JP6722040B2 - Particle detecting device and method for inspecting particle detecting device - Google Patents
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Description
本発明は検出技術に関し、粒子検出装置及び粒子検出装置の検査方法に関する。 The present invention relates to a detection technique, and relates to a particle detection device and an inspection method for the particle detection device.
液体パーティクルカウンタやフローサイトメータを含む粒子検出装置においては、サンプルである流体を流すためのフローセルが用いられる。フローセルは透明であり、フローセル内部を流れる流体に検査光を照射すると、流体中に含まれる粒子が蛍光を発したり、散乱光が生じたりする。蛍光や散乱光は、フローセルの隣に配置されたレンズで集光されて検出される。蛍光や散乱光の検出回数、検出強度、及び検出波長等から、流体中に含まれていた粒子の数や種類を特定することが可能である。例えば、粒子が生物粒子であるか否か、粒子が樹脂であるか否か、あるいは粒子が気泡であるか否か等を判別することが可能である。 In a particle detection device including a liquid particle counter and a flow cytometer, a flow cell for flowing a sample fluid is used. The flow cell is transparent, and when the fluid flowing inside the flow cell is irradiated with inspection light, particles contained in the fluid emit fluorescence or generate scattered light. The fluorescence and scattered light are collected and detected by a lens arranged next to the flow cell. It is possible to identify the number and type of particles contained in the fluid from the number of detections of fluorescence and scattered light, the detection intensity, the detection wavelength, and the like. For example, it is possible to determine whether the particles are biological particles, whether the particles are resin, or whether the particles are bubbles.
粒子検出装置においては、出荷時や定期検査の際に、検査光源の位置、フローセルに対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセルの位置等が検査される。また、これらの位置や角度が設計値からずれている場合は、これらの位置や角度を調整する。 In the particle detection device, the position of the inspection light source, the optical path of the inspection light including the incident position and the incident angle of the inspection light with respect to the flow cell, the focus of the inspection light, the position of the flow cell, etc. are inspected at the time of shipping or during the periodic inspection. It If these positions and angles deviate from the design values, these positions and angles are adjusted.
例えば、特許文献１は、レーザビームを適正にキャピラリセルに入射させるために、集光レンズ又はキャピラリセルを移動させて、レーザビームと波長が同じ散乱光のピークを検出する方法を記載している。特許文献２は、レーザ光の照射位置を調整するために、レーザ光源に対するフローセルの位置を移動させ、フローセル内を流れる粒子によって生じたレーザ光と波長が同じ散乱光を検出する方法を記載している。特許文献３は、光学系及びフローセルの位置を調整するために、フローセルに粒子を流してフローセルにレーザ光を照射し、粒子で生じた、レーザ光と波長が同じ散乱光の画像を撮像する方法を記載している。 For example, Patent Document 1 describes a method of moving a condenser lens or a capillary cell to detect a peak of scattered light having the same wavelength as the laser beam in order to properly enter the laser beam into the capillary cell. .. Patent Document 2 describes a method of moving the position of a flow cell with respect to a laser light source in order to adjust the irradiation position of laser light and detecting scattered light having the same wavelength as the laser light generated by particles flowing in the flow cell. There is. In Patent Document 3, in order to adjust the positions of the optical system and the flow cell, particles are caused to flow through the flow cell, the flow cell is irradiated with laser light, and an image of scattered light generated in the particle having the same wavelength as the laser light is captured. Is described.
特許文献１に記載された方法は、集光レンズ又はキャピラリセルを移動させる作業が必要であり、煩雑である。また、分析される散乱光の波長がレーザビームの波長と同じであるため、迷光の影響を受けやすい。さらに、キャピラリセルの断面方向におけるレーザビームの位置しか調整できない。 The method described in Patent Document 1 requires a work of moving the condenser lens or the capillary cell and is complicated. Further, since the wavelength of the scattered light to be analyzed is the same as the wavelength of the laser beam, it is easily affected by stray light. Furthermore, only the position of the laser beam in the cross-sectional direction of the capillary cell can be adjusted.
特許文献２に記載された方法は、レーザ光の照射位置の調整のために、フローセルに粒子を流す必要がある。しかし、調整のために用いる粒子は、フローセルに残存するおそれがある。また、特許文献２に記載された発明は、特許文献１に記載された発明と同様に煩雑であり、迷光の影響を受けやすく、フローセルの位置しか調整できない。 In the method described in Patent Document 2, it is necessary to flow particles in the flow cell in order to adjust the irradiation position of laser light. However, particles used for adjustment may remain in the flow cell. Further, the invention described in Patent Document 2 is as complicated as the invention described in Patent Document 1, is susceptible to stray light, and can only adjust the position of the flow cell.
特許文献３に記載された方法においても、調整のために用いる粒子は、フローセルに残存するおそれがある。また、粒子で生じた散乱光の波長は、ビーム光と波長が同じであるため、迷光と区別がつかない。さらに、ある粒子で生じた散乱光は、他の粒子で再度散乱されることが繰り返されるため、散乱光の形状は不明瞭になる。またさらに、散乱光は、粒子がレーザ光を横切った時のみに生じるため、高濃度の粒子をフローセルに流し続けなければならない。 Even in the method described in Patent Document 3, particles used for adjustment may remain in the flow cell. Further, the wavelength of the scattered light generated by the particles is the same as the wavelength of the beam light, so that it cannot be distinguished from stray light. Further, the scattered light generated by a certain particle is repeatedly scattered by another particle, so that the shape of the scattered light becomes unclear. Furthermore, scattered light is generated only when particles cross the laser light, so that a high concentration of particles must be kept flowing in the flow cell.
本発明者らは、鋭意研究の末、従来技術の上記の課題を見出した。そこで、本発明は、フローセルを含む光学系の検査が容易な粒子検出装置及び粒子検出装置の検査方法を提供可能することを目的の一つとする。 The present inventors have found the above-mentioned problems of the prior art after earnest research. Therefore, it is an object of the present invention to provide a particle detection device and an inspection method of the particle detection device, which makes it easy to inspect an optical system including a flow cell.
本発明の態様によれば、（ａ）検査光を発する検査光源と、（ｂ）検査光を照射される、流体で満たされるフローセルと、（ｃ）フローセル内の流体を横切る検査光によって生じた、検査光とは波長が異なる反応光の形状を撮像する撮像装置と、を備える、粒子検出装置が提供される。 According to an aspect of the invention, (a) an inspection light source that emits inspection light, (b) a flow cell filled with a fluid that is irradiated with the inspection light, and (c) an inspection light that crosses the fluid in the flow cell. A particle detection device is provided, which includes: an imaging device that images a shape of reaction light having a wavelength different from that of the inspection light.
上記の粒子検出装置において、反応光がラマン散乱光であってもよい。フローセルを満たす流体が水を含む液体であってもよい。 In the above particle detection device, the reaction light may be Raman scattered light. The fluid that fills the flow cell may be a liquid containing water.
上記の粒子検出装置において、反応光が蛍光であってもよい。フローセルを満たす流体が蛍光色素を含む液体であってもよい。 In the above particle detection device, the reaction light may be fluorescence. The fluid filling the flow cell may be a liquid containing a fluorescent dye.
上記の粒子検出装置が、フローセルの位置を第１焦点とする楕円鏡をさらに備え、撮像装置が、楕円鏡の頂点に設けられた孔を介して、反応光を撮像してもよい。 The particle detection device may further include an elliptical mirror whose first focal point is the position of the flow cell, and the imaging device may image the reaction light through a hole provided at the apex of the elliptical mirror.
上記の粒子検出装置において、フローセルが、反応光を反射する半球面反射膜と、半球面反射膜で反射された反応光が透過する半球面レンズ部と、を備えていてもよい。 In the above particle detection device, the flow cell may include a hemispherical reflecting film that reflects reaction light, and a hemispherical lens portion that transmits the reaction light reflected by the hemispherical reflecting film.
また、本発明の態様によれば、（ａ）粒子検出装置が備える検査光源から検査光を発することと、（ｂ）粒子検出装置の流体で満たされるフローセル内の流体を横切る検査光によって生じた、検査光とは波長が異なる反応光の形状を撮像することと、を備える、粒子検出装置の検査方法が提供される。 Further, according to the aspect of the present invention, (a) the inspection light is emitted from the inspection light source provided in the particle detection device, and (b) the inspection light is generated by the inspection light traversing the fluid in the flow cell filled with the fluid of the particle detection device. And imaging a shape of reaction light having a wavelength different from that of the inspection light.
上記の粒子検出装置の検査方法において、反応光がラマン散乱光であってもよい。フローセルを満たす流体が水を含む液体であってもよい。 In the above-described inspection method for the particle detection device, the reaction light may be Raman scattered light. The fluid that fills the flow cell may be a liquid containing water.
上記の粒子検出装置の検査方法において、反応光が蛍光であってもよい。フローセルを満たす流体が蛍光色素を含む液体であってもよい。 In the above-described inspection method for the particle detection device, the reaction light may be fluorescence. The fluid filling the flow cell may be a liquid containing a fluorescent dye.
上記の粒子検出装置の検査方法が、所定の形状と、撮像装置が撮像した反応光の形状と、を比較することをさらに備えていてもよい。 The above-described method for inspecting a particle detection device may further include comparing a predetermined shape with the shape of the reaction light imaged by the imaging device.
上記の粒子検出装置の検査方法が、撮像装置が撮像した反応光の形状に基づき、粒子検出装置の光学系を調整することをさらに備えていてもよい。 The inspection method for the particle detection device may further include adjusting an optical system of the particle detection device based on the shape of the reaction light imaged by the imaging device.
上記の粒子検出装置の検査方法において、フローセルの位置を第１焦点とする楕円鏡の頂点に設けられた孔を介して、反応光を撮像してもよい。 In the above-described method for inspecting a particle detection device, reaction light may be imaged through a hole provided at the apex of an elliptical mirror having the position of the flow cell as the first focal point.
上記の粒子検出装置の検査方法において、フローセルが、検査光を照射された粒子で生じた反応光を反射する半球面反射膜と、半球面反射膜で反射された反応光が透過する半球面レンズ部と、を備えていてもよい。 In the above-described inspection method for a particle detection device, a flow cell is a hemispherical reflective film that reflects reaction light generated by particles irradiated with inspection light, and a hemispherical lens that transmits reaction light reflected by the hemispherical reflection film. And a section may be provided.
本発明によれば、フローセルを含む光学系の検査が容易な粒子検出装置及び粒子検出装置の検査方法を提供可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a particle detection device and an inspection method for a particle detection device, which facilitate inspection of an optical system including a flow cell.
以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Embodiments of the present invention will be described below. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in light of the following description. Further, it is needless to say that the drawings include portions in which dimensional relationships and ratios are different from each other.
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る粒子検出装置は、図１に示すように、検査光を発する検査光源３０と、検査光を照射される、流体で満たされるフローセル４０と、フローセル４０内の流体を横切る検査光によって生じた、検査光とは波長が異なる反応光の形状を撮像する撮像装置９０と、を備える。ここで、流体とは、例えば液体である。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the particle detection device according to the first exemplary embodiment of the present invention includes an inspection light source 30 that emits inspection light, a flow cell 40 that is irradiated with inspection light and is filled with a fluid, and the inside of the flow cell 40. Image pickup device 90 for picking up an image of a reaction light having a wavelength different from that of the inspection light, which is generated by the inspection light traversing the fluid. Here, the fluid is, for example, a liquid.
粒子検出装置が検出対象とする粒子は、微生物等を含む生体物質、細胞、化学物質、ごみ、ちり、及び埃等のダスト等を含む。微生物の例としては細菌及び真菌が含まれる。細菌の例としては、グラム陰性菌及びグラム陽性菌が挙げられる。グラム陰性菌の例としては、大腸菌が挙げられる。グラム陽性菌の例としては、表皮ブドウ球菌、枯草菌、マイクロコッカス、及びコリネバクテリウムが挙げられる。真菌の例としては、黒カビ等のアスペルギルスが挙げられる。ただし、微生物はこれらに限定されない。 Particles to be detected by the particle detection device include biological substances including microorganisms, cells, chemical substances, dust, dust, dust and the like. Examples of microorganisms include bacteria and fungi. Examples of bacteria include Gram-negative and Gram-positive bacteria. Examples of Gram-negative bacteria include E. coli. Examples of Gram-positive bacteria include Staphylococcus epidermidis, Bacillus subtilis, Micrococcus, and Corynebacterium. Examples of fungi include Aspergillus such as black mold. However, the microorganism is not limited to these.
フローセル４０には、検査対象粒子を含む流体が流れる貫通孔４４が設けられている。例えば、フローセル４０は直方体状であり、貫通孔４４は直方体状である。フローセル４０は、例えば石英ガラスからなる。 The flow cell 40 is provided with a through hole 44 through which a fluid containing particles to be inspected flows. For example, the flow cell 40 has a rectangular parallelepiped shape, and the through hole 44 has a rectangular parallelepiped shape. The flow cell 40 is made of, for example, quartz glass.
フローセル４０を流れる流体に、微生物等の蛍光性粒子が含まれていると、粒子は励起光を照射されて蛍光を発する。例えば、微生物に含まれるリボフラビン（ｒｉｂｏｆｌａｖｉｎ）、フラビンヌクレオチド（ＦＭＮ）、フラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤ（Ｐ）Ｈ）、ピリドキサミン（ｐｙｒｉｄｏｘａｍｉｎｅ）、ピリドキサールリン酸（ｐｙｒｉｄｏｘａｌ−５’−ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、ピリドキシン（ｐｙｒｉｄｏｘｉｎｅ）、トリプトファン（ｔｒｙｐｔｏｐｈａｎ）、チロシン（ｔｙｒｏｓｉｎｅ）、及びフェニルアラニン（ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅ）等が、蛍光を発する。 When the fluid flowing through the flow cell 40 contains fluorescent particles such as microorganisms, the particles are irradiated with excitation light and emit fluorescence. For example, riboflavin contained in microorganisms, flavin nucleotide (FMN), flavin adenine dinucleotide (FAD), nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NAD(P)H), pyridoxamine, pyridoxal phosphate (pyridoxal). -5'-Phosphate, pyridoxine, tryptophan, tyrosine, phenylalanine, etc. fluoresce.
フローセル４０内部を流れる蛍光性粒子を検出するための検査光としての励起光は、例えば、フローセル４０の中心に焦点を結ぶよう、検査光源３０から照射される。検査光源３０としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）及びレーザが使用可能である。検査光の波長は、例えば２５０ないし５５０ｎｍである。検査光は、可視光であっても、紫外光であってもよい。検査光が可視光である場合、検査光の波長は、例えば４００ないし５５０ｎｍの範囲内であり、例えば４０５ｎｍである。検査光が紫外光である場合、検査光の波長は、例えば３００ないし３８０ｎｍの範囲内であり、例えば３４０ｎｍである。ただし、検査光の波長は、これらに限定されない。 Excitation light as inspection light for detecting fluorescent particles flowing inside the flow cell 40 is emitted from the inspection light source 30 so as to focus on the center of the flow cell 40, for example. A light emitting diode (LED) and a laser can be used as the inspection light source 30. The wavelength of the inspection light is, for example, 250 to 550 nm. The inspection light may be visible light or ultraviolet light. When the inspection light is visible light, the wavelength of the inspection light is in the range of 400 to 550 nm, for example, 405 nm. When the inspection light is ultraviolet light, the wavelength of the inspection light is within the range of 300 to 380 nm, for example, 340 nm. However, the wavelength of the inspection light is not limited to these.
検査領域としての貫通孔４４内部で励起光を照射された蛍光性粒子は蛍光を発する。また、励起光を照射された蛍光性粒子及び非蛍光性粒子において、例えばミー散乱による散乱光が生じる。ミー散乱による散乱光の波長は、検査光の波長と同じである。検査光を照射された粒子において生じた蛍光及び散乱光は、粒子から全方位的に発せられる。 The fluorescent particles irradiated with the excitation light inside the through hole 44 as the inspection region emit fluorescence. Further, scattered light due to Mie scattering is generated in the fluorescent particles and the non-fluorescent particles irradiated with the excitation light. The wavelength of scattered light due to Mie scattering is the same as the wavelength of inspection light. The fluorescence and scattered light generated in the particles irradiated with the inspection light are emitted from the particles in all directions.
フローセル４０の表面から出射した蛍光及び散乱光は、レンズ５５で集光され、レンズ５５の焦点に集光される。レンズ５５とレンズ５５の焦点の間には、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂが配置されている。 The fluorescence and the scattered light emitted from the surface of the flow cell 40 are condensed by the lens 55 and condensed at the focal point of the lens 55. Wavelength selective reflecting mirrors 70A and 70B are arranged between the lens 55 and the focal point of the lens 55.
波長選択的反射鏡７０Ａは、例えば、波長選択的に、ミー散乱による散乱光を反射する。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点は、レンズ５５の焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点に、散乱光を検出するための光検出器６０Ａが配置される。波長選択的反射鏡７０Ａと光検出器６０Ａの間に、誘電体多層膜等を含むバンドパスフィルタ、及びロングパスフィルタ等が配置されてもよい。 The wavelength-selective reflecting mirror 70A reflects scattered light due to Mie scattering in a wavelength-selective manner, for example. The focus of the scattered light reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70A is optically equivalent to the focus of the lens 55. A photodetector 60A for detecting the scattered light is arranged at the focus of the scattered light reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70A. A bandpass filter including a dielectric multilayer film, a longpass filter, or the like may be arranged between the wavelength selective reflecting mirror 70A and the photodetector 60A.
波長選択的反射鏡７０Ｂは、例えば、波長選択的に、第１の波長帯域の蛍光を反射し、第２の波長帯域の蛍光を透過させる。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された蛍光の焦点は、レンズ５５の焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された第１の波長帯域の蛍光の焦点に、第１の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｂが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂで透過した第２の波長帯域の蛍光の焦点に、第２の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｃが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂと光検出器６０Ｂの間、及び波長選択的反射鏡７０Ｂと光検出器６０Ｃの間に、誘電体多層膜等を含むバンドパスフィルタ、及びロングパスフィルタ等が配置されてもよい。 The wavelength-selective reflecting mirror 70B reflects the fluorescence in the first wavelength band and transmits the fluorescence in the second wavelength band in a wavelength-selective manner, for example. The focus of the fluorescence reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70B is optically equivalent to the focus of the lens 55. The photodetector 60B for detecting the fluorescence in the first wavelength band is arranged at the focal point of the fluorescence in the first wavelength band reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70B. The photodetector 60C for detecting the fluorescence in the second wavelength band is arranged at the focal point of the fluorescence in the second wavelength band transmitted by the wavelength selective reflecting mirror 70B. Even if a band-pass filter including a dielectric multilayer film, a long-pass filter, or the like is arranged between the wavelength-selective reflecting mirror 70B and the photodetector 60B and between the wavelength-selective reflecting mirror 70B and the photodetector 60C. Good.
波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂとしては、ダイクロイックミラー、干渉膜フィルタ、及び光学フィルタ等が使用可能である。 A dichroic mirror, an interference film filter, an optical filter, or the like can be used as the wavelength selective reflecting mirrors 70A and 70B.
第１の実施の形態に係る粒子検出装置において、光学系、例えば、検査光源３０の位置、フローセルに対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセル４０の位置の少なくとも一つが正確であるか否かを検査する際には、フローセル４０の貫通孔４４に任意の液体を流すか、任意の液体を充填する。任意の液体とは、例えば水を含む液体である。水を含む液体は、水のみからなっていてもよい。水を含む液体は、粒子を含んでいなくてもよい。エタノール等も、任意の液体として使用可能である。任意の液体に検査光を照射すると、液体に反応光としてラマン散乱光が生じる。ラマン散乱光の波長は、検査光の波長よりも長い。ラマン散乱光は、任意の液体を検査光が横切った位置に生じる。したがって、ラマン散乱光の形状は、液体を横切る検査光の光路と一致する。ラマン散乱光は、液体がないところには生じない。 In the particle detection device according to the first embodiment, the optical system, for example, the position of the inspection light source 30, the optical path of the inspection light including the incident position and the incident angle of the inspection light with respect to the flow cell, the focus of the inspection light, and the flow cell 40. When inspecting whether or not at least one of the positions is correct, an arbitrary liquid is caused to flow through the through hole 44 of the flow cell 40, or an arbitrary liquid is filled therein. The arbitrary liquid is a liquid containing water, for example. The liquid containing water may consist only of water. The liquid containing water may not contain particles. Ethanol or the like can also be used as an arbitrary liquid. When the inspection light is applied to an arbitrary liquid, Raman scattered light is generated as reaction light in the liquid. The wavelength of Raman scattered light is longer than the wavelength of inspection light. Raman scattered light is generated at a position where the inspection light crosses an arbitrary liquid. Therefore, the shape of the Raman scattered light matches the optical path of the inspection light that traverses the liquid. Raman scattered light does not occur where there is no liquid.
第１の実施の形態に係る粒子検出装置は、例えば、ラマン散乱光を反射する部分反射鏡７１をさらに備える。部分反射鏡７１で反射されたラマン散乱光の焦点は、レンズ５５の焦点と光学的に等価である。ラマン散乱光の焦点に撮像装置９０が配置される。部分反射鏡７１と撮像装置９０の間には、検査光を透過させず、ラマン散乱光を波長選択的に透過させるバンドパスフィルタあるいはロングパスフィルタ等の波長フィルタ８０が配置されていてもよい。ただし、部分反射鏡７１が、ラマン散乱光を波長選択的に反射する場合は、波長フィルタ８０は無くてもよい。 The particle detection device according to the first embodiment further includes, for example, a partial reflection mirror 71 that reflects Raman scattered light. The focus of the Raman scattered light reflected by the partial reflection mirror 71 is optically equivalent to the focus of the lens 55. The imaging device 90 is arranged at the focal point of the Raman scattered light. A wavelength filter 80 such as a bandpass filter or a longpass filter that does not transmit the inspection light but transmits the Raman scattered light in a wavelength-selective manner may be arranged between the partial reflection mirror 71 and the imaging device 90. However, when the partial reflection mirror 71 reflects the Raman scattered light in a wavelength-selective manner, the wavelength filter 80 may be omitted.
撮像装置９０は、検査光の進行方向、及びフローセル４０の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直な方向から、ラマン散乱光を撮像し、画像データを出力する。 The imaging device 90 images the Raman scattered light from a direction perpendicular to the traveling direction of the inspection light and the extending direction of the through hole 44 of the flow cell 40, and outputs image data.
撮像装置９０は、撮像した画像に図２に示す所定の形状の基準マークが写るよう設定されている。基準マークは、例えば十字型である。図１に示すフローセル４０の貫通孔４４及び検査光の焦点が正確な位置にある場合、図２に示す十字型の交点と、検査光の焦点と、が、一致するよう、基準マークは設定される。また、フローセル４０の貫通孔４４及び検査光の焦点が正確な位置にある場合、図２に示す十字型の横線と、検査光の光路と、が、重なるよう、基準マークは設定される。そのため、図３に示すように、十字型の横線と重なり、中心が十字型の交点と一致する線分形状のラマン散乱光が、撮像装置９０で撮像される。なお、図３においては、模式的にフローセル４０の貫通孔４４を示しているが、ラマン散乱光のみが撮像されればよい。 The image pickup device 90 is set so that the reference mark having a predetermined shape shown in FIG. The reference mark has, for example, a cross shape. When the through hole 44 of the flow cell 40 shown in FIG. 1 and the focus of the inspection light are at the correct positions, the reference mark is set so that the cross-shaped intersection shown in FIG. 2 and the focus of the inspection light coincide with each other. It Further, when the through hole 44 of the flow cell 40 and the focus of the inspection light are at the correct position, the reference mark is set so that the cross-shaped horizontal line shown in FIG. 2 and the optical path of the inspection light overlap. Therefore, as shown in FIG. 3, the Raman scattered light in the shape of a line segment that overlaps the cross-shaped horizontal line and whose center coincides with the cross-shaped intersection is imaged by the imaging device 90. Although the through hole 44 of the flow cell 40 is schematically shown in FIG. 3, only Raman scattered light needs to be imaged.
検査光の光路が、本来の光路よりも垂直方向上側に平行にずれている場合、図４に示すように、十字型の横線よりも上の位置に、ラマン散乱光が、撮像装置９０で撮像される。検査光の光路が、本来の光路よりも垂直方向下側に平行にずれている場合、図５に示すように、十字型の横線よりも下の位置に、ラマン散乱光が、撮像装置９０で撮像される。 When the optical path of the inspection light is deviated in parallel to the upper side in the vertical direction from the original optical path, the Raman scattered light is imaged by the imaging device 90 at a position above the cross-shaped horizontal line as shown in FIG. To be done. When the optical path of the inspection light is deviated in parallel to the lower side in the vertical direction from the original optical path, as shown in FIG. 5, the Raman scattered light is detected by the imaging device 90 at a position below the cross-shaped horizontal line. The image is taken.
ラマン散乱光が垂直方向にずれて撮像された場合、ずれが無くなるよう、例えば検査光源３０の位置を垂直方向に移動させる。検査光源３０の移動量は、例えば、撮像装置９０のレンズの倍率や、撮像装置９０で撮像された画像における十字型の横線と、ラマン散乱光と、の垂直方向におけるずれから算出することができる。 When the Raman scattered light is imaged with a vertical shift, for example, the position of the inspection light source 30 is moved in the vertical direction so that the shift is eliminated. The amount of movement of the inspection light source 30 can be calculated, for example, from the magnification of the lens of the imaging device 90 or the vertical shift between the cross-shaped horizontal line in the image captured by the imaging device 90 and the Raman scattered light. ..
検査光の光路が、本来の光路よりも垂直方向上側に傾いている場合、図６に示すように、十字型の横線に対して上方斜めのラマン散乱光が、撮像装置９０で撮像される。検査光の光路が、本来の光路よりも垂直方向下側に傾いている場合、図７に示すように、十字型の横線に対して下方斜めのラマン散乱光が、撮像装置９０で撮像される。 When the optical path of the inspection light is tilted vertically upward with respect to the original optical path, the Raman scattered light obliquely upward with respect to the cross-shaped horizontal line is captured by the imaging device 90, as shown in FIG. When the optical path of the inspection light is tilted vertically downward from the original optical path, the Raman scattered light obliquely downward with respect to the cross-shaped horizontal line is imaged by the imaging device 90, as shown in FIG. 7. ..
傾斜したラマン散乱光が撮像された場合、ラマン散乱光の傾斜が無くなるよう、例えば検査光源３０を傾斜させる。検査光源３０の傾斜量は、例えば、線分状のラマン散乱光の両端の位置のずれや、十字型の横線に対する線分状のラマン散乱光の角度から算出することができる。 When the tilted Raman scattered light is imaged, for example, the inspection light source 30 is tilted so that the tilt of the Raman scattered light disappears. The tilt amount of the inspection light source 30 can be calculated, for example, from the shift of the positions of both ends of the line-shaped Raman scattered light or the angle of the line-shaped Raman scattered light with respect to the cross-shaped horizontal line.
フローセル４０の貫通孔４４が、検査光の進行方向と同じ方向、あるは検査光の進行方向と反対方向にずれていた場合、図８に示すように、十字型の交点と、線分状のラマン散乱光の中心と、がずれた画像が、撮像装置９０で撮像される。このような画像が撮像された場合、ずれがなくなるよう、フローセル４０の貫通孔４４を移動させる。フローセル４０の貫通孔４４の移動量は、例えば、撮像装置９０で撮像された画像における十字型の交点と、線分状のラマン散乱光の中心と、のずれから算出することができる。 When the through hole 44 of the flow cell 40 is deviated in the same direction as the traveling direction of the inspection light or in the direction opposite to the traveling direction of the inspection light, as shown in FIG. An image in which the center of the Raman scattered light deviates from the center is captured by the image capturing device 90. When such an image is captured, the through hole 44 of the flow cell 40 is moved so as to eliminate the displacement. The amount of movement of the through hole 44 of the flow cell 40 can be calculated, for example, from the deviation between the cross-shaped intersection in the image captured by the image capturing device 90 and the center of the line segment Raman scattered light.
フローセル４０の貫通孔４４が、傾いていた場合、図９に示すように、検査光の入射点及び出射点に対応する線分状のラマン散乱光の両端が傾いたり、線分状のラマン散乱光の長さが、貫通孔４４の延伸方向に対して垂直方向における幅より長くなったりする。このような画像が撮像された場合、例えば、線分状のラマン散乱光の両端の傾きがなくなるよう、あるいは線分状のラマン散乱光の長さが貫通孔４４の幅と同じになるよう、フローセル４０の貫通孔４４の傾きを補正する。 When the through hole 44 of the flow cell 40 is tilted, as shown in FIG. 9, both ends of the line-shaped Raman scattered light corresponding to the incident point and the emission point of the inspection light are tilted, or the line-shaped Raman scattering is generated. The length of light may be longer than the width in the direction perpendicular to the extending direction of the through hole 44. When such an image is captured, for example, the inclination of both ends of the line-shaped Raman scattered light is eliminated, or the length of the line-shaped Raman scattered light becomes the same as the width of the through hole 44. The inclination of the through hole 44 of the flow cell 40 is corrected.
なお、検査光の焦点においては、図１０に示すように、検査光が最も細く絞られ、強いラマン散乱光が発生する。したがって、撮像装置９０で撮像された画像における十字型の交点と、ラマン散乱光の形状が最も細く絞られる点、あるいは、ラマン散乱光の強度が最も強い点と、を比較して、例えば検査光源３０の位置が正しいか判定してもよい。撮像装置９０で撮像された画像における十字型の交点と、ラマン散乱光の形状が最も細く絞られる点、あるいは、ラマン散乱光の強度が最も強い点と、がずれている場合、ずれがなくなるよう、検査光源３０等を移動させる。 At the focus of the inspection light, as shown in FIG. 10, the inspection light is narrowed down most, and strong Raman scattered light is generated. Therefore, the cross-shaped intersection in the image captured by the image capturing device 90 is compared with the point where the shape of the Raman scattered light is the narrowest or the point where the intensity of the Raman scattered light is the strongest, and, for example, the inspection light source is used. It may be determined whether the position of 30 is correct. If there is a deviation between the cross-shaped intersection in the image captured by the imaging device 90 and the point where the shape of the Raman scattered light is the narrowest, or the point where the intensity of the Raman scattered light is the strongest, the deviation is eliminated. , The inspection light source 30 and the like are moved.
また、検査光の焦点がフローセル４０の貫通孔４４の中心軸上にあるよう設計されている場合、ラマン散乱光は、検査光の焦点を中心に左右対称的に発生する。これに対し、フローセル４０が検査光の進行方向にずれている場合、図１１に示すように、ラマン散乱光は、検査光の焦点に対して左右非対称に現れる。この場合、ラマン散乱光が、検査光の焦点を中心に左右対称的に発生するよう、フローセル４０を移動させる。 Further, when the focus of the inspection light is designed to be on the central axis of the through hole 44 of the flow cell 40, the Raman scattered light is generated symmetrically about the focus of the inspection light. On the other hand, when the flow cell 40 is displaced in the traveling direction of the inspection light, the Raman scattered light appears asymmetrically with respect to the focus of the inspection light, as shown in FIG. In this case, the flow cell 40 is moved so that the Raman scattered light is generated symmetrically about the focus of the inspection light.
以上説明した第１の実施の形態に係る粒子検出装置によれば、ラマン散乱光の形状を撮像することにより、光学系、例えば、図１に示す検査光源３０の位置、フローセルに対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセル４０の位置の少なくとも一つを把握することが可能である。また、把握した検査光源３０の位置、フローセル４０に対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセル４０の位置の少なくとも一つに基づいて、検査光の光学系や、フローセル４０の位置及び角度の調整をすることが可能である。 According to the particle detection device according to the first embodiment described above, by imaging the shape of Raman scattered light, the inspection light enters the optical system, for example, the position of the inspection light source 30 shown in FIG. 1 and the flow cell. At least one of the optical path of the inspection light including the position and the incident angle, the focus of the inspection light, and the position of the flow cell 40 can be grasped. Further, based on at least one of the grasped position of the inspection light source 30, the optical path of the inspection light including the incident position and the incident angle of the inspection light on the flow cell 40, the focus of the inspection light, and the position of the flow cell 40, the optical inspection light is detected. It is possible to adjust the position and angle of the system and the flow cell 40.
また、第１の実施の形態に係る粒子検出装置によれば、ラマン散乱光の形状を撮像することにより、例えば、検査光源３０の位置、フローセル４０に対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセル４０の位置の任意の複数を同時に把握することが可能である。 In addition, according to the particle detecting apparatus according to the first embodiment, by imaging the shape of Raman scattered light, for example, the inspection including the position of the inspection light source 30, the incident position of the inspection light with respect to the flow cell 40, and the incident angle. It is possible to simultaneously grasp the arbitrary optical paths, the focal points of the inspection light, and the position of the flow cell 40.
さらに、第１の実施の形態に係る粒子検出装置によれば、粒子検出装置の光学系の検査の際に、フローセル４０に粒子を含む流体を流す必要がない。そのため、検査のために用いる粒子がフローセル４０を含む流路に残存することがない。また、検査光、及び検査光と波長が同じ散乱光とは波長が異なるラマン散乱光を波長選択的に観察することにより、検査光から生じた迷光の影響を抑制することが可能である。 Further, according to the particle detecting device according to the first embodiment, it is not necessary to flow the fluid containing particles into the flow cell 40 when inspecting the optical system of the particle detecting device. Therefore, particles used for inspection do not remain in the flow path including the flow cell 40. Further, by observing the inspection light and the Raman scattered light whose wavelength is different from the scattered light having the same wavelength as the inspection light in a wavelength-selective manner, it is possible to suppress the influence of stray light generated from the inspection light.
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態に係る粒子検出装置では、光学系を検査する際に、図１に示すフローセル４０の貫通孔４４に任意の液体を流すか、任意の液体を充填し、ラマン散乱光を撮像する例を説明した。これに対し、第２の実施の形態では、光学系を検査する際、フローセル４０の貫通孔４４に、検査光を励起光とする蛍光色素を含む液体を流すか、蛍光色素を含む液体を満たす。
(Second embodiment)
In the particle detection device according to the first embodiment, when inspecting an optical system, an arbitrary liquid is made to flow through the through hole 44 of the flow cell 40 shown in FIG. An example of capturing an image has been described. On the other hand, in the second embodiment, when the optical system is inspected, a liquid containing a fluorescent dye whose excitation light is the inspection light is caused to flow through the through hole 44 of the flow cell 40, or a liquid containing the fluorescent dye is filled. ..
蛍光色素としては、検査光を励起光として蛍光を発する物質であればよく、リボフラビンや蛍光染料等が使用可能である。蛍光色素を含む液体は、粒子を含んでいなくてもよい。蛍光色素を含む液体に検査光を照射すると、液体に反応光として蛍光が生じる。蛍光は、蛍光色素を含む液体を検査光が横切った位置に生じる。したがって、蛍光の形状は、液体を横切る検査光の光路と一致する。蛍光は、蛍光色素を含む液体がないところには生じない。 As the fluorescent dye, any substance may be used as long as it emits fluorescence by using inspection light as excitation light, and riboflavin, fluorescent dye and the like can be used. The liquid containing the fluorescent dye need not contain particles. When the liquid containing the fluorescent dye is irradiated with the inspection light, fluorescence is generated in the liquid as reaction light. The fluorescence is generated at a position where the inspection light crosses the liquid containing the fluorescent dye. Therefore, the shape of the fluorescence matches the optical path of the inspection light that traverses the liquid. Fluorescence does not occur where there is no liquid containing fluorescent dye.
第２の実施の形態において、図１に示す部分反射鏡７１は蛍光を反射する。部分反射鏡７１と撮像装置９０の間には、蛍光を波長選択的に透過するバンドパスフィルタあるいはロングパスフィルタ等の波長フィルタ８０が配置されていてもよい。ただし、部分反射鏡７１が、蛍光を波長選択的に反射する場合は、波長フィルタ８０は無くてもよい。 In the second embodiment, the partial reflecting mirror 71 shown in FIG. 1 reflects fluorescence. A wavelength filter 80 such as a bandpass filter or a longpass filter that selectively transmits fluorescence may be arranged between the partial reflection mirror 71 and the imaging device 90. However, when the partial reflection mirror 71 reflects fluorescence in a wavelength-selective manner, the wavelength filter 80 may be omitted.
第２の実施の形態に係る粒子検出装置によれば、撮像装置９０で撮像される蛍光の形状から、光学系、例えば、図１に示す検査光源３０の位置、フローセルに対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセル４０の位置の少なくとも一つを把握することが可能である。 According to the particle detection device of the second embodiment, from the shape of the fluorescence imaged by the imaging device 90, the position of the optical system, for example, the inspection light source 30 shown in FIG. At least one of the optical path of the inspection light including the incident angle, the focus of the inspection light, and the position of the flow cell 40 can be grasped.
（第３の実施の形態）
図１２に示す第３の実施の形態に係る粒子検出装置において、フローセル４０は、反応光を反射する半球面反射膜４２と、半球面反射膜４２で反射された反応光が透過する半球面レンズ部４３と、を備える。また、第３の実施の形態に係る粒子検出装置は、フローセル４０の位置を第１焦点とする楕円鏡５０をさらに備え、撮像装置９０が、楕円鏡５０の頂点に設けられた孔を介して、反応光の形状を撮像する。光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、楕円鏡５０の第２焦点に配置される。
(Third Embodiment)
In the particle detection device according to the third embodiment shown in FIG. 12, the flow cell 40 includes a hemispherical reflection film 42 that reflects reaction light and a hemispherical lens that transmits reaction light reflected by the hemispherical reflection film 42. And a section 43. In addition, the particle detection device according to the third embodiment further includes an elliptical mirror 50 whose first focal point is the position of the flow cell 40, and the imaging device 90 is provided with a hole provided at the apex of the elliptic mirror 50. , Imaging the shape of the reaction light. The photodetectors 60A, 60B, and 60C are arranged at the second focal point of the elliptical mirror 50.
フローセル４０は、図１３に示すように、検査対象粒子を含む流体が流れる貫通孔４４が設けられた透明な球体部材４１を備える。透明な球体部材４１の表面及び貫通孔４４の内壁は、例えば、研磨されている。貫通孔４４は、例えば球体部材４１の中心を通る。貫通孔４４の延伸方向に対する貫通孔４４の断面形状は、例えば円である。貫通孔４４の断面形状を円とし、内壁に角がないようにすると、貫通孔４４の内部に気泡が滞留したり、汚れが付着したりすることを抑制することが可能となる。貫通孔４４の延伸方向は、検査光の進行方向に対して垂直、かつ楕円鏡５０の長軸方向に対して垂直である。貫通孔４４の直径は、これに限定されないが、例えば１ｍｍ未満である。球体部材４１は、例えば石英ガラスからなる。 As shown in FIG. 13, the flow cell 40 includes a transparent spherical member 41 having a through hole 44 through which a fluid containing particles to be inspected flows. The surface of the transparent spherical member 41 and the inner wall of the through hole 44 are, for example, polished. The through hole 44 passes through the center of the spherical member 41, for example. The cross-sectional shape of the through hole 44 with respect to the extending direction of the through hole 44 is, for example, a circle. If the through-hole 44 has a circular cross-sectional shape and the inner wall has no corners, it becomes possible to suppress the accumulation of bubbles and the attachment of dirt inside the through-hole 44. The extending direction of the through hole 44 is perpendicular to the traveling direction of the inspection light and is perpendicular to the major axis direction of the elliptic mirror 50. The diameter of the through hole 44 is not limited to this, but is less than 1 mm, for example. The spherical member 41 is made of, for example, quartz glass.
図１４及び図１５に示すように、半球面反射膜４２は、球体部材４１の一部、例えば貫通孔４４を境に約半分を覆っている。半球面反射膜４２は、例えば蒸着膜であり、金属等からなる。あるいは、半球面反射膜４２は、誘電体多層膜であってもよい。球体部材４１の半球面反射膜４２で覆われていない部分が、半球面レンズ部４３として機能する。半球面反射膜４２と、半球面レンズ部４３と、は、対向している。 As shown in FIGS. 14 and 15, the hemispherical reflection film 42 covers about half of the spherical member 41, for example, a through hole 44 as a boundary. The hemispherical reflection film 42 is, for example, a vapor deposition film and is made of metal or the like. Alternatively, the hemispherical reflective film 42 may be a dielectric multilayer film. The portion of the spherical member 41 not covered with the hemispherical reflection film 42 functions as the hemispherical lens portion 43. The hemispherical reflective film 42 and the hemispherical lens portion 43 are opposed to each other.
図１２に示すように、フローセル４０は、半球面レンズ部４３の凸部及び半球面反射膜４２の凹部が楕円鏡５０と対向するように配置される。また、フローセル４０は、貫通孔４４が通るフローセル４０の中心が、楕円鏡５０の第１焦点と一致するよう、配置される。 As shown in FIG. 12, the flow cell 40 is arranged so that the convex portion of the hemispherical lens portion 43 and the concave portion of the hemispherical reflecting film 42 face the elliptic mirror 50. Further, the flow cell 40 is arranged so that the center of the flow cell 40 through which the through hole 44 passes is aligned with the first focal point of the elliptical mirror 50.
フローセル４０内部を流れる蛍光性粒子を検出するための検査光としての励起光は、例えば、球状のフローセル４０の中心に焦点を結ぶよう、検査光源３０から照射される。 Excitation light as inspection light for detecting fluorescent particles flowing inside the flow cell 40 is emitted from the inspection light source 30 so as to focus on the center of the spherical flow cell 40, for example.
検査光を照射された粒子で生じた蛍光及び散乱光であって、図１５に示すフローセル４０の半球面レンズ部４３の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部４３の表面から出射し、楕円鏡５０に到達する。検査光の焦点が球体部材４１の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部４３の表面に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面レンズ部４３の表面でほぼ屈折することなく、半球面レンズ部４３の表面から出射する。 The fluorescent light and scattered light generated by the particles irradiated with the inspection light, which have traveled toward the hemispherical lens portion 43 of the flow cell 40 shown in FIG. 15, are emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43. And reach the elliptical mirror 50. When the focus of the inspection light coincides with the center of the spherical member 41, the fluorescence and the scattered light generated at the focus of the inspection light enter the surface of the hemispherical lens portion 43 substantially perpendicularly. Therefore, the fluorescence and the scattered light are emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43 without being refracted on the surface of the hemispherical lens portion 43.
フローセル４０の半球面反射膜４２の方に進行した蛍光及び散乱光は、半球面反射膜４２で反射され、半球面レンズ部４３の表面から出射し、楕円鏡５０に到達する。検査光の焦点が球体部材４１の中心と一致する場合、検査光の焦点で生じた蛍光及び散乱光は、半球面反射膜４２に対してほぼ垂直に入射する。そのため、蛍光及び散乱光は、半球面反射膜４２でほぼ垂直に反射され、球体部材４１のほぼ中心を経て、半球面レンズ部４３の表面でほぼ屈折することなく、半球面レンズ部４３の表面から出射する。 The fluorescent light and scattered light that have traveled toward the hemispherical reflective film 42 of the flow cell 40 are reflected by the hemispherical reflective film 42, exit from the surface of the hemispherical lens portion 43, and reach the elliptical mirror 50. When the focus of the inspection light coincides with the center of the spherical member 41, the fluorescence and the scattered light generated at the focus of the inspection light enter the hemispherical reflective film 42 almost perpendicularly. Therefore, the fluorescent light and the scattered light are reflected almost vertically by the hemispherical reflecting film 42, go through almost the center of the spherical member 41, and are hardly refracted on the surface of the hemispherical lens portion 43, and the surface of the hemispherical lens portion 43. Exit from.
図１２に示す楕円鏡５０の凹面は、半球面反射膜４２の凹面、及び半球面レンズ部４３の凸面と対向している。半球面レンズ部４３の表面から出射した蛍光及び散乱光は、楕円鏡５０で反射され、フローセル４０の後方の楕円鏡５０の第２焦点に集光される。例えば、フローセル４０の半球面反射膜４２と比較して楕円鏡を十分に大きくすることによって、楕円鏡５０による蛍光及び散乱光の集光効率が向上する。楕円鏡５０の幾何学的な第１焦点及び第２焦点の間に、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂが配置されている。 The concave surface of the elliptical mirror 50 shown in FIG. 12 faces the concave surface of the hemispherical reflecting film 42 and the convex surface of the hemispherical lens portion 43. The fluorescence and the scattered light emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43 are reflected by the elliptic mirror 50 and are condensed on the second focus of the elliptic mirror 50 behind the flow cell 40. For example, by making the elliptic mirror sufficiently larger than the hemispherical reflective film 42 of the flow cell 40, the efficiency of collecting the fluorescence and scattered light by the elliptic mirror 50 is improved. Wavelength selective reflecting mirrors 70A and 70B are arranged between the geometrical first and second focal points of the elliptical mirror 50.
波長選択的反射鏡７０Ａは、例えば、波長選択的に、ミー散乱による散乱光を反射する。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点は、楕円鏡５０の幾何学的な第２焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ａで反射された散乱光の焦点に、散乱光を検出するための光検出器６０Ａが配置される。波長選択的反射鏡７０Ａと光検出器６０Ａの間に、誘電体多層膜等を含むバンドパスフィルタ、及びロングパスフィルタ等が配置されてもよい。 The wavelength-selective reflecting mirror 70A reflects scattered light due to Mie scattering in a wavelength-selective manner, for example. The focal point of the scattered light reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70A is optically equivalent to the geometrical second focal point of the elliptical mirror 50. A photodetector 60A for detecting the scattered light is arranged at the focus of the scattered light reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70A. A bandpass filter including a dielectric multilayer film, a longpass filter, or the like may be arranged between the wavelength selective reflecting mirror 70A and the photodetector 60A.
波長選択的反射鏡７０Ｂは、例えば、波長選択的に、第１の波長帯域の蛍光を反射し、第２の波長帯域の蛍光を透過させる。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された蛍光の焦点は、楕円鏡５０の幾何学的な第２焦点と光学的に等価である。波長選択的反射鏡７０Ｂで反射された第１の波長帯域の蛍光の焦点に、第１の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｂが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂで透過した第２の波長帯域の蛍光の焦点に、第２の波長帯域の蛍光を検出するための光検出器６０Ｃが配置される。波長選択的反射鏡７０Ｂと光検出器６０Ｂの間、及び波長選択的反射鏡７０Ｂと光検出器６０Ｃの間に、誘電体多層膜等を含むバンドパスフィルタ、及びロングパスフィルタ等が配置されてもよい。 The wavelength-selective reflecting mirror 70B reflects the fluorescence in the first wavelength band and transmits the fluorescence in the second wavelength band in a wavelength-selective manner, for example. The focal point of the fluorescence reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70B is optically equivalent to the geometrical second focal point of the elliptical mirror 50. The photodetector 60B for detecting the fluorescence in the first wavelength band is arranged at the focal point of the fluorescence in the first wavelength band reflected by the wavelength selective reflecting mirror 70B. The photodetector 60C for detecting the fluorescence in the second wavelength band is arranged at the focal point of the fluorescence in the second wavelength band transmitted by the wavelength selective reflecting mirror 70B. Even if a band-pass filter including a dielectric multilayer film, a long-pass filter, or the like is arranged between the wavelength-selective reflecting mirror 70B and the photodetector 60B and between the wavelength-selective reflecting mirror 70B and the photodetector 60C. Good.
波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂとしては、ダイクロイックミラー、干渉膜フィルタ、及び光学フィルタ等が使用可能である。なお、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂのそれぞれの設計入射角度が４５度である場合、楕円鏡５０の第１及び第２焦点の間隔を、波長選択的反射鏡７０Ａ、７０Ｂに対する散乱光又は蛍光の入射角が３５度以上５５度以下になるように設定すると、干渉膜フィルタの分光効率が高くなる傾向にあるが、これに限定されない。また、設計入射角度が０度の光学系がバンドパスフィルタ及びロングパスフィルタを含む場合、バンドパスフィルタ及びロングパスフィルタに対する散乱光又は蛍光の入射角が１０度以下になるように設定するとよい。 A dichroic mirror, an interference film filter, an optical filter, or the like can be used as the wavelength selective reflecting mirrors 70A and 70B. When the designed incident angle of each of the wavelength selective reflection mirrors 70A and 70B is 45 degrees, the interval between the first and second focal points of the elliptical mirror 50 is set to be the scattered light or fluorescence to the wavelength selective reflection mirrors 70A and 70B. If the angle of incidence is set to 35 degrees or more and 55 degrees or less, the spectral efficiency of the interference film filter tends to increase, but the invention is not limited to this. Further, when the optical system having the designed incident angle of 0 degrees includes the bandpass filter and the longpass filter, it is preferable to set the incident angle of the scattered light or the fluorescence with respect to the bandpass filter and the longpass filter to be 10 degrees or less.
以上説明した第３の実施の形態に係る粒子検出装置によれば、当初、楕円鏡５０と反対方向に進行した蛍光及び散乱光を半球面反射膜４２で楕円鏡５０の方向に反射し、光検出器６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの位置に集光することが可能となる。そのため、フローセル４０内において、当初、粒子から全方位的に発せられた蛍光及び散乱光を、レンズ集光系と同等以上の効率で集光し、検出することが可能となる。 According to the particle detecting apparatus according to the third embodiment described above, fluorescence and scattered light that initially traveled in the direction opposite to the elliptic mirror 50 are reflected by the hemispherical reflecting film 42 in the direction of the elliptic mirror 50, and It is possible to collect light at the positions of the detectors 60A, 60B, and 60C. Therefore, in the flow cell 40, it is possible to initially collect and detect the fluorescence and scattered light omnidirectionally emitted from the particles with an efficiency equal to or higher than that of the lens focusing system.
また、第３の実施の形態に係る粒子検出装置においては、フローセル４０に半球面反射膜４２を設けることにより、半球面反射膜４２を小さくすることが可能となる。そのため、半球面反射膜４２の影の面積を小さくすることが可能となり、蛍光及び散乱光の集光効率が向上し、高価な高開口数レンズを含む複雑な光学系を用いなくとも、微弱な蛍光や散乱光を効率よく検出することが可能となる。また、第３の実施の形態に係る粒子検出装置は、複雑な光学系を必要としないため、製造や調節が容易である。 Further, in the particle detecting device according to the third embodiment, the hemispherical reflective film 42 can be made smaller by providing the hemispherical reflective film 42 in the flow cell 40. Therefore, the area of the shadow of the hemispherical reflection film 42 can be reduced, the efficiency of collecting fluorescence and scattered light is improved, and it is weak even without using a complicated optical system including an expensive high numerical aperture lens. It becomes possible to efficiently detect fluorescence and scattered light. In addition, the particle detection device according to the third embodiment does not require a complicated optical system, and thus is easy to manufacture and adjust.
第３の実施の形態に係る粒子検出装置において、光学系、例えば、検査光源３０の位置、フローセルに対する検査光の入射位置及び入射角度を含む検査光の光路、検査光の焦点、並びにフローセル４０の位置の少なくとも一つが正確であるか否かを検査する際には、第１の実施の形態と同様に、フローセル４０の貫通孔４４に任意の液体を流すか、任意の液体を充填する。 In the particle detection device according to the third embodiment, the optical system, for example, the position of the inspection light source 30, the optical path of the inspection light including the incident position and the incident angle of the inspection light with respect to the flow cell, the focus of the inspection light, and the flow cell 40. When inspecting whether or not at least one of the positions is accurate, as in the first embodiment, an arbitrary liquid is made to flow through the through hole 44 of the flow cell 40 or an arbitrary liquid is filled.
撮像装置９０は、検査光の進行方向、及びフローセル４０の貫通孔４４の延伸方向に対して垂直である、楕円鏡５０の長軸方向から、楕円鏡５０の頂点に設けられた孔を介して、ラマン散乱光を撮像し、画像データを出力する。楕円鏡５０の頂点に設けられた孔は、例えば、楕円鏡５０の第２焦点から見て、フローセル４０の影になる部分に設けられる。 The imaging device 90 passes through the hole provided at the apex of the elliptic mirror 50 from the major axis direction of the elliptic mirror 50, which is perpendicular to the traveling direction of the inspection light and the extending direction of the through hole 44 of the flow cell 40. , Raman scattered light is imaged and image data is output. The hole provided at the apex of the elliptic mirror 50 is provided, for example, in a portion that is a shadow of the flow cell 40 when viewed from the second focus of the elliptic mirror 50.
フローセル４０の貫通孔４４の断面形状が円である場合、図１６に示すように、検査光は、貫通孔４４の中心を通るように設定される。この場合、図１７に示すように、ラマン散乱光の形状の長さは、貫通孔４４の直径とほぼ等しくなる。これに対し、図１８に示すように、検査光の光路が貫通孔４４の中心からずれている場合、図１９に示すように、ラマン散乱光の形状の長さは、貫通孔４４の直径よりも短くなる。 When the through hole 44 of the flow cell 40 has a circular cross-sectional shape, the inspection light is set to pass through the center of the through hole 44, as shown in FIG. In this case, as shown in FIG. 17, the length of the shape of the Raman scattered light is almost equal to the diameter of the through hole 44. On the other hand, when the optical path of the inspection light is deviated from the center of the through hole 44 as shown in FIG. 18, the length of the shape of the Raman scattered light is larger than the diameter of the through hole 44 as shown in FIG. Also becomes shorter.
貫通孔４４の直径よりも短い形状のラマン散乱光が撮像された場合、ラマン散乱光の形状の長さが貫通孔４４の直径とほぼ等しくなるよう、検査光源３０を含む光学系あるいはフローセル４０の位置を移動させる。移動量は、例えば、撮像装置９０のレンズの倍率や、貫通孔４４の直径に対するラマン散乱光の形状の長さの比に基づいて算出することができる。 When the Raman scattered light having a shape shorter than the diameter of the through hole 44 is imaged, the optical system including the inspection light source 30 or the flow cell 40 is configured so that the length of the shape of the Raman scattered light becomes substantially equal to the diameter of the through hole 44. Move the position. The movement amount can be calculated based on, for example, the magnification of the lens of the imaging device 90 or the ratio of the length of the shape of the Raman scattered light to the diameter of the through hole 44.
また、検査光が球状のフローセル４０の中心からずれている場合、図２０に示すように、半球面反射膜４２を介さずに半球面レンズ部４３の表面から出射するラマン散乱光の形状と、半球面反射膜４２を介して半球面レンズ部４３の表面から出射するラマン散乱光の反射光の形状と、は、図２１に示すように、ずれて現れる。この場合、半球面反射膜４２を介さずに半球面レンズ部４３の表面から出射するラマン散乱光の形状と、半球面反射膜４２を介して半球面レンズ部４３の表面から出射するラマン散乱光の反射光の形状と、が、重なるように、検査光源３０を含む光学系あるいはフローセル４０の位置を移動させる。 Further, when the inspection light is deviated from the center of the spherical flow cell 40, as shown in FIG. 20, the shape of the Raman scattered light emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43 without passing through the hemispherical reflection film 42, and The shape of the reflected light of the Raman scattered light emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43 via the hemispherical reflection film 42 appears to be deviated as shown in FIG. In this case, the shape of the Raman scattered light emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43 without passing through the hemispherical reflection film 42 and the Raman scattered light emitted from the surface of the hemispherical lens portion 43 via the hemispherical reflection film 42. The position of the optical system including the inspection light source 30 or the position of the flow cell 40 is moved so that the shape of the reflected light and the shape of the reflected light overlap.
また、第１の実施の形態と同様に、検査光の光路が、本来の光路よりも平行あるいは斜めにずれている場合、あるいはフローセル４０の位置がずれている場合も、ラマン散乱光の形状からずれを把握可能である。 Further, similarly to the first embodiment, when the optical path of the inspection light is deviated from the original optical path in parallel or obliquely, or when the position of the flow cell 40 is deviated, the Raman scattered light has a different shape. The shift can be grasped.
（その他の実施の形態）
上記のように本発明を実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、図１に示すフローセル４０の形状が球であり、フローセル４０の貫通孔４４の断面形状が円であってもよい。また、第３の実施の形態に示す粒子検出装置において、第２の実施の形態と同様に、蛍光色素を含む液体をフローセル４０に流して、粒子検出装置を検査してもよい。このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。
(Other embodiments)
Although the present invention has been described by the embodiments as described above, it should not be understood that the description and the drawings forming a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples, and operation techniques should be apparent to those skilled in the art. For example, the flow cell 40 shown in FIG. 1 may have a spherical shape, and the through hole 44 of the flow cell 40 may have a circular cross-sectional shape. Further, in the particle detection device shown in the third embodiment, as in the second embodiment, a liquid containing a fluorescent dye may be caused to flow through the flow cell 40 to inspect the particle detection device. As described above, it should be understood that the present invention includes various embodiments and the like not described here.
３０ 検査光源
４０ フローセル
４１ 球体部材
４２ 半球面反射膜
４３ 半球面レンズ部
４４ 貫通孔
５０ 楕円鏡
５５ レンズ
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ 光検出器
７０Ａ、７０Ｂ 波長選択的反射鏡
７１ 部分反射鏡
８０ 波長フィルタ
９０ 撮像装置
30 Inspection Light Source 40 Flow Cell 41 Sphere Member 42 Hemispherical Reflecting Film 43 Hemispherical Lens Part 44 Through Hole 50 Elliptical Mirror 55 Lens 60A, 60B, 60C Photo Detector 70A, 70B Wavelength Selective Reflecting Mirror 71 Partial Reflecting Mirror 80 Wavelength Filter 90 Imaging device
Claims (9)
前記検査光を照射される、流体で満たされるフローセルと、
前記フローセル内の流体を横切る前記検査光によって生じた、前記検査光とは波長が異なる反応光の形状を撮像する撮像装置と、
前記フローセルの位置を第１焦点とする楕円鏡と、
を備え、
前記撮像装置が、前記楕円鏡の頂点に設けられた孔を介して、前記反応光の形状を撮像する、
粒子検出装置。 An inspection light source that emits inspection light,
A flow cell filled with a fluid, which is irradiated with the inspection light,
An imaging device configured to image a shape of reaction light having a wavelength different from that of the inspection light, which is generated by the inspection light that crosses the fluid in the flow cell.
An elliptical mirror whose first focal point is the position of the flow cell,
Equipped with
The imaging device images the shape of the reaction light through a hole provided at the apex of the elliptical mirror,
Particle detector.
前記粒子検出装置の流体で満たされるフローセル内の流体を横切る前記検査光によって生じた、前記検査光とは波長が異なる反応光の形状を撮像することと、
を備え、
前記撮像することにおいて、撮像装置が、前記フローセルの位置を第１焦点とする楕円鏡の頂点に設けられた孔を介して、前記反応光の形状を撮像する、
粒子検出装置の検査方法。 Emitting inspection light from an inspection light source provided in the particle detection device,
Imaging the shape of the reaction light generated by the inspection light that traverses the fluid in the flow cell filled with the fluid of the particle detection device, the reaction light having a different wavelength from the inspection light,
Equipped with
In the imaging, the imaging device images the shape of the reaction light through a hole provided at the apex of an elliptic mirror having a position of the flow cell as a first focal point,
Inspection method of particle detector.
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