CN105074435A - 微粒分析装置、微粒分析方法、程序和微粒分析系统 - Google Patents
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Abstract
提供了能够容易地分离从微粒发出的荧光的多种光谱数据的微粒分析装置、微粒分析方法、程序和微粒分析系统。该微粒分析装置包括数据提取单元，该数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。该数据提取单元从指示从所述微粒发出的荧光针对多个波长中的每一个的强度的一种或多种光谱数据选择性地提取指示预先设置的波长范围中的最大强度的光谱数据。
Description
技术领域
本技术涉及用于处理光谱数据的微粒分析装置和微粒分析方法、用于上述装置和方法的程序、以及包括微粒分析装置的微粒分析系统。更具体地，本技术涉及用于从一个或多个光谱数据选择所需的光谱数据的技术。
背景技术
流式细胞术(流式细胞仪)通常用于分析生物相关的微粒，诸如细胞、微生物和脂质体(例如，见非专利文献1)。流式细胞术是这样的方法：其将具有特定波长的激光(激发光)应用于呈一行穿过通道的微粒，并且检测从相应的微粒发出的荧光或散射光，以对多个微粒逐个分析。流式细胞术的方法将光检测器检测出的光转换成用于量化的电信号，并且进行统计分析，以确定相应的微粒的类型、大小、结构等等。
近年来，使用多个荧光染料的多个分析在流式细胞术领域已经得到了广泛应用(见非专利文献1)。每个荧光染料都具有特有光谱。关于每个荧光染料的光谱信息是显示对应的荧光染料的特征的重要数据。
例如，在专利文献1中公开了一种技术，其在多个波长范围内同时检测从微粒发出的荧光，并且显示相应的波长范围的检测结果作为光谱显示。该技术允许测量数据的视觉识别。另一方面，在专利文献2中公开了一种技术，在多色测量时，其通过使用用于测量由多个荧光染料标记的微粒的多个光检测器，在预定条件下执行荧光强度值的校正计算。该技术提高了待测量的荧光强度的准确度。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2011-232254A
专利文献2：JP2012-052985A
非专利文献
非专利文献1：“CellularEngineering,supplementaryvolume,ExperimentalProtocolSeries,FlowcytometrywithPerfectFreedom”,第二版,由HiromitsuNAKAUCHI,Shujunsya公司制定，发布于2006年8月31日
发明内容
通过本发明所要解决的技术问题
然而，在传统流式细胞仪中，当从自微粒发出的荧光获取多种光谱数据时，并且当因为分析或其他目而需要离散的光谱数据时，对于用户而言，分离成离散的光谱数据需要复杂的工作和娴熟的技术。
因此，本公开的主要目标是提供能够容易地分离从微粒发出的荧光的多种光谱数据的微粒分析装置、微粒分析方法、程序和微粒分析系统。
问题的解决方案
根据本公开的微粒分析装置包括数据提取单元，该数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
该数据提取单元可以从指示从所述微粒发出的荧光针对多个波长中的每一个的强度的一种或多种光谱数据选择性地提取指示预先设置的波长范围中的最大强度的光谱数据。
根据本公开的微粒分析装置，该数据提取单元能够从一种或多种光谱数据选择性地提取指示预先设置的波长范围中的最大强度的光谱数据。
根据本公开的微粒分析装置，该数据提取单元可以从一种或多种光谱数据去除指示最大强度低于预定强度的光谱数据。
根据本公开的微粒分析装置可以包括显示调节单元，该显示调节单元允许显示所述一种或多种光谱数据。当通过数据提取单元提取了光谱数据时，显示调节单元允许选择性地显示所提取的光谱数据。
根据本公开的微粒分析装置可以进一步包括数据获取单元，该数据获取单元获取该一种或多种光谱数据。显示调节单元可以允许重叠显示通过数据获取单元所获取的光谱数据。在这种情况下，显示调节单元可以改变光谱数据的显示以显示示出微粒的频率分布的直方图数据。
显示调节单元可以根据通过数据获取单元获取的光谱数据之间的重叠频率改变光谱数据的显示颜色。显示调节单元允许选择性地显示表现出预定范围内的重叠频率的光谱数据。
根据本公开的微粒分析装置可以进一步包括用户信息获取单元，该用户信息获取单元获取包含关于波长范围的信息的用户输入信息。数据提取单元可以基于用户输入信息选择性地提取光谱数据。
数据提取单元可以包括将光谱数据近似成多项式的多项式近似处理单元。
多项式可以是线性方程。
根据本公开的微粒分析装置可以进一步包括数据获取单元，该数据获取单元以预定时间间隔从同一对象获取多个光谱数据。多项式近似处理单元可以将通过数据获取单元以预定时间间隔获取的多个光谱数据中的每一个近似成多项式。
根据本公开的微粒分析装置可以包括检测单元，该检测单元检测从微粒发出的荧光。
根据本公开的微粒分析装置可以包括分类单元，该分类单元基于通过数据提取单元所提取的光谱数据对微粒进行分类。
根据本公开的微粒分析方法通过使用数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
根据本公开的程序是这样的一种程序，根据该程序，微粒分析装置执行从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据的功能。
根据本公开的微粒分析系统，包括微粒分析装置，该微粒分析装置包括数据提取单元，该数据提取单从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。该微粒分析装置可以包括检测单元，该检测单元检测从微粒发出的荧光。
根据本公开的微粒分析系统可以包括服务器，该服务器包括信息存储单元，该信息存储单元被配置为对于多个波长中的每一个，存储指示微粒分析装置的检测单元所检测出的荧光的强度的一个或多个光谱数据。
根据本技术，“微粒”的实例包括各种颗粒，该各种颗粒包括诸如细胞、微生物、和脂质体的生物相关微粒、或者诸如胶乳颗粒、凝胶颗粒的合成颗粒以及工业用颗粒。
生物相关微粒的实例包括染色体、脂质体、线粒体、细胞器(organelle)、以及构成各种细胞的其他微粒。细胞的实例包括动物细胞(如血细胞)和植物细胞。微生物的实例包括如大肠杆菌的细菌、诸如烟草花叶病毒的病毒、诸如酵母菌的真菌、等等。生物相关微粒的实例可以进一步包括核酸、蛋白质、其复合物、以及其他生物相关的聚合物。工业用颗粒的实例可以包括有机或无机聚合物、金属等等。有机聚合物的实例包括聚苯乙烯、苯乙烯-二乙烯基苯、聚甲基丙烯酸甲酯等等。无极聚合物的实例包括玻璃、硅石、磁性材料、等等。金属的实例包括金胶体、铝等等。这些微粒一般具有球形，但是可以具有非球面形状。这些微粒的尺寸和质量没有特殊限制。
本发明的有益效果
根据本公开，可以容易地实现分离关于从微粒发出的荧光的多种光谱数据。
附图说明
[图1]示出了根据本公开第一实施例的微粒分析系统的轮廓的视图。
[图2]示出了微粒分析装置1的硬件配置的框图。
[图3]示出了待显示在显示单元37上的数据的替代示图的图表。
[图4]示出了信息处理装置3的配置实例的框图。
[图5]示出了通过信息处理装置3执行光谱数据显示方法的概况的流程图。
[图6]示出了待显示在显示单元37上的光谱数据的实例的替代示图的图表。
[图7]示出了选择预定波长范围之后的光谱数据的替代示图的图表。
[图8]示出了提取光谱数据之后的实例的替代示图的图表。
[图9]示出了从图7中示出的光谱数据减去图8示出的光谱数据之后的光谱数据的替代示图的图表。
[图10]示出了其中通过使用行光标B在纵轴方向(强度方向)上对图9中示出的光谱数据建立阈值的替代示图的图表。
[图11]是示出了从图10中示出的光谱数据去除指示最大荧光强度低于由行光标B指示的强度的光谱数据之后的光谱数据的替代示图的图表。
[图12]是示出了其中通过使用行光标A在横轴方向(波长方向)对图11示出的光谱数据建立阈值的替代示图的图表。
[图13]是仅示出了由数据提取单元300从在图12中所示出的光谱数据提取的光谱数据的替代示图的图表。
[图14]是示出了从图12中示出的光谱数据减去在图13中所示出的光谱数据之后的状态的替代示图的图表。
[图15]是示出了其中在纵轴方向(强度方向)上对在图14中所示出的光谱数据建立阈值的替代示图的图表。
[图16]是示出了从在图15中所示出的光谱数据去除指示最大荧光强度低于由行光标B指示的强度的光谱数据之后的光谱数据的替代示图的图表。
[图17]是示出了从图15中示出的光谱数据减去在图16中所示出的光谱数据之后的状态的替代示图的图表。
[图18]是示出了其中光谱数据的显示已经改变为显示直方图数据的状态的替代示图的图表。
[图19]是示出根据本公开第二实施例的微粒分析系统的信息处理装置3的配置实例的框图。
[图20]是示出信息处理装置3执行的光谱数据多项式近似法的概要的流程图。
[图21]是示出了将光谱数据近似成多项式的实例的替代示图的图表。
[图22]是示出了将光谱数据近似成线性方程组的实例的替代示图的图表。
[图23]是示出了将光谱数据近似成线性方程组的实例的替代示图的图表。
[图24]是示出了由根据本公开第三实施例的微粒分析系统执行的基于光谱数据的分类状态的替代示图的图表。
[图25]是示出由根据本发明第三实施例的微粒分析系统执行的分类方法的概要的流程图。
[图26]是示出根据本公开第四实施例的微粒分析系统的轮廓的试图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述执行本公开的具体实施方式。本公开不限于文中给出的各实施例。按照如下的顺序描述了各实施例。
1.第一实施例
(选择性地提取指示特定波长范围内的最大荧光强度的光谱数据的系统的实例)
2.第二实施例
(在数据近似成多项式之后提取光谱数据的系统的实例)
3.第三实施例
(基于分离的光谱数据执行分类的系统的实例)
4.第四实施例
(将不同装置用于微粒分类和检测以及用于微粒分析的系统的实例)
<1.第一实施例>
[微粒分析系统的配置]
首先，描述了根据本公开第一实施例的微粒分析系统。图1是示出根据该实施例的微粒分析系统的轮廓的视图。根据该实施例的微粒分析系统是分类并检测诸如细胞的微粒并且分析微粒的系统。如在图1中所示，微粒分析系统至少包括微粒分析装置1。根据该实施例的微粒分析系统可以包括服务器4。在该情况下，微粒分析装置1和服务器4可以直接连接，或者可以经由网络5与被设置用于数据分析的信息处理装置3连接，使得微粒分析装置1和服务器4中的每一个能够与信息处理装置3通信。
[微粒分析装置1]
图2是示出微粒分析装置1的硬件配置实例的框图。微粒分析装置1从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。特别地，根据该实施例的微粒分析装置1从指示从微粒发出的荧光针对多个波长中的每一个波长的强度的一个或多个光谱数据选择性地提取指示预先设置的波长范围中的最大荧光强度的光谱数据。微粒分析装置1包括用于将微粒分类的分类单元21、用于检测分类的微粒的荧光的检测单元22以及用于分析由微粒测量装置2检测出的荧光的信息处理装置3。
(分类单元21)
只要能够将目标微粒分类，分类单元21可以具有任意配置。更具体地，分类单元21通过使用偏转板等引起的液滴的电动作而控制从微芯片等产生的液滴的轨道，并且将液滴收集到所需的收集容器以将微粒分类。收集容器的数量没有特别限制。例如，收集容器的数量可以是三个或三个以上。
(检测单元22)
只要能够在多个波长范围内同时检测从分析的目标微粒发出的荧光，检测单元22可以具有任意配置。更具体地，检测单元22可以配置为包括针对每个波长范围而布置的传感器以检测对应的波长范围，或者检测单元22被配置为包括能够同时检测多个光的检测器，诸如光电倍增管(PMT)。检测单元22要检测的波长范围的数量，即，被包含在检测单元22中的检测器的信道、传感器等的数量，只要求等于或大于待使用的着色剂的数量。在当前的多色分析中使用的颜色一般是6至8色，或者最多10至12色。因此，优选地，检测器的信道、传感器等的数量是12或以上。
根据该实施例的微粒测量装置2的检测单元22可以配置为包括分光镜，该分光镜将从微粒发出的荧光分成部分光，使得分光镜分成的各个部分光可以进入诸如PMT的检测器。此外，根据需要，检测单元22可以包括物镜、聚光透镜、针孔、带截止滤波器、分色镜及其他。
微粒测量装置2可以包括转换单元(未示出)，该转换单元将检测单元22检测出的各波长范围中的光转换成电压脉冲(电信号)。此外，微粒测量装置2可以包括将指示光谱数据的数据信号发射到信息处理装置3的发射单元、接收信息处理装置3分析的数据的接收单元及其他。
[信息处理装置3]
信息处理装置3分析微粒测量装置2检测出的微粒的荧光。如在图2中所示，信息处理装置3包括CPU(中央处理单元)30、ROM31、RAM32、总线33、输入/输出接口单元34、通信单元35、输入单元36、显示单元37、以及存储单元38。信息处理装置3可以进一步包括未在图2中示出的一些部件，诸如连接端口和各种驱动器。
(CPU30)
CPU30充当运算处理器或控制器，并且控制信息处理装置3中设置的各单元的整体操作。更具体地，例如，CPU30能够执行作为由数据提取单元300(后面描述)所执行的处理的运算处理。
(ROM31和RAM32)
例如，ROM31存储将被用于经由总线33读入CPU30的程序的数据、以及将被用于运算操作的数据。另一方面，例如，RAM32临时或永久地存储读入CPU30的程序和根据执行的程序可变的各种参数。
(通信单元35)
通信单元35充当通信装置，其将各种数据传输到服务器4(后面描述)，并且接收由服务器4所管理的数据。通信单元35是用于连接至网络5的通信装置，并且例如包括有线或无线LAN(局域网)或者用于WUSB(无线USB)的通信卡。
(输入单元36)
输入单元36是诸如鼠标、键盘、触摸屏、按钮、开关、以及手柄的操作装置。输入单元36可以是能够通过使用红外光或其他无线波发射控制信号的远程控制装置(所谓的远程控制器)。
(显示单元37)
显示单元37充当显示装置，其显示通过信息处理装置3的处理而获取的光谱数据、以及通过数据提取单元(后面描述)的处理而获取的光谱数据等等。
图3示出了显示在显示单元37上的数据的实例。如图3的A和B所示，显示单元37显示如下的光谱数据：其指示每个信道的荧光强度、在横轴上示出检测单元的波长(信道数)并在纵轴上显示荧光强度。
如图3的C所示，显示单元37可以显示图3的A中示出的光谱数据作为直方图。可选地，如图3的D所示，显示单元37可以显示图3的B中的光谱数据作为密度图。
(存储单元38)
存储单元38是用于存储各种数据的单元，并且包括诸如硬盘驱动(HDD)的磁存储装置、半导体存储装置、光存储装置或磁-光存储装置。存储单元38经由输入/输出接口单元34获取微粒测量装置2检测的检测结果，并且存储所获取的检测结果。存储单元38还能够存储通过数据提取单元300(后面描述)等等的处理而获取的光谱数据等。
然后，进一步详细描述了信息处理装置3的配置。图4是示出信息处理装置3的配置实例的框图。信息处理装置3可以进一步包括数据获取单元301、显示调节单元302、以及用户信息获取单元303。
(数据获取单元301)
数据获取单元301获取由微粒测量装置2的检测单元22检测的荧光的信息作为光谱数据。这里使用的数据获取方法没有特别限制。例如，可以一次获取各信道的荧光强度的信息，或者可以集中获取多个信道的荧光强度的信息。数据获取单元301可以逐个获取指示多个信道的荧光强度(即，预定区域中的波长的荧光强度)的光谱数据，或者可以一次获取多种光谱数据。数据获取单元301可以以预定时间间隔获取同一对象的多个光谱数据。除了上述功能，数据获取单元301进一步在存储单元38中记录所获取的光谱数据。
(用户信息获取单元303)
用户信息获取单元303获取用户输入信息。在该上下文中，用户输入信息是指被获取作为用户输入到输入单元36的结果的信息，以及用于仅显示需要由用户从显示单元37上显示的光谱数据分离的光谱数据的信息。例如，用户输入信息连同光谱数据的显示一同在显示单元37上被显示作为行光标。用户输入信息包含示出光谱数据的图表上的荧光强度区域和波长范围的每个选择范围的信息。
(数据提取单元300)
数据提取单元300从存储单元38中存储的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。特别地，根据该实施例的微粒分析系统的数据提取单元300，能够从存储单元38中存储的一种或多种光谱数据，选择性地提取指示预定波长范围中的最大荧光强度的光谱数据。更特别地，给予上述用户输入信息，数据提取单元300能够去除指示用户选择的波长范围以外的波长范围中的最大荧光强度的光谱数据，并且选择性地提取去除的光谱数据以外的光谱数据。基于用户输入信息，数据提取单元300还能够从一种或多种光谱数据，去除指示最大强度低于预定荧光强度的光谱数据。
(显示调节单元302)
显示调节单元302允许在显示单元37上显示光谱数据。在数据提取单元300提取光谱数据之后，显示调节单元302允许选择性地显示所提取的光谱数据。
显示调节单元302还能够在显示单元37上彼此重叠地显示为同一个对象整合的多个光谱数据。在该情况下，显示调节单元302课可以根据光谱数据之间重叠的频率改变显示颜色。例如，当分别以红色和蓝色显示与其他数据以高频率重叠的数据以及以其他数据以低频率重叠的数据时，关于频率的信息变得更加明显。显示调节单元302还能够仅选择性地显示以预定范围内的频率与其他数据重叠的光谱数据。显示调节单元302能够将显示单元37上显示的光谱数据改变成指示微粒的频率分布的直方图数据。更具体地，直方图可以是指示一个参数(诸如细胞数)的直方图或者指示两个或多个参数的直方图。
[服务器4]
图1中示出的服务器4包括信息存储单元，其管理从信息处理装置3加载的各种数据。服务器4响应于请求将信息存储单元中存储的数据输出到信息处理装置3。服务器4为操作显示单元37的用户生成关于图像在信息处理装置3上可视的GUI(图形用户界面)。
[网络5]
网络5是以双向通信方式连接信息处理装置3和服务器4的通信网络。网络5包括诸如因特网、电话网络、卫星网络、和广播网络的公共网络，或者诸如WAN(广域网)、LAN(局域网)、IP-VPN(互联网协议-虚拟专用网络)、以太网(注册商标)、和无线LAN的专用网络。网络5可以是有线类型或者无线类型。网络5可以是专门为根据该实施例的微粒分析系统设置的通信网络。
[操作]
以下描述了根据该实施例的微粒分析系统的示例性操作。图5是示出根据该实施例的微粒分析系统的整体操作的概况的流程图。
根据该实施例的微粒分析系统，数据获取单元301经由输入/输出接口单元34获取指示微粒测量装置2检测出的多个波长中的每一个的荧光强度的光谱数据(步骤S11)。在该情况下，数据获取单元301能够获取对应于测量对象的微粒的多种光谱数据。
然后，显示调节单元32允许在显示单元37上显示光谱数据(步骤S12)。图6是示出显示单元37上显示的光谱数据的实例的视图。如图6所示，例如，在显示单元37上显示整合状态的多个光谱数据，在横轴上示出波长，在纵轴上示出荧光强度。允许在显示单元37上同时显示多种光谱数据。在该情况下，显示调节单元302可以允许显示单元37根据数据之间重叠的频率，以不同颜色显示各个数据。可以根据指定用户所需的范围的用户输入信息，任意确定待显示在显示单元37的纵轴和横轴上的光谱数据的范围。
然后，用户信息获取单元303获取用户输入信息(图5中的步骤S13)。更具体地，允许用户在观看在步骤S12中显示在显示单元37上的光谱数据的同时，选择和确定所需的波长范围。根据用户通过输入单元36进行的预定操作，创建用户输入信息。
图7是示出选择所需波长范围之后光谱数据的实例的视图。如在图7中所示，允许用户移动在光谱数据上示出并且可以在横轴方向调节的行光标A。在该情况下，在显示单元37显示的波长范围中，相对于行光标A指示的波长在短波长侧的区域被确定为选定的波长范围。数据提取单元300能够去除指示该波长范围以外的区域中的最大荧光强度的光谱数据。另外，通过移动可在纵轴方向调节的行光标B，数据提取单元300能够去除显示单元37上显示的波长范围中指示最大强度低于行光标B指示的强度的光谱数据。
图8是示出提取所需的光谱数据之后的实例的视图。根据参照图7描述的上述用户操作，基于用户输入信息，数据提取单元300能够仅选择性地提取指示图7中示出的区域R中的最大荧光强度的光谱数据(图5中的步骤S14)。在该情况下，存储单元38能够存储所提取的光谱数据。
然后，显示调节单元302调节光谱数据显示方法(步骤S15)。接下来，参照描述了通过数据提取单元300所执行的提取光谱数据的方法、以及通过显示调节单元302执行的光谱数据显示方法的实例的图8至图17。开始，显示调节单元302基于用户输入信息从图7中示出的光谱数据减去图8中示出的上述光谱数据。图9是示出在从图7中示出的光谱数据减去图8中示出的光谱数据之后获取的光谱数据的视图。显示调节单元302能够基于用户输入信息从图7中示出的光谱数据减去图8中示出的光谱数据。例如，该处理允许用户确认：在显示单元37显示的多种光谱数据中，存在具有相对低的重叠频率的光谱数据。
图10是示出使用行光标B在纵轴方向(强度方向)对图9中示出的光谱数据建立阈值的状态的视图。如在图10中所示，基于用户输入信息建立阈值。该方法允许数据提取单元300去除指示最大荧光强度低于行光标B所指示的强度的光谱数据。图11是示出从图10示出的光谱数据去除指示最大强度低于行光标B指示的强度的光谱数据之后的光谱数据的视图。如图11中所示，该方法允许用户清楚地识别从在图7中示出的多个光谱数据不能从视觉上辨认的光谱数据。
图12是示出使用行光标A在横轴方向(波长方向)对图11中示出的光谱数据建立阈值的状态的视图。如图12中所示，基于用户输入信息建立阈值。该方法允许数据提取单元300在显示单元37上所显示的波长范围中，选择性地提取指示相对于行光标A指示的波长的短波长侧最大荧光强度的光谱数据。图13是仅示出数据提取单元300从图12中示出的光谱数据提取的光谱数据的视图。如图13中所示，存储单元38能够与图8中示出的光谱数据类似地存储所提取的光谱数据。
图14是示出从图12中示出的光谱数据减去图13中示出的光谱数据之后的状态的视图。显示调节单元302能够基于用户输入信息从图12中示出的光谱数据减去图13中示出的光谱数据。在该处理之后，显示单元37仅显示两种光谱。
图15是示出其中在纵轴方向(强度方向)对图14中示出的光谱数据建立阈值的状态的视图。如图15中所示，基于用户输入信息建立阈值。该方法允许数据提取单元300去除指示最大荧光强度低于行光标B指示的强度的光谱数据。图16是示出从图15中示出的光谱数据去除指示最大荧光强度低于行光标B指示的强度的光谱数据之后的光谱数据的视图。如图16中所示，该方法允许用户从视觉上仅识别一种光谱数据。
图17是示出从图15中示出的光谱数据减去图16中示出的光谱数据之后的状态的视图。显示调节单元302能够基于用户输入信息从图15中示出的光谱数据提取图16中示出的光谱数据。通过该处理，可以获取包含在图14中示出的两种光谱数据中且不对应于图16中示出的数据的光谱数据。在该情况下，存储单元38能够与图8中示出的光谱数据类似地存储所提取的光谱数据。
在上述步骤的任意阶段，显示调节单元302还能够根据光谱数据之间的重叠频率改变显示颜色，或者仅选择性地显示具有预定范围内的重叠频率的光谱数据。
显示调节单元302还能够基于用户输入信息将光谱数据显示改变为直方图数据显示。图18是示出其中光谱数据显示被改变为直方图数据显示的状态的概念的视图。如图18中所示，在数据提取单元300提取所需的光谱数据的状态下，显示调节单元302能够基于用户输入信息将诸如细胞的光谱数据信息转换成直方图数据(见图18中的箭头)。例如，在该直方图中，在一个轴上示出了细胞数，而在另一个轴上示出了荧光强度。因此，本实施例的微粒分析系统能够容易地将光谱数据显示改变成直方图数据显示；因此，在用户分析细胞特征等时，系统的可用性增加。
根据如上所述的本实施例的微粒分析系统，数据提取单元300能够选择性地从多种光谱数据仅提取所需的光谱数据，因此，可以实现多种光谱数据的容易分离。此外，通过使用显示调节单元302可以调节光谱数据显示方法。因此，能够同时实现多种光谱数据的高度精确和容易分离、以及用户基于分离的数据进行分析时可用性的提高。
<2.第二实施例>
下面描述了根据本公开第二实施例的微粒分析系统。图19是示出信息处理装置3的配置实例的框图。除了在信息处理装置3的数据提取单元300上设置了多项式近似处理单元304，根据该实施例的微粒分析系统与根据本公开第一实施例的上述微粒分析系统基本类似。因此，这里将仅讨论多项式近似处理单元304的配置和功能。虽然图19没有示出显示调节单元302，但是显示调节单元302可以被设置在根据第二实施例的微粒分析系统的信息处理装置3上。另外，虽然多项式近似处理单元304设置在数据提取单元300上，但是与在本公开的第一实施例中详细说明的处理类似的处理可以由数据提取单元300执行。
(多项式近似处理单元304)
在从数据获取单元301获取的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据时，多项式近似处理单元304将光谱数据近似成多项式。即使在数据获取单元301获取的光谱数据包含对最大荧光强度表现出接近波长的两种或两种以上的光谱数据时，该方法也允许容易地分离光谱数据。
关于用于光谱数据的近似多项式没有特别限制。例如，多项式近似处理单元304的近似可以基于线性数据到光谱数据的拟合来进行，上述线性数据对应于预先存储在存储单元38中的多项式。例如，当多项式上的线性数据的像素数与多项式上的线性数据可与光谱数据拟合时的像素数之间的比率变成特殊比率或更大时，多项式近似处理单元304允许光谱数据近似为对应多项式。
当用于近似的多项式是线性方程时，可以仅仅基于在分离多个光谱数据时线性方程的斜率容易地确定各个光谱。因此，多项式优选的是线性方程。
多项式近似处理单元304可以通过近似成多项式近似数据获取单元301以预定时间间隔获取的多个光谱数据中的每一个。当多项式是线性方程时，基于多项式近似处理单元304处理的线性方程的斜率的变化，用户识别诸如细胞的微粒随时间的变化；并且利用微粒的变化用于细胞等的特性分析。诸如数据获取单元301获取光谱数据的时间间隔的条件没有特别限制，而是例如可以根据用户需求基于用户输入信息任意确定。
[操作]
下面描述了根据该实施例的微粒分析系统的操作实例。图20是示出信息处理装置3执行的光谱数据的多项式近似处理方法的概要的流程图。
开始，类似于根据本公开第一实施例的上述微粒分析系统，数据获取单元301经由输入/输出接口单元34获取微粒测量装置2检测的多个波长中的每一个的荧光强度作为光谱数据(步骤S21)。然后，显示单元37显示光谱数据(步骤S22)。
随后，多项式近似处理单元304将光谱数据近似成多项式(步骤S23)。在该情况下，进行近似的光谱数据可以是已经被根据本公开第一实施例的微粒分析系统的数据提取单元300或者显示调节单元302处理的数据。更具体地，首先，数据提取单元300选择性地提取多个光谱数据，光谱数据均指示预先设置的波长范围中的最大荧光强度。然后，多项式近似处理单元304将所提取的多个光谱数据近似成多项式。
这里参照图21描述光谱数据近似成多项式的具体实例。图21是示出光谱数据到多项式的近似的实例的视图。
开始，如图21的A中所示，数据获取单元301获取光谱数据。在该情况下，数据提取单元300可以选择性地提取多个光谱数据，该多个光谱数据均指示预先设置的波长范围中的最大荧光强度。
然后，如图21的B中所示，多项式近似处理单元304将光谱数据拟合成线性数据(见图中的参考标号L)。如图21的C中所示，该方法允许将光谱数据近似成代表该行的预定多项式(y＝k+ax+bx2+cx3…)。线性数据可以是预先存储在存储单元38中的数据。多项式近似处理单元304能够选择可以以特殊比率或较大比率与光谱数据拟合的行。在该上下文中，对于特殊比率没有限制。例如，其可以是多项式上的线性数据的像素数与多项式上的线性数据可以与光谱数据拟合时的像素数的比率。通过显示调节单元302，允许在显示单元37上显示多项式的信息(图20中的步骤S24)。
然后，允许多项式近似处理单元304将已经由数据获取单元301以预定时间间隔从同一测量对象获取的多个光谱数据中的每一个都近似成多项式。更具体地，以预定时间间隔重复与在步骤S21至S24中执行的上述处理类似的处理。基于多项式系数等随时间的变化，用户可以分析对应于测量对象的微粒特征随时间的变化。
图22是示出两种光谱数据之间的重叠状态的实例的视图。优选地，多项式近似处理单元304用于光谱数据的近似的多项式是线性方程。基于光谱数据到线性方程的近似以及多项式近似处理单元304执行的线性方程的唯一斜率的评价，可以实现光谱数据之间的容易区分。优选地，线性方程的行在与目标光谱数据中的最大荧光强度对应的波长与光谱数据的曲线接触。
根据图22中示出的实例，多项式近似处理单元304能够将对最大荧光强度表现出接近波长的两种光谱数据近似成两个线性方程(y＝ax+b,y＝cx+d)。然后，多项式近似处理单元304能够基于方程的斜率a和c的信息区分这两种光谱数据。用户可以仅基于方程斜率的信息容易地分析测量对象。通过显示调节单元302，允许在显示单元37上显示该斜率的信息。
图23是示出光谱数据到线性方程的近似的实例的视图。多项式近似处理单元304能够将图23的A中获取的光谱数据近似成两种线性方程(y＝a0x+b0,y＝a1x+b1)，上述两种线性方程在如图23的B所示的荧光强度的峰值彼此接触。如这里所讨论的，可以为每个光谱数据获取两种线性方程。因此，在区分两种光谱数据时，当通过近似两种光谱数据中的任一种而获取的两个线性方程的斜率之一指示接近另一光谱数据的对应值的值时，可以通过比较另一线性方程，可以区分这两种光谱数据。
如上所述，根据该实施例的微粒分析系统将光谱数据近似成多项式。该方法允许容易地区分和分离对于最大荧光强度表现出接近波长的两种或多种光谱数据。另外，根据该实施例的微粒分析系统容易地分析对应于测量对象的微粒随时间的特性变化。此外，根据该实施例的微粒分析系统执行实施例中详细描述的将光谱数据近似成多项式的处理、以及在本公开的第一实施例中详细描述的数据提取单元300执行的处理。因此，可以实现多种光谱数据的更精确分离。
<3.第三实施例>
以下描述了根据本公开第三实施例的微粒分析系统。图24是示出根据该实施例的微粒分析系统基于光谱数据进行分类的概念的视图。根据该实施例的微粒分析，如在图24中所示，基于从多种光谱数据提取的光谱数据，允许将微粒分类。除了基于光谱数据允许将微粒分类，根据本实施例的微粒分析系统与根据第一和第二实施例的微粒分系统中的每一个大致类似。因此，这里仅描述了不同的配置和功能。
图25是示出根据第三实施例的微粒分析系统的整体操作的概要的流程图。开始，数据获取单元301经由输入/输出接口单元34获取示出微粒测量装置2检测的多个波长中的每一个的荧光强度的光谱数据(步骤S31)。然后，数据提取单元300以与根据本公开第一实施例的上述方法类似的方式提取所需的光谱数据(步骤S32)。微粒测量装置2的分类单元21基于所提取的光谱数据执行分类(步骤S33)。
如上所述，根据该实施例的微粒分析系统基于光谱数据提取处理执行微粒分类处理。因此，可以实现微粒的精确分类。
<4.第四实施例>
下文描述了根据本公开第四实施例的微粒分析系统。图26是示出根据该实施例的微粒分析系统的轮廓的视图。根据该实施例的微粒分析系统使用不同的装置用于分类并检测微粒以及用于分析微粒。更具体地，微粒分析装置1包括分类并检测颗粒的微粒测量装置2以及执行数据分析的西信息处理装置3。
微粒测量装置2分类并检测微粒。微粒测量装置2包括将微粒分类的分类单元和用于检测微粒的荧光的检测单元。这里的分类单元和检测单元的配置和功能与根据本公开第一实施例的微粒分析系统的分类单元21和检测单元22的配置和功能大致类似。
信息处理装置3的配置与根据本公开第一实施例的信息处理装置3的配置类似。在该实施例中的其他配置和效果与本公开的第一实施例至第三实施例的对应配置和效果类似。
仅通过实例的方式给出了本文中所描述的效果。因此，本公开所产生的效果不限于本文中所描述的那些，而是可以包括其他效果。
本公开可以具有如下配置。
(1)一种微粒分析装置，包括数据提取单元，所述数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
(2)根据段落(1)所述的微粒分析装置，其中，所述数据提取单元从指示从所述微粒发出的荧光针对多个波长中的每一个的强度的一种或多种光谱数据选择性地提取指示预先设置的波长范围中的最大强度的光谱数据。
(3)根据段落(2)所述的微粒分析装置，其中，所述数据提取单元从所述一种或多种光谱数据去除指示所述最大强度低于预定强度的光谱数据。
(4)根据段落(2)或(3)所述的微粒分析装置，包括
显示调节单元，允许显示所述一种或多种光谱数据，其中，
当通过所述数据提取单元提取了所述光谱数据时，所述显示调节单元允许选择性地显示所提取的光谱数据。
(5)根据段落(4)所述的微粒分析装置，进一步包括
数据获取单元，获取所述一种或多种光谱数据，其中，
所述显示调节单元允许重叠显示通过所述数据获取单元所获取的光谱数据。
(6)根据段落(5)所述的微粒分析装置，其中，所述显示调节单元根据所述光谱数据之间重叠的频率来改变所述光谱数据的显示颜色。
(7)根据段落(5)或(6)所述的微粒分析装置，其中，所述显示调节单元改变所述光谱数据的显示以显示示出所述微粒的频率分布的直方图数据。
(8)根据段落(6)所述的微粒分析装置，其中，所述显示调节单元允许选择性地显示表示预定范围内的重叠频率的光谱数据。
(9)根据段落(2)至(8)中任一项所述的微粒分析装置，包括：
用户信息获取单元，获取包含关于波长范围的信息的用户输入信息，其中，
所述数据提取单元基于所述用户输入信息选择性地提取所述光谱数据。
(10)根据段落(1)至(9)中任一项所述的微粒分析装置，其中，所述数据提取单元包括将光谱数据近似成多项式的多项式近似处理单元。
(11)根据段落(10)所述的微粒分析装置，其中，所述多项式是线性方程。
(12)根据段落(10)或(11)所述的微粒分析装置，进一步包括
数据获取单元，以预定时间间隔从同一对象获取多个光谱数据，其中，
所述多项式近似处理单元将通过所述数据获取单元以预定时间间隔获取的所述多个光谱数据中的每一个近似成多项式。
(13)根据段落(1)至(12)中任一项所述的微粒分析装置，包括检测单元，所述检测单元检测从所述微粒发出的荧光。
(14)根据段落(13)的微粒分析装置，包括分类单元，所述分类单元基于通过所述数据提取单元提取的所述光谱数据对所述微粒进行分类。
(15)一种微粒分析方法，包括：
通过使用数据提取单元，从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
(16)一种程序，使微粒分析装置执行从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据的功能。
(17)一种微粒分析系统，包括：
微粒分析装置，所述微粒分析装置包括数据提取单元，所述数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
(18)根据段落(17)所述的微粒分析系统，其中，所述微粒分析装置包括检测单元，所述检测单元检测从所述微粒发出的荧光。
(19)根据段落(18)所述的微粒分析系统，包括服务器，所述服务器包括信息存储单元，所述信息存储单元被配置为存储指示通过所述微粒分析装置的所述检测单元检测到的荧光针对多个波长中的每一个的强度的一个或多个光谱数据。
参考符号列表
1微粒分析装置
2微粒测量装置
3信息处理装置
4服务器
5网络
21分类单元
22检测单元
30CPU
31ROM
32RAM
33总线
34输入/输出接口单元
35通信单元
36输入单元
37显示单元
38存储单元
300数据提取单元
301数据获取单元
302显示调节单元
303用户信息获取单元
304多项式近似处理单元
Claims (19)
1.一种微粒分析装置，包括数据提取单元，所述数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
2.根据权利要求1所述的微粒分析装置，其中，所述数据提取单元从指示从所述微粒发出的荧光针对多个波长中的每一个的强度的一种或多种光谱数据选择性地提取指示预先设置的波长范围中的最大强度的光谱数据。
3.根据权利要求2所述的微粒分析装置，其中，所述数据提取单元从所述一种或多种光谱数据去除指示所述最大强度低于预定强度的光谱数据。
4.根据权利要求2所述的微粒分析装置，包括：
显示调节单元，允许显示所述一种或多种光谱数据，其中，
当通过所述数据提取单元提取了所述光谱数据时，所述显示调节单元允许选择性地显示所提取的光谱数据。
5.根据权利要求4所述的微粒分析装置，包括：
数据获取单元，获取所述一种或多种光谱数据，其中，
所述显示调节单元允许重叠显示通过所述数据获取单元所获取的光谱数据。
6.根据权利要求5所述的微粒分析装置，其中，所述显示调节单元根据所述光谱数据之间重叠的频率来改变所述光谱数据的显示颜色。
7.根据权利要求5所述的微粒分析装置，其中，所述显示调节单元改变所述光谱数据的显示以显示示出所述微粒的频率分布的直方图数据。
8.根据权利要求6所述的微粒分析装置，其中，所述显示调节单元允许选择性地显示表示预定范围内的重叠频率的光谱数据。
9.根据权利要求2所述的微粒分析装置，包括：
用户信息获取单元，获取包含关于波长范围的信息的用户输入信息，其中，
所述数据提取单元基于所述用户输入信息选择性地提取所述光谱数据。
10.根据权利要求1所述的微粒分析装置，其中，所述数据提取单元包括将所述光谱数据近似成多项式的多项式近似处理单元。
11.根据权利要求10所述的微粒分析装置，其中，所述多项式是线性方程。
12.根据权利要求10所述的微粒分析装置，进一步包括：
数据获取单元，以预定时间间隔从同一对象获取多个光谱数据，其中，
所述多项式近似处理单元将通过所述数据获取单元以预定时间间隔获取的所述多个光谱数据中的每一个近似成多项式。
13.根据权利要求1所述的微粒分析装置，包括检测单元，所述检测单元检测从所述微粒发出的荧光。
14.根据权利要求13所述的微粒分析装置，包括分类单元，所述分类单元基于通过所述数据提取单元所提取的光谱数据对所述微粒进行分类。
15.一种微粒分析方法，包括：
通过使用数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
16.一种程序，使微粒分析装置执行从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据的功能。
17.一种微粒分析系统，包括：
微粒分析装置，所述微粒分析装置包括数据提取单元，所述数据提取单元从关于从微粒发出的荧光的光谱数据选择性地提取包含预定信息的光谱数据。
18.根据权利要求17所述的微粒分析系统，其中，所述微粒分析装置包括检测单元，所述检测单元检测从所述微粒发出的荧光。
19.根据权利要求18所述的微粒分析系统，包括服务器，所述服务器包括信息存储单元，所述信息存储单元被配置为存储指示通过所述微粒分析装置的所述检测单元检测到的荧光针对多个波长中的每一个的强度的一个或多个光谱数据。
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