JPH0274846A - 粒子測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は流れる検体粒子に対して光ビームを照射し検体
粒子に関する情報を検出して、粒子測定を行なう粒子測
定装置に関する。

［従来の技術］ 従来の粒子測定装置、例えばフローサイトメータでは、
１個ずつ高速で流れる細胞等の検体粒子に一方向から光
を照射し、それによって発生する散乱光や蛍光を測光す
ることにより、検体粒子の粒子径や性質に関する情報が
得られ、多数の細胞についてのこれらの情報から検体粒
子を計量的に解析していた。

この従来のフローサイトメータにおいて、検体粒子に照
射する光ビームの形状及びサイズを、流れ方向は検体粒
子とほぼ同等かやや大きいサイズに設定し、流れ直交方
向は検体粒子よりも大きなサイズに設定することにより
、検体粒子の流わ位置にずれが生じても均一な強度で光
照射を行なうことができる。またこの他に、流れ方向の
ビームサイズを検体粒子のサイズよりも細くしたスリッ
ト形状のビームを照射することにより、検体粒子のより
詳細な情報を検出するスリットスキャン方式も用いられ
ている。また最近では抗体で感作したラテックス粒子に
被検試料を加え、抗原抗体反応によってラテックス粒子
の凝集が起こり、このラテックス凝集体の大きさをフロ
ーサイトメータな使って検出することにより、被検試料
中の特定抗原を判別する使い方もなされてきた。

またフローサイトメータとは別に、検体粒子の画像情報
による粒子測定は、光学顕微鏡や電子顕微鏡等の装置を
用いて行なうことが一般になされている。特に最近は静
止した細胞を微小レーザスポットで２次元的に走査する
ことにより、コントラストの高い細胞の内部構造を反映
する画像を得る装置も用いられるようになってぎた。本
願出願人は先に出願した、特願昭６３−１００５７２に
て前記フローサイトメータと走査型顕微鏡の両者の機能
を兼ね備えた機能を持つ粒子測定装置を提案した。

［発明が解決しようとしている問題点コしかしながら、
特願昭６３−１００５７２の装置や、フローサイトメー
タ　　　　　　　　　　　　では、各々の検体粒子につ
いて１方向からの情報しか取り出すことができず、検体
粒子の立体的な把握ができなかった。

本発明は各々の検体粒子について複数方向からの情報が
得られ、精度の高い解析が可能な粒子測定装置の提供を
目的とする。

［問題を解決するための手段］ 上述した問題点を解決するため、被検部に検体粒子を通
過させる手段と、前記被検部において検体粒子の通過方
向と交差する方向から光ビームを照射する第１の照射手
段と、検体粒子の通過方向と交差し前記第１の照射手段
の照射方向とは異なる方向から光ビームを照射する第２
の照射手段と、前記被検部からの光を前記第１、第２の
照射手段に対してそれぞれ測光する測光手段を備える。

［実施例］ 以下、本発明の粒子測定装置の実施例を図面を用いて詳
細に説明する。

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図はレーザビー
ム照射方向から見たフローセル部の側面図である。検体
粒子を光照射するための第１の光照射手段として、レー
ザ光源１から発射されたレーザ光は、光路中に設けられ
た光偏向器２によって、検体粒子の流れと直交する平面
内で高速に偏向走査される。なおレーザ光源１からの直
進方向にはストッパ３が設けられ、０次光がカットされ
る。光偏向器２で偏向されたレーザ光は、対物レンズ４
にてフローセル５内の流通部６の被検部にテレセントリ
ックに結像される。ここで結像スポットのサイズは検体
粒子サイズよりも小さいものとする。

また、前記走査光の照射方向及び検体粒子の通過方向に
直交する方向からは、第２の光照射手段として、レーザ
光源１１、光偏向器１２、対物しンズ←噌、及びストッ
パ１４が前記第１の照射手段と同様に配置され、被検部
を第１の照射手段とは直交方向からテレセントリックに
走査する。

ここで前記光偏向器２及び１２は、後述の方法にて一方
が被検部を走査している時は他方はブランキングになる
ように制御回路１５にて制御される。すなわち、検体粒
子が複数方向から同時にレーザ照射されることなく、あ
る時間にはどちらか一方からのレーザ光しか照射されな
い。

フローセル５内の流通部６には例えば血球細胞やラテッ
クス凝集体等の検体粒子がシースフロー方式で第１図の
紙面垂直方向、すなわち第２図の上下方向に１個ずつあ
るいは１塊ずつ順々に流される。よって第２図のように
レーザスポット５０が高速に走査される被検部に検体粒
子がさしかかると、検体粒子が流れ横方向に走査される
ことになる。この時、レーザ走査の光学系はテレセント
リックであるため、検体粒子に対してどのスキャン位置
でも同一の方向より照射ビームが入射し均一の走査が行
なわれる。こうしてレーザ光が複数方向から交互に高速
に走査されている流通部λの被検部に検体粒子７が通過
することにより、粒子の通過速度に対して走査速度が十
分大きく設定されているため、検体粒子は被検部通過の
際に各方向から複数回走査され、検体粒子に対して複数
方向から実質上２次元的な走査が行なわれることになる
。

検体粒子７に対し、第１の光照射手段によってレーザ光
が走査され、検体粒子７を透過、及び検体粒子７で散乱
した光、あるいは検体粒子から発する蛍光は、フローセ
ル５を挟んで第１の光照射手段と対向する位置に配置さ
れる集光レンズ８にて集光され、光偏向器２と共役位置
に配される絞り９にて透過光のみが通過し、光検出器１
０にて透過光強度が検出される。なお、透過光ではなく
検体粒子の散乱光を検出したい場合は、絞り９の代りに
絞り９の開口と同一の面積のストッパを配することによ
り、透過光をカットして散乱光を検出することが可能で
ある。

また、フローセル５を挟んで第２の光照射手段と対向す
る位置には集光レンズ１６が配置され、集光レンズ１６
で集光された被検部からの透過光及び散乱光は、絞り１
７によって透過光のみが選択され、光検出器１８にて透
過光強度が検出される。なお、透過光ではなく散乱光を
検出する場合は上記と同様である。前記光検出器１０及
び１８の出力はそれぞれメモリ１３に接続され、時系列
的に別々にメモリ上に蓄えられる。

次に第３図及び第４図を用いて、制御回路１５における
光偏向器２．１２の駆動法について説明する。駆動信号
発生器１９では第４図（１）のように、５０％デユーテ
ィの矩形波を発生する。この信号は二岐され、一方は鋸
歯状波発生器２１に人力され、他方はインバータ２０に
よって第４図（４）のように波形が反転され鋸歯状波発
生器２２に人力される。実際には第４図（２）、第４図
（５）のＵ、ＢＬＫ信号が有効走査範囲を決定する。こ
れら鋸歯状波発生器２１．２２によって、それぞれ第４
図（３）、第４図（６）のような鋸歯状の波形の信号が
得られ、これらの信号はそれぞれ電圧制御型発才辰器２
３．３３、増幅器２４．３４を経て光偏向器の駆動信号
となり、光偏向器２．１２においてトランスデユーサを
駆動して光を偏向して走査する。こうして一方が有効走
査範囲を走査中は、他方はブランキング状態となり、各
方向から見た粒子情報を別々に区別して取り出すことが
できる。

以上のようにして、多数の検体粒子に関して蓄えられた
複数方向から見た検体粒子の形態等を表わす情報のデー
タに、画像処理等の処理を施したり、ヒストグラムやサ
イトグラムに表わしたりして、さまざまな粒子解析が可
能であることは一般に良く知られている。この解析結果
はＣＲＴ上に表示したり、プリントアウト等の方法によ
って出力される。

［第２実施例］ 次に本発明の第２の実施例を説明する。第５図はその構
成図、第丸図はレーザビーム照射方向から見たフローセ
ル部の側面図である。それぞれの図において先の実施例
と同一の符号は同一の部材を表わす。

第５図において、第１の光照射手段として、レーザ光源
３１から出射されたレーザ光は、メカニカルシャッタや
液晶シャッタ、あるいはチョッパ等の光制限手段３２を
通り、複数のシルントリカルレンズから成るレンズユニ
ット３３においてスリット形状のビームに成形されて、
フローセルフ内の流通部６の被検部に照射される。この
ビーム形状は第６図の５１のように、流れ方向に細く流
れ直交方向に大きい形状である。なおレンズユニット３
３の代りに、スリット形状のアパーチャを用いてビーム
スポットを成形しても良い。また変形例として第７図の
５１ような検体粒子サイズよりも大きい楕円型のビーム
スポットの照射も可能であるが、スリット形状のビーム
の方が得られる情報量が多い。

また第２の光照射手段として、前記第１の光照射手段と
は直交する方向に、レーザ光源３４、光制限手段３５、
レンズユニット３６が、前記第１の光照射手段と同様に
配される。

ここで前記第１、第２の光照射手段のレーザ光照射は、
制御回路４５によって光制限手段３２．３５が制御され
、短時間に交互に照射される。

よって被検部への検体粒子の通過により、検体粒子が２
方向から交互にスリットスキャンされる。

こうして交互に検体粒子に照射されて検体粒子を透過及
び散乱した光、あるいは粒子から発する蛍光は、第１の
光照射手段に関しては集光レンズ４０、光検出器４１で
受光さね、第２の光照射手段に関しては集光レンズ４２
、光検出器４３で受光される。なお、透過光、散乱光の
いずれを検出するかは、図示はしていないが、先の実施
例のように光検出器４１．４３の前に絞りを置くか、ス
トッパを置くかでどちらかを選択することができる。こ
れら光検出器４１．４３の出力はメモリ４４において、
別々に時系列的に記憶され、こうしてメモリ４４には複
数方向から見た検体粒子の１次元的な光走査結果が、多
数の検体粒子に関して蓄えられることになり、このデー
タを基にさまざまな粒子解析がなされる。

以上説明してきた実施例では、レーザ照射光の光軸前方
に配される光検出手段により前方散乱光又は透過光を検
出したが、他方の光検出手段を側方散乱光の検出に兼用
して、同時に側方散乱光を検出することも可能である。

なお側方散乱光を検出するのに、他方の光検出手段を兼
用せずに専用の検出光学系を設けても良いのはもちろん
のことである。さらに光路中、光検出器の前にダイクロ
イックミラーやバリアフィルタからなる検出系を設けて
検体粒子から発する蛍光を検出することも可能である。

これにより測定パラメータを増やすことができ、測定精
度の向上につながる。

なお上述の実施例では、ブランキング制御することによ
り、２方向からの照射光が同時に被検粒子に照射されな
いようにして、他方の照射光によるノイズの混入を防い
だが、透過光または面方散乱光のみの検出が目的であれ
ば、ブランキング制御せずに、２方向からの照射光を同
時に照射しても測定精度にはさほど影響は無い。なぜな
らば透過光または前方散乱光の強度に対して、側方散乱
光や蛍光の強度はごく微弱だからである。

また上述の実施例では、検体粒子を２方向から光照射し
て、２方向からの情報を得たが、これには限定されず、
３方向以上の複数方向から光照射することにより、より
詳細な解析を行なうことも可能である。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、各々の検体粒子について複数方向
からの情報を得ることができ、より精度の高い解析が可
能な粒子測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、 第２図はフローセル部の側面図、 第３図は光偏向器の駆動方法、 第４図は光偏向器の駆動タイミングチャート、第５図は
第２実施例の構成図、 第６図は第２実施例におけるフローセル部の側面図、 第７図は第２実施例の変形例におけるフローセル部の側
面図、 であり、図中の主な記号は、 １．１１．３１．３４・・・・レーザ光源、２．１２・
・・・光偏向器、３、！４・・・・ストッパ、５・・・
・フローセル、６・・・・流通部、７・・・・検体粒子
、９．１７・・・・絞り１３．４４・・・・メモリ、１
５．４５・・・・制御回路、１９・・・・駆動信号発生
器、２１．２２・・・・鋸歯状波発生器、２３．３３・
・・・電圧制御型発振器、２４．３４・・・・増幅器、
３２．３５・・・・光制限手段。 第２因 住６ 千３図 第４団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検部に検体粒子を通過させる手段と、前記被検部
   において検体粒子の通過方向と交差する方向から照射光
   を照射する第１の照射手段と、検体粒子の通過方向と交
   差し前記第１の照射手段の照射方向とは異なる方向から
   照射光を被検部に照射する第２の照射手段と、前記被検
   部からの光を前記第１、第２の照射手段に対してそれぞ
   れ測光する測光手段を備えることを特徴とする粒子測定
   装置。 ２、前記第１、第２の照射手段の一方が照射中は他方は
   ブランキングとなるように制御する制御手段を有する請
   求項１記載の粒子測定装置。 ３、前記照射手段は光偏向器を含む光学系で光ビームを
   偏向して、被検部を検体粒子の通過方向と交差する方向
   に走査する請求項１記載の粒子測定装置。 ４、前記照射手段は検体粒子の通過方向と交差する方向
   に扁平の光ビームを照射する請求項１記載の粒子測定装
   置。