DE112021001620T5 - Teilchenanalysesystem und teilchenanalyseverfahren - Google Patents

Abstract

Ein gemessenes Spektrum, das durch Pumplichtbestrahlung auf Teilchen erhalten wird, die unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe markiert sind, wird mit hoher Genauigkeit in die jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffe separiert. Ein Teilchenanalysesystem (1), das Folgendes aufweist: mehrere Fotodetektoren (23) zum Erhalten von Licht, das aufgrund von Pumplichtbestrahlung auf Teilchen produziert wird, die unter Verwendung mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe markiert sind, und eine Informationsverarbeitungseinheit (132) zum Durchführen einer Separationsverarbeitung an einem gemessenem Spektrum basierend auf gemessenen Werten von den mehreren Fotodetektoren (23) in Form von Einzelfärbungsspektren der jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffe und dadurch Berechnen von Fluoreszenzintensitäten der jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffe, wobei die Separationsverarbeitung unter Verwendung eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM) einschließlich Gewichten durchgeführt wird, die basierend auf einer Variation von gemessenen Werten bestimmt werden.

Description

• Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Teilchenanalysesystem und ein Teilchenanalyseverfahren.
• Hintergrund
• Um eine Charakteristik eines Mikroteilchens, wie etwa einer Zelle, eines Mikroorganismus und eines Liposoms, zu analysieren, wird eine Technik verwendet, bei der Anregungslicht, wie etwa Laserlicht, zu einem Mikroteilchen emittiert wird, das mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert ist, um eine Fluoreszenzintensität und ein Spektrum einer Fluoreszenz zu messen, die von dem Fluoreszenzfarbstoff erzeugt wird. Ein Beispiel für diese Technik ist ein Durchflusszytometer. In dem Durchflusszytometer wird ein Mikroteilchen, das in einem Durchflusspfad fließt, mit Anregungslicht bestrahlt und werden Fluoreszenz, gestreutes Licht und dergleichen, die von dem Mikroteilchen emittiert werden, durch mehrere Fotodetektoren (zum Beispiel PMT(Photo Multiplier Tube): Photovervielfacher) und dergleichen detektiert. In den letzten Jahren wurde zum ausführlicheren Analysieren der Charakteristik des Mikroteilchens eine Technik zum Analysieren eines Mikroteilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, verwendet.
• Jedoch können, wenn eine Markierung durch Verwenden mehrerer Fluoreszenzfarbstoffe durchgeführt wird, Mittenwellenlängen von Fluoreszenzen, die von den jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffen erzeugt werden, nahe beieinander liegen. In diesem Fall kann es ein Wellenlängenband geben, in dem Fluoreszenzspektren überlappen. In dem Wellenlängenband, in dem sich Fluoreszenzspektren überlappen, kann eine Fluoreszenz von jedem Fluoreszenzfarbstoff nicht angemessen separiert werden, und dementsprechend kann eine Fluoreszenz außer einer Fluoreszenz von einem Zielfluoreszenzfarbstoff in jeden Fotodetektor lecken. Wenn dieses Lecken von Fluoreszenz auftritt, kann ein Fehler der Fluoreszenzintensität auftreten, weil die gemessene Fluoreszenzintensität größer als eine tatsächliche Fluoreszenzintensität ist.
• Um diesen Fehler der Fluoreszenzintensität zu korrigieren, ist eine Technik bekannt, bei der ein Messungsspektrum, das durch einen Fotodetektor gemessen wird, mathematisch durch Verwenden eines Spektrums (Einzelfärbungsspektrums) jedes Fluoreszenzfarbstoffs separiert wird, um die Fluoreszenzintensität von jedem Fluoreszenzfarbstoff mit hoher Genauigkeit zu berechnen.
• Zitatliste
• Patentliteratur
• Patentliteratur 1: JP 2011-232259 A
• Kurzdarstellung
• Technisches Problem
• Jedoch kann es bei einer herkömmlichen Technik schwierig sein, das Messungsspektrum, das durch den Fotodetektor gemessen wird, für jeden Fluoreszenzfarbstoff mit hoher Genauigkeit zu separieren.
• Die vorliegende Anwendung erfolgte in Anbetracht des Vorhergehenden und schlägt ein Teilchenanalysesystem vor, das zum Separieren eines Messungsspektrums, das durch Bestrahlen eines mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markierten Teilchens mit Anregungslicht erhalten wird, für jeden Fluoreszenzfarbstoff mit hoher Genauigkeit in der Lage ist, und ein Teilchenanalyseverfahren vor.
• Lösung des Problems
• Ein Teilchenanalysesystem gemäß der vorliegenden Offenbarung weist Folgendes auf: mehrere Fotodetektoren, die zum Erfassen von Licht konfiguriert sind, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird; und eine Informationsverarbeitungseinheit, die zum Berechnen einer Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Durchführen einer Separationsverarbeitung an einem Messungsspektrum basierend auf gemessenen Werten von den mehreren Fotodetektoren mit einem Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs konfiguriert ist, wobei die Separationsverarbeitung durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM: Weighted Least Squares Method) einschließlich eines Gewichts durchgeführt wird, das basierend auf einer Variation der gemessenen Werte bestimmt wird.
• Figurenliste
• 1 ist ein Diagramm, das eine Fluoreszenzdetektion eines Durchflusszytometers veranschaulicht.
• 2 ist ein Diagramm, das eine Fluoreszenzdetektion eines Durchflusszytometers vom Spektraltyp veranschaulicht.
• 3 ist ein Diagramm, das ein Teilchenanalysesystem 1 gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 4 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration eines Durchflusszytometers veranschaulicht.
• 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Konfiguration eines Durchflusszytometers veranschaulicht.
• 6 ist ein Diagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer Informationsverarbeitungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 7 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein Einzelfärbungsspektrum gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 8 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Messungsspektrum und einem Einzelfärbungsspektrum veranschaulicht.
• 9 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine flächenbasierte Variation gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine flächenbasierte Variation gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine höhenbasierte Variation gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 12 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einem Versatz und einer Variation gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 13 ist ein Diagramm, das eine Berechnungsformel eines Stain-Index gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Stain-Index gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 15 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Stain-Index-Verbesserungsrate gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 16 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 17 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Stain-Index-Verbesserungsrate gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht.
• 18 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für einen Computer veranschaulicht, der Funktionen einer Informationsverarbeitungseinrichtung implementiert.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Nachfolgend werden Weisen zum Ausführen des Teilchenanalysesystems und des Teilchenanalyseverfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung (nachfolgend als „Ausführungsformen“ bezeichnet) ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird angemerkt, dass das Teilchenanalysesystem und das Teilchenanalyseverfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung nicht durch diese Ausführungsform beschränkt werden. Bei den folgenden Ausführungsformen werden die gleichen Teile durch die gleiche Bezugsziffern bezeichnet und wird eine redundante Beschreibung weggelassen.
• Die vorliegende Offenbarung wird gemäß der folgenden Reihenfolge von Punkten beschrieben.
1. 1. Fluoreszenzdetektion durch Durchflusszytometer
2. 2. Konfiguration eines Systems gemäß der Ausführungsform
3. 3. Beispiel für die Informationsverarbeitung
   • 3.1. Informationsverarbeitungseinrichtung 100
   • 3.2. Verarbeitungsprozedur
4. 4. Modifikationen
5. 5. Variationen der Verarbeitung
   • 5.1. Anwendung auf Lochobjektträgerbildgebung (WSI)
   • 5.2. Messung verschiedener Spektren
   • 5.3. Spektralobjekt außer Prisma
   • 5.4. Integration der Einrichtung
   • 5.5. Andere Signale
6. 6. Hardwarekonfiguration
7. 7. Anderes
• (Ausführungsform)
• [1. Fluoreszenzdetektion durch Durchflusszytometer]
• Eine Fluoreszenzdetektion in einem Durchflusszytometer weist ein Verfahren, bei dem eine Lichtintensität in einem kontinuierlichen Wellenlängenband erfasst wird, zusätzlich zu einem Verfahren auf, bei dem ein Benutzer ein optisches System auswählt, das einer Fluoreszenzwellenlänge eines Fluoreszenzfarbstoff entspricht, mit dem ein Teilchen markiert ist, und eine Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs misst. Jedes Verfahren wird nachfolgend beschrieben.
• 1 veranschaulicht ein Verfahren zum Messen einer Fluoreszenzintensität für jeden Fluoreszenzfarbstoff. Bei dem in 1 veranschaulichten Verfahren wird in einem Teil AA1 eines Durchflusspfades LS1, durch den ein Teilchen fließt, das Teilchenmit zwei Anregungslichtern (635 nm und 488 nm) mit unterschiedlichen Wellenlängen bestrahlt. Wenn das Teilchen mit Anregungslicht bestrahlt wird, emittiert der Fluoreszenzfarbstoff eine Fluoreszenz. Die von dem Fluoreszenzfarbstoff erzeugte Fluoreszenz wird durch dichroitische Spiegel HA1 bis HA4 dispergiert, die eine Fluoreszenz einer Wellenlänge in einem speziellen Wellenlängenband reflektieren, durchläuft Bandfilter FA1 bis FA4, wodurch eine Fluoreszenzintensität in einem Wellenlängenband, das der Fluoreszenzwellenlänge jedes Fluoreszenzfarbstoffs entspricht, durch jeden von PMT FL1 bis FL4 erfasst wird. Bei dem in 1 veranschaulichten Verfahren überlappen die Fluoreszenzen einander, wenn Mittenwellenlängen der von den jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffen erzeugten Fluoreszenzen nahe beieinander liegen, und dementsprechend ist es schwierig, ein Lecken außer der Fluoreszenz von einem Zielfluoreszenzfarbstoff vollständig zu unterdrücken.
• 2 veranschaulicht ein Verfahren zum Messen einer Intensität von Licht in einem kontinuierlichen Wellenlängenband. In 2 wird das Licht, das durch Bestrahlen eines mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markierten Teilchens mit Anregungslicht erzeugt wird, zu einem Prisma BB1 gelenkt. In 2 wird Licht durch Verwenden des Prismas BB1 dispergiert. Mehrere Fotodetektoren CC1 erfassen die Intensitäten des Lichts, das durch das Prisma BB1 dispergiert wird, für jedes Wellenlängenband. Hier ist das Mittel zum Dispergieren von Licht nicht auf das Prisma BB1 beschränkt und kann ein Beugungsgitter sein. Außerdem kann ein optisches System, das Licht gemäß einer Wellenlänge transmittiert oder reflektiert, wie etwa ein dichroitischer Spiegel und ein Strahlteiler, verwendet werden. Durch Anordnen eines optischen Systems, wie etwa eines dichroitischen Spiegels oder eines Strahlteilers, auf einer Lichtempfangsoberflächenseite jedes der mehreren Fotodetektoren ist es möglich, die Intensität jedes Wellenlängenbandes von Licht zu erfassen. Die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs kann erfasst werden, indem eine mathematische Separationsverarbeitung (Entmischungsverarbeitung) an einem Detektionswert für jedes Wellenlängenband durchgeführt wird, der durch das obige Verfahren erfasst wird. Dies ermöglicht es, Lecken von Fluoreszenz außer einer Fluoreszenz von einem Zielfluoreszenzfarbstoff zu unterdrücken, selbst dann, wenn die Mittenwellenlängen von Fluoreszenzen, die von den jeweiligen Fluoreszenzfarbstoffen erzeugt werden, nahe beieinander liegen. Das in 2 veranschaulichte Durchflusszytometer kann als ein „Durchflusszytometer vom Spektraltyp“ bezeichnet werden.
• [2. Konfiguration eines Systems gemäß der Ausführungsform]
• Ein Teilchenanalysesystem 1 gemäß der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. 3 ist ein Diagramm, das das Teilchenanalysesystem 1 gemäß der Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 3 veranschaulicht, weist das Teilchenanalysesystem 1 eine Anzeigeeinrichtung 10, eine Messungseinrichtung 20 und eine Informationsverarbeitungseinrichtung 100 auf.
• Die Anzeigeeinrichtung 10 weist einen Bildschirm unter Verwendung von zum Beispiel Flüssigkristall, Elektrolumineszenz (EL), einer Kathodenstrahlröhre (CRT) oder dergleichen auf. Die Anzeigeeinrichtung 10 kann mit 4K oder 8K kompatibel sein oder kann durch mehrere Anzeigeeinrichtungen gebildet werden. Die Anzeigeeinrichtung 10 zeigt die Intensität der Fluoreszenz oder dergleichen (zum Beispiel Fluoreszenz, Phosphoreszenz oder gestreutes Licht), die durch die Messungseinrichtung 20 detektiert wird, als ein Spektrum (nachfolgend wird es angemessen als ein „Messungsspektrum“ bezeichnet) an.
• Ein Durchflusszytometer vom Spektraltyp kann als die Messungseinrichtung 20 verwendet werden. Die Messungseinrichtung 20 wird zum Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, mit Anregungslicht und Detektieren der Intensität einer Fluoreszenz oder dergleichen, die von jedem Fluoreszenzfarbstoff erzeugt wird, verwendet. Wie in 3 veranschaulicht, weist die Messungseinrichtung 20 eine Lichtquelle 21, einen Durchflusspfad 22, einen Fotodetektor 23 und eine Ausrüstungssteuereinheit 24 auf.
• Unter Bezugnahme auf 4 wird in dem Durchflusszytometer ein Teilchen S, das durch den Durchflusspfad 22 fließt, mit dem Anregungslicht von der Lichtquelle 21 bestrahlt. Der Fotodetektor 23 detektiert eine Fluoreszenz, die von dem Teilchen S emittiert wird, das mit dem Anregungslicht bestrahlt wird, gestreutes Licht, das durch das Teilchen S gestreut wird, und dergleichen. Obwohl dies in 4 nicht veranschaulicht ist, sind ein optisches System, wie etwa eine Linse, zum Lenken von Anregungslicht zu dem Teilchen S, und ein optisches System zum Leiten von Fluoreszenz oder dergleichen, die von dem Teilchen S erzeugt wird, zu dem Fotodetektor 23 in dem Durchflusszytometer bereitgestellt.
• Das Teilchen S ist zum Beispiel ein biologisch abgeleitetes Teilchen, wie etwa eine Zelle, ein Mikroorganismus und ein biologisch relevantes Teilchen, und weist eine Population mehrerer biologisch abgeleiteter Teilchen auf. Das Teilchen S kann zum Beispiel ein biologisch abgeleitetes Mikroteilchen, wie etwa eine Zelle, wie etwa eine tierische Zelle (zum Beispiel Blutzellen und dergleichen) und eine Pflanzenzelle, ein Bakterium, wie etwa Escherichia coli, ein Virus, wie etwa Tabakmosaikvirus, ein Mikroorganismus, wie etwa ein Pilz, wie etwa Hefe, ein biologisch zugehöriges Teilchen, das eine Zelle konfiguriert, wie etwa ein Chromosom, ein Liposom, eine Mitochondrion, ein Exosom und verschiedene Organellen (Organellen), oder ein biologisch zugehöriges Polymer, wie etwa Nukleinsäure, ein Protein, ein Lipid, eine Zuckerkette und ein Komplex daraus, sein. Des Weiteren weist das Teilchen S weitgehend ein synthetisches Teilchen auf, wie etwa ein Latexteilchen, ein Gelteilchen und ein industrielles Teilchen. Außerdem kann das industrielle Teilchen zum Beispiel ein organisches oder anorganisches Polymermaterial, ein Metall oder dergleichen sein. Beispiele für das organische Polymermaterial weisen Polystyrol, Styrol-Divinylbenzen, Polymethylmethacrylat und dergleichen auf. Beispiele für das anorganische Polymermaterial weisen Glas, Siliciumdioxid, ein magnetisches Material und dergleichen auf. Das Metall weist Goldkolloid, Aluminium und dergleichen auf. Die Form dieser Teilchen ist allgemein sphärisch, kann aber nichtsphärisch sein, und die Größe, Masse und dergleichen sind nicht speziell beschränkt.
• Hier ist das Teilchen S mit einem oder mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert (gefärbt). Die Markierung des Teilchens S mit dem Fluoreszenzfarbstoff kann durch ein bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Zum Beispiel wird, wenn das Teilchen S eine Zelle ist, ein fluoreszierend markierter Antikörper, der selektiv an ein Antigen bindet, das auf einer Zellenoberfläche vorhanden ist, mit einer zu messenden Zelle vermischt und der fluoreszierend markierte Antikörper wird an das Antigen auf der Zellenoberfläche gebunden, wodurch die zu messende Zelle mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert werden kann.
• Der fluoreszierend markierte Antikörper ist ein Antikörper, an den ein Fluoreszenzfarbstoff als eine Markierung gebunden ist. Insbesondere kann der fluoreszierend markierte Antikörper durch Binden eines Fluoreszenzfarbstoffs, an den Avidin gebunden ist, an einen biotinmarkierten Antikörper durch eine Avidin-Biotin-Reaktion erhalten werden. Alternativ dazu kann der fluoreszierend markierte Antikörper ein Antikörper sein, an den ein Fluoreszenzfarbstoff direkt gebunden wird. Als der Antikörper kann entweder ein polyklonaler Antikörper oder ein monoklonaler Antikörper verwendet werden. Außerdem ist der Fluoreszenzfarbstoff zum Markieren einer Zelle ebenfalls nicht speziell beschränkt und es ist möglich, wenigstens einen oder mehrere bekannte Farbstoffe zu verwenden, die zum Färben einer Zelle und dergleichen verwendet werden.
• Die Lichtquelle 21 ist eine Lichtquelle, die Anregungslicht mit einer vorbestimmten Wellenlänge emittiert. In 1 und 2 emittiert die Lichtquelle 21 Anregungslicht mit Wellenlängen von 488 nm und 635 nm. Außerdem veranschaulicht 3 einen Fall, in dem die Messungseinrichtung 20 eine Lichtquelle 21 aufweist, aber die Messungseinrichtung 20 kann mehrere Lichtquellen 21 aufweisen. 5 veranschaulicht N (N ist eine positive ganze Zahl) Lichtquellen 21, die durch LD-1 bis LD-N repräsentiert werden. N ist zum Beispiel 7 oder 5. Die N Lichtquellen 21 bestrahlen das Teilchen mit Anregungslicht in unterschiedlichen Achsen.
• Der Durchflusspfad 22 ist ein Mikrodurchflusspfad zum Zirkulieren von Teilchen, die in dem Durchflusspfad fließen, in einer Linie in einer Flussrichtung. Der Durchflusspfad 22 kann in einem Mikrochip oder einer Flusszelle bereitgestellt werden.
• Der Fotodetektor 23 ist ein Fotodetektor zum Detektieren von Licht, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit einem Fluoreszenzfarbstoff markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird. Der Fotodetektor 23 detektiert Licht unterschiedlicher Wellenlängenbänder durch jeden Fotodetektor unter Verwendung mehrerer Fotodetektoren. Hier ist das Wellenlängenband des Lichts, das durch jeden Fotodetektor detektiert wird, wünschenswerterweise kontinuierlich innerhalb eines speziellen Wellenlängenbandes, aber ein Teil des Wellenlängenbandes kann fehlen. Außerdem können sich die Wellenlängenbänder des Lichts, das durch die jeweiligen Fotodetektoren detektiert wird, teilweise überlappen.
• Wie in 5 veranschaulicht, weist der Fotodetektor 23 einen Detektor 230 und N Lichtempfangselementeinheiten 231 auf.
• Der Detektor 230 detektiert vorwärts gestreutes Licht, das durch Bestrahlen des Teilchens mit Anregungslicht erzeugt wird. Der Detektor 230 wird durch zum Beispiel eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD: Charge Coupled Device), einen komplementären Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor), eine Fotodiode oder dergleichen realisiert. Der gemessene Wert des vorwärts gestreuten Lichts, das durch den Detektor 230 detektiert wird, wird an die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgegeben.
• Die Lichtempfangselementeinheit 231 detektiert Licht, das durch Bestrahlen des Teilchens mit Anregungslicht erzeugt wird. Jede Lichtempfangselementeinheit 231 detektiert Licht, das durch Bestrahlung mit Anregungslicht durch die entsprechende Lichtquelle 21 erzeugt wird. Die Lichtempfangselementeinheit 231 kann zum Beispiel ein Lichtempfangselementarray, in dem mehrere Fotovervielfacher (PMTs) oder Fotodioden mit unterschiedlichen zu detektierenden Wellenlängenbereichen eindimensional oder dergleichen angeordnet sind, ein Bildsensor, in dem Pixel in einem zweidimensionalen Gittermuster angeordnet sind, oder dergleichen sein. Das Lichtempfangselementarray wandelt eine Fluoreszenz von dem Teilchen, die für jede Wellenlänge durch ein spektroskopisches Element, wie etwa ein Prisma oder ein Gitter, dispergiert wird, fotoelektrisch um. Ein Teil der Lichtempfangselementeinheiten 231 kann seitlich gestreutes Licht detektieren. Hier kann das seitlich gestreute Licht durch einen Detektor detektiert werden, der von der Lichtempfangselementeinheit 231 verschieden ist.
• Jede Lichtempfangselementeinheit 231 weist ein Detektionswellenlängenband auf, das länger als die Anregungswellenlänge der Lichtquelle 21 ist. Zum Beispiel ist, wenn die Anregungswellenlängen 320 nm und 355 nm sind, das Detektionswellenlängenband 360,5 bis 843,8 nm und ist, wenn die Anregungswellenlänge 405 nm ist, das Detektionswellenlängenband 413,6 bis 843,8 nm. Wenn die Anregungswellenlängen 488 nm, 561 nm und 638 nm sind, ist das Detektionswellenlängenband 492,9 bis 843,8 nm und ist, wenn die Anregungswellenlänge 808 nm ist, das Detektionswellenlängenband 823,5 bis 920,0 nm.
• Ein Messungsspektrum wird von dem Licht jedes Wellenlängenbandes erfasst, das durch jede Lichtempfangselementeinheit 231 detektiert wird. Ein gemessener Wert des seitlich gestreuten Lichts wird auch von einem Teil der Lichtempfangselementeinheiten 231 erzeugt. Das erfasste Messungsspektrum wird an die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ausgegeben.
• Die Ausrüstungssteuereinheit 24 optimiert Parameter der Messungseinrichtung 20. Zum Beispiel optimiert die Ausrüstungssteuereinheit 24 Parameter, wie etwa Bedingungen einer Flüssigkeitslieferung, die in dem Durchflusspfad des Durchflusspfades 22 fließt, eine Ausgabe von Anregungslicht, das von der Lichtquelle 21 emittiert wird, und eine Empfindlichkeit, mit der der Fotodetektor 23 Fluoreszenz detektiert. Die Ausrüstungssteuereinheit 24 optimiert die Parameter gemäß einem Berechnungsergebnis durch eine später beschriebene Informationsverarbeitungseinheit 132.
• Die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 ist eine Informationsverarbeitungseinrichtung, wie etwa ein PC und eine Workstation (WS). Die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 berechnet die Fluoreszenzintensität von jedem Fluoreszenzfarbstoff durch mathematisches Separieren des Messungsspektrums, das durch die Messungseinrichtung 20 gemessen wird, indem das Spektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs verwendet wird.
• Das Messungsspektrum gemäß der Ausführungsform ist ein Spektrum, das durch Empfangen von Licht, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen mit unterschiedlichen Fluoreszenzwellenlängenbändern markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird, durch Fotodetektoren mit unterschiedlichen Wellenlängenbändern und Sammeln von Lichtintensitäten von jedem Fotodetektor erhalten wird. Außerdem ist das Einzelfärbungsspektrum gemäß der Ausführungsform ein Spektrum, das durch ähnliches Empfangen von Licht, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit einem einzigen Fluoreszenzfarbstoff markiert ist, mit Anregungslicht erhalten wird, durch Fotodetektoren mit unterschiedlichen Wellenlängenbändern und Sammeln von Lichtintensitäten von jedem Fotodetektor erhalten wird. Daher gibt das Einzelfärbungsspektrum eine Verteilung der Fluoreszenzwellenlänge jedes Fluoreszenzfarbstoffs an.
• [3. Beispiel für die Informationsverarbeitung]
• [3-1. Informationsverarbeitungseinrichtung 100]
• Als Nächstes wird die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 gemäß der Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 6 veranschaulicht, ist die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 ein Computer, der eine Kommunikationseinheit 110, eine Speicherungseinheit 120 und eine Steuereinheit 130 aufweist.
• Die Kommunikationseinheit 110 wird durch zum Beispiel eine Netzwerkkarte (NIC: Network Interface Card) oder dergleichen realisiert. Die Kommunikationseinheit 110 ist auf eine drahtgebundene oder drahtlose Weise mit einem Netzwerk N (nicht veranschaulicht) gekoppelt und überträgt und empfängt Informationen an und von der Messungseinrichtung 20 und dergleichen über das Netzwerk N. Die später beschriebene Steuereinheit 130 überträgt und empfängt Informationen an und von diesen Einrichtungen über die Kommunikationseinheit 110.
• Die Speicherungseinheit 120 wird durch zum Beispiel ein Halbleiterspeicherelement, wie etwa einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder einen Flash-Speicher, oder eine Speicherungseinrichtung, wie etwa eine Festplatte oder eine optische Platte, realisiert. Die Speicherungseinheit 120 speichert das Messungsspektrum, das von der Messungseinrichtung 20 übertragen wird. Außerdem speichert die Speicherungseinheit 120 ein Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs.
• Die Steuereinheit 130 wird durch zum Beispiel eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) oder eine Mikroverarbeitungseinheit (MPU) implementiert, die ein Programm (ein Beispiel für ein Informationsverarbeitungsprogramm), das in der Informationsverarbeitungseinrichtung 100 gespeichert ist, unter Verwendung eines RAM als ein Arbeitsbereich ausführt. Des Weiteren kann die Steuereinheit 130 durch zum Beispiel einen integrierte Schaltkreis, wie etwa einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) oder ein feldprogrammierbares Gatterarray (FPGA), ausgeführt werden.
• Wie in 6 veranschaulicht, weist die Steuereinheit 130 eine Erfassungseinheit 131, eine Informationsverarbeitungseinheit 132 und eine Bereitstellungseinheit 133 auf und realisiert eine Funktion und eine Handlung einer zuvor beschriebenen Informationsverarbeitung oder führt diese aus. Es wird angemerkt, dass eine interne Konfiguration der Steuereinheit 130 nicht auf die in 6 veranschaulichte Konfiguration beschränkt ist und eine andere Konfiguration sein kann, so lange eine später zu beschreibende Informationsverarbeitung ausgeführt werden kann.
• Die Erfassungseinheit 131 erfasst das Messungsspektrum, das von der Messungseinrichtung 20 übertragen wird. Insbesondere erfasst die Erfassungseinheit 131 ein Messungsspektrum von Licht, das durch Bestrahlen des Teilchens, das mit dem Fluoreszenzfarbstoff markiert ist, mit Anregungslicht erhalten wird. Das Messungsspektrum wird unter Bezugnahme auf 7 und 8 beschrieben.
• 7 veranschaulicht ein Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs. Die Erfassungseinheit 131 erfasst das Einzelfärbungsspektrum eines Teilchens, das mit einem einzigen Fluoreszenzfarbstoff markiert ist. Die in 7 veranschaulichten mehreren Fluoreszenzfarbstoffe, mit denen das Teilchen markiert ist, sind ein Fluoreszenzfarbstoff A, ein Fluoreszenzfarbstoff B, ein Fluoreszenzfarbstoff C und ein Fluoreszenzfarbstoff D. Es wird angemerkt, dass die Fluoreszenzfarbstoffe voneinander verschieden sind. In zweidimensionalen grafischen Darstellungen, die in 7(a) bis 7(d) veranschaulicht sind, gibt eine vertikale Achse die Fluoreszenzintensität an und gibt eine horizontale Achse die Zahl oder Wellenlänge des Fotodetektors an. 7(a) gibt ein Einzelfärbungsspektrum LA1 des Fluoreszenzfarbstoffs A an, mit dem das Teilchen markiert ist. 7(b) gibt ein Einzelfärbungsspektrum LA2 des Fluoreszenzfarbstoffs B an, mit dem das Teilchen markiert ist. 7(c) gibt ein Einzelfärbungsspektrum LA3 des Fluoreszenzfarbstoffs C an, mit dem das Teilchen markiert ist. 7(d) gibt ein Einzelfärbungsspektrum LA4 des Fluoreszenzfarbstoffs D an, mit dem das Teilchen markiert ist. Obwohl das Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs verwendet wird, kann ein Autofluoreszenzspektrum inkludiert sein. Das Autofluoreszenzspektrum wird durch Bestrahlen eines nichtgefärbten Teilchens mit Anregungslicht erfasst. Hier kann das Einzelfärbungsspektrum von der Messungseinrichtung 20 erfasst werden oder kann im Voraus in der Speicherungseinheit 120 gespeichert werden. Des Weiteren wird, wenn das Einzelfärbungsspektrum im Voraus in der Speicherungseinheit 120 gespeichert wird, das Einzelfärbungsspektrum bevorzugt durch die gleiche Messungseinrichtung 20 gemessen, aber kann durch eine andere Messungseinrichtung gemessen werden. In der Speicherungseinheit 120 werden ein Name jedes Fluoreszenzfarbstoffs, eine Messungsbeindung zur Zeit des Messens des Einzelfärbungsspektrums und dergleichen in Assoziation mit dem Einzelfärbungsspektrum gespeichert.
• 8 veranschaulicht ein Messungsspektrum. Eine vertikale Achse einer in 8 veranschaulichten zweidimensionalen grafischen Darstellung gibt die Fluoreszenzintensität an und eine horizontale Achse gibt die Zahl oder Wellenlänge des Fotodetektors an. Die horizontale Achse gibt an, dass die Zahl der Fotodetektoren 32 ist. In 8 ist die Intensität von Licht gemäß der Zahl jedes Fotodetektors aufgetragen. Das durch diese grafische Darstellung angegebene Spektrum ist ein Messungsspektrum LA11. Die Erfassungseinheit 131 erfasst die Intensität von Licht, das der Zahl jedes Fotodetektors entspricht, der dem Messungsspektrum LA11 entspricht. Die Intensität dieses Lichts ist ein gemessener Wert. Das Messungsspektrum LA11 ist ein Spektrum, das durch Kombinieren von Einzelfärbungsspektren der Fluoreszenzfarbstoffe, die in 7 veranschaulicht sind, erhalten wird.
• Die Informationsverarbeitungseinheit 132 separiert ein Messungsspektrum, das durch Sammeln gemessener Werte von jedem Fotodetektor erhalten wird, durch eine lineare Summe von Einzelfärbungsspektren, die mit dem Teilchen, das einzeln mit jedem Fluoreszenzfarbstoff markiert ist, erhalten werden. Dann berechnet die Informationsverarbeitungseinheit 132 die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Durchführen einer Separationsverarbeitung an dem Messungsspektrum basierend auf dem gemessenen Werten von jedem Fotodetektor mit dem Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs. Es wird angemerkt, dass zum Beispiel ein Verfahren der kleinsten Quadrate (LSM: Least Squares Method) zur Separation des Messungsspektrums durch die lineare Summe der Einzelfärbungsspektren verwendet wird. Durch Verwenden dieses Verfahrens der kleinsten Quadrate kann eine Separation so durchgeführt werden, dass eine Fitting-Rate zwischen der linearen Summe der Einzelfärbungsspektren und dem Messungsspektrum die höchste ist. Insbesondere berechnet die Informationsverarbeitungseinheit 132 die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs basierend auf dem Messungsspektrum und dem Verfahren der kleinsten Quadrate und führt eine Separation basierend auf der berechneten Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch. Die folgende Formel (1) gibt das LSM an.
• $$\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[S\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]$$

  
• In der Formel repräsentiert x_n die Fluoreszenzintensität eines n-ten Fluoreszenzfarbstoffs. S repräsentiert eine Determinante, die eine Form des Einzelfärbungsspektrums angibt. S^T repräsentiert eine transponierte Determinante von S. Außerdem gibt y_m (m = 1 bis zu der Zahl der Fotodetektoren) einen gemessenen Wert eines m-ten Fotodetektors in dem Messungsspektrum an.
• Die Informationsverarbeitungseinheit 132 berechnet die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Eingeben des gemessenen Wertes, der durch die Erfassungseinheit 131 erfasst wird, in Formel (1). Jedoch kann bei dem LSM, wenn der gemessene Wert des Fotodetektors klein ist, der Beitrag der Fluoreszenz, die auf den Fotodetektor einfällt, klein sein. Daher gibt es Potential zur weiteres Verbesserung.
• Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, in dem die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM: Weighted Least Square Method) anstelle des LSM berechnet wird. Die folgende Formel (2) gibt das WLSM an. Es wird angemerkt, dass die gleiche Beschreibung wie jene des LSM geeignet weggelassen wird.
• $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[L\right]\left[S\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[L\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]\\ L=\left[\begin{array}{ccc}{\lambda }_1& 0& 0\\ 0& \ddots & 0\\ 0& 0& {\lambda }_m\end{array}\right],{\lambda }_i=\frac{1}{max\left(y_i\mathrm{,0}\right)+Versatz}\end{array}$$

  
• In der Formel repräsentiert L eine Determinante, die das Gewicht des Einzelfärbungsspektrums angibt, max (y_i, 0) repräsentiert einen größeren Wert des gemessenen Wertes eines i-ten Fotodetektors im Vergleich zu dem gemessenen Wert von null. Ein Versatz repräsentiert einen Wert, der basierend auf dem gemessenen Wert jedes Fotodetektors bestimmt wird.
• Üblicherweise wurde für den Versatz aus Formel (2) eine Konstante, die eine Genauigkeit einer Separation experimentell maximiert, als ein fester Wert basierend auf einer Auswertung in einer Entwicklungsphase der Messungseinrichtung 20 verwendet. Jedoch kann, wie im Fall des LSM, wenn der gemessene Wert des i-ten Fotodetektors klein ist, ein Beitrag der Fluoreszenz, die in den Fotodetektor eingegeben wird, klein sein. Daher ist es wünschenswert, den Versatz auf einen optimalen Wert für jeden Fotodetektor einzustellen.
• Wie in Formel (2) angegeben, ist der Versatz ein Wert, der zum Berechnen einer Fluoreszenzintensität (x) jedes Fluoreszenzfarbstoffs aus einem gemessenen Wert (y) jedes Fotodetektors in dem Messungsspektrum bestimmt wird. Der Versatz ist auch ein Wert, der basierend auf einer Variation oder einer Detektionsgrenze bestimmt werden kann, die für jeden Fotodetektor spezifisch ist. Der Versatz ist zum Beispiel ein Gewicht, das basierend auf einer Variation von gemessenen Werten von den jeweiligen Fotodetektoren bestimmt wird. Das heißt, die Separationsverarbeitung wird durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate einschließlich eines Gewichts durchgeführt, das basierend auf der Variation der gemessenen Werte von den jeweiligen Fotodetektoren bestimmt.
• Um den Versatz auf den optimalen Wert für jeden Fotodetektor einzustellen, berechnet die Informationsverarbeitungseinheit 132 die Variation der gemessenen Werte ungefärbter Teilchen für jeden Fotodetektor. Hier kann die Variation zum Beispiel eine Flächen(Fläche)-basierte Variation der gemessenen Werte der nichtgefärbten Teilchen in jedem der Detektoren oder eine Höhen(Spitzenwert)-basierte Variation aufweisen. Nachfolgend werden die Effekte des WLSM beschrieben, während diese zwei Arten von Variationen beschrieben werden.
• Die flächenbasierte Variation ist ein Standardabweichungswert des gemessenen Wertes des nichtgefärbten Teilchens in jedem Detektor. Die Informationsverarbeitungseinheit 132 legt den Standardabweichungswert des gemessenen Wertes des nichtgefärbten Teilchens in jedem Detektor als die flächenbasierte Variation fest. Die höhenbasierte Variation ist ein Durchschnittswert von gemessenen Werten der nichtgefärbten Teilchen in jedem Detektor. Die Informationsverarbeitungseinheit 132 legt den Durchschnittswert der gemessenen Werte der nichtgefärbten Teilchen in jedem Detektor als die höhenbasierte Variation fest.
• 9 veranschaulicht eine Beziehung zwischen dem gemessenen Wert des nichtgefärbten Teilchens in jedem Detektor und der flächenbasierten Variation (Standardabweichungswert des gemessenen Spektrums). Die in 9 veranschaulichten Teilchen sind Mikrokügelchen. Eine vertikale Achse einer in 9 veranschaulichten zweidimensionalen grafischen Darstellung gibt eine Fluoreszenzintensität an und eine horizontale Achse gibt die Zahl oder Wellenlänge des Fotodetektors an. Die horizontale Achse gibt an, dass die Zahl der Fotodetektoren 324 ist. In 9 ist die Fluoreszenzintensität gemäß der Zahl jedes Fotodetektors aufgetragen. In 9 sind die gemessenen Werte der nichtgefärbten Teilchen und ihre Variationen aufgetragen. Eine grafische Darstellung, die durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, ist ein gemessener Wert des nichtgefärbten Teilchens und grafische Darstellungen, die durch gestrichelte Linien angegeben sind, sind Variationen. Je größer die Variation ist, desto weniger wahrscheinlich sind die Daten des gemessenen Wertes zuverlässig. Daher wird in dem Fotodetektor mit einer großen Variation der Beitrag der Fluoreszenz, die in den Fotodetektor eingegeben wird, durch Einstellen eines großen Versatzes reduziert. Aus diesem Grund legt die Informationsverarbeitungseinheit 132 zum Einstellen des Versatzes auf den optimalen Wert für jeden Fotodetektor den Versatz mit einem größeren Wert fest, wenn die Variation der gemessen Werte größer ist. Dann berechnet die Informationsverarbeitungseinheit 132 die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Verwenden eines Versatz mit einem größeren Wert, wenn die Variation der gemessenen Werte größer ist. Das gleiche gilt für den Fall der Höhe und dementsprechend wird die Beschreibung davon weggelassen.
• 10 ist ein Diagramm, das grafische Darstellungen von Variationen in 9 in unterschiedlichen Modi veranschaulicht. In 10 ist ein Grad einer Variation in einem sichtbaren Zustand gezeigt. Eine vertikale Achse einer in 10 veranschaulichten zweidimensionalen grafischen Darstellung ist als ein Logarithmus gezeigt. Aus diesem Grund scheint zum Beispiel eine Variation von SS1 kleiner zu sein als eine Variation von SS2, aber tatsächlich kann die Variation SS1 größer sein. Die grafischen Darstellungen aus 10(a) bis 10(e) entsprechen jeweils den grafischen Darstellungen aus 9(a) bis 9(e). Insbesondere entsprechen die Zahlen 0 bis 64 der Fotodetektoren in 10(a) den Zahlen 0 bis 64 der Fotodetektoren in 9(a). Die Zahlen 65 bis 129 der Fotodetektoren in 10(b) entsprechen den Zahlen 0 bis 64 der Fotodetektoren in 9(b). Die Zahlen 130 bis 194 der Fotodetektoren in 10(c) entsprechen den Zahlen 0 bis 64 der Fotodetektoren in 9(c). Die Zahlen 195 bis 259 der Fotodetektoren in 10(d) entsprechen den Zahlen 0 bis 64 der Fotodetektoren in 9(d). Die Zahlen 260 bis 324 der Fotodetektoren in 10(e) entsprechen den Zahlen 0 bis 64 der Fotodetektoren in 9(e).
• 11 ist ein Diagramm, in dem ein Grad einer höhenbasierten Variation sichtbar gemacht wird. Die gleiche Beschreibung wie in 10 wird gegebenenfalls weggelassen. Als ein Beispiel für einen Vorteil des Verwendens der Höhe ist, wenn die Autofluoreszenz des Teilchens klein ist, der Einfluss der Autofluoreszenz auf das Messungsspektrum ebenfalls klein. Daher kann der Höhenwert selbst eine Variation sein. Aus diesem Grund kann die Informationsverarbeitungseinheit 132 den Durchschnittswert der Messungsspektren als eine Variation festlegen.
• Hier wird ein Verfahren zum Berechnen des Versatzes beschrieben. Die Informationsverarbeitungseinheit 132 legt einen großen Versatz durch Multiplizieren der Variation in jedem Detektor mit zum Beispiel einem Koeffizienten fest. 12 veranschaulicht ein Verfahren zum Berechnen des Versatzes. Die in 12(a) veranschaulichte grafische Darstellung gibt eine flächenbasierte Variation an. Da die in 12(a) veranschaulichte grafische Darstellung der durch die gestrichelte Linie in 9 veranschaulichten grafischen Darstellung ähnlich ist, wird eine Beschreibung der grafischen Darstellung weggelassen. Die in 12(b) veranschaulichte grafische Darstellung gibt den Versatz an. Die in 12(b) veranschaulichte grafische Darstellung basiert auf einem Wert, der durch Multiplizieren der in 12(a) veranschaulichten grafischen Darstellung mit einem Koeffizienten erhalten wird. Insbesondere basiert die in 12(b) veranschaulichte grafische Darstellung auf einem Wert, der durch Multiplizieren der in 12(a) veranschaulichten grafischen Darstellung mit einem Faktor von etwa 5 erhalten wird. Aus diesem Grund berechnet die Informationsverarbeitungseinheit 132 den Versatz basierend auf dem gemessenen Wert durch die Fluoreszenz des Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist. Da eine Möglichkeit besteht, dass der durch jeden Fotodetektor detektierte gemessene Wert einen gemessenen Wert durch die Autofluoreszenz des Teilchens einschließt, kann die Informationsverarbeitungseinheit 132 außerdem den Versatz basierend auf dem gemessenen Wert durch die Fluoreszenz des Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, und dem gemessenen Wert durch die Autofluoreszenz des Teilchens berechnen.
• Ein Verfahren zum Angeben des Effekts des Einstellens des Versatzes auf den optimalen Wert für jeden Fotodetektor ist ein Stain-Index. Nachfolgend wird der Stain-Index beschrieben. Eine gemessene Fluoreszenzintensität variiert in Abhängigkeit von der Art des Fluoreszenzfarbstoffs, mit dem gleiche Teilchen markiert ist. Der Stain-Index quantifiziert die Fluoreszenzintensität durch die Art des Fluoreszenzfarbstoffs, mit dem ein bestimmtes Teilchen markiert ist. 13 veranschaulicht ein Verfahren zum Berechnen des Stain-Index. Wie in 13 veranschaulicht, ist der Stain-Index als ein Wert definiert, der durch Subtrahieren einer mittleren Fluoreszenzintensität einer positiven Population MFI1 von einer mittleren Fluoreszenzintensität einer negativen Population MFI2 und Dividieren des erhaltenen Wertes durch zweimal eine Standardabweichung SD der negativen Population MFI2 erhalten wird. Außerdem kann die Verteilung der negativen Population aufgrund der Autofluoreszenz, nichtspezifischer Färbung oder dergleichen Variieren. Da der Stain-Index auch durch eine solche Autofluoreszenz oder nichtspezifische Färbung als ein Faktor beeinflusst wird, kann die Fluoreszenzintensität geeigneter quantifiziert werden.
• 14 veranschaulicht einen Effekt, der durch Einstellen des Versatzes auf einen optimalen Wert für jeden Fotodetektor erhalten wird. Eine vertikale Achse einer in 14 veranschaulichten zweidimensionalen grafischen Darstellung gibt einen Stain-Index an und eine horizontale Achse gibt jeden Fluoreszenzfarbstoff an. In 14 werden als jeder Fluoreszenzfarbstoff AF594, APC, BUV563, BV605 und PE-Cy7 verwendet. Die Informationsverarbeitungseinheit 132 berechnet den Stain-Index mit den gefärbten Teilchen durch Verwenden jedes dieser Fluoreszenzelemente als eine positive Population und der nichtgefärbten Teilchen als eine negative Population. In 14 ist der Stain-Index aufgetragen, der jedem Fluoreszenzfarbstoff entspricht. In 14 sind der Stain-Index dann, wenn der Versatz auf den optimalen Wert für jeden Fotodetektor eingestellt wird, und der Stain-Index dann, wenn der Versatz auf einen festen Wert eingestellt wird, aufgetragen. Eine grafische Darstellung, die durch eine durchgezogene Linie angegeben ist, ist der Stain-Index dann, wenn der Versatz auf den optimalen Wert für jeden Fotodetektor eingestellt wird, und eine grafische Darstellung, die durch eine gestrichelte Linie angegeben ist, ist der Stain-Index dann, wenn der Versatz auf den festen Wert eingestellt wird. Hier ist eine Differenz zwischen der positiven Population und der negativen Population umso größer, je größer der Stain-Index ist, und dementsprechend wird eine Separationsleistungsfähigkeit verbessert. Daher kann die Informationsverarbeitungseinheit 132 das Messungsspektrum mit hoher Genauigkeit separieren.
• 15 ist ein Diagramm, das 14 in einem anderen Modus veranschaulicht. Daher wird die Beschreibung ähnlich jener aus 14 ausgelassen. In 15 ist ein Verhältnis (Verbesserungsrate) eines Wertes, der durch Dividieren des Stain-Index dann, wenn der Versatz auf den optimalen Wert für jeden Fotodetektor eingestellt wird, durch den Stain-Index dann, wenn der Versatz auf den festen Wert eingestellt wird, aufgetragen. Eine vertikale Achse der in 15 veranschaulichten zweidimensionalen grafischen Darstellung gibt eine Verbesserungsrate an und eine horizontale Achse gibt jeden Fluoreszenzfarbstoff an. SA11 gibt eine Verbesserungsrate von 100 % an. Wie in 15 veranschaulicht, überschreitet die Verbesserungsrate 100 % für sämtliche Fluoreszenzfarbstoffe.
• Die Bereitstellungseinheit 133 stellt Informationen bezüglich der Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs bereit, die durch die Informationsverarbeitungseinheit 132 berechnet werden. Des Weiteren speichert die Speicherungseinheit 120 Informationen bezüglich der Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs, die durch die Informationsverarbeitungseinheit 132 berechnet werden. Die Anzeigeeinrichtung 10 zeigt die Informationen bezüglich der Fluoreszenzintensität an, die von der Bereitstellungseinheit 133 bereitgestellt werden. Infolgedessen kann der Benutzer die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs geeignet begreifen. Hier zeigt die Anzeigeeinrichtung 10 ein Histogramm, eine zweidimensionale grafische Darstellung, eine dreidimensionale grafische Darstellung, eine spektrale grafische Darstellung, ein Baumdiagramm, ein t-SNE-Diagramm und dergleichen basierend auf der berechneten Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs an.
• [3-2. Verarbeitungsprozedur]
• Als Nächstes wird eine Verarbeitungsprozedur gemäß der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 16 beschrieben. 16 ist ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur gemäß der Ausführungsform angibt. Wie in 16 veranschaulicht, erfasst die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 einen gemessenen Wert des nichtgefärbten Teilchens in jedem Fotodetektor (Schritt S101).
• Außerdem legt die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 einen Versatz eines WLSM für jeden Fotodetektor basierend auf einer Variation der gemessenen Werte der nichtgefärbten Teilchen in jedem Fotodetektor fest (Schritt S102). Anschließend berechnet die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 eine Fluoreszenzintensität jedes Zielfluoreszenzfarbstoffs durch Eingeben eines Messungsspektrums in jedem Fotodetektor und eines Einzelfärbungsspektrums in das WLSM (Schritt S103). Hier wird das Messungsspektrum durch die Messungseinrichtung 20 von den Teilchen gemessen, die mit dem Fluoreszenzfarbstoff markiert sind. Der gemessene Wert des nichtgefärbten Teilchens wird auch durch die Messungseinrichtung 20 gemessen, aber die gemessenen Werte oder die Variation der nichtgefärbten Teilchen können im Voraus vor dem Erfassen des Messungsspektrums in der Speicherungseinheit 120 gespeichert werden. Die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs kann auch durch Verwenden der Variation der nichtgefärbten Teilchen, die in der Speicherungseinheit 120 gespeichert ist, berechnet werden.
• [4. Modifikationen]
• Bei dem zuvor beschriebenen WLSM kann die Verarbeitung Zeit erfordern, da max (y_i, 0) und der Versatz für alle Messungsdaten berechnet werden. Nachfolgend wird eine Verarbeitung in einem Fall beschrieben, in dem die Verarbeitungszeit kürzer als jene des zuvor beschriebenen WLSM sein muss. Ein Beispiel für einen solchen Fall ist ein Fall, in dem ein Zellensortierer verwendet wird.
• Der Zellensortierer ist eine Einrichtung (Sortierer), die Teilchen, die eine spezielle Fluoreszenz emittieren, durch Steuern eines Bewegungsziels der Teilchen basierend auf Fluoreszenzinformationen sortiert, die durch ein Durchflusszytometer detektiert werden. In einer Sortiereinrichtung, wie etwa einem Zellensortierer, kann es erforderlich sein, eine Verarbeitung zum Messen und Analysieren fließender Teilchen und Bestimmen davon, ob die Teilchen zu sortieren sind, basierend auf den Messungs- und Analyseergebnissen innerhalb einer begrenzten Zeit durchzuführen, während der die Teilchen in der Einrichtung fließen. Daher ist es in der Sortiereinrichtung, wie etwa einem Zellensortierer, wünschenswert, schneller und in Echtzeit zu bestimmen, ob ein Teilchen ein Sortierziel ist.
• Ein Sortierer sortiert einen Teil von Teilchen, die zu sortieren sind. Insbesondere erzeugt der Sortierer zuerst Tröpfchen zum Sortieren und lädt die Tröpfchen von zu sortierenden Teilchen auf. Als Nächstes bewegt der Sortierer die erzeugten Tröpfchen in ein elektrisches Feld, das durch eine Ablenkungsplatte erzeugt wird. Zu dieser Zeit wird eine Bewegungsrichtung der Tröpfchen geändert, da die geladenen Tröpfchen zu der geladenen Polarisationsplatte hin angezogen werden. Infolgedessen kann der Sortierer ein Tröpfchen eines zu sortierenden Teilchens und ein Tröpfchen eines nicht zu sortierenden Teilchens separieren, so dass das zu sortierende Teilchen sortiert werden kann. Ein Sortierverfahren des Sortierers kann entweder ein Strahl-in-Luft-Verfahren oder ein Küvettenflusszellenverfahren sein. Außerdem können die Teilchen sortiert werden, indem sie nach außerhalb einer Flusszelle oder eines Mikrochips ausgegeben werden, oder können innerhalb des Mikrochips sortiert werden. Ob die Teilchen zu sortieren sind, kann durch einen Logikschaltkreis (zum Beispiel einen FPGA(feldprogrammierbares Gatterarray)-Schaltkreis) bestimmt werden, der in der Sortiereinrichtung bereitgestellt ist, oder kann durch eine Anweisung von der Informationsverarbeitungseinrichtung 100 bestimmt werden.
• Der Benutzer bestätigt die Informationen bezüglich der Fluoreszenzintensität basierend auf einer Tabelle, wie etwa einer zweidimensionalen grafischen Darstellung auf der Anzeigevorrichtung 10, und spezifiziert ein Gebiet, das die zu sortierenden Teilchen aufweist. Die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 bestimmt eine Bedingung zur Sortierungsbestimmung basierend auf den Informationen bezüglich des Gebiets einschließlich der zu sortierenden Teilchen, das durch den Benutzer spezifiziert wird, und speichert die Bedingung in der Speicherungseinheit 120. Die Informationsverarbeitungseinheit 132 führt eine Separationsverarbeitung an dem Messungsspektrum basierend auf dem Detektionswert durch, der durch den Fotodetektor erfasst wird. Die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 spezifiziert zu sortierende Teilchen durch Vergleichen der Fluoreszenzintensität, die durch die Separationsverarbeitung erfasst wird, mit der Bedingung der Sortierungsbestimmung und gibt eine Sortieranweisung an den Sortierer aus. Hier kann die Sortierbestimmung durch Verwenden eines Maschinenlernalgorithmus, wie etwa eines neuronalen Netzes, durchgeführt werden. In diesem Fall ist der Maschinenlernalgorithmus überwachtes Lernen, wobei Informationen bezüglich eines Messungsspektrums eines zu sortierenden Teilchens, welche durch den Benutzer spezifiziert werden, als ein Lehrer verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Lernmodell durch Verwenden eines Maschinenlernalgorithmus, wie etwa Random-Forest, Support-Vector-Machine oder Deep-Learning, konstruieren werden.
• Nachfolgend wird ein Fall beschrieben, in dem die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Verwenden des WLSM (nachfolgend wird dies geeignet als „Rauschbasis-WLSM“ bezeichnet) ausschließlich eines Berechnungsterms max (y_i, 0) in dem zuvor beschriebenen WLSM berechnet wird. Die folgende Formel (3) gibt das Rauschbasis-WLSM an. Es wird angemerkt, dass die Beschreibung, ähnlich jener des WLSM oder des LSM ist, gegebenenfalls ausgelassen wird.
• $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[L\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[L\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]\\ L=\left[\begin{array}{ccc}{\lambda }_1& 0& 0\\ 0& \ddots & 0\\ 0& 0& {\lambda }_m\end{array}\right],{\lambda }_i=\frac{1}{Versatz}\end{array}$$

  
• Eine Differenz zwischen dem WLSM und dem Rauschbasis-WLSM besteht darin, ob es einen Term von max (y_i, 0) gibt. Bei dem Rauschbasis-WLSM kann die Verarbeitungszeit kürzer als jene des WLSM sein, da es keinen Term von max (y_i, 0) gibt. Infolgedessen kann die Informationsverarbeitungseinheit 132 die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Verwenden des Rauschbasis-WLSM schnell berechnen.
• 17 veranschaulicht einen Unterschied zwischen den Ergebnissen im Fall des Verwendens des Rauschbasis-WLSM und im Fall des Verwendens des LSM. In 17 ist das Verhältnis (Verbesserungsrate) des Wertes aufgetragen, der durch Dividieren des Stain-Index im Fall des Verwendens des Rauschbasis-WLSM durch den Stain-Index im Fall des Verwendens des LSM erhalten wird. Eine vertikale Achse einer in 17 veranschaulichten zweidimensionalen grafischen Darstellung gibt die Verbesserungsrate an und eine horizontale Achse gibt jeden Fluoreszenzfarbstoff an. Es wird angemerkt, dass SA22 eine Verbesserungsrate von 100 % angibt. Wie in 17 veranschaulicht, überschreitet die Verbesserungsrate 100 % für sämtliche Fluoreszenzfarbstoffe. Die Informationsverarbeitungseinheit 132 kann die Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs mit höherer Genauigkeit als das LSM berechnen, indem sie das Rauschbasis-WLSM verwendet.
• [5. Variationen der Verarbeitung]
• [5-1. Anwendung auf WSI]
• Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform wurde das Durchflusszytometer vom Spektraltyp exemplarisch genannt, aber die Technik gemäß der vorliegenden Offenbarung ist nicht auf das Durchflusszytometer beschränkt und kann auch auf eine medizinische Ausrüstung, wie etwa Hall-Objektträger-Bildgebung (WSI: Hall Slide Imaging), angewandt werden.
• Bei der Hall-Objektträger-Bildgebung (WSI) wird eine zu messende Probe auf einem Objekttisch platziert und die auf dem Objekttisch platzierte Probe wird mit Anregungslicht von einer Lichtquelle gescannt. Außerdem wird bei der Hall-Objektträger-Bildgebung (WSI) ein zweidimensionaler Bildwandler, wie etwa ein Liniensensor, in dem Pixel linear angeordnet sind, als ein Fotodetektor verwendet. Der Liniensensor erzeugt zweidimensionale oder dreidimensionale Bilddaten (Spektralbild) für die gesamte Probe durch Empfangen einer Fluoreszenz, die von der Probe emittiert wird, wenn das Anregungslicht die Probe auf dem Objekttisch scannt.
• Das erzeugte Spektrumbild wird in die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 eingegeben, eine Separationsverarbeitung wird durchgeführt und eine Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs wird erfasst, ähnlich der zuvor beschriebenen Ausführungsform.
• Die Probe besteht typischerweise aus einem Objektträger einschließlich eines Beobachtungsziels, wie etwa eines Gewebeabschnitts, aber es versteht sich natürlich, dass die Probe andere Objektträger sein kann. Die Probe ist mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen gefärbt. Die Lichtquelle weist mehrere Linienbeleuchtungen auf, die den Anregungswellenlängen der Fluoreszenzfarbstoffe entsprechen, und eine Wellenlänge, die eine erste Linienbeleuchtung konfiguriert, und eine Wellenlänge, die eine zweite Linienbeleuchtung konfiguriert, sind voneinander verschieden. Eine lineare Fluoreszenz, die durch die Linienbeleuchtung angeregt wird, wird in dem Fotodetektor durch ein optisches System beobachtet.
• Der Fotodetektor weist einen Beobachtungsspalt mit mehreren Spalten, durch die Fluoreszenzen hindurchgehen können, die durch mehrere Linienbeleuchtungen angeregt werden, und wenigstens ein Bildgebungselement, das zum einzelnen Empfangen der Fluoreszenz in der Lage ist, die den Beobachtungsspalt durchlaufen hat, auf. Als das Bildgebungselement wird ein zweidimensionaler Bildwandler genutzt, wie etwa eine ladungsgekoppelte Vorrichtung (CCD) und ein komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter (CMOS).
• Der Fotodetektor erfasst Spektraldaten (x, λ) einer Fluoreszenz durch Verwenden eines Pixelarrays in einer Richtung (zum Beispiel einer vertikalen Richtung) des Bildgebungselements als Wellenlängenkanal von jeder Linienbeleuchtung. Die erhaltenen Spektraldaten (x, λ) werden in der Informationsverarbeitungseinrichtung 100 in einem Zustand aufgezeichnet, in dem Spektraldaten, die von dieser Anregungswellenlänge angeregt werden, miteinander assoziiert sind.
• Die Informationsverarbeitungseinheit 132 separiert und berechnet Intensitätsverteilungen der Autofluoreszenz der Probe und des Fluoreszenzfarbstoffs aus den fotografierten Spektraldaten (Messungsspektrum) basierend auf jedem Standardspektrum der Autofluoreszenz der Probe und des einzelnen Farbstoffs, die im Voraus in der Speicherungseinheit 120 gespeichert werden. Die berechnete Intensitätsverteilung wird in der Speicherungseinheit 120 gespeichert, an die Anzeigeeinrichtung 10 ausgegeben und als ein Bild angezeigt.
• Wie zuvor beschrieben, ist es auch für die WSI möglich, die Intensitätsverteilungen der Autofluoreszenz der Probe und des Fluoreszenzfarbstoffs ähnlich dem Durchflusszytometer vom Spektraltyp zu erfassen.
• [5-2. Messung verschiedener Spektren]
• Bei der obigen Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem das Spektrum der Fluoreszenz, die von dem Fluoreszenzfarbstoff emittiert wird, als das Messungsspektrum erfasst wird, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 kann beliebiges Licht als ein Messungsspektrum erfassen, solange das Licht Licht ist, das von einem Fluoreszenzfarbstoff emittiert wird. Zum Beispiel kann die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 ein Spektrum einer Phosphoreszenz, die durch einen Fluoreszenzfarbstoff emittiert wird, oder ein Spektrum von gestreutem Licht als ein Messungsspektrum erfassen. In diesem Fall berechnet die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 die Fluoreszenzintensität der Phosphoreszenz oder des gestreuten Lichts durch Separieren des Messungsspektrums, das durch Sammeln der gemessenen Werte der Phosphoreszenz oder des gestreuten Lichts von den jeweiligen Fotodetektoren erhalten wird.
• [5-3. Spektralobjekt außer Prisma]
• Bei der vorhergehenden Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Messungseinrichtung 20 die Fluoreszenz, die von dem Fluoreszenzfarbestoff erzeugt wird, durch Verwenden des Prismas dispergiert, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Als die Messungseinrichtung 20 kann eine beliebige Einrichtung verwendet werden, solange die Einrichtung die von dem Fluoreszenzfarbstoff erzeugte Fluoreszenz dispergieren kann. Zum Beispiel kann die Messungseinrichtung 20 die Fluoreszenz, die von dem Fluoreszenzfarbstoff erzeugt wird, durch Verwenden eines Beugungsgitters dispergieren.
• [5-4. Integration der Einrichtung]
• Bei der obigen Ausführungsform wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem die Messungseinrichtung 20 und die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 separate Einrichtungen sind, aber die Messungseinrichtung 20 und die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 können integriert sein. Zum Beispiel kann die Funktion der Informationsverarbeitungseinrichtung 100 durch einen Computer implementiert werden, der die Operation der Messungseinrichtung 20 steuert. Des Weiteren kann die Funktion der Informationsverarbeitungseinrichtung 100 durch einen beliebigen Computer implementiert werden, der in einem Gehäuse der Messungseinrichtung 20 bereitgestellt ist.
• [5-5. Andere Signale]
• Der gemessene Wert gemäß der Ausführungsform und das Spektrum, das durch Sammeln der gemessenen Werte erhalten wird, können auch Signale außer dem Licht, das durch den Fluoreszenzfarbstoff emittiert wird, und einem Signal aufgrund der Autofluoreszenz des Teilchens aufweisen. Zum Beispiel können der gemessene Wert gemäß der Ausführungsform und das Spektrum, das durch Sammeln der gemessenen Werte erhalten wird, ein Signal von Rauschen durch die Messungseinrichtung 20, ein Signal durch Raman-Verschiebung von Anregungslicht und dergleichen aufweisen.
• [6. Hardwarekonfiguration]
• Des Weiteren werden die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 und die Messungseinrichtung 20 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsformen durch zum Beispiel einen Computer 1000 mit einer wie in 18 veranschaulichten Konfiguration implementiert. 18 ist ein Hardwarekonfigurationsdiagramm, das ein Beispiel für einen Computer veranschaulicht, der die Funktionen der Informationsverarbeitungseinrichtung 100 implementiert. Der Computer 1000 weist eine CPU 1100, einen RAM 1200, einen ROM 1300, eine HDD 1400, eine Kommunikations-Schnittstelle (SST) 1500, eine Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (SST) 1600 und eine Medien-Schnittstelle (SST) 1700 auf.
• Die CPU 1100 arbeitet basierend auf einem Programm, das in dem ROM 1300 oder der HDD 1400 gespeichert ist, und steuert jede Einheit. Der ROM 1300 speichert ein Hochfahrprogramm, das durch die CPU 1100 ausgeführt wird, wenn der Computer 1000 gestartet wird, ein Programm, das von Hardware des Computers 1000 abhängt und dergleichen.
• Die HDD 1400 speichert ein Programm, das durch die CPU 1100 ausgeführt wird, Daten, die durch das Programm verwendet werden, und dergleichen. Die Kommunikationsschnittstelle 1500 empfängt Daten von einer anderen Ausrüstung über ein vorbestimmtes Kommunikationsnetzwerk, sendet die Daten an die CPU 1100 und überträgt durch die CPU 1100 erzeugte Daten über ein vorbestimmtes Kommunikationsnetzwerk an eine andere Ausrüstung.
• Die CPU 1100 steuert eine Ausgabeeinrichtung, wie etwa eine Anzeige oder einen Drucker, und eine Eingabeeinrichtung, wie etwa eine Tastatur und eine Maus, über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 1600. Die CPU 1100 erlangt Daten von der Eingabeeinrichtung über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 1600. Außerdem gibt die CPU 1100 die erzeugten Daten über die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 1600 an die Ausgabeeinrichtung aus.
• Die Medienschnittstelle 1700 liest ein Programm oder Daten, das bzw. die auf dem Aufzeichnungsmedium 1800 gespeichert ist bzw. sind, und liefert das Programm oder die Daten über den RAM 1200 an die CPU 1100. Die CPU 1100 lädt das Programm aus dem Aufzeichnungsmedium 1800 über die Medienschnittstelle 1700 in den RAM 1200 und führt das geladene Programm aus. Das Aufzeichnungsmedium 1800 ist zum Beispiel ein optisches Aufzeichnungsmedium, wie etwa eine Digital Versatile Disc (DVD) und eine wiederbeschreibbare Phasenwechselplatte (PD), ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium, wie etwa eine magnetooptische Platte (MO), ein Bandmedium, ein magnetisches Aufzeichnungsmedium, ein Halbleiterspeicher und dergleichen.
• Falls zum Beispiel der Computer 1000 als die Informationsverarbeitungseinrichtung 100 gemäß der Ausführungsform fungiert, führt die CPU 1100 des Computers 1000 das in dem RAM 1200 geladene Programm aus, um die Funktionen der Erfassungseinheit 131, der Informationsverarbeitungseinheit 132, der Bereitstellungeinheit 133 und dergleichen zu implementieren. Die CPU 1100 des Computers 1000 liest diese Programme aus dem Aufzeichnungsmedium 1800 und führt sie aus, aber als ein weiteres Beispiel können diese Programme von einer anderen Einrichtung über ein vorbestimmtes Kommunikationsnetzwerk erlangt werden. Außerdem speichert die HDD 1400 ein Teilchenanalyseprogramm gemäß der vorliegenden Offenbarung und Daten in der Speicherungseinheit 120.
• [7. Anderes]
• Außerdem kann unter der bei den vorhergehenden Ausführungsformen und Modifikationen beschriebenen Verarbeitung die Gesamtheit oder ein Teil der Verarbeitung, die als automatisch durchgeführt beschrieben ist, manuell durchgeführt werden oder kann die Gesamtheit oder ein Teil der Verarbeitung, die als manuell durchgeführt beschrieben ist, automatisch durch ein bekanntes Verfahren durchgeführt werden. Außerdem können die Verarbeitungsprozedur, ein spezieller Name und verschiedene Arten von Informationen einschließlich Daten und Parameter, die in der Beschreibung und den Zeichnungen angegeben sind, beliebig geändert werden, sofern nicht anders spezifiziert. Zum Beispiel sind die verschiedenen Arten von Informationen, die in jeder Zeichnung angegeben sind, nicht auf die veranschaulichten Informationen beschränkt.
• Außerdem ist jede Komponente jeder in den Zeichnungen veranschaulichten Einrichtung funktional konzeptuell und ist nicht notwendigerweise physisch so konfiguriert, wie in den Zeichnungen veranschaulicht. Das heißt, eine spezielle Form einer Verteilung und Integration jeder Einrichtung ist nicht auf die veranschaulichte Form beschränkt, und die Gesamtheit oder ein Teil davon kann funktional oder physisch verteilt und in einer beliebigen Einheit gemäß verschiedenen Lasten, Verwendungsbedingungen und dergleichen integriert sein.
• Außerdem können die zuvor beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen geeignet innerhalb eines Bereichs kombiniert werden, der Verarbeitungsinhalten nicht widerspricht.
• Obwohl manche der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wurden, sind diese lediglich Beispiele und die vorliegende Erfindung kann in anderen Formen implementiert werden, die verschiedenen Modifikationen und Verbesserungen basierend auf der Kenntnis eines Fachmanns unterliegen, einschließlich den in der Offenbarung der Erfindung beschriebenen Weisen.
• Außerdem kann der zuvor beschriebene „Teil (Abschnitt, Modul und Einheit)“ als „Mittel“, „Schaltkreis“ oder dergleichen gelesen werden. Zum Beispiel kann die Erfassungseinheit mit einem Erfassungsmittel oder einem Erfassungsschaltkreis ersetzt werden.
• Es wird angemerkt, dass die vorliegende Technik auch die folgenden Konfigurationen aufweisen kann.
1. (1) Ein Teilchenanalysesystem, das Folgendes aufweist:
   • mehrere Fotodetektoren, die zum Erfassen von Licht konfiguriert sind, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird; und
   • eine Informationsverarbeitungseinheit, die zum Berechnen einer Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Durchführen einer Separationsverarbeitung an einem Messungsspektrum basierend auf gemessenen Werten von den mehreren Fotodetektoren mit einem Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs konfiguriert ist,
   • wobei die Separationsverarbeitung durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM) einschließlich eines Gewichts durchgeführt wird, das basierend auf einer Variation der gemessenen Werte bestimmt wird.
2. (2) Das Teilchenanalysesystem nach (1), wobei die Informationsverarbeitungseinheit die Fluoreszenzintensität durch Verwenden einer Auswertungsfunktion berechnet, die durch die folgende Formel (4) repräsentiert wird $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[L\right]\left[S\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[L\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]\\ L=\left[\begin{array}{ccc}{\lambda }_1& 0& 0\\ 0& \ddots & 0\\ 0& 0& {\lambda }_m\end{array}\right],{\lambda }_i=\frac{1}{max\left(y_i\mathrm{,0}\right)+Versatz}\end{array}$$
   
   wobei in der Formel S eine Determinante repräsentiert, die eine Form des Einzelfärbungsspektrums angibt, S^T eine transponierte Determinante von S repräsentiert, L eine Determinante repräsentiert, die das Gewicht des Einzelfärbungsspektrums angibt, x_n (n = 1 bis zu der Zahl der Fluoreszenzfarbstoffe) eine Fluoreszenzintensität eines n-ten Fluoreszenzfarbstoffs repräsentiert, y_m (m = 1 bis zu der Zahl der Fotodetektoren) einen gemessenen Wert eines m-ten Fotodetektors repräsentiert, max (y_i, 0) einen größeren Wert von einem gemessenen Wert eines i-ten Fotodetektors und einem gemessenen Wert von null repräsentiert, und ein Versatz einen Wert eines Gewichts repräsentiert, der basierend auf einem gemessenen Wert jedes Fotodetektors bestimmt wird.
3. (3) Das Teilchenanalysesystem nach (1), wobei die Informationsverarbeitungseinheit die Fluoreszenzintensität durch Verwenden einer Auswertungsfunktion berechnet, die durch die folgende Formel (5) repräsentiert wird $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[L\right]\left[S\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[L\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]\\ L=\left[\begin{array}{ccc}{\lambda }_1& 0& 0\\ 0& \ddots & 0\\ 0& 0& {\lambda }_m\end{array}\right],{\lambda }_i=\frac{1}{Versatz}\end{array}$$
   
   wobei in der Formel S eine Determinante repräsentiert, die eine Form des Einzelfärbungsspektrums angibt, S^T eine transponierte Determinante von S repräsentiert, L eine Determinante repräsentiert, die das Gewicht des Einzelfärbungsspektrums angibt, x_n (n = 1 bis zu der Zahl der Fluoreszenzfarbstoffe) eine Fluoreszenzintensität eines n-ten Fluoreszenzfarbstoffs repräsentiert, y_m (m = 1 bis zu der Zahl der Fotodetektoren) einen gemessenen Wert eines m-ten Fotodetektors repräsentiert, und ein Versatz einen Wert eines Gewichts repräsentiert, der basierend auf einem gemessenen Wert jedes Fotodetektors bestimmt wird.
4. (4) Das Teilchenanalysesystem nach einem von (1) bis (3), wobei das Gewicht ein Wert ist, der basierend auf einem gemessenen Wert durch Autofluoreszenz des Teilchens berechnet wird, die durch jeden Fotodetektor detektiert wird.
5. (5) Das Teilchenanalysesystem nach einem von (1) bis (4), wobei das Gewicht ein Wert ist, der basierend auf einem gemessenen Wert durch Autofluoreszenz des Teilchens, die durch jeden Fotodetektor detektiert wird, und dem gemessenen Wert durch Fluoreszenz des Teilchens, das mit den mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, berechnet wird.
6. (6) Das Teilchenanalysesystem nach einem von (1) bis (5), wobei das Gewicht ein Standardabweichungswert ist, der basierend auf einer Fläche berechnet wird, die durch Integrieren der gemessenen Werte in jedem Fotodetektor erhalten wird.
7. (7) Das Teilchenanalysesystem nach einem von (1) bis (6), wobei das Gewicht ein Durchschnittswert ist, der basierend auf einer Höhe berechnet wird, die einen Spitzenwert des gemessenen Wertes in jedem Fotodetektor angibt.
8. (8) Das Teilchenanalysesystem nach einem von (1) bis (7), das ferner Folgendes aufweist:
   • einen Sortierer, der zum Sortieren von Teilchen, die eine spezielle Fluoreszenz emittieren, basierend auf einem Verarbeitungsergebnis durch die Informationsverarbeitungseinheit konfiguriert ist.
9. (9) Ein Teilchenanalyseverfahren, das Folgendes aufweist:
   • Erfassen von Licht, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird, durch mehrere Fotodetektoren; und
   • Berechnen einer Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Durchführen einer Separationsverarbeitung an einem Messungsspektrum basierend auf gemessenen Werten von den mehreren Fotodetektoren mit einem Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs,
   • wobei die Separationsverarbeitung durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM) einschließlich eines Gewichts durchgeführt wird, das basierend auf einer Variation der gemessenen Werte bestimmt wird.
• Bezugszeichenliste

1

TEILCHENANALYSESYSTEM

10

ANZEIGEEINRICHTUNG

20

MESSUNGSEINRICHTUNG

21

LICHTQUELLE

22

DURCHFLUSSPFAD

23

FOTODETEKTOR

24

AUSRÜSTUNGSSTEUEREINHEIT

100

INFORMATIONSVERARBEITUNGSEINRICHTUNG

110

KOMMUNIKATIONSEINHEIT

120

SPEICHERUNGSEINHEIT

130

STEUEREINHEIT

131

ERFASSUNGSEINHEIT

132

INFORMATIONSVERARBEITUNGSEINHEIT

133

BEREITSTELLUNGSEINHEIT

230

DETEKTOR

231

LICHTEMPFANGSELEMENTEINHEIT

N

NETZWERK

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 2011232259 A [0005]

Claims (9)

1. Teilchenanalysesystem, das Folgendes aufweist: mehrere Fotodetektoren, die zum Erfassen von Licht konfiguriert sind, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird; und eine Informationsverarbeitungseinheit, die zum Berechnen einer Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Durchführen einer Separationsverarbeitung an einem Messungsspektrum basierend auf gemessenen Werten von den mehreren Fotodetektoren mit einem Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs konfiguriert ist, wobei die Separationsverarbeitung durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM) einschließlich eines Gewichts durchgeführt wird, das basierend auf einer Variation der gemessenen Werte bestimmt wird.
2. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, wobei die Informationsverarbeitungseinheit die Fluoreszenzintensität durch Verwenden einer Auswertungsfunktion berechnet, die durch die folgende Formel (1) repräsentiert wird $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[S\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]\\ \end{array}$$

   

   wobei in der Formel S eine Determinante repräsentiert, die eine Form des Einzelfärbungsspektrums angibt, S^T eine transponierte Determinante von S repräsentiert, L eine Determinante repräsentiert, die das Gewicht des Einzelfärbungsspektrums angibt, x_n (n = 1 bis zu der Zahl der Fluoreszenzfarbstoffe) eine Fluoreszenzintensität eines n-ten Fluoreszenzfarbstoffs repräsentiert, y_m (m = 1 bis zu der Zahl der Fotodetektoren) einen gemessenen Wert eines m-ten Fotodetektors repräsentiert, max (y_i, 0) einen größeren Wert von einem gemessenen Wert eines i-ten Fotodetektors und einem gemessenen Wert von null repräsentiert, und ein Versatz einen Wert eines Gewichts repräsentiert, der basierend auf einem gemessenen Wert jedes Fotodetektors bestimmt wird.
3. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, wobei die Informationsverarbeitungseinheit die Fluoreszenzintensität durch Verwenden einer Auswertungsfunktion berechnet, die durch die folgende Formel (2) repräsentiert wird $$\begin{array}{l}\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ ⋮\\ x_n\end{array}\right]={\left(\left[S^T\right]\left[L\right]\left[S\right]\right)}^{-1}\left[S^T\right]\left[L\right]\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ ⋮\\ y_m\end{array}\right]\\ L=\left[\begin{array}{ccc}{\lambda }_1& 0& 0\\ 0& \ddots & 0\\ 0& 0& {\lambda }_m\end{array}\right],{\lambda }_i=\frac{1}{max\left(y_i\mathrm{,0}\right)+Versatz}\end{array}$$

   

   wobei in der Formel S eine Determinante repräsentiert, die eine Form des Einzelfärbungsspektrums angibt, S^T eine transponierte Determinante von S repräsentiert, L eine Determinante repräsentiert, die das Gewicht des Einzelfärbungsspektrums angibt, x_n (n = 1 bis zu der Zahl der Fluoreszenzfarbstoffe) eine Fluoreszenzintensität eines n-ten Fluoreszenzfarbstoffs repräsentiert, y_m (m = 1 bis zu der Zahl der Fotodetektoren) einen gemessenen Wert eines m-ten Fotodetektors repräsentiert, und ein Versatz einen Wert eines Gewichts repräsentiert, der basierend auf einem gemessenen Wert jedes Fotodetektors bestimmt wird.
4. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, wobei das Gewicht ein Wert ist, der basierend auf einem gemessenen Wert durch Autofluoreszenz des Teilchens berechnet wird, die durch jeden Fotodetektor detektiert wird.
5. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, wobei das Gewicht ein Wert ist, der basierend auf einem gemessenen Wert durch Autofluoreszenz des Teilchens, die durch jeden Fotodetektor detektiert wird, und dem gemessenen Wert durch Fluoreszenz des Teilchens, das mit den mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, berechnet wird.
6. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, wobei das Gewicht ein Standardabweichungswert ist, der basierend auf einer Fläche berechnet wird, die durch Integrieren der gemessenen Werte in jedem Fotodetektor erhalten wird.
7. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, wobei das Gewicht ein Durchschnittswert ist, der basierend auf einer Höhe berechnet wird, die einen Spitzenwert des gemessenen Wertes in jedem Fotodetektor angibt.
8. Teilchenanalysesystem nach Anspruch 1, das ferner Folgendes aufweist: einen Sortierer, der zum Sortieren von Teilchen, die eine spezielle Fluoreszenz emittieren, basierend auf einem Verarbeitungsergebnis durch die Informationsverarbeitungseinheit konfiguriert ist.
9. Teilchenanalyseverfahren, das Folgendes aufweist: Erfassen von Licht, das durch Bestrahlen eines Teilchens, das mit mehreren Fluoreszenzfarbstoffen markiert ist, mit Anregungslicht erzeugt wird, durch mehrere Fotodetektoren; und Berechnen einer Fluoreszenzintensität jedes Fluoreszenzfarbstoffs durch Durchführen einer Separationsverarbeitung an einem Messungsspektrum basierend auf gemessenen Werten von den mehreren Fotodetektoren mit einem Einzelfärbungsspektrum jedes Fluoreszenzfarbstoffs, wobei die Separationsverarbeitung durch Verwenden eines gewichteten Verfahrens der kleinsten Quadrate (WLSM) einschließlich eines Gewichts durchgeführt wird, das basierend auf einer Variation der gemessenen Werte bestimmt wird.

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