JPH07318478A - 粒子分析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】サンプルノズルを可動とし、光学系，撮像系と
流路系の調整を分離することにより、装置の調整を簡単
にする粒子分析装置を実現すること。 【構成】光束をフローセル４に照射し、サンプル試料内
粒子による散乱信号を利用し、サンプルノズル調整つま
み５４によりサンプルノズル５０を移動し、サンプル流
をフローセル内規定の位置に配置する。 【効果】光学系，撮像系，流路系の調整が複雑に絡み合
った調整から、サンプルノズルを可動式にすることによ
り、流路系の調整を独立化することができ、装置の調整
が簡単かつ、スムーズに行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流れている液体中の粒
子を撮像し、液体中の粒子を分析する粒子分析装置であ
り、特に尿，血液中の細胞や粒子を分析するのに適した
粒子分析装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、血液や尿等のサンプル液中の細胞
や粒子の分類及び分析は、スライドガラス上に標本を作
成し顕微鏡で観察することにより行われてきた。サンプ
ル液が尿の場合には、含まれる粒子の濃度が薄いため、
サンプル液を予め遠心分離器で遠心分離してから観察し
ていた。

【０００３】しかし、この方法では、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
生じたりすることがあった。また、この方法では標本作
成に時間がかかり、また、顕微鏡ステ−ジを機械的に移
動させる作業が必要であり、そのために分類や分析のた
めに長時間を要したり、機械的機構が複雑になるという
問題点があった。

【０００４】標本を作成せずに、流れているサンプル液
中の粒子画像を撮像し、得られた画像から粒子を分析，
分類するものとしては、特開平3―105235号公報，特開
平5−34262 号公報が知られている。

【０００５】特開平3―105235 号公報では、フラットシ
ースフロー方式を応用した顕微鏡検査方法を採用してお
り、フローセル中サンプルを上部から下部へ流れの幅が
広くなるように偏平に流し、ストロボ光による静止画像
を撮影しその静止画像を用いて粒子を分析する方法が示
されている。

【０００６】特願平5−24626号公報では、サンプルを幅
が広く厚みの薄い扁平な流れにして流す方法が示されて
いる。

【０００７】サンプルを流路の比が１〜数倍のフローセ
ルを用いて２つの平面流(シース液)によりサンプル液を
挾み込み、サンドイッチ構造の流れを形成しそのまま撮
像部へと流れる。そこで幅の広い極めて厚みの薄い扁平
流を形成する。さらに、扁平度を向上させるためにサン
プルノズルは、吐出口が扁平状（例えば楕円）のノズル
を使用している。

【０００８】特願平4−30383号公報では、さらに粒子検
出用光学系を粒子画像撮像系の中に組み込んだ方法が示
されている。すなわち、粒子検出用レーザ光束が、顕微
鏡画像撮像系の顕微鏡コンデンサレンズを通してサンプ
ル試料流れに照射する方法が述べられている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】流れているサンプル液
の粒子の静止画像を撮影し解析するために、従来の方法
では次のような問題点がある。

【００１０】１．上記従来技術に開示された装置におい
ては、撮像部におけるサンプル流の位置については詳細
に示されていない。実際、静止画像を撮影する際には、
撮像部におけるサンプル流の位置は非常に重要である。
サンプル流が撮像領域を超える位置であったり、対物レ
ンズの焦点深度から外れた位置を流れていると、分析精
度の低下や鮮明な画像を得られないという問題点があ
る。またこの場合、複雑な光学系の再調整をしなければ
ならないという問題もある。

【００１１】２．装置の調整時において、サンプル流の
位置を調整する手段が無いため、粒子検出光学系，粒子
画像撮像系を調整する場合、サンプル流の位置に合わせ
て調整を行う必要がある。このためそれぞれの調整が複
雑に絡み合い調整に非常に時間がかかる。また、装置間
にも調整の差が生じ、経験も必要となり簡単に調整でき
ないという問題点がある。

【００１２】３．装置使用中にサンプル流の位置が変化
した場合、その位置に合わせて光学系の再調整を行わな
ければならず、調整に時間がかかるため、分析中断の時
間が長くなるという問題がある。

【００１３】本発明の目的は、流れている粒子の静止画
像を撮影する粒子分析装置において、粒子検出光学系，
粒子撮像光学系の調整とサンプル試料流れの調整を分離
することにより、調整が簡単な粒子分析装置を提供する
ものである。

【００１４】

【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、本発明の粒子分析装置ではサンプルノズルを可動
式とし、光束による粒子の散乱信号を用いてサンプル流
をフローセル内規定の位置に配置する。ここで、正確に
配置するためには、サンプル流の幅の値は、既知のもの
であるか、あるいは流れの幅方向が規定された流れであ
る必要がある。また、調整用のサンプル試料は、粒子サ
イズにばらつきがあると散乱信号がばらつくため、適当
な濃度のサイズのそろった粒子とする。

【００１５】光束は、フローセル中央軸上とサンプル流
幅境界上より少し離れた２点に配置し、光軸方向の規定
位置で集光させる。

【００１６】サンプル流の幅方向の調整は、境界上の散
乱信号を用いて行う。境界上を粒子が流れることは無い
ため、散乱信号は得られず、ある一定の信号が得られ
る。従って、散乱信号が得られている場合は、ある一定
の信号が得られるまでサンプルノズルをサンプル流幅方
向に移動することにより、規定の位置に配置する。ま
た、初めからある一定の信号が得られている場合も、一
度散乱信号が得られる位置までサンプルノズルを移動
し、再び一定の信号を得るまで戻した方が良い。

【００１７】サンプル流の厚さ方向の調整は、中央ライ
ン上の散乱信号を用いて行う。散乱信号の値が最も小さ
くなるように、サンプルノズルを光軸方向に移動するこ
とにより規定の位置に配置する。

【００１８】また、前述の光束の配置点はサンプル流幅
境界付近の２点でも良い。この場合幅方向の調整は、境
界付近２点の信号がある一定レベルになるように、サン
プルノズルを動かし調整する。光軸方向の調整は、どち
らか一方の点を利用し前述と同様の調整を行う。

【００１９】以上のことは、サンプルノズルを可動式に
することにより可能となる。

【００２０】

【作用】装置の調整を簡単にすることを目的とし、サン
プルノズルを可動式とすることにより、次のような作用
がある。

【００２１】撮像部におけるサンプル流をサンプルノズ
ルを調整することにより制御できるため、常に最適な状
態で分析を行うことができる。

【００２２】装置の調整時において、粒子検出光学系，
粒子画像撮像系の調整とサンプル流の調整を切り離すこ
とにより、光学系，撮像系と流路系（サンプルノズル，
フローセル一体の系）を分離することができる。従っ
て、それぞれの系を調整し組み合わせるだけで全体の調
整が終了し、調整が簡単になり時間も短縮される。

【００２３】光学系，撮像系と流路系の調整を別に行え
ることにより、自由にその組み合わせを選ぶことができ
る。

【００２４】光学系，撮像系と流路系を自由に組み合わ
せることができるため、装置使用中に何か異常をきた
し、サンプルノズルやフローセルの交換が生じた場合、
調整済みの流路系に組み替えることで、交換による再調
整が不要となり、分析中断の時間が短縮される。

【００２５】装置使用中に明らかにサンプル流の位置が
変化した場合、サンプルノズルを調整して、サンプル試
料流れを規定の位置に配置することにより、光学系の再
調整をする必要がなく、調整が簡単になり調整に伴う分
析中断時間が短縮される。

【００２６】以上の作用により粒子分析装置において、
サンプルノズルを可動式にすることにより、装置調整が
簡単でかつスムーズに行える粒子分析装置を提供するこ
とができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００２８】図１は、本発明の粒子分析装置の全体構成
図である。顕微鏡光源であるフラッシュランプ１を出た
光は顕微鏡光軸９上を進み、フィールドレンズ２で集め
られコンデンサレンズ３を通ってフローセル４内のサン
プル流１３上に集光される。顕微鏡対物レンズ５により
粒子画像は結像位置６に像を形成する。この結像位置の
像は、投影レンズ７によりＴＶカメラ８の撮像画面上に
投影され、表示装置１１に静止画像として表示される。

【００２９】フラッシュランプ１の発光のタイミング
は、粒子検出系の検出信号に従って制御される。連続発
振しているレーザ１５からの光束は、コリメータレンズ
１６で平行光束に変換され、シリンドリカルレンズ１７
で光束の一方向のみ集束させる。レーザ集束位置はフロ
ーセル内サンプル流れの上流であり、反射鏡１８および
微小反射鏡１９をへて照射される。測定対象であるサン
プル粒子がレーザ光束をよぎると、レーザ光は光散乱さ
れ、この散乱光は粒子像撮影につかう顕微鏡対物レンズ
５で集められ、ハーフミラー２０で反射させ光検出器２
２で電気信号に変換され粒子検出信号を得る。

【００３０】レーザ１５は常時点灯しており、常にサン
プル中の粒子が検出領域を通過するのを観察している。
粒子が通過し散乱光による粒子検出信号が所定の信号レ
ベル以上有れば、フラッシュランプ１をランプ制御回路
２３とランプ駆動回路２４により粒子の画像が画像取り
込み視野の定められた位置に止まるようなタイミングで
発光する。

【００３１】ＴＶカメラの出力信号は画像メモリ２５に
記憶され、静止画像は表示装置１１上に表示される。

【００３２】図２は図１の構成を利用したサンプル試料
流れ調整用装置の構成図であり、フローセル４付近を上
部から見た図である。レーザ１５よりでたレーザ光束は
反射鏡１８で反射させハーフミラー２０により光束Ａ４
２と光束Ｂ４３に分けられ、光束Ｂ４３は更に反射鏡１
８で反射させ集光レンズ３６を介し光軸方向規定の位置
２点に集光される。この光は光検出器２２で電気信号に
変換され、得られた電気信号はオシロスコープ３８に表
示される。

【００３３】図３は可動式サンプルノズルの一実施例で
ある。サンプルノズル５０はノズルホルダ５２上に配置
され、フローセル４に挿入される。サンプル試料はサン
プル供給パイプ６０から供給され、サンプルノズル５０
を経てシース液注入口６２より供給されたシース液と共
にフローセル４内に流れ込む。ノズルホルダ５２は、ピ
ン５８と調整つまみ５４を備えている。図３の図示では
光軸方向の一方向のみであるが、サンプル流幅方向にも
備える。ピン５８と調整つまみ５４にはある角度をつけ
たほうがよい。ピン５８の内部にはバネ５６が入ってお
り、常にサンプルノズルを押している。調整つまみ５４
を回しピン５８のバネ５６の力を利用することにより、
サンプルノズルを動かす。

【００３４】図４（ａ）はサンプル流１３が規定の位置
に有る場合のサンプル流１３と光束との位置関係を示し
た図である。図４(ｂ)，(Ｃ)は、その時の光束Ａ４２，
光束Ｂ４３の出力信号例である。光束Ａ４２の出力信号
は、光束上を粒子が通過するため、図４（ａ）のように
ある低いレベルの信号が得られる。一方、光束Ｂ４３は
光束上の粒子の通過が無いため、図４（ｃ）のようにあ
る一定の高いレベルの信号が得られる。

【００３５】図５（ａ)，(ｂ）はサンプル流１３が規定
の位置から外れている場合の位置関係図及び出力信号で
ある。この場合まず光軸方向の調整つまみ５４を回して
サンプルノズル５０を移動させ、信号レベルが図４
（ｂ）になるように調整をする。次にサンプル流１３幅
方向を同様の方法で信号レベルが図４（ｃ）になるよう
に調整しサンプル流１３を規定の位置に配置する。

【００３６】図６はサンプル流調整を単独で行う場合の
構成図である。光源からでた光束はハーフミラー２０に
より光束Ａ４２，光束Ｂ４３に分けられ、光束Ｂ４３は
更に反射鏡１８により反射させ、集光レンズ３６を介し
光軸方向規定の位置に集光され、この光は光検出器２２
により電気信号に変換される。得られた電気信号はオシ
ロスコープ３８に表示される。反射鏡１８の位置を変え
れば規定したい幅を自由に変えることができる。図２と
同様の配置を取った場合、図１のフラッシュランプ１の
光軸が利用して、前述同様の調整を行いサンプル流１３
を規定の位置に配置する。

【００３７】

【発明の効果】

（１）サンプルノズルを可動式にすることにより、光学
系，撮像系と流路系の調整を分離することができ、装置
の調整が簡単に行える。

【００３８】（２）光学系，撮像系と流路系を自由に組
み合わせることができ、サンプルノズルやフローセルの
交換の際に、調整済みの流路系に組み替えるだけで、再
調整が不要となり、分析中断の時間が短縮される。

【００３９】（３）サンプル試料流れの位置がずれた場
合、サンプルノズルの調整のみで対応ができ、複雑な光
学系の再調整が不要となる。

【００４０】以上本発明によれば、流れている粒子の静
止画像を撮影する粒子分析装置においてサンプルノズル
を可動式にすることにより、流路系の調整が独立し、装
置の調整を簡単に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】粒子検出装置の全体構成図である。

【図２】サンプル流調整装置の構成図である。

【図３】可動式サンプルノズル図である。

【図４】サンプル試料と光束の位置関係及び検出信号パ
ターン図である。

【図５】サンプル試料と光束の位置関係及び検出信号パ
ターン図である。

【図６】サンプル流調整装置の単独構成図である。

【符号の説明】

１…フラッシュランプ、２…フィールドレンズ、３…コ
ンデンサレンズ、４…フローセル、５…顕微鏡対物レン
ズ、６…結像位置、７…投影レンズ、８…ＴＶカメラ、
９…顕微鏡光軸、１１…表示装置、１３…サンプル流、
１５…レーザ、１６…コリメータレンズ、１７…シリン
ドリカルレンズ、１８…反射鏡、１９…微小反射鏡、２
０…ハーフミラー、２２…光検出器、２３…ランプ制御
回路、２４…ランプ駆動回路、２５…画像メモリ、３０
…フローセル中心軸、３６…集光レンズ、３８…オシロ
スコープ、４２…光束Ａ、４３…光束Ｂ、５０…サンプ
ルノズル、５２…ノズルホルダ、５４…調整つまみ、５
６…バネ、５８…ピン、６０…サンプル供給パイプ、６
２…シース液注入口。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フローセルにサンプルを供給し、前記フロ
   ーセルにサンプル液の外層として流れるシース液を供給
   し、パルスランプを光源として粒子を撮像し、得られた
   画像を解析し粒子の分析をする粒子分析方法において、
   サンプルを供給するノズルが可動することを特徴とする
   粒子分析装置。
2. 【請求項２】前記サンプルノズルにより、サンプル流の
   位置が調整できることを特徴とする請求項１記載の粒子
   分析装置。
3. 【請求項３】前記調整において、調整時には装置内の他
   の調整と切り離し、単独で調整可能であることを特徴と
   する請求項２記載の粒子検出装置。
4. 【請求項４】前記単独調整時には光束を利用し、サンプ
   ル流の位置調整を行うことを特徴とする請求項３記載の
   粒子分析装置。