CN105277488B - 粒子分析设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于流式细胞术的粒子分析设备，其含有流通池(1)，所述流通池具有用于使含有待分析的粒子(X1)的样品溶液(M1)流动的流道(11)；光源装置(2)，所述光源装置用于发射照射光(L1)；光学系统(OP1)，所述光学系统用于将所述照射光(L1)照射在所述流道中的照射段上；和光接收装置(3)，所述光接收装置用于检测由此获得的光(L2)。所述光源装置(2)的光源是LED(20)，并且在其光提取面(21)上形成的电极(22)主要包括彼此平行配置的多根电导线。

Description

粒子分析设备
技术领域
本发明涉及一种至少基于流式细胞术对诸如血细胞等液体中的粒子进行分析的粒子分析设备。
背景技术
作为光学上分析诸如红细胞、白细胞和血小板等血液中的血细胞的方法，流式细胞术是已知的。流式细胞术是包括照射作为聚焦在通过流道前进的样品溶液(样品液)中的血细胞上的一束光的预定照射光以及从所产生的诸如光散射和光吸收等光学特性进行诸如血细胞的区分和计数等分析的技术(例如，JP-A-H8(1996)-327529)。
图8是基于流式细胞术对血细胞进行计数的设备的构成例的断面图。如图8所示，在流式细胞术中，含有血细胞X10的样品溶液M10流经流道110，并且将来自光源装置200的照射光L10通过光学系统OP10照射在流道中的预定照射段上。然后，相对于当照射光L10击中血细胞X10时产生的光(为了说明的目的以下也被称作“透射光”)L20，各血细胞的诸如光吸收的水平、散射的水平和荧光的水平等各种光学特性通过光学系统OP20由光接收装置300测量。血细胞的大小、种类、数量和状态等从测量结果确定。在图8中，光学系统OP10和OP20由具有点划线的区块表示。事实上，诸如透镜等必要数量的光学部件设置在光路上。在光源装置侧的光学系统OP10含有将照射光L10的断面形状(横断面形状)形成预定形状的遮掩部件(后述的)。遮掩部件取决于通孔的开口形状也被称为狭缝。
含有构造成进行流式细胞术的流道的部件也被称为流通池。流通池可以是单管。在图8的设备中，流道110的上游侧(图的下侧)具有双管结构，其中来自内管120的样品溶液M10(含有血细胞X10)的流被来自外管130的鞘流包围并进入流道110中。由于这种构成，样品溶液的流变得更窄并且血细胞X10逐个有序地通过流道110，这允许照射光L10照射在照射段中的各血细胞上。包含照射段的壁是透明的以使照射光可以穿透该壁。
此外，通过在前述双管结构上添加外管，其可以具有三重管结构。在这种情况下，来自内管的样品溶液的流被第一鞘流包围，并且该流进一步被第二鞘流包围，由此具有被抑制的紊流的流进入照射段。
通常，上述粒子分析设备将卤钨灯用作光源装置(包括光源、电子电源、配线电路和外壳的装置)的光源(产生光的部件)。然而，卤钨灯具有高热(发热)值，并且由于其影响光学系统，所以具有使测量性能劣化的问题。另外，使用卤钨灯的光源装置由于灯本身的尺寸而在小型化方面存在限制。另外，由于卤钨灯具有比较短的额定寿命，所以更换灯需要时间和成本。
当分析设备同时配备有诸如荧光测量等多个光学测量系统时，来自光源装置的光需要分配给各光学测量系统。因而，对于各光学测量系统来说光量是不充分的。然而，当卤钨灯的输出增大到补偿光量的短缺时，热值也增大，并且对光学系统的不利影响变得更明显。另外，由于冷却结构变得必要，所以光学系统的小型化变得更困难，并且整体来看设备成本也变得成问题地高。
为了解决上述卤钨灯的问题，本发明的发明人研究了将发光二极管(以下也被称作LED)用作光源装置的光源。然而，当LED实际用作基于流式细胞术对微细粒子(例如，血细胞)进行分析的设备的光源时，新发现了以下问题，该问题是需要将光照射到极小区域的流式细胞术所特有的。
该问题是在流式细胞术中不能获得准确的测量结果，因为流道中的照射段的长度很小(一般约10μm～1000μm)，当LED光通过光学系统聚焦在这个很小的照射段上时，在LED的光提取面的中央形成的电极形成障碍物并降低在中央部分的照射光的强度。在下文中更具体地说明该问题。
图9～图11是有助于理解上述问题的示意图。
在图9和图10中，为了说明的目的，将LED 210绘成了大尺寸，因而示出了在LED的光提取面211上形成的电极212。在下文中，在光提取面211上形成的电极也被简单称作“电极”。LED 210安装在基板220上，使得光提取面211面朝流道。省略了在基板220上的电导体和用于结合以与电极212连接的电导线。尽管为了说明的目的，将从LED 210发出的光L10绘成仅仅从光提取面211被释放，但是事实上也从LED的侧表面被释放，并且通过反射板等(未示出)在外出的方向上发出。
在光路上，透镜OP110、遮掩部件OP120和透镜OP130作为光学系统OP10设置在光源装置侧，并且透镜OP20作为光学系统设置在光接收装置300侧。在图中，尽管为了说明的目的，各透镜作为用点划线绘成的区块示出，但是事实上，必要时使用诸如其中多个透镜层叠的组合透镜等许多透镜。
从LED 210发出的照射光L10由遮掩部件OP120的通孔OP121形成为具有矩形断面形状并照射到流道110的照射段上。
然而，如图10所示，由于在LED 210的光提取面的中央形成的作为障碍物的电极212的存在，在照射光L10的中央部分含有具有低强度的光的部分(以下也被称作低强度部分)L10a。在图10中，为了说明的目的，用图案填充了低强度部分L10a。在低强度部分L10a中的光与周围的高强度部分(以下也被称作高强度部分)相比具有极低的强度，并且低强度部分的光强度为0，除非周围的光潜入进来。低强度部分存在于照射光的中央，作为具有从周围的高强度部分急剧下降的光强度的区域。
图11示出了具有由遮掩部件形成的断面形状的照射光和该形状形成的光在流道的照射段上的照射。如图11(a)所示，照射在遮掩部件OP120上的照射光L10形成为具有诸如矩形等与通孔OP121的开口对应的断面形状。具有形成的断面形状的光经由光学系统被释放，并且如图11(b)所示，照射在流道的照射段e10上。
如图11(a)清楚示出的，由通孔OP121切成的照射光的断面的中央的主要部分被低强度部分L10a占据，并且周围部分是高强度部分L10b。根据本发明的发明人的研究，当在通孔OP121的入口附近观察照射光L10的断面时，LED 210的电极212被聚焦成图像。当这种照射光L10的中央部分通过遮掩部件时，待照射到照射段e10上的中央照射光L10的主要部分变成低强度部分L10a，如图11(b)所示。因此，在粒子X10进入照射段e10中之前的透射光的强度和在粒子X10进入照射段e10(特别是，照射段中的低强度部分L10a)之后的透射光的强度之间的差变得很小。基于光接收元件中接收的光强度的变化来判定什么粒子已通过照射段e10。如上所述，然而，由于低强度部分的存在，接收的光强度的变化变得很小，并且降低了判定的准确性和可靠性。这些是本发明的发明人发现的上述问题。
至于由LED的电极导致的上述问题，本发明的发明人考虑了利用在图11(a)所示的照射光L10的外侧的高强度部分L10b。然而，如图10所示，LED的发光层213从电极212的正下方的部分发出最强的光，并且随着其横着离所述部分越来越远，发射强度变得越来越弱。因此，发现具有足够强度和均匀光强度的照射光不能从照射光L10的外侧的高强度部分提供在通孔的整个开口上(即，整个照射段)。当在照射段中照射光的强度存在大的差别时，即使整体来看具有充分强度的照射光似乎是提供到照射段上，也与存在上述低强度部分的情况类似，降低了通过光接收元件进行的粒子判定的准确性和可靠性。这是因为如上所述，由于当粒子进入具有低照射光强度的区域时，未显示应当表示出的接收的光强度，所以不能适当判定粒子的尺寸。
流式细胞术中光源装置的上述问题很可能类似发生，不仅对于目标为血细胞的计数设备和血细胞分类设备，而且对于通过流式细胞术分析各种粒子的设备都是如此。
发明内容
本发明的问题是提供一种能够在流道的照射段上提供具有充分强度的照射光，允许小型化，并且进一步地具有能够在照射段上提供均匀光照射的光源的粒子分析设备。
本发明的主要构成为如下所述。
[1]一种包括至少基于流式细胞术对样品溶液中的粒子进行分析的构成的粒子分析设备，所述粒子分析设备包括：
流通池，所述流通池具有用于使含有待分析的粒子的样品溶液流动的流道；
光源装置，所述光源装置用于发射流式细胞术用的照射光；
光学系统，所述光学系统用于将所述照射光照射在所述流道中的照射段上；和
光接收装置，所述光接收装置用于检测通过将所述照射光照射在所述照射段上获得的光；
其中
所述光源装置包括作为光源的发光二极管，并且在所述发光二极管的光提取面上形成的电极主要包括彼此平行配置的多根电导线，由于所述电极的多根电导线的彼此平行配置，而使所述发光二极管发出的照射光包含平行条纹形的高强度部分和低强度部分，包含在所述发光二极管的所述电极中的彼此平行配置的所述多根电导线的纵向方向与所述流通池的所述流道的流动方向垂直，由此所述流通池的流道中的粒子和样品溶液流交替地经过照射于照射段的照射光的所述高强度部分和所述低强度部分。
[2]如上述[1]所述的粒子分析设备，其中所述光学系统包括具有通孔以形成所述照射光的断面形状的遮掩部件，
其中所述遮掩部件的所述通孔具有矩形开口形状，
所述矩形开口形状的长边方向与包含在所述发光二极管的所述电极中的彼此平行配置的所述多根电导线的纵向方向相同。
[3]如上述[1]所述的粒子分析设备，其中所述光学系统包括具有通孔以形成所述照射光的断面形状的遮掩部件，并且所述光学系统被调节成从所述发光二极管发出的光中仅允许下述(A)的光通过所述通孔并照射在所述照射段上；
(A)从选自包含在上述发光二极管的电极中的多根电导线的两根相邻电导线之间发出的光。
[4]如上述[2]或[3]所述的粒子分析设备，其中通过所述遮掩部件的通孔的光的断面中的光强度的最大值和最小值之间的差在所述最大值的10％内。
[5]如上述[1]～[4]中任一项所述的粒子分析设备，其中所述粒子是血细胞，并且所述粒子分析包括对血细胞进行计数。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的粒子分析设备的示例构成的断面图。在该图中，仅有流道的光照射部分被放大了，并且省略了形成鞘流的详细结构。该图中示出的LED的四个电极具有垂直于图的纸面延伸的多个平行电导线。在该图中，为了说明的目的，构成光学系统的各个透镜以用点划线示出的区块表示。
图2示出了本发明中从LED发出的照射光的状态和待照射到照射段上的照射光的状态。该图中示出的LED的四个电极具有垂直于图的纸面延伸的多个平行电导线。
图3示出了在本发明中可利用的LED的电极的优选形式。图3(a)～图3(d)仅绘出了电极的电导线，并且省略了焊盘和光提取面的外形线。
图4是在本发明中可利用的LED的光提取面的示意图，并且示出了电极的优选的一个实施方案。在该图中，电极的电导线(附图标记22)用粗线示出。
图5说明了在本发明中可利用的LED的电极的优选尺寸。
图6示出了本发明中照射光的低强度部分和遮掩部件的通孔之间的关系。
图7示出了本发明的优选实施方案中照射光的低强度部分和遮掩部件的通孔之间的关系。
图8是示出针对流式细胞术的常规粒子分析设备的构成例的断面图。
图9是示出常规粒子分析设备中用作光源的LED的问题的断面图。在该图中与图1中一样，构成光学系统的各透镜以用点划线示出的区块表示。
图10是示出常规粒子分析设备中用作光源的LED的问题的断面图，其中LED被放大了。
图11是示出常规粒子分析设备中用作光源的LED的问题的断面图，包括由遮掩部件形成照射光的断面形状和该形状形成的光在流道中的照射段上的照射。
具体实施方式
在本发明中，将LED代替卤钨灯用作粒子分析设备的光源装置的光源，并且LED的电极主要具有如由梳形电极(以下这种电极也将被称作平行条纹形电极)所示的其中多根电导线彼此平行配置的部分。将具有这种平行条纹形电极的LED用作光源，可以避免如示出了从发光层23发出的光和照射光L1的图2(a)所示的由在中央的主要部分中的电极22引起的显著低强度部分L1a的同心存在，并且可以获得低强度部分分散在其中的优选的照射光L1。因此，如图2(b)所示，照射在流道11中的照射段e1上的照射光L1具有优选分散在其中的低强度部分。因此，即使当代替卤钨灯使用LED时，通过使用图9～图11也可以抑制如上所述的判定的准确性和可靠性的降低。
在本发明的优选实施方案中，待照射到流道中的照射段上的照射光的强度在整个照射段上可以更均匀。如图2(a)所示，在具有平行条纹形电极的LED的情况下，从包含在平行条纹形电极中的相邻两根电导线之间释放的光在整个断面上具有几乎均匀的强度，并且具有高强度。这是具有平行条纹形电极的LED特有的特性。因此，通过将光学系统设定为使得只有从两根电导线之间释放的光被遮掩部件中的通孔选择，并且使用所选择的光作为照射光，可以消除由电极的存在所产生的低强度部分，可以从光的整个断面(＝在整个照射段上)照射具有充分强度的均匀光。因此，即使当将LED用作光源时，也不降低判定什么粒子已通过的准确性和可靠性。
在下文中通过参照实施例来详细说明根据本发明的粒子分析设备的构成。
如图1和图2所示的实施例中那样，粒子分析设备是包括至少基于流式细胞术对样品溶液中的粒子进行分析的构成的设备，该粒子分析设备包括具有用于使含有待分析的粒子X1的样品溶液M1流动的流道11的流通池1；发射流式细胞术用的照射光L1的光源装置2；用于将照射光L1聚焦并照射在前述流道11中的照射段e1上(图2(b))的光学系统OP1；和用于检测通过将照射光L1照射在照射段e1上获得的光(透射光)L2的光接收装置3。在图1的实施方案中，光学系统OP2设置在光接收装置侧。
本发明的最重要的方面在于光源装置2。另外，调节成利用光源装置的特性的光学系统OP1(特别是遮掩部件OP12)也很重要。
如图1和图2所示，本发明将LED 20用作光源装置2的光源，并且在LED的光提取面21上形成的电极22是通常由梳形电极表示的平行条纹形电极。如上所述，将设置有这种电极的LED用作光源，可以解决通过参照图9～图11所说明的问题。
对于用来进行流式细胞术的设备的各部分的基本构成，例如，流通池、光学系统、光接收装置、控制电路的构成以及由处理器(计算机等)进行的分析方法等，可以参照现有技术。
在图1的实施例中，像图9一样，LED 20安装在基板24上，并且光提取面21指向流通池1的流道11。在光路上形成作为在光源装置2侧的光学系统OP1的透镜OP11、遮掩部件OP12和透镜OP13以及作为在光接收装置3侧的光学系统的透镜OP2。从LED 20发出的照射光L1具有根据遮掩部件OP12的通孔OP12a的开口的形状形成的断面形状(当垂直于光轴切断时的断面(横断面)的形状)，并且光经由透镜OP13照射在流道11的照射段上。在图1中，虽然为了说明的目的各透镜以由点划线绘成的区块示出，但是事实上，必要时使用诸如其中多个透镜层叠的组合透镜等许多透镜。流通池1具有部分或完全透明的壁，以使照射光可以照射在流道的照射段上。
虽然本发明中用作光源的LED的发射波长没有特别的限制，但是优选约200nm～2500nm，更优选约400nm～800nm的波长来替换卤钨灯。
具有这种发射波长的LED的例子包括至少具有作为发光层的材料的诸如AlGaAs、GaP、GaAsP、AlGaInP、InGaN和ZnSe等半导体材料的那一种。在这种LED中，光提取面经常是p型层侧的表面。
虽然用于本发明中的LED的发光输出没有特别的限制，但是优选显示出约100mW以上的发光输出的那一种。
就连接平行电导线22的电导线的位置和由电导线作为整体绘成的形状来说，本发明中用作光源的LED的电极没有特别的限制，只要主要具有其中多根电导线彼此平行地配置和设置的部分就可以，如图3所示的典型图案中那样。
图3(a)是梳形。图3(b)是通过将垂直电导线添加到图3(a)的梳形上以使外周封闭所形成的方形。图3(c)是曲折形。图3(d)是网格形。另外，这些形状可以组合。图3是说明图并且不限制平行电导线22的数量。
在图3(d)的网格形中，电导线比在图3(a)～图3(c)的实施方案中更精细地分割光提取面。然而，该实施方案取决于LED芯片的尺寸和发射强度可利用，并且可提供本发明的效果。
在图3(a)～图3(d)的所有实施方案中，焊盘(未示出)在提取面的外围或角部上形成以避免成为光提取的障碍物。
图4示出了LED的电极的形状的一个优选实施方案。在该图中，示出了LED的整个光提取面，并且11根平行电导线22配置在提取面21的中央。电导线22在一个端部或两个端部彼此连接，并且作为整体形成诸如通过图3(a)和图3(b)组合形成的形状等复杂的形状。在图4的实施方案中，圆形焊盘在方形提取面21的两个右端处形成，并且外侧导线与它们的各个连接。
图5是示出构成LED的电极的电导线中的两根相邻电导线22的部分放大图。电导线22之间的距离(光提取面的暴露部分的宽度)W1根据LED的尺寸而不同，并且优选为约10μm～1mm。电导线22的长度(光提取面的暴露部分的连续长度)优选不低于约10μm，更优选不低于1mm。W2的上限根据LED的尺寸而不同。
包含在光源装置侧的光学系统OP1中的遮掩部件OP12具有通孔OP12a，该通孔具有开口，该开口具有用于形成照射光L1的断面形状的形状，并且只有后来通过通孔的照射光通过光学系统并照射在上述流道的照射段上
通孔的开口的形状可以根据流道的宽度和照射段的长度确定。由于照射段由两条平行直线限定在流道中，所以方形和矩形是优选的形状。通过通孔的照射光后来通过光学系统照射在流道的照射段中。在这种情况下，遮掩部件位于使得照射光的断面形状(方形或矩形)的平行的两条边与流道的流动方向垂直的位置。与流道的流动方向垂直的前述两条边的长度优选确定为比流道的宽度长适当的余量。这种余量有助于照射光相对于与流道垂直的方向定位。
当通孔的开口的形状是方形或矩形时，通孔的两个垂直边的长度之比可以根据[流道宽度+定位余量]和[流道中的照射段的长度]之比适当地确定。方形和矩形可以具有圆角，只要其不影响照射和定位就可以。
在用于分析血细胞的流通池中，如图2(b)所示，由于[流道中的照射段e1的长度]经常比[流道宽度+定位余量]W3短，所以通孔的开口的形状经常变为矩形。当流道中的照射段e1设定为较长时，通孔的开口的形状变得接近方形，并且变为在流动方向上较长的矩形。
当通孔的开口的形状为矩形并且遮掩部件OP12构造成使得矩形的长边与流道的流动方向垂直时，如图2(b)所示，照射在流道上的照射光L1的断面形状(矩形)的短边的长度为照射段的长度e1。另一方面，如上所述，照射在流道上的照射光L1的断面形状(矩形)的长边的长度W3优选设定为比流道的宽度长。
图6示出了当从具有平行条纹形电极的LED发出的光通过遮掩部件的通孔时的低强度部分的状态。虽然通孔的开口的形状可以为方形，但是在图6的实施方案中，其为矩形。在图6(a)的实施方案中，由平行条纹形电极引起的低强度部分L1a与通孔OP12a的短边平行地延伸。另一方面，在图6(b)的实施方案中，低强度部分L1a与通孔OP12a的长边平行地延伸。在任意实施方案中，虽然减少了使用图9～图11所说明的问题，但是由于低强度部分L1a包含在通过通孔的照射光中，所以对测量的不利影响仍然存在。
因此，在本发明更优选的实施方案中，将光学系统调节成使得从具有平行条纹形电极的LED发出的光中只有[从选自包含在平行条纹形电极中的多根电导线的两根相邻电导线之间发出的光]会通过通孔。例如，在这个背景下调节光学系统是通孔尺寸的选择、必要透镜的选择、遮掩部件和透镜位置的确定以及焦点和光路的调节等的操作，并且这些操作可以适当组合。
在该实施方案中，通过通孔后的照射光不具有低强度部分，并且照射段中的照射光的强度变得均匀。因此，即使当将LED用作光源时，也可以充分抑制粒子判定的准确性和可靠性的降低。
图7示出了当只有[从选自包含在平行条纹形电极中的多根电导线的两根相邻电导线之间发出的光]通过遮掩部件的通孔时的优选实施方案。在图7中，为了说明的目的，将梳形电极用作平行条纹形电极。虽然通孔的开口的形状为与两根相邻电导线之间的区域对应以充分利用所述区域的矩形，但是其可以为方形。
如上所述，遮掩部件的通孔配置成其一条边(图7中的长边)与上述流道的流动方向垂直。LED设置成使得包含在梳形电极中的电导线22的纵向方向与通孔的一条边(图7的实施例中的长边)的方向相同。如图7(a)所示，将光学系统调节成使得只有从选自梳形电极的平行电导线22的彼此相邻的两根电导线22a和22b之间的区域21e发出的光会通过通孔OP12a。
图7(b)示意性地示出了从图7(a)所示的LED发出的光L1通过光学系统照射在遮掩部件OP12上。图7(a)中虚线所示的区域21e与图7(b)所示的通孔OP12a的形状对应。如图7(b)所示，将光学系统调节成防止低强度部分进入通孔OP12a中，并且只有从图7(a)中的两根电导线22a和22b之间的区域21e释放的光选择性地通过通孔，因此，照射光的断面形状形成为矩形。
如上所述，由于平行条纹形电极的两根相邻电导线之间区域长并且窄，所以其优选匹配具有矩形断面的通孔，并且从两根电导线之间发出的光有效地用作照射光。从平行条纹形电极的两根相邻电导线之间发出的光具有充分高的光强度，并且光在断面中特性地示出了几乎均匀光强度。因此，可以充分抑制对光学粒子系数的上述不利影响。
图4示出了实际用作光源的LED的平行条纹形电极中彼此相邻的两根电导线22a和22b之间的区域21e的一个实施方案，其中区域21e用虚线示出。如上所述，区域21e的形状和遮掩部件OP12的通孔OP12a的开口的形状彼此对应并且相似。在图4的实施方案中，虽然区域21e的形状为矩形，但是根据通孔的开口的形状其可以为方形。
在图4和图7的实施方案中，构成LED的平行条纹形电极的平行电导线的纵向方向指向为与遮掩部件的通孔的流道方向的流动方向垂直。然而，其可以根据通孔的开口的形状等进行改变，例如平行于流道的流动方向等。
从LED释放到外侧的剩余光可以通过在LED保持部上形成的反射板进行反射或通过各种光学系统分割光以改变其光路，用于其他光学测量系统的发光或照射光。
如图7所示，当只使用从平行条纹形电极的两根相邻电导线之间发出的光时，通过遮掩部件的通孔的光的断面中的光强度具有高的均匀性。在这种情况下，通过通孔的光的断面中的光强度的最大值和最小值之间的差可以在最大值的10％内。
即，(((最大值–最小值)/最大值)x 100)≤10[％]。
换句话说，通过通孔的光的断面中的光强度的最小值总是不低于最大值的90％，其中光强度的变化很小并且照射光具有高强度。在优选的实施方案中，通过通孔的光的断面中的光强度的最大值和最小值之间的差可以在最大值的5％内，并且在更优选的实施方案中，该差可以在最大值的1％内。
通过遮掩部件的通孔的光的断面中的各部分的光的强度可以通过将光接收元件插入光路中(在图1的设备中，例如，在流通池1和透镜OP2等之间)来进行测量。例如，在由Advantest Corporation生产的功率计(光输出测量装置)Q8320中，探针从测量装置的主体延伸，并且光接收元件在探针的尖端上形成。通过遮掩部件的通孔的光的断面中的各部分中的光强度也可以使用在本发明中的粒子分析设备中形成的光接收装置(图1中的光接收装置3)来测量。
光的断面中的各部分中的光强度可以由从用于测量的发光元件输出的信号相对于待测量的照射光的中心波长的强度(相对强度(任意单位))表示。
在本发明中作为分析目标的粒子没有特别的限制，例如，可以是微细粒子和包裹药物的脂质体等。当诸如红细胞、白细胞和血小板等血细胞作为分析(计数，分类等)目标时，由于将LED用作光源而呈小型的本发明的设备明显地可用于医疗站点和检验机构等。
当血细胞作为分析目标时，流道的宽度为约10μm～1000μm，并且照射段的长度为约10μm～2000μm。流道的宽度和照射段的长度之比没有特别的限制，并且可以为通常已知的粒子分析设备的比值。考虑到该比值，通过进一步增加流道的宽度方向的余量，可以确定通孔的开口的各边之比。
当血细胞作为分析目标时，待分析的项目的例子包括血细胞的分类、基于血细胞的简单计数的每种的计数等、每体积血细胞的计数以及吸收等。
当分析血细胞时，对于样品溶液和鞘液，可以参照现有技术，其中在曲线图中示出通过流式细胞术、分析方法和数据处理方法等进行的粒子计数结果(频率分布图和散布图)。
例如，为了将白细胞分类成5种(分类成淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)以及为了对各血细胞进行计数，通过溶血、稀释、染色处理全血制备样品溶液，并且各血细胞的体积和吸光度由本设备通过流式细胞术来测量。例如，将各血细胞所获得的测量数据(体积，吸光度)绘制在由X轴(体积的横轴)和Y轴(吸光度的纵轴)构成的X-Y平面上，由此可以获得示出在多少密度存在多少体积的血细胞的散布图。这种散布图优选示出了淋巴细胞、单核细胞、嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的各种的分布。
本发明的粒子分析设备可以具有设置在流道中的电极，使得不仅可以进行基于流式细胞术的粒子分析而且可以进行基于阻抗方法的粒子分析。
根据本发明，可以解决卤钨灯的问题，并且可以在确保在流道的照射段上的具有充分强度的照射光的同时提供具有减小尺寸的光源的粒子分析设备。另外，即使将LED用作光源，也可以将具有充分强度的均匀光照射在照射区域中。
本申请基于在日本提交的专利申请No.2014-147744，其全部内容并入本文。

Claims (3)

1.一种包括至少基于流式细胞术对样品溶液中的粒子进行分析的构成的粒子分析设备，所述粒子分析设备包括：
流通池，所述流通池具有用于使含有待分析的粒子的样品溶液流动的流道；
光源装置，所述光源装置用于发射流式细胞术用的照射光；
光学系统，所述光学系统用于将所述照射光照射在所述流道中的照射段上；和
光接收装置，所述光接收装置用于检测通过将所述照射光照射在所述照射段上获得的光；
其中
所述光源装置包括作为光源的发光二极管，并且在所述发光二极管的光提取面上形成的电极主要包括彼此平行配置的多根电导线，由于所述电极的多根电导线的彼此平行配置，而使所述发光二极管发出的照射光包含平行条纹形的高强度部分和低强度部分，
包含在所述发光二极管的所述电极中的彼此平行配置的所述多根电导线的纵向方向与所述流通池的所述流道的流动方向垂直，由此所述流通池的流道中的粒子和样品溶液流交替地经过照射于照射段的照射光的所述高强度部分和所述低强度部分。
2.根据权利要求1所述的粒子分析设备，其中所述光学系统包括具有通孔以形成所述照射光的断面形状的遮掩部件，
其中所述遮掩部件的所述通孔具有矩形开口形状，
所述矩形开口形状的长边方向与包含在所述发光二极管的所述电极中的彼此平行配置的所述多根电导线的纵向方向相同。
3.根据权利要求1或2所述的粒子分析设备，其中所述粒子是血细胞，并且所述粒子分析包括对血细胞进行计数。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6496251B2 (ja) * 2014-01-31 2019-04-03 京セラ株式会社 通信制御方法及び基地局
CN106226223A (zh) * 2016-08-24 2016-12-14 桂林优利特医疗电子有限公司 粒子分析仪
JP6955385B2 (ja) 2017-07-14 2021-10-27 株式会社堀場製作所 粒子分析装置における光照射を調整するためのモニター装置
BR102018075954A2 (pt) 2017-09-15 2019-11-12 Horiba Ltd aparelho de análise de partículas
EP3859306A4 (en) * 2018-10-31 2022-07-20 HORIBA, Ltd. DEVICE FOR MEASUREMENT OF PARTICLE SIZE DISTRIBUTION BY CENTRIFUGAL SEDIMENTATION
CN111323360B (zh) * 2018-12-14 2022-07-05 中国科学院深圳先进技术研究院 液体中颗粒物的图像采集设备及检测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101728765A (zh) * 2008-10-30 2010-06-09 索尼株式会社 激光二极管及其制造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277740A (ja) * 1988-04-30 1989-11-08 Asahi Seimitsu Kk 水中濁度計装置
JPH0719800Y2 (ja) * 1991-01-30 1995-05-10 ローム株式会社 Ｌｅｄアレイ
JPH07176787A (ja) * 1993-10-25 1995-07-14 Omron Corp 半導体発光素子、発光装置、光結合装置、光学検知装置、光学的情報処理装置、投光器及び光ファイバモジュール
JPH08233737A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Yua Tec:Kk キャピラリー式光検出センサ及びこれを用いた光計測装置及び懸濁液中の微粒子測定方法
FR2734637B1 (fr) * 1995-05-24 1997-08-14 Abx Sa Dispositif d'inspection optique d'un fluide, notamment pour analyses hematologiques
JP3193670B2 (ja) * 1997-06-30 2001-07-30 ホーチキ株式会社 煙感知装置
JP2003512616A (ja) * 1999-10-20 2003-04-02 ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー フロー血球計において粒子検出光源としてインコヒーレント光放出半導体デバイスを使用する装置及びその方法
US6813017B1 (en) 1999-10-20 2004-11-02 Becton, Dickinson And Company Apparatus and method employing incoherent light emitting semiconductor devices as particle detection light sources in a flow cytometer
DE60218074T2 (de) * 2001-03-29 2008-02-07 Sysmex Corp. Durchflusszytometer
FR2837929A1 (fr) * 2002-03-27 2003-10-03 Innov Pro Dispositif d'emission et de reception de signaux pour l'etude de materiaux par resonance magnetique nucleaire
JP2008135789A (ja) * 2002-05-27 2008-06-12 Nichia Chem Ind Ltd 窒化物半導体発光素子、発光素子、素子積層体、並びにそれらを用いた発光装置
US7511311B2 (en) * 2002-08-01 2009-03-31 Nichia Corporation Semiconductor light-emitting device, method for manufacturing the same, and light-emitting apparatus including the same
US6941005B2 (en) * 2002-11-01 2005-09-06 Coulter International Corp. Monitoring and control of droplet sorting
WO2005069388A1 (ja) * 2004-01-20 2005-07-28 Nichia Corporation 半導体発光素子
US7498009B2 (en) * 2004-08-16 2009-03-03 Dana Uv, Inc. Controlled spectrum ultraviolet radiation pollution control process
JP4478669B2 (ja) * 2005-08-31 2010-06-09 キヤノン株式会社 センサおよびそれを用いた記録装置
JP2007263787A (ja) * 2006-03-29 2007-10-11 Nix Inc リング状集中照射器具、および照射角度の調節装置
JP4817442B2 (ja) * 2006-07-31 2011-11-16 シスメックス株式会社 粒子分析装置用光学系、及びそれを用いた粒子分析装置
JP5197107B2 (ja) * 2008-03-31 2013-05-15 京セラ株式会社 発光素子、これを備える発光素子アレイおよび、発光素子アレイを備える画像形成装置
WO2010104993A2 (en) * 2009-03-10 2010-09-16 The Regents Of The University Of California Fluidic flow cytometry devices and particle sensing based on signal-encoding
TWI452730B (zh) 2010-09-14 2014-09-11 Formosa Epitaxy Inc 發光二極體
US8761486B2 (en) * 2011-02-22 2014-06-24 Bio-Rad Laboratories, Inc. Line scan cytometry systems and methods
JP5741164B2 (ja) 2011-04-12 2015-07-01 日亜化学工業株式会社 発光素子
JP2013195208A (ja) 2012-03-19 2013-09-30 Sony Corp 微小粒子測定装置
JP2013246023A (ja) 2012-05-25 2013-12-09 Azbil Corp 光学式粒子検出装置及び粒子の検出方法
TW201415670A (zh) * 2012-10-03 2014-04-16 Lextar Electronics Corp 發光二極體晶片
BR112015023570B1 (pt) * 2013-03-15 2021-02-02 Beckman Coulter, Inc máscara de filtro para uso em um citômetro de fluxo, citômetro de fluxo, e método de avaliação de uma partícula com um citômetro de fluxo
WO2014151049A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Beckman Coulter, Inc. Optics system for a flow cytometer
US9261452B2 (en) * 2013-12-23 2016-02-16 Palo Alto Research Center Incorporated Flow cytometer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101728765A (zh) * 2008-10-30 2010-06-09 索尼株式会社 激光二极管及其制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016024024A (ja) 2016-02-08
EP2975379B1 (en) 2021-12-22
US20160018314A1 (en) 2016-01-21
EP2975379A1 (en) 2016-01-20
CN105277488A (zh) 2016-01-27
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