の方向に揃えること。
（２） 試料液をより扁平にして流すこと。
上記（１）は、その特徴が最もよく表わされている有
形成分の像を得るためであり、（２）は、試料液をビデ
オカメラの被写界深度以下の厚みを有し、撮影範囲以上
に広がった扁平な流れにすることにより、焦点の合った
鮮明な画像を得るためである。
このフラットシースフロー方式の具体例は、特表昭57
−500995号公報及び米国特許第4338024号に開示されて
いる。フラトシースフロー中での有形成分の静止画像を
撮像するためには、発光時間の短いストロボ光やパルス
レーザ光を扁平な流れの厚みの薄い方向から照射し、対
物レンズを介して、ビデオカメラの撮像面にその画像を
結ばせるようにする。
ところで、被検試料が尿である場合には、含有されう
る有形成分は多種であり、その大きさも大きく異なる。
赤血球等は径10μｍ程度である。上皮細胞はもう少し大
きく数十μｍ、円柱は長さが数百μｍから１〜2mmにも
達するものがある。このように大きさの大きく異なる成
分を、同一倍率で撮像し分析することには無理がある。
そこで測定の途中で倍率の切り換えが必要となる。そう
すれば、高倍率時には小さな成分に注目し、低倍率時に
は大きな成分に注目して、画像処理を行うことができる
ので、大きさの著しく異なる成分であっても良好に分析
できる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、レンズの倍率を変えると被写界深度も変わ
る。高倍率になると被写界深度が浅くなる。フラットシ
ースフロー方式において、試料液流の厚みを薄くしてお
けば、高倍率、低倍率のどちらの場合にもピントが合う
が、大きな粒子を分析するとき（低倍率にしていると
き）には、測定されるサンプル量が少なくなってしま
い、分析精度の低下を招く。
本発明は、撮像倍率が高低いずれの場合にも鮮明な画
像を得、しかも、効率的な分析を行うことができる細胞
分析方法及び装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、撮像倍率の変更に合わ
せて、照射光量、試料液流の厚みも変更するようにし
た。
請求項１の細胞分析方法は、シース液を外層とし扁平
な流れにされた試料液に、パルス光を照射し、静止画像
を次々に得、画像処理することにより、試料中の有形成
分の分析を行う方法において、同一試料に対し、次の
（ａ）、（ｃ）及び（ｅ）の状態を同時に選択する低倍
率の状態と、（ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）の状態を同時に
選択する高倍率の状態とでそれぞれ撮像を行うことを特
徴とするものである。
（ａ） 試料液が流れる領域に照射する光量を少なくす
る状態。
（ｂ） 上記光量を多くする状態。
（ｃ） 試料液の厚みを厚くして流す状態。
（ｄ） 上記厚みを薄くして流す状態。
（ｅ） 試料液の静止画像を低倍率で撮像する状態。
（ｆ） 上記画像を高倍率で撮像する状態。
請求項２の細胞分析方法は、低倍率の状態において、
照射光を拡散させる工程を付加することを特徴としてい
る。
請求項３の細胞分析方法は、まず、高倍率の状態にて
撮像し、途中で、低倍率の状態に切り換えて撮像するこ
とを特徴としている。
請求項４の細胞分析方法は、試料液流の厚みを変える
際、シース液供給量を変化させずに、試料液の供給量を
変化させることを特徴としている。
請求項５の細胞分析装置は、パルス光を発光するパル
ス光源と、このパルス光源からの光を導入する開口絞り
と、この開口絞りの開口面積を可変する可変手段と、開
口絞りからの光を後記フローセルの扁平流路に照射する
コンデンサレンズと、下流に行く程次第に流域が挟めら
れた縮小流路及びこの縮小流路の下流に連なり幅に比べ
て厚みが薄い扁平流路を有するフローセルと、このロー
セルの縮小流路の上流に先端が下流方向を向くように保
持されたノズルと、このノズルの他端に接続され試料液
の供給量を変えることができる試料供給手段と、縮小流
路の上流に接続されたシース液供給手段と、フローセル
の扁平流路からの光を入射する対物レンズと、倍率の異
なるプロジェクションレンズを保持した保持具と、この
保持具を移動させる第１の移動手段と、プロジェクショ
ンレンズによって所定倍率にされた画像情報を含んだ光
を撮像する撮像手段とを包含することを特徴としてい
る。
請求項６の細胞分析装置は、パルス光源と開口絞りと
の間に、拡散板とこの拡散板を移動させる第２の移動手
段とを付加したことを特徴としている。
〔作用〕
まず、請求項１の細胞分析方法における作用について
説明する。
低倍率で試料液を撮像する場合には、レンズの被写界
深度は深い。このため、試料液流の厚みが厚くても、そ
の範囲内でピントを合わすことができる。また、低倍率
の場合には試料流の撮像される領域、つまり視野は広
い。よって、撮像手段には充分な光信号が到達するの
で、照射光量は少なくても明るい画像が得られる。
高倍率で試料流を撮像する場合には、レンズの被写界
深度は浅い。このため、試料流の厚みを薄くしないと、
ピントの合わない部分が生じる。そこで、試料流の厚み
を薄くする。また、高倍率の場合、視野は狭い。よっ
て、照射光量が低倍率の場合と同じでは、撮像手段にと
どく光量は少なくなる。そこで、高倍率の場合には、低
倍率の場合より照射光量を多くし、撮像手段にとどく光
量をほぼ同じにする。
このようにして、低倍率の場合でも、高倍率の場合で
も、明るさに変化がなくピントのあった、鮮明な画像を
得ることができる。
撮像する視野の中に、照射光の光度むらが発生してい
る場合には、請求項２の細胞分析方法のように、光を拡
散させることにより光度を均一にすることができ、その
均一な光を試料流に照射することにより、背景の均一な
画像が得られる。光度むらは視野が広い低倍率の場合
に、視野中に現われる可能性がある。
血球や上皮細胞は染色液に染まりやすい。一方、円柱
は小型の上皮細胞、クリスタル、白血球、バクテリアと
比べて大きく、染まりにくい。そこで、請求項３の細胞
分析方法のように、まず、高倍率にて比較的小さなこれ
ら血球や上皮細胞を撮像し、次に、低倍率にて比較的大
きな円柱、扁平上皮、白血球塊等をターゲットとするこ
とにより、円柱等に対し、少しでも染色時間を延ばすこ
とができるので、より良く染色された円柱を撮像するこ
とができる。
また、請求項４の細胞分析方法のように、シース液供
給量を変化させずに、試料液の供給量を変化させること
により、試料液とシース液との流量比を変化させること
ができるので、フラットシースフロー中の試料液が流れ
る量を変化させることができる。つまり、試料液流の厚
みも変化させることができる。
請求項５の細胞分析装置においては、試料供給手段に
よりノズルの先端から試料が押し出され、フローセルの
縮小流路を流れる。一方、シース液供給手段からフロー
セルの縮小流路にシール液が供給される。試料液は周囲
をシース液に含まれ、フローセルの縮小流路、さらにそ
れに連なった扁平流路を流れる。扁平流路は、幅に比べ
て厚みが薄いので、試料もこの扁平流路の形状に従い、
幅に比べて厚みの薄い扁平な流れにされる。試料供給手
段により試料液の供給量を変えることにより試料液流の
厚みが変えられる。
パルス光源からパルス光が発せられる。この光は開口
絞りを通過する。可変手段により開口絞りの開口面積を
変えることにより通過光量が変えられる。開口絞りを通
過した光はコンデンサレンズにより集光され、扁平流路
の、試料液が流れる計測部分に照射される。フローセル
の扁平流路を通過した光は、対物レンズ、プロジェクシ
ョンレンズにより所定倍率に拡大され、撮像手段により
撮像される。プロジェクションレンズは保持具に保持さ
れ、この保持具は第１の移動手段により移動され、プロ
ジェクションレンズの切り換えが行われる。試料供給手
段の試料液供給量、開口絞りの開口面積及びプロジェク
ションレンズを適宜選択することにより、低倍率の状態
と高倍率の状態を作り出すことができる。
また、請求項６の細胞分析装置においては、必要に応
じて拡散板を経由した光をフローセルに照射することが
できる。
〔実 施 例〕
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細に
説明する。ただしこの実施例に記載されている構成機器
の材質、形状、その相対配置、レンズの倍率などは、と
くに特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれら
のみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にす
ぎない。
第１図は本発明の細胞分析装置の要部概略図である。
一点鎖線は光軸を示している。
10はストロボであり、1/30秒ごとに約５μｓ間発光し
ている。ストロボ10からの光はコレクタレンズ12にて集
光される。そして、さらにフィールドレンズ24にて平行
光にされ、ミラー26にてほぼ90度に反射された後、開口
絞り28に入射する。本実施例においてはコレクタレンズ
12とフィールドレンズ24との間に、拡散板14とその移動
を行う第２の移動手段22が設けられている。拡散板14は
例えば、すりガラスであり、拡散板14は保持具16に保持
されている。保持具16はロータリーアクチュエータ20や
モータ等の回転可能な軸18に取り付けられ、軸18が回転
することにより、ストロボ10からのパルス光が、拡散板
14を通過する状態と通過しない状態とをつくることがで
きるようになっている。拡散板14を通過することにより
光は拡散され、光度むらが解消され均一な光になる。開
口絞り28は軸の回りに回転させられることにより、光が
通過する開口部の面積が変わり光量の調節が行われる。
開口絞り28は可動手段38により回転され、開口部の面積
が変えられる。可動手段38は例えば、モータ36等の回転
可能な軸に歯付きプーリ34を取り付け、一方、開口絞り
28の外周にも歯付きプーリ30を取り付け、両歯付きプー
リ30、34にタイミングベルト32を掛け渡すことにより構
成されている。開口絞り28の開口部を通過した光は、コ
ンデンサレンズ40にて集光され、フローセル42の扁平流
路44の試料液が流れる小領域に照射される。開口絞り28
を絞る程光量は少なく焦点深度は深くなる。フローセル
42を透過した光は、例えば、倍率10倍の対物レンズ90で
拡大され、ミラー92で反射されてプロジェクションレン
ズ94又は96を通り、ビデオカメラ等の撮像手段114で撮
像される。プロジェクションレンズ94、96はそれぞれ例
えば、倍率１倍、４倍である。プロジェクションレンズ
94、96は保持具98に保持され、保持具98は第１の移動手
段100により往復直線移動される。第１の移動手段100は
例えば、エアシリンダ102のピストン104を保持具98に取
り付けることにより実現できる。ガタなく保持具98を移
動させるには、リニアスライダを用いればよい。プロジ
ェクションレンズ94を選択した場合には倍率は例えば、
計10倍となり、レンズ94を通過した光はそのまま直接撮
像手段114に入射し撮像面上に像を結ぶ。プロジェクシ
ョンレンズ96を選択した場合には倍率は例えば、計40倍
となり、レンズ96を通過した光は反射ミラー106、108、
110、112で反射され、光路をかせいで撮像手段114に入
射し撮像面上に像を結ぶ。対物レンズ90から撮像手段11
4までの光路は、外乱光の影響を受けないようにカバー
等をしておく必要がある。
第２図〜第５図はフローセル42の扁平流路44の中心部
分を流れる試料液45、47を示す図である。第３図、第５
図は試料液45、47の断面図である。第２図、第４図にお
いて120、122はそれぞれ倍率を例えば、40倍、10倍とし
たときの視野を示している。光学系は高倍率時におい
て、0.61NA/λ２×ピクセル間隔/Mが成り立つように
設計されている。NAはレンズの開口数、λは光の波長、
Ｍはレンズの倍率である。倍率40倍を選択したときに
は、被写界深度は比較的浅い。このため、第３図に示す
ように、試料液流の厚みを被写界深度より少し薄くして
おく必要がある。また、できるだけ多くの粒子の像を撮
像するためには、視野の全領域をカバーするように試料
液が流れている必要がある。倍率10倍を選択したときに
は、被写界深度は比較的深い。よって、第３図に示すよ
うに試料液流の厚みが薄い場合にはピントが合う。しか
し、試料液流の厚みが薄い分だけ撮像される試料液が少
なくなるので、得られる粒子数も少なくなり、分析精度
の低下を招く。尿試料は血液等と比べると含有される粒
子数は非常に少ない。よって、試料液流の厚みは、レン
ズの被写界深度より少しだけ薄い状態がより良好であ
る。このため、倍率を低くした場合には、第５図に示す
ように、厚みが厚くなるように試料液を流すのが良い。
試料液流の厚みを変えるには、シース液供給量、試料
液供給量のいずれか一方又は両方を変えればよい。しか
し、シース液供給量を一定にしておき、試料液供給量の
みを変えるようにしておけば、構成が簡単である。
また、レンズを切り換える場合に、切り換えるごとに
レンズの位置が変動してしまっては、ピントがぼけたり
撮像できなくなることがある。このため、レンズの位置
が微少量変動したぐらいでは、上記の不具合いが起こら
ないようにしておく必要がある。そのためには移動させ
るレンズの倍率を低く抑えておくのがよい（ここではプ
ロジェクションレンズの倍率は１倍と４倍）。その分、
静止している対物レンズ90の倍率は大きくしておく（こ
こでは対物レンズの倍率は10倍）。
第６図は本発明の細胞分析装置の流体回路図の一実施
例である。まず、弁V1が開けられ、定量装置T1により検
体である尿試料130が、弁V1の手前まで一定量吸引され
る。F1はフィルタである。フィルタの孔径は250μｍ以
上ある。次に、弁V2が開けられ、大気圧より低い圧力の
供給源である陰圧源P2が動作することにより、一定量の
尿試料が反応槽S1に引き入れられる。一方、フィルタ
F2、弁V6を介して染色液槽S2から定量装置T2に吸引され
た染色液が、弁V5が開けられることにより、一定量反応
槽S1に流入する。
大気圧より高い圧力の供給源である陽圧源P3を間欠的
に動作させることにより、反応槽S1内の尿試料、染色液
が気泡により充分に撹拌される。所定時間、例えば、45
秒間染色工程がなされた試料液は、弁V7、V8、V10が開
けられ定量装置T3が吸引を行うことにより、ノズル62近
傍のチューブ132内に満たされる。反応槽S1内の残留液
は弁V7、V9を経て廃液槽S5に排出される。試料供給手段
T4が吐出状態になり、チューブ132内の試料液を定速で
押し、ノズル62の先端からフローセル42内に吐出され
る。試料供給手段T4は例えば、シリンダ内をピストンが
移動することにより定量を行うシリンダである。ピスト
ンの移動速度や移動量を高精度に制御するためには、ス
テッピングモータを動力源とし、モータの正逆回転運動
を往復直線運動に変換してピストンの制御を行うのが良
い。ピストンが上昇すれば吐出状態になる。測定の途中
でモータの回転速度を変えれば、ピストンの移動速度が
変わり、試料液の供給流量が変わる。シース液は定圧で
供給されるので、試料液の供給流量を変えることによ
り、シース液と試料液との供給比率を変えることがで
き、試料液流の厚みを変えることができる。また、同時
に弁V11、V13が開けられることにより、シース液槽S3の
シース液は陽圧源P4の圧力に押され、フローセル42に定
圧で供給される。なお、陽圧源P4とシース液槽S3とでシ
ース液供給手段T5を構成している。弁V14も開けられ、
フローセル42の扁平流路44を流れる試料液及びシース液
は廃液槽S4に排出される。扁平流路44を流れる試料液は
光学系により撮像され、画像処理により尿中の有形成分
の像が抽出される。処理能力の関係上、染色時間に充分
な時間を設けることができない場合には、染色されやす
い粒子をまず撮像し、染色されにくい粒子を後で撮像す
るようにすれば測定が終われば、弁V4、V12、V13から各
流路にシース液が供給されて洗浄される。弁V3、V1が開
けられることにより、陽圧源P1からの空気が試料吸引系
路の液を除去する。
第７図は本発明の細胞分析装置において使用されるフ
ローセル42の一例の斜視図である。第８図、第９図はフ
ローセル42の周辺の断面図であり、第８図は正面断面
図、第９図は第８図においてＡ方向から見た左側面断面
図である。第10図は第９図におけるＣ−Ｃ線拡大断面図
であり、第11図は第７図においてＤ方向から見た拡大断
面図である。なお、第７図、第９図、第10図における一
点鎖線は光軸を示している。
フローセル42は第２のセル43の縮小流路48と第１のセ
ル41の扁平流路44とが連なるように、両セル41、43を一
体化して構成されている。例えば、紫外線硬化型接着剤
等で接着されている。また、セル41、43はそれぞれ複数
のガラス部材を組み合わせて一体化されている。第２の
セル43は第11図に示すように、直方体の一辺を斜めに切
り取ったガラス部材43b、43c、直方体のガラス部材43
a、43dからなっている。ガラス部材43b、43cは、斜めに
切り取った部分が互いに向い合うようされ、しかも底部
に隙間49を設けて配置される。直方体のガラス部材43
a、43dがガラス部材43b、43cを挾むように配置される。
ガラス部材43a、43b、43c、43dは融着により一体化され
ている。一体化により、第２のセル43の内部には上端が
ほぼ正方形であって、下に行く程、光軸方向には幅が狭
まり、光軸と直交する方向には幅が変わらない、縮小流
路48が形成される。
第１のセル41は第10図に示すように、板状のガラス部
材41a、41b、41c、41d、41eを融着して一体化されてい
る。詳しく説明すると、光源側のガラス部材41aな厚み
は1mm程度と比較的厚い。このガラス部材41aの後面（撮
像側）に、厚みが数百μｍの比較的薄いガラス部材41
b、41cが、隙間を設けて配置される。この隙間は第７
図、第８図を見ればわかるように、第２のセル側、すな
わち上端では幅は例えば、1mm程度と狭く、それがしだ
いに広げられ、下端では10mm程度となっている。つま
り、幅／厚み比が下流程大きくなっている。この隙間を
覆うように、ガラス部材41b、41cの後面に厚みの薄いガ
ラス部材41dが配置される。ガラス部材41dは、スライド
ガラス上に用いられるカバーガラスと同程度の厚み、例
えば、0.17mmや0.18mmのガラス部材となっている。ガラ
ス部材41b、41cをガラス部材41a、41dで挾むことによ
り、隙間は扁平流路44になる。撮像側の外壁は上記のよ
うに極めて薄いので、対物レンズを接近させることがで
きる。外壁が厚ければ、被撮像物（扁平流路44の中央部
分を極めて扁平に流れる試料液中の粒子、試料が尿試料
の場合、粒子としては赤血球等の血球成分、上皮細胞、
円柱等が考えられる）までの距離が長くなり、対物レン
ズを接近させることができずに、ピントを被撮像物に合
わせることができなくなる。また、対物レンズは、被撮
像物上のガラスの厚みが所定の薄さ（先に説明したよう
に、例えば0.17、0.18mmの厚さ）のとき性能が発揮でき
るように設計されている。このためガラスの厚みが厚い
と収差の影響が出、良好な拡大画像が得られない。
しかしながら、第１のセル41の後面のガラスの厚みが
薄いままでは、少しの力で破損してしまう。そこで、何
らかの補強が必要となる。少なくとも、計測部分のガラ
スの厚みを薄くしたまま、他の部分を補強する方法とし
て、各種考えられるが、ここでは、ガラス部材41aと同
程度の厚み（1mm程度）を有する板状のガラス部材41e
を、はり合わせて補強している。計測部分には孔46を設
け、ガラスの厚みを薄いままにしている。このようにす
ると、極めて簡単にフローセルの補強が実現できる。ま
た、第１のセル41と第２のセル43とを一体化するときに
しやすいように、そして、一体化したフローセル42を他
の部材で保持しやすいように、第１のセル41の下端及び
上端のそれぞれ前面、後面に、直方体のガラス部材41
f、41g、41h、41iを紫外線硬化型の接着剤等で設けてお
くことが好ましい。一旦、融着で一体化したガラス部品
に、新たにガラス部材を融着しようとすると、先に一体
化してあった部品の寸法、形状等が狂ってしまう恐れが
ある。第１のセル41と第２のセル43は、後々取り扱いが
便利なように接着で一体化されている。他に、第１のセ
ル41と第２のセル43との間に薄いパッキンを挾み、上下
から押圧して連設することもできる。
以上説明したように、フローセル42は単純な形状のガ
ラス部材を複数組み合せて一体化しているので、複雑な
形状であっても比較的容易に製造することができる。
第１及び第２のセル41、43は第11図に示されているよ
うに、ここでは第２のセル43の縮小流路48の最下部、す
なわち、隙間49の長辺、短辺の方向と、第１のセル41の
扁平流路44の長辺、短辺の方向とが同じ方向となるよう
に連設されている。
第８図、第９図に示すように、フローセル42の上部に
はノズル62を保持したシース形成部材52が、パッキン50
を介して接続されている。ノズル62は保持具64に挿入さ
れ、パッキン66を押圧するように固定具68でネジ止めさ
れている。60はＯリングである。ノズル62を保持した保
持具64はシース形成部材52に取り付けられ、フローセル
42の縮小流路48に連なる流路54内に、ノズル62が配置、
保持される。シース形成部材52の側面部には、通路54の
上部に通ずるようにニップル56、58が取り付けられてい
る。
フローセル42、シース形成部材52は、間にパッキン50
を挟んでコの字形のフローセル保持具70に保持される。
フローセル保持具70の下辺には段付き孔が設けられ、こ
の孔にニップル80を設けた保持具78、パッキン76が収納
され、その上にフローセル42が乗せられる。フローセル
保持具70の上辺の貫通孔に挿入されたシース形成部材52
が、パッキン50を介してフローセル42の上に乗せられ
る。シース形成部材52の外周に形成されたネジ部に係合
するネジ部を有するリング状のネジ74が、板72によりフ
ローセル保持具70の上部に回転可能に支持されている。
ネジ74を回転させることにより、シース形成部材52がフ
ローセル保持具70に対し、下に移動させられ、シース形
成部材52及びフローセル42を、フローセル保持具70の上
辺と下辺との間に保持することができる。
染色液で所定時間染色された尿試料は、ノズル62の上
端から定速で押し出される。シース液はニップル58ある
いは56から定圧で供給される。シース形成部材52の通路
54で、試料液はシース液に周囲を包まれて流れる。通路
54で試料液はしだいに細く絞られて流れる。しかし、試
料液中の有形成分は一定の向きに揃っているとは限られ
ない。回転しながら流れている可能性もある。次に、シ
ース液を外層とする試料液は、フローセル42の縮小流路
48を流れる。縮小流路48はくさび状であり、ある方向
（光軸と平行な方向）には大きく幅が狭まっているが、
光軸と直交する方向にはあまり幅が狭まっていない。こ
のため、くさび状の縮小流路48を流れる液は、絞り比率
の大きい方向、すなわち光軸と平行な方向には中心に向
かって大きな力が作用し、絞り比率の小さい方向、すな
わち光軸と直交する方向には中心に向かって小さな力が
作用する。このため、縮小流路48の中央部分を流れる試
料液は、光軸と平行な方向には厚みが薄く、光軸と直交
する方向には幅広く、扁平な流れにされる。
試料液中に扁平な粒子116がある場合には、粒子116は
第12図に示すように、大きい力fh、小さい力fvを受け、
粒子116は扁平な面を光軸方向に向けるように、回転モ
ーメントＭの作用を受け、粒子の向きがその方向にしだ
いに揃えられる。
ある程度、試料液中の粒子を配向させ扁平な流れにさ
れた試料液は、次に、フローセル42の扁平流路44に流入
する。扁平流路44は光軸と平行な方向に狭く、光軸と直
交する方向には広い扁平な流路である。しかも、扁平流
路44は下流に行く程幅が広がっている。つまり幅／厚み
比率が高くなっているので、大きい力fhはさらに大きく
作用し、試料液はしだいにより扁平な流れにされ、有形
成分の配向性が高められる。撮像は流れが安定した扁平
流路44の中央部分でなされる。扁平流路44を流れる試料
液、シース液はニップル80から排出される。
第２のセル43の縮小流路48は第13図に示されるよう
に、一定量絞られた後、しばらく扁平な流路を形成して
いてもよい。このようにすることで、扁平流路44に至る
までに試料流をより扁平にしておくことができる。
〔発明の効果〕
本発明の細胞分析方法及び装置は上記のように構成さ
れているので、次のような効果を奏する。
（１） 請求項１、５では、フローセルに照射する光
量、試料液流の厚み、レンズの倍率を同時に切り換えて
いるので、レンズの倍率にかかわらず鮮明で粒子を多く
含んだ画像を得ることができる。
（２） 請求項２、６では、低倍率の場合に、ストロボ
からの光を拡散板で均一にしているので、視野内に光度
むらが発生しない。このため、背景が均一な画像が得ら
れ、画像処理の際に粒子等の抽出が行い易い。
（３） 請求項３では、先に、高倍率で、後で低倍率で
撮像するので、染色されにくく大きい円柱を、少しでも
よりよく染色した状態で撮像することができる。これに
より、染色工程に要する時間を短縮し、１検体当りの処
理時間を少しでも短くすることができる。
（４） 請求項４では、試料液流の厚みを変えるのに、
試料液の供給量だけを変えているので、その厚みの制御
が容易で簡単である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の細胞分析装置の要部概略図、第２図は
扁平な試料液の流れの一例を示す説明図、第３図はその
断面図、第４図は扁平な試料液の流れの他の例を示す説
明図、第５図はその断面図、第６図は本発明の細胞分析
装置の一実施例を示す流体回路説明図、第７図は第１図
におけるフローセルの斜視図、第８図は第７図に示すフ
ローセル周辺の正面断面図、第９図はその左側面断面
図、第10図は第８図におけるＢ−Ｂ線拡大断面図（また
は第９図におけるＣ−Ｃ線拡大断面図）、第11図は第７
図においてＤ方向から見た拡大断面図、第12図は扁平な
粒子にかかる力を説明するための説明図、第13図は縮小
流路の他の例を示す断面図である。 10……ストロボ、12……コレクタレンズ、14……拡散
板、16……保持具、18……軸、20……ロータリーアクチ
ュエータ、22……第２の移動手段、24……フィールドレ
ンズ、26……ミラー、28……開口絞り、30……歯付きプ
ーリ、32……タイミングベルト、34……歯付きプーリ、
36……モータ、38……可変手段、40……コンデンサレン
ズ、41……第１のセル、41a〜41i……ガラス部材、42…
…フローセル、43……第２のセル、43a〜43d……ガラス
部材、44……扁平流路、45、47……試料液、46……孔、
48……縮小流路、49……隙間、50……パッキン、52……
シース形成部材、54……通路、56、58……ニップル、60
……Ｏリング、62……ノズル、64……保持具、66……パ
ッキン、68……固定具、70……フローセル保持具、72…
…板、74……ネジ、76……パッキン、78……保持具、80
……ニップル、90……対物レンズ、92……ミラー、94、
96……プロジェクションレンズ、98……保持具、100…
…第１の移動手段、102……エアシリンダ、104……ピス
トン、106、108、110、112……反射ミラー、114……撮
像手段、116……扁平な粒子、120、122……視野、130…
…尿試料、132……チューブ、T4……試料供給手段、T5
……シース液供給手段、P4……陽圧源、S1……反応槽、
S2……染色液槽、S3……シース液槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−94156（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−47950（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−307332（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 15/14 G01N 15/02 G01N 33/48 - 33/52 G01N 33/58 - 33/98 G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 ＪＩＣＳＴ（ＪＯＩＳ)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シース液を外層とし扁平な流れにされた試
    料液に、パルス光を照射し、静止画像を次々に得、画像
    処理することにより、試料中の有形成分の分析を行う方
    法において、同一試料に対し、次の（ａ）、（ｃ）及び
    （ｅ）の状態を同時に選択する低倍率の状態と、
    （ｂ）、（ｄ）及び（ｆ）の状態を同時に選択する高倍
    率の状態とでそれぞれ撮像を行うことを特徴とする細胞
    分析方法。 （ａ） 試料液が流れる領域に照射する光量を少なくす
    る状態。 （ｂ） 上記光量を多くする状態。 （ｃ） 試料液の厚みを厚くして流す状態。 （ｄ） 上記厚みを薄くして流す状態。 （ｅ） 試料液の静止画像を低倍率で撮像する状態。 （ｆ） 上記画像を高倍率で撮像する状態。
  2. 【請求項２】低倍率の状態において、照射光を拡散させ
    る工程を付加することを特徴とする請求項１記載の細胞
    分析方法。
  3. 【請求項３】まず、高倍率の状態にて撮像し、途中で、
    低倍率の状態に切り換えて撮像することを特徴とする請
    求項１又は２記載の細胞分析方法。
  4. 【請求項４】試料液流の厚みを変える際、シース液供給
    量を変化させずに、試料液の供給量を変化させることを
    特徴とする請求項１、２又は３記載の細胞分析方法。
  5. 【請求項５】パルス光を発光するパルス光源と、このパ
    ルス光源からの光を導入する開口絞りと、この開口絞り
    の開口面積を可変する可変手段と、開口絞りからの光を
    後記フローセルの扁平流路に照射するコンデンサレンズ
    と、下流に行く程次第に流域が狭められた縮小流路及び
    この縮小流路の下流に連なり幅に比べて厚みが薄い扁平
    流路を有するフローセルと、このローセルの縮小流路の
    上流に先端が下流方向を向くように保持されたノズル
    と、このノズルの他端に接続され試料液の供給量を変え
    ることができる試料供給手段と、縮小流路の上流に接続
    されたシース液供給手段と、フローセルの扁平流路から
    の光を入射する対物レンズと、倍率の異なるプロジェク
    ションレンズを保持した保持具と、この保持具を移動さ
    せる第１の移動手段と、プロジェクションレンズによっ
    て所定倍率にされた画像情報を含んだ光を撮像する撮像
    手段とを包含することを特徴とする細胞分析装置。
  6. 【請求項６】パルス光源と開口絞りとの間に、拡散板と
    この拡散板を移動させる第２の移動手段とを付加したこ
    とを特徴とする請求項５記載の細胞分析装置。
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