DE60218074T2 - Durchflusszytometer - Google Patents

Durchflusszytometer

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DE60218074T2
DE60218074T2 DE2002618074 DE60218074T DE60218074T2 DE 60218074 T2 DE60218074 T2 DE 60218074T2 DE 2002618074 DE2002618074 DE 2002618074 DE 60218074 T DE60218074 T DE 60218074T DE 60218074 T2 DE60218074 T2 DE 60218074T2
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beam
cylindrical lens
light
particles
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DE2002618074
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Tatsuya Kakogawa-shi Kosako
Masatsugu Kasai-shi Ozasa
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Sysmex Corp
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Sysmex Corp
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    • G01N15/14Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers
    • G01N15/1434Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers using an analyser being characterised by its optical arrangement
    • GPHYSICS
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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Durchflusszytometer zum optischen Erfassen und Analysieren von Partikeln wie beispielsweise Blutzellen in Blut, Materialkomponenten, die in Urin enthalten sind oder ähnlichem.
  • Stand der Technik
  • Verschiedenartige Messgeräte wurden entwickelt, um Partikel, die in einem Prüfling enthalten sind, automatisch zu erfassen und zu analysieren, z. B. Blutzellen in Blut wie beispielsweise rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen oder Materialkomponenten in Urin, wie beispielsweise Bakterien, Blutzellen, weiße Blutkörperchen, Epithelzellen oder Gips (engl.:Casts). Ein Durchflusszytometer umfasst einen Erfassungsabschnitt mit einer Durchflusszelle, einen Laser und ein fotoelektrisches Umwandlungselement. Die Durchflusszelle umgibt eine Prüfflüssigkeit, die zu analysierende Partikel enthält mit einem Mantelfluid, um die Prüfflüssigkeit in eine dünne Strömung umzuwandeln, so dass sich die Partikel ausrichten und durchströmen. Der Laser bestrahlt die durchströmenden Partikel mit einem Laserstrahl, um von jedem Partikel erzeugtes Licht, d. h. optische Informationen, zu erhalten. Die optischen Informationen umfassen Streulicht wie beispielsweise nach vorne gestreutes Licht, zur Seite gestreutes Licht, nach hinten gestreutes Licht, Fluoreszenz oder ähnliches. Die optischen Informationen werden, abhängig von dem zu analysierenden Target, geeignet festgelegt. Das fotoelektrische Umwandlungselement erfasst die optischen Informationen, um ein gepulstes elektrisches Signal zu erzeugen.
  • Eine Wellenform des, wie oben beschrieben, erhaltenen elektrischen Signals wird verarbeitet, um einen Parameter zu errechnen, der die Eigenschaften jedes Partikels wiederspiegelt und die zu analysierenden Partikel werden basierend auf dem Parameter klassifiziert und gezählt.
  • Bei den optischen Informationen wird eine Lichtstärke als Höhe (Peak) des wellenförmigen Signals erkannt und gleichzeitig eine Zeitdauer der Lichtemission (Pulsbreite) getaktet. D. h. der obige Parameter umfasst den Peak und die Pulsbreite. Z. B. spiegelt der Peak des Signals des nach vorne gestreuten Lichts (im Folgenden als „Partikelsignal" bezeichnet) eine Größe eines Partikels wieder, während die Pulsbreite die Länge eines Partikels wiederspiegelt. Wenn vorab ein fluoreszierendes Einfärben der Partikel, z. B. Blasenzellen (nucleated cells), durchgeführt wird, kann ein fluoreszierendes Signal von jedem der Partikel erzielt werden.
  • Der Peak des Signals spiegelt ein Einfärbmaß des Bläschens oder ähnlichem wieder, während die Pulsbreite eine Länge des fluoreszierenden eingefärbten Abschnitts wiederspiegelt. Ein Histogramm wird basierend auf den Parametern, die die Eigenschaften jedes Partikels Wiederspiegeln, ausgebildet oder ein Streuungsdiagramm, das die Verteilung der Partikel darstellt, wird durch Kombinieren mehrerer Parameter ausgebildet, wodurch die Art oder Anzahl der Partikel, die in dem Prüfling enthalten sind, statistisch analysiert wird.
  • In den letzten Jahren nutzten die oben erwähnten Durchflusszytometer im Allgemeinen eine Laserdiode, von der der Laserstrahl auf die Durchflusszelle ausgesendet wurde. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines optischen Systems eines herkömmlichen Durchflusszytometers, das eine Laserdiode 1 als Lichtquelle verwendet, darstellt. Eine Prüfflüssigkeit T, die zu analysierende Partikel enthält, wird über eine Düse 11 in die Durchflusszelle 6, in der durch den Pfeil A dargestellten Richtung, eingebracht. Eine Mantelflüssigkeit S wird in die Durchflusszelle 6 eingebracht, um die eingebrachte Prüfflüssigkeit T zu umgeben, wobei die Prüfflüssigkeit T durch einen hydrodynamischen Effekt in eine dünne Prüfströmung umgewandelt wird. Als Folge tritt die Prüfströmung mit ausgerichteten Partikeln durch die Durchflusszelle 6. Ein strahlförmiger Laserstrahl LB, der von der Laserdiode 1 ausgestrahlt wird, wird durch einen Kollimator 3 parallelgerichtet und tritt dann durch eine zylindrische Linse 4 und einen Kondensor 5, um einen Lichtpunkt in einer Position R der Strömung der Prüfflüssigkeit T in der Durchflusszelle 6 zu bilden.
  • Wie es in 2 dargestellt ist, weist die Laserdiode 1 die inhärenten Merkmale auf, dass der Laserstrahl LB streubar ist und einen elliptischen Querschnitt aufweist. Somit weist der Laserstrahl LB, der von der Laserdiode 1 entlang einer optischen Achse in Richtung Z ausgestrahlt wurde Strahlwinkel auf, die durch einen großen Winkel θ1 in der Richtung eines Hauptdurchmessers der Ellipse, d. h. der Richtung X, und einen kleinen Winkel θ2 in Richtung eines Nebendurchmessers der Ellipse, d. h. der Richtung Y, definiert sind.
  • Das Erhöhen des Strahlwinkels θ des Laserstrahls in Bezug auf die Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T, d. h. Erhöhen der Breite d des parallelgerichteten Strahls in der gleichen Richtung, führt zu den folgenden Vorzügen:
    • 1. Die Lichtmenge des Lichtpunktes an der Position R kann erhöht werden.
    • 2. Der Durchmesser des Lichtpunktes in der Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T kann hinsichtlich einer Beugungsgrenze des Strahls vermindert werden, da der Laserstrahl ein solcher Gausscher-Strahl ist, dass der Gausscher-Strahl mit einem größerem Durchmesser weniger divergent ist als der mit einem kleinen Durchmesser.
  • Diese Vorzüge bringen den Effekt die Erfassungsempfindlichkeit zu erhöhen sowie zu verhindern, dass gleichzeitig mehrere Partikel beleuchtet werden. Daher wird bei herkömmlichen Durchflusszytometern die Laserdiode 1 derart angebracht, dass der Hauptdurchmesser des elliptischen Querschnitts des Laserstrahls LB derart angeordnet ist, dass er parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T in der Durchflusszelle 6 verläuft.
  • Die oben erwähnte Anordnung verursacht jedoch einen signifikanten Nachteil. 3 zeigt eine Beziehung zwischen einer solchen Anordnung und der Intensität des erfassten nach vorne gestreuten Lichtsignals. In 3 weist der Laserstrahl LB einen so großen Strahlwinkel θ in einer Richtung parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T auf, dass der Laserstrahl LB an der oberen und unteren Kante 3a, 3b des Kollimators abgelenkt wird, um Streulicht SB1 und SB2 zu erzeugen. Das Streulicht SB1 und SB2 wird daher auf Fokusstellen BS1, BS2 oberhalb und unterhalb eines Lichtpunkts BS0, der durch einen Hauptstrahl MB in der Strömung der Prüfflüssigkeit T fokussiert wird, fokussiert. Als Folge werden die Signale S1, S2 (im Folgenden als „Streulichtsignal" bezeichnet), die den dem Streulicht SB1, SB2 zuzuordnen sind, zusätzlich zu einem Partikelsignal S0 auf Grundlage des Hauptstrahl MB erfasst.
  • Die Streulichtsignale S1, S2 werden fälschlicherweise als kleine Partikelsignale erfasst, die einen negativen Einfluss auf das Zähl- und Klassifizierergebnis der zu analysierenden Partikel haben. Dieser Nachteil ergibt sich ebenso bei der Erfassung eines seitlich gestreuten Lichtsignals, eines nach hinten gestreuten Lichtsignals und eins fluoreszierenden Signals neben der Erfassung des nach vorne gestreuten Lichtsignals.
  • Um die oben erwähnten Probleme zu beheben, wurde bei der Signalverarbeitung der folgende Versuch unternommen. In dem System wurde ein Grenzwert Vth auf einen Wert festgelegt, um das Partikelsignal S0 zu erfassen, aber nicht die Streulichtsignale S1, S2, wie es in 4 dargestellt ist. D. h. der „Grenzwert Vth" wurde hier verwendet, um das Partikelsignal S0 aus einer Signalgruppe S1, S0, S2 auszuwählen. Die Signalstärke (Peak) VP und die Dauer der Lichtemission (Pulsbreite) PW wurde basierend auf einem Teil des Signals berechnet, der den Grenzwert Vth überschritt.
  • Es gibt Fälle, in denen ein großer Unterschied in der Pulsbreite zwischen dem Partikelsignal S0 und dem Streulichtsignal S1 und S2 besteht (die Streulichtsignale S1, S2 weisen jeweils eine kleinere Pulsbreite auf als das Partikelsignal S0). Z. B. im Falle relativ großer Partikel beispielsweise Blutzellen als zu erfassende Partikel, ermöglicht es das Höhersetzen dieses Grenzwertes Vth nur das Partikelsignal S0 zu erfassen und nicht die Streulichtsignale S1, S2. Folglich ist die Laserdiode 1 in dem herkömmlichen Durchflusszytometer derart vorgesehen, dass der Hauptdurchmesser des elliptischen Querschnitts des emittierten Laserstrahls LB derart angeordnet ist, dass er parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T in der Durchflusszelle 6 verläuft, wodurch die oben erwähnten Vorteile (1. Erhöhen der Lichtmenge am Lichtpunkt; und 2. Vermindern des Durchmessers des Lichtpunkts) zur Verfügung stehen.
  • Beinhaltet der Prüfling jedoch Partikel verschiedener Größe (z. B. einem Durchmesser von ungefähr 0,5-1000 μm) muss der Grenzwert Vth entsprechend dem minimalen Partikelsignal S0 niedriger festgelegt werden. Daher überschreiten die Streulichtsignal S1, S2 den Grenzwert Vth und werden fälschlicherweise als kleine Partikel erfasst. Dies verursacht eine falsche Zählung der Partikel oder führt zu einem nachteiligen Effekt auf die Pulsbreiteninformation der Partikelsignale. Z. B. haben in Urin enthaltene Bakterien, rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Epithelzellen, Casts oder ähliches jeweils eine unterschiedliche Größe. Insbesondere sind Bakterien in den meisten Fällen viel kleiner als andere Partikel. Im Falle, dass diese Partikel erfasst werden, sollten der Grenzwert Vth zum Erfassen des Partikelsignals S0 niedriger festgelegt werden, um die Bakterien zu erfassen. Daher führen die Streulichtsignale S1, S2, die mit dem Partikelsignal SO der weißen Blutkörperchen erzeugt werden zu einem Analyseergebnis, als wenn auch Bakterien umfasst worden wären, obwohl nur weiße Blutkörperchen erfasst hätten werden sollen. Ferner wird die Pulsbreite PW des Partikelsignals S0 der weißen Blutkörperchen größer als die ursprüngliche Breite, wodurch die weißen Blutkörperchen als anderer Typ analysiert werden könnten.
  • Wie es oben beschrieben wurde, ist der nachteilige Effekt der Streulichtsignale S1, S2 bei einem Durchflusszytometer erheblicher, das nicht nur große Partikel erfassen, sondern auch kleine Partikel.
  • Bei einem Versuch ein optisches System zu bilden, dass die oben erwähnten Probleme behebt, wurde in Betracht gezogen eine Laserdiode mit einem kleineren Strahlwinkel als Laserdiode 1 des optischen System, wie es in 3 dargestellt ist, zu wählen, so dass der Laserstrahl LB nicht auf die obere und untere Kante 3a, 3b des Kollimators 3 trifft. Die Laserdiode weist im Allgemeinen jedoch das Merkmal auf, dass der Strahlwinkel durch die Wellenlänge des Laserstrahls bestimmt ist. Ferner wird die Wellenlänge des Laserstrahls notwendigerweise durch die Eigenschaft oder Art eines Partikels, der zu analysieren ist, bestimmt. Folglich kann eine Laserdiode mit einem kleinen Strahlwinkel des Laserstrahls nicht frei gewählt werden.
  • Vorausgesetzt, dass eine fluoreszierende Einfärbung der Blutkörperchen im Blut oder Materialkomponenten im Urin vorab durchgeführt wird, erfordert die Ermittelung fluoreszierender Informationen eines fluoreszierenden Abschnitts jedes Partikels einen Laserstrahl mit einer relativ kurzen Wellenlänge, z. B. 700 nm oder weniger. Die Laserdiode weist jedoch im Allgemeinen die Eigenschaft auf, dass je kürzer die Wellenlänge des emittierten Laserstrahls, desto weiter der Strahlwinkel. Wenn eine Laserdiode, die einen Laserstrahl mit relativ kurzer Wellenlänge emittiert verwendet werden muss, nimmt der Strahlwinkel des Laserstrahls unvermeidlich zu. Daher wird der Laserstrahl an der oberen und unteren Kante 3a, 3b des Kollimators teilweise abgelenkt, wodurch das Problem der Erzeugung der Streulichtsignale SB1, SB2 verursacht wird.
  • Das Annähren der Laserdiode 1 an den Kollimator 3 oder die Verwendung eines Kollimators mit einem großen Durchmesser wurde als eine weiterer Versuch in Betracht gezogen, um zu verhindern, dass der Laserstrahl auf die obere und untere Kante 3a, 3b des Kollimators 3 trifft.
  • In diesem Fall muss der Kollimator 3 jedoch eine größere NA aufweisen, um die Laserdiode 1 nahe zum Kollimator 3 zu bringen. Wird eine sphärische Linse als Kollimator 3 verwendet, besteht jedoch eine physikalische Grenze hinsichtlich einer Erhöhung der NA bei konstant bleibendem Linsendurchmesser.
  • Um einen Kollimator mit größerem Durchmesser zu verwenden, muss die Linse bei gleicher Krümmung im Durchmesser vergrößert werden (d. h. ein Kollimator mit einer größeren NA muss verwendet werden). Es besteht jedoch eine physikalische Grenze hinsichtlich der Erhöhung eines Linsendurchmessers ohne die Krümmung zu ändern.
  • Andererseits ist es nicht bevorzugt eine asphärische Linse als Kollimator 3 zu verwenden. Dies beruht darauf, dass eine asphärische Linse aus dem Gesichtspunkt des Niveaus der derzeitigen Linsenherstellung als Kollimator 3 ungeeignet ist.
  • Ein anderer Versuch besteht darin einen Schlitz zwischen der Laserdiode 1 und dem Kollimator 3 vorzusehen, um den Strahlwinkel des Laserstrahls zu begrenzen und zu verhindern, dass der Laserstrahl auf die obere und untere Kante 3a, 3b des Kollimators 3 auftrifft. Dieser Versuch führt jedoch zu einem großen Verlust der Strahl. Ferner wird der Laserstrahl, der die Kanten des Schlitzes kontaktiert, gestreut, so dass es wahrscheinlich ist, dass Streulicht auftritt.
  • Folglich können die oben erwähnten Probleme durch die vorgenannten Anläufe nicht perfekt gelöst werden.
  • Die EP-A-0 696 731 offenbart ein Durchflusszytometer umfassend eine Durchflusszelle, einen fotoelektrischen Detektor zum Empfangen von Licht, das von Partikeln, die in einer Prüfflüssigkeit, die in der Durchflusszelle strömt, gestreut wurde, eine Laserdiode zum Emittieren eines Laserstrahls, einen Kollimator zum Parallelrichten des emittierten Laserstrahls, einen ersten Kondensor zum Fokussieren des parallelgerichteten Laserstrahls, einen zweiten Kondensor zum Sammeln des durch die Partikel in der Prüfflüssigkeit gestreuten Lichts und Führen des gestreuten Lichts zum fotoelektrischen Detektor, und einen Strahlstopper, der zwischen der Durchflusszelle und dem zweiten Kondensor angeordnet ist, um den durch die Durchflusszelle tretenden direkten Strahl abzuschirmen, wobei der Kollimator und der erste Kondensor zusammen den emittierten Laserstrahl fokussieren, um einen ersten Lichtpunkt in der Prüfströmung und einen zweiten Lichtpunkt auf dem Strahlstopper zu bilden.
  • Die EP-A-0 564 122 und die US-A-4,920,275 offenbaren Durchflusszytometer umfassend zylindrische Linsensysteme zur Strahlformgebung.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Aufgaben ermittelt und zielt darauf ab ein Durchflusszytometer bereitzustellen, das die Erzeugung von Streulichtsignalen verhindert, indem der Winkel, in dem die Laserdiode angeordnet ist, festgelegt wird, wobei nur das Partikelsignal aufgrund des Hauptstrahls effektiv erfasst werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Durchflusszytometer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen genannt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines optischen Systems eines herkömmlichen Durchflusszytometers zeigt;
  • 2 ist eine Ansicht, die einen Zustand eines von einer Laserdiode ausgestrahlten Laserlichts zeigt;
  • 3 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein nach vorne gestreutes Lichtsignal in dem optischen System des Durchflusszytometers erfasst wird;
  • 4 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Grenzwert, einem Peak und einer Pulsbreite eines gepulsten elektrischen Signals, das einen Partikel erfasst, zeigt;
  • 5 ist eine Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem nach vorne gestreutes Lichtsignal in dem optischen System des Durchflusszytometers erfasst wird;
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das schematisch einen Aufbau eines Durchflusszytometers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 7(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils einen optischen Aufbau eines Erfassungsabschnitts eines anderen Beispiels eines Durchflusszytometers zeigen;
  • 8 ist eine Querschnittsansicht einer Durchflusszelle, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
  • 9 ist eine typische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Lichtpunkt in der Durchflusszelle der Erfindung gebildet wird;
  • 10(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils ein wellenförmiges Signal zeigen, wenn ein Latexpartikel gemäß einem herkömmlichen Beispiel bzw. der vorliegenden Erfindung erfasst wird;
  • 11(a) und (b) sind Ansichten, die jeweils ein Streuungsdiagramm auf das Erfassen eines Latexpartikels gemäß eines herkömmlichen Beispiels bzw. der vorliegenden Erfindung zeigen; und
  • 12(a) und (b) sind erläuternde Ansichten, die jeweils ein optisches System gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Ein Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung umfasst eine Durchflusszelle zum Strömen einer Prüfflüssigkeit in einer Strömungsrichtung um eine Prüfströmung auszubilden, wobei die Prüfungsflüssigkeit zu analysierende Partikel enthält, eine Laserdiode, die einen Laserstrahl mit einem elliptischen Querschnitt ausstrahlt, einen den Strahl parallelrichtenden Abschnitt zum Parallelrichten des Laserstrahls, der von der Laserdiode ausgesendet wird, einen einen Lichtpunkt ausbildenden Abschnitt zum Fokussieren des parallelgerichteten Strahls auf die Prüfströmung in der Durchflusszelle, um einen Lichtpunkt zu bilden und einen Lichtaufnahmeabschnitt zum Aufnehmen des von den Partikeln am Lichtpunkt erzeugten Lichts, um optische Informationen der Partikel zu erfassen, wobei die Laserdiode derart angeordnet ist, dass ein Nebendurchmesser des elliptischen Querschnitts des Laserstrahls parallel zur Prüfströmung verläuft.
  • Die bei der vorliegenden Erfindung zu analysierenden Partikel umfassen hauptsächlich verschiedenartige Blutzellen, die im Blut enthalten sind, wie beispielsweise rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen und Blutplättchen oder Materialkomponenten, die in Urin enthalten sind, wie beispielsweise Bakterien, rote Blutkörperchen, weiße Blutkörperchen, Epithelzellen und Casts, aber nicht beschränkt auf diese. Die Prüfflüssigkeit wird durch geeignetes Durchführen eines Verfahrens, wie beispielsweise Lösen oder Färben in einem Fall, in dem das zu messende Subjekt, z. B. ein Prüfling, wie beispielsweise Blut oder Urin ist, vorbereitet.
  • Die Durchflusszelle, die bei der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, ist vorzugsweise transparent und weist eine glatte Fläche auf, um exakte optische Informationen eines durchströmenden Partikels zu erhalten. Ein Material, wie beispielsweise Glas wird für die Durchflusszelle verwendet.
  • Die in der vorliegenden Erfindung verwendet Laserdiode wird unter solchen gewählt, die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge emittieren der für die Eigenschaft oder Art des Partikels der zu analysieren ist, geeignet ist.
  • Der den Lichtstrahl parallelrichtende Abschnitt wird verwendet, um den Laserstrahl, der von der Laserdiode ausgestrahlt wird, parallelzurichten. Ein Kollimator bzw. eine Kollimatorlinse wird vorzugsweise für diesen Abschnitt verwendet.
  • Der einen Lichtpunkt bildende Abschnitt fokussiert den parallelgerichteten Strahl auf die Prüfströmung in der Durchflusszelle, um einen Lichtpunkt zu bilden. Ein Kondensor bzw. eine Kondensorlinse wird vorzugsweise für diesen Abschnitt verwendet.
  • Der Nebendurchmesser des elliptischen Lichtpunkts, der auf der Prüfströmung ausgebildet wird, passt vorzugsweise zur Größe des zu analysierenden Partikels. Er beträgt z. B. ungefähr 10 μm in Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit im Falle, dass ein Urinprüfling als zu messendes Subjekt verwendet wird.
  • Der lichtaufnehmende Abschnitt, der in der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, erfasst als optische Informationen eine Änderung der Lichtstärke von gestreutem Licht oder Fluoreszenz, die erzeugt werden, wenn der zu analysierende Partikel in der Prüfflüssigkeit den Lichtpunkt quert. Der vorzugsweise eine fotoelektrische Detektor wandelt die optischen Informationen in ein gepulstes elektrisches Signal um. Bevorzugte Beispiele des Lichtaufnahmeabschnitts umfassen eine Fotodiode, einen Fototransistor, eine Fotovervielfacherröhre oder ähnliches.
  • Die Wellenlänge des von der Laserdiode emittierten Laserlichts kann bei der vorliegenden Erfindung 700 nm oder weniger betragen. Die Prüfflüssigkeit kann unter Verwendung eines Urinprüflings vorbereitet werden. Die zu analysierenden Partikel können Bakterien sein.
  • Der Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung umfasst ferner ein zylindrisches Linsensystem, das zwischen dem das Licht parallelrichtenden Abschnitt und dem einen Lichtpunkt bildenden Abschnitt angeordnet ist, um einen Strahldurchmesser und eine Fokussierposition des Laserstrahl in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Prüferströmung einzustellen, einen Strahlstopper zum Abschirmen des Laserstrahls, der durch die Durchflusszelle tritt gegenüber dem lichtaufnehmenden Abschnitt und eine Kondensorlinse zum Sammeln des Lichts, das durch die Partikel erzeugt wurde, im lichtaufnehmenden Abschnitt.
  • Bei der vorliegenden Erfindung umfasst das zylindrische Linsensystem eine erste zylindrische Linse zum Sammeln des Laserstrahls in Bezug auf die Richtung senkrecht zur Prüfströmung und eine zweite zylindrische Linse zum Aufweiten des Laserstrahls in Bezug auf die Richtung senkrecht zur Prüfströmung.
  • Das zylindrische Linsensystem stellt den Laserstrahl derart ein, dass der Lichtpunkt auf der Prüfströmung eine Ellipse mit einem Hauptdurchmesser senkrecht zur Prüfströmung bildet und der Laserstrahl, der durch die Durchflusszelle tritt einen elliptischen Lichtpunkt auf dem Strahlstopper bildet, wobei der elliptische Lichtpunkt auf dem Strahlstopper einen Nebendurchmesser senkrecht zur Prüfströmung aufweist.
  • Die Prüfströmung kann von einer Mantelströmung in der Durchflusszelle umgeben sein, wobei der Lichtpunkt auf der Prüfströmung einen Hauptdurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich einer Breite der Prüf- und Mantelströmungen ist und der Nebendurchmesser des elliptischen Lichtpunkts auf dem Strahlstopper minimiert ist.
  • Der Strahlstopper kann ein längliches Abschirmelement umfassen, das sich entlang der Prüfströmung erstreckt und an der Fokusposition des Laserstrahls angeordnet ist, der durch das zylindrische Linsensystem eingestellt ist.
  • Die erste zylindrische Linse kann eine konvexe zylindrische Linse umfassen und die zweite zylindrische Linse kann eine konkave zylindrische Linse umfassen.
  • 5, die 3 entspricht, zeigt die Beziehung zwischen der Anordnung des optischen Systems und der Intensität des nach vorne gestreuten Lichtsignals gemäß der Erfindung.
  • Wie es in 5 dargestellt ist, ist die Laserdiode 1 der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass der Nebendurchmesser des elliptischen Querschnitts des emittierten Laserstrahls parallel zur Strömung der Prüfflüssigkeit in der Durchflusszelle verläuft. D. h. die Laserdiode 1 ist derart angeordnet, dass sie verglichen mit einer herkömmlichen Vorrichtung um einen Winkel von 90° gedreht ist.
  • Der Strahlwinkel θ des Laserstrahls LB, der von der Laserdiode 1 emittiert wird, ist in Längsrichtung (Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit) klein, während er in der Querrichtung (der Richtung quer zur Prüfflüssigkeit) groß ist. Dieser Aufbau verhindert, dass der Laserstrahl LB an der oberen und unteren Kante 3a, 3b der Kollimatorlinse 3 abgelenkt wird, um Streulicht zu erzeugen. Folglich fokussiert kein Streulicht auf Abschnitte benachbart dem Lichtpunkt BS0, der durch den Hauptstrahl MB in der Prüfströmung in der Durchflusszelle 6 erzeugt, wodurch keine Streulichtsignale erfasst werden.
  • Es besteht die Möglichkeit, dass der Laserstrahl LB an der rechten und linken Kante der Kollimatorlinse 3 abgelenkt wird, um Streulicht zu erzeugen. Dieses Streulicht fokussiert jedoch nicht auf die Prüfflüssigkeitsströmung, sondern fokussiert auf den rechten und linken Abschnitt des Lichtpuntkes BS0 (in der Richtung quer zur Prüfströmung) aus der Prüfströmung in der Durchflusszelle. Daher werden sie nicht als Signale erfasst.
  • Eine derartige Anordndung der Laserdiode 1 ist insbesondere in einem Fall effektiv, in dem ein Laserstrahl mit einer relativ kurzen Wellenlänge (d. h. ein Laserstrahl mit einem großen Strahlwinkel) verwendet werden muss. Insbesondere ist dies effektiv in einem Fall, in dem eine Laserdiode verwendet wird, die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 700 nm oder weniger z. B. 635 nm emittiert. Dies beruht darauf, dass diese Art Laserdiode derart angeordnet ist, dass der Hauptdurchmesser des elliptischen Querschnitts des emittierten Laserstrahl herkömmlicherweise parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit der Durchflusszelle verläuft, wobei der Laserstrahl teilweise auf die obere und untere Kante 3a, 3b der Kollimatorlinse 3 auftritt, um dadurch Streulicht zu erzeugen.
  • Das optische System der vorliegenden Erfindung kann, wie es oben erläutert wurde, bei bekannten Durchflusszytometern zum Einsatz kommen. 6 zeigt schematisch ein Blockdiagramm des Durchflusszytometers gemäß der Erfindung. Ein Erfassungsabschnitt 200, der aus dem optischen System, das oben erläutert wurde aufgebaut ist, erfasst ein gepulstes elektrisches Signal von einem einzelnen zu analysierenden Partikel. Dieses elektrische Signal wird zu einem Signalverarbeitungsabschnitt 300 gesendet, der einen Schaltkreis zum Verarbeiten der Wellenform des gepulsten Signals, das von dem Erfassungsabschnitt 200 erzielt wurde, aufweist, um verschiedenartige Parameter zu errechnen. Die errechneten Parameter umfassen z. B. einen Peak, eine Pulsbreite oder ähnliches. Diese Parameter werden durch einen bekannten Peakverweilkreis, einen Zählerkreis und ähnliches errechnet.
  • Die errechneten verschiedenen Parameter werden als Partikeldaten zu einem Analyseabschnitt 400 gesendet, der die entsprechenden Partikel durch statistisches Analysieren der Partikeldaten analysiert. Der Analyseabschnitt 400 kann aus einem Mikrocomputer aufgebaut sein. Ein Histogramm oder ein Streuungsdiagramm erstellt durch das Kombinieren mehrerer Parameter kann durch statistisches Analysieren der Partikeldaten gebildet werden.
  • Der Durchflusszytometer kann fernrer einen Ausgabeabschnitt 500 zum Ausgeben eines Analyseergebnisses durch den Analyseabschnitt 400 umfassen. Ein Display, wie beispielsweise ein CRT oder LCD oder ein Drucker, wie beispielsweise ein Laserdrucker, können für den Ausgabeabschnitt 500 verwendet werden.
  • Ausführungsform 1
  • Im Folgenden wird die Ausführungsform 1 erläutert, bei der der Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung an einen Durchflusszytometer zum Analysieren von Materialkomponenten im Urin angepasst ist.
  • Eine Prüfflüssigkeit, die zu analysierende Partikel enthält, wird vorbreitet, indem ein Lösen oder Einfärben mit einem Urinprüfling durchgeführt wird. Diese Vorrichtung umfasst ferner den Erfassungsabschnitt 200, den Signalverarbeitungsabschnitt 300, den Analyseabschnitt 400 und den Ausgabeabschnitt 500, wie sie in 6 dargestellt sind.
  • Die 7(a) und (b) zeigen entsprechend den Aufbau eines optischen Systems in dem Erfassungsabschnitt 200 der vorliegenden Ausführungsform. Eine rote Laserdiode (HL6312G hergestellt von Hitachi Seisakusho) wird als Laserdiode 1 verwendet, bei der es sich um eine Laserstrahlquelle handelt. Die rote Laserdiode emittiert einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 635 nm und eine elliptischen Querschnitt. Sein Strahlwinkel beträgt 31° in Richtung des Hauptdurchmessers des elliptischen Querschnitts und 8° in der Richtung des Nebendurchmessers.
  • Die Durchflusszelle 6 ist aus Glas gebildet und weist einen quadratischen Querschnitt auf, dessen eine Seite 400 mm beträgt, wie es in 8 dargestellt ist. Ein innerer Strömungsweg mit einem quadratischen Querschnitt, dessen eine Seite 200 μm beträgt, ist entlang einer Längsachse der Durchflusszelle 6 ausgebildet.
  • 7(a) ist eine Seitenansicht der Durchflusszelle 6, in der das optische System aus der Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T betrachtet wird. Die Prüfflüssigkeit T, die die zu analysierenden Partikel enthält, wird über die Düse 11 in die Durchflusszelle 6 eingebracht, um eine Prüfströmung auszubilden. Der Laserstrahl LB, der von der Laserdiode 1 emittiert wird, wird durch die Kollimatorlinse 3, d. h. den Strahl parallelrichtenden Abschnitt, parallelgerichtet und tritt dann durch die konkave zylindrische Linse 4 ohne eine Brechung zu verursachen, um auf einen Fokuspunkt SP1 in der Prüfströmung in der Durchflusszelle 6 zu fokussieren.
  • 7(b) ist eine Draufsicht der Durchflusszelle 6, bei der das optische System aus der Richtung parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T betrachtet wird. Der Laserstrahl LB, der von der Laserdiode 1 emittiert wird, wird durch die Kollimatorlinse 3 parallelgerichtet. Der parallelgerichtete Laserstrahl wir durch die Kondensorlinse 5 auf einen zweiten Fokuspunkt SP2 hinter der Prüfströmung in der Durchflusszelle 6 fokussiert nachdem der Strahldurchmesser des parallelgerichteten Laserstrahls durch die lichtaufweitende Funktion der konkaven zylindrischen Linse 4 aufgeweitet wurde.
  • Die oben erwähnte optische Anordnung kann einen elliptischen Lichtpunkt auf dem Fokuspunkt SP1 der Durchflusszelle 6 bilden. 9 ist eine typische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Lichtpunkt BS0 auf der Durchflusszelle 6 gebildet ist, wenn die Durchflusszelle aus einer Einfallsrichtung des Laserstrahls LB betrachtet wird. Am Lichtpunkt BS0 passt der Nebendurchmesser des elliptischen Querschnitts durch die Kondensorlinse 5 zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T (der Richtung, die durch den Pfeil A dargestellt ist). Dies verhindert effektiv, dass mehrere Partikel P den Lichtpunkt BS0 gleichzeitig queren. Die konkave zylindrische Linse 4 gestattet es, dass der Hauptdurchmesser des elliptischen Querschnitts zur Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung A der Prüfflüssigkeit passt und im Wesentlichen zur Länge einer Strömungsbreite der Prüfflüssigkeit P und der Mantelflüssigkeit S passt, wobei der Partikel P, der sich in Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung versetzt, vollständig erfasst werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Nebendurchmesser des Lichtpunkts BS0 durch die Kondensorlinse 5 auf 10 μm festgelegt und sein Hauptdurchmesser ist durch die konkave zylindrische Linse 4 auf 220 μm festgelegt.
  • Das Aussenden des Laserstrahls LB erzeugt von dem Partikel P, der durch die Durchflusszelle 6 strömt, nach vorne gestreutes Licht FS. Das nach vorne gestreute Licht FS wird durch eine Fokussierlinse 7 auf einer Fotodiode 8 gesammelt, um fotoelektrisch in ein gepulstes elektrisches Signal umgewandelt zu werden. Der Laserstrahl LB (direkter Strahl) von der Fokussierlinse 7 wird durch einen Strahlstopper 9 abgeschnitten, während externes Streulicht durch eine Lochblende mit einem sehr kleinen Loch weg geschnitten wird, so dass das S/N-Verhältnis des elektrischen Signals, das durch die Fotodiode 8 erfasst wird, verstärkt wird.
  • Das in dem oben beschriebenen Erfassungsabschnitt 200 erfasste Signal wird zum Signalverarbeitungsabschnitt 300 übertragen, in dem eine Signalwellenform des Signals verarbeitet wird, um Parameter wie beispielsweise eine Peak, eine Pulsbreite oder ähnliches zu errechnen.
  • Verschiedenartige Parameter, die durch den Signalverarbeitungsabschnitt 300 als Partikeldaten errechnet wurden, werden zum Analyseabschnitt 400 übertragen, um statistisch analysiert zu werden. Im Analyseabschnitt 400 wird ein Streuungsdiagramm durch Kombinieren zweier Parameter des nach vorne gestreuten Lichtsignals, d. h. dem Peak und der Pulsbreite gebildet und die Partikel, die zu analysieren sind, werden gezählt und klassifiziert.
  • Ein Analyseergebnis wird durch den Ausgabeabschnitt 500 ausgegeben. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Daten, die verschiedenartige Messgegenstände betreffen durch einen Drucker ausgedruckt und das im Analyseabschnitt 400 gebildete Streuungsdiagramm wird auf einem LCD angezeigt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung nur auf das Erfassen von nach vorne gestreutem Licht Bezug nimmt, ist selbstverständlich auch ein Aufbau, der in der Lage ist Fluoreszenz zu erfassen, möglich. Ein solcher Aufbau kann erzielt werden, indem zusätzlich ein Lichtaufnahmeabschnitt zum Erfassen eines Fluoreszenzsignals oder ein anderes notwendiges optisches System vorgesehen werden. Bekannte Vorrichtungen können als Lichtaufnahmeabschnitt oder andere notwendige optische Systeme verwendet werden. Z. B. kann eine Fotovervielfacherröhre vorzugsweise als Lichtaufnahmeabschnitt verwendet werden.
  • Im Folgenden ist ein Experiment zum Nachweisen des Effekts des Durchflusszytometers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Durchflusszytometer mit einem herkömmlichen Aufbau wird als Vergleichsbeispiel verwendet. Der Durchflusszytometer der Erfindung und des Vergleichsbeispiels sind solche zum Analysieren von Materialkomponenten in Urin. Daher wird der Grenzwert Vth jedes Durchflusszytometers zum Erfassen von Partikeln niedrig genug festgelegt, um Bakterien zu erfassen. Der Unterschied zwischen dem Strömungszytometer der Erfindung und dem Vergleichsbeispiel besteht in der Anordnungsrichtung der Laserdiode in dem Erfassungsabschnitt. Im Vergleichsbeispiel ist die Laserdiode derart angeordnet, dass der Hauptdurchmesser des elliptischen Querschnitts des emittierten Laserstrahls LB parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T in der Durchflusszelle verläuft. Andererseits ist der die Laserdiode 1 bei dem Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung derart angeordnet, dass der Nebendurchmesser des elliptischen Querschnitts des emittierten Laserstrahls LB parallel zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T in der Durchflusszelle 6 verläuft.
  • Latexparikel mit jeweils einem Durchmesser von 7 μm wurden als zu analysierende Partikel verwendet. Die Latexparitkel sollen weiße Blutkörperchen, die in Urin enthalten sind, darstellen. Das nach vorne gestreute Lichtsignal wird unter Verwendung dieser Partikel erfasst, um einen Betrachtung und einen Vergleich der Signalwellenform und des Streuungsdiagramms zu schaffen.
  • 10(a) zeigt ein wellenförmiges Signal in dem nach vorne gestreuten Lichtsignal des 7 μm Durchmesser Latexpartikels, der mit dem Vergleichsbeispiel erfasst wurde. Beim Betrachten dieser Wellenform wird festgestellt, dass Signale (Streulichtsignale) S1 und S2 den Streulichtern zuzuordnen sind auf der rechten und linken Seite des Signals (Partikelsignals) S0 des Latexpartikels erscheinen. Das Streulichtsignal S1, das auf der linken Seite des Partikelsignals S0 erscheint, führt zu einer Berechnung der Pulsbreite P1, die anders ist als die Pulsbreite des Latexpartikelsignals S0. Tritt der gleiche Zustand in einem Fall auf, in dem ein tatsächlicher Urinprüfling gemessen wird, können Partikel, die die ursprünglich als weiße Blutkörperchen erfasst werden sollen, fälschlicherweise als Partikel eines anderen Typs erfasst werden. Ferner wird das Streulichtsignal S2, das auf der rechten Seite des Partikelsignals S0 erscheint als ein kleiner Partikel unabhängig von 7 μm Latexpartikel erfasst und ein Peak VP oder eine Pulsbreite PW2 entsprechend dem kleinen Partikel wird gemessen. Dies führt zu einem Fehler im Zählergebnis der Partikel. Tritt der gleiche Zustand in einem Fall auf, in dem ein tatsächlicher Urinprüfling gemessen wird, kann ein Analyseergebnis erzielt werden gemäß dem der Prüfling auch kleine Partikel enthält, z. B. Bakterien, obwohl er nur weiße Blutkörperchen beinhaltet.
  • 10(b) zeigt ein wellenförmiges Signal des nach vorne gestreuten Lichts des 7 μm Durchmesser Latexpartikels der von einem Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung erfasst wurde. Bei dieser Wellenform treten keine Streulichtsignale auf und nur ein einzelnes Pulssignal S0, das repräsentativ für den 7 μm Durchmesser Latexpartikel ist. Dies zeigt, dass der nachteilige Einfluss auf das Analyseergebnis aufgrund der Streulichtsignale eliminiert ist und eine genaue Pulsbreite PW gemessen werden kann.
  • Die 11(a) und (b) sind Streuungsdiagramme basierend auf dem nach vorne gestreuten Lichtsignal des 7 μm Durchmesser Latexpartikels, wobei ein Peak, d. h. die Intensität des nach vorne gestreuten Lichtsignals (FSC) als Parameter für eine Ordinate verwendet wird, während die Pulsbreite des nach vorne gestreuten Lichtsignals (FSCW) als ein Parameter für die Abszisse verwendet wird. In den Streuungsdiagrammen sollen weiße Blutkörperchen und Bakterien entsprechend in den elliptischen Bereichen M und N verteilt sein. Solche Verteilungsbereiche M, N können basierend auf dem Ergebnis durch vorab Messen mehrerer Arten bekannter Partikel bestimmt werden.
  • Das Streuungsdiagramm aus 11(a) zeigt ein Ergebnis erzielt mit dem Vergleichsbeispiel. Der zu analysierende Partikel weist einen Durchmesser von 7 μm (entsprechend weißen Blutkörperchen) auf, so dass die Partikel ursprünglich nur in dem Bereich der weißen Blutkörperchen M verteilt sein sollten. Jedoch wurde herausgefunden, dass die Partikel aufgrund des Einflusses der Streulichtsignale auch in anderen Bereichen als dem Bereich für die weißen Blutkörperchen M verteilt sind. D. h. die Partikel, die über den Wert der Pulsbreite, der durch die Streulichtsignale beeinflusst ist als große Partikel erfasst werden, sind auf der rechten Seite des Bereichs für die weiße Blutkörperchen M verteilt, während die Partikel, die fälschlicherweise als kleine Partikel erfasst werden, in der Nähe des Bakterienbereichs M verteilt sind.
  • Das Streuungsdiagramm aus 11(b) zeigt ein Ergebnis, das mit dem Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung erzielt wurde. Das Ergebnis ist unbeeinflusst von Streulichtsignalen, so dass die Verteilung der Partikel im Bereich der weißen Blutkörperchen M konzentriert ist.
  • Der Durchflusszytometer der vorliegenden Erfindung ermöglicht es nur das Partikelsignal zu erfassen, das durch den Hauptstrahl erzeugt wurde, ohne Signale aufgrund von Streulicht zu erzeugen, das üblicherweise an den Kanten der Kollimatorlinse erzeugt wird. Daher kann ein genaueres Analyseergebnis erzielt werden.
  • Gemäß der Erfindung kann der nachteilige Einfluss aufgrund der Streulichtsignale in einem Fall vermieden werden, in dem die zu analysierenden Partikel kleine Partikel, wie beispielsweise Bakterien enthalten. D. h. die bemerkenswerten Effekte der vorliegenden Erfindung werden durch den Ansatz des optischen Systems erzielt.
  • Ausführungsform 2
  • Die 12(a) und (b) stellen eine andere Ausführungsform dar, bei der der Erassungsabschnitt 200 wie folgt modifiziert ist. Dabei ist die zylindrische konkave Linse 4, wie sie in 10(a) und (b) dargestellt ist durch ein zylindrisches Linsesystem umfassend eine konvexe zylindrische Linse 4a und eine konkave zylindrische Linse 4b ersetzt. Die anderen baulichen Elemente sind die gleichen wie die in 7a und b dargestellten.
  • Diese modifizierte Ausführungsform hat den Zweck, dass der zweite Fokuspunkt SP2, wie er in 7b dargestellt ist, versetzt ist, so dass er auf dem Strahlstopper 9 liegt, wie es in 12(b) dargestellt ist, um die Breite W des Strahlstoppers 9 zu vermindern, wodurch eine größere Menge des nach vorne gestreuten Lichts von dem Partikel effektiv von der Fotodiode 8 erfasst werden kann.
  • Wie es in 12(a) dargestellt ist, wird die Prüfflüssigkeit, die die zu analysierenden Partikel enthält, über die Düse 11 in den Strömungsweg der Durchflusszelle 6 eingespritzt, um einen Prüfströmung der Prüfflüssigkeit T umgeben durch die Mantelströmung, d. h. die Mantelflüssigkeit S, wie es in 9 dargestellt ist, zu bilden. In 12(a) wird der strahlenförmige Laserstrahl LB, der von der Laserdiode 1 emittiert wird, durch die Kollimatorlinse 3 parallelgerichtet und tritt dann durch die konvexe zylindrische Linse 4a und die konkave zylindrische Linse 4b ohne Brechung. Danach wird der Laserstrahl LB auf den ersten Fokuspunkt SP1 in der Prüfströmung in der Durchflusszelle 6 fokussiert und erreicht dann den Strahlstopper 9 mit einer Länge L.
  • Andererseits wird in 12(b) der Laserstrahl LB von der Laserdiode 1 emittiert und durch die Linse 3 parallelgerichtet. Der parallelgerichtete Strahl wird durch die Brechung der konvexen zylindrischen Linse 4a und der konkaven zylindrischen Linse 4 im Strahldurchmesser vermindert und vergrößert und dann durch die Kondensorlinse 5 im zweiten Fokuspunkt SP2 auf dem Strahlstopper 9 gesammelt. Mit anderen Worten wird der Lichtpunktdurchmesser des Laserstrahls LB auf dem Strahlstopper 9 ausgebildet in einer Richtung senkrecht zur Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T minimiert.
  • Die Position des zweiten Fokuspunktes SB2 und der Hauptdurchmesser des Lichtpunktes BS0 (siehe 9) werden entsprechend dem Fokusabstand der konvexen zylindrischen Linse 4 und der konkaven zylindrischen Linse 5 und deren festgelegten Positionen unabhängig bestimmt.
  • D. h. wie es in 9 dargestellt ist, bildet der Laserstrahl LB den elliptischen Lichtpunkt BS0 mit einem Hauptdurchmesser von 220 μm und einem Nebendurchmesser von 10 μm in der Prüfflüssigkeit T in der Durchflusszelle 2 und tritt dann durch die Durchflusszelle 2, um durch den Strahlstopper 9 abgeschnitten zu werden. Bei dieser modifizierten Ausführungsform bildet der abgeschnittene Laserstrahl LB jedoch einen solch länglichen elliptischen Lichtpunkt mit einem Hauptdurchmesser in Strömungsrichtung der Prüfflüssigkeit T auf dem Stopper 9, das die Breite W des Strahlstoppers 9 erheblich reduziert werden kann.
  • Folglich wird der Laserstrahl LB durch den länglichen Strahlstopper 9 effektiv abgeschirmt, wodurch die Fotodiode 8 selbst ein Licht mit geringem Winkel unter dem nach vorne gestreutem Licht FS aufnehmen kann.

Claims (5)

  1. Durchflusszytometer, umfassend: eine Lichtquelle (1) zum Emittieren eines parallelgerichteten Lichtbündels (LB); einen photoelektrischen Detektor (8); eine Durchflusszelle (6) zum Durchströmen einer Prüfflüssigkeit in einer Strömungsrichtung, um eine Prüfströmung auszubilden, wobei die Prüfflüssigkeit zu analysierende Partikel enthält; ein zylindrisches Linsensystem, umfassend eine erste zylindrische Linse (4a) und eine zweite zylindrische Linse (4b); wobei die erste zylindrische Linse den parallelgerichteten Lichtstrahl in einer Richtung senkrecht zur Prüfströmung konvergiert und die zweite zylindrische Linse den konvergierten Lichtstrahl in einer Richtung senkrecht zur Prüfströmung aufweitet; eine erste Kondensorlinse (5), die den aufgeweiteten Lichtstrahl auf die Durchflusszelle konvergiert; eine zweite Kondensorlinse (7) zum Konvergieren von Licht, das durch die Partikel erzeugt wurde, auf den photoelektrischen Detektor; und einen Strahlstopper (9), der zwischen der Durchflusszelle und der zweiten Kondensorlinse angeordnet ist, um einen durch die Zelle dringenden direkten Strahl abzuschirmen; wobei das zylindrische Linsensystem den parallelgerichteten Lichtstrahl derart einstellt ist, dass der parallelgerichteten Lichtstrahl einen ersten Lichtpunkt (SP1) auf der Prüfströmung bildet und durch die Durchflusszelle tritt, um einen zweiten Lichtpunkt (SP2) auf dem Strahlstopper auszubilden, wobei der erste Lichtpunkt als eine Ellipse ausgebildet ist, deren größerer Durchmesser senkrecht zur Prüfströmung verläuft und der zweite Lichtpunkt als eine Ellipse ausgebildet ist, deren kleinerer Durchmesser senkrecht zu der Prüfströmung verläuft.
  2. Durchflusszytometer nach Anspruch 1, bei dem die Prüfströmung in der Durchflusszelle von einer Mantelströmung (S) umgeben ist, wobei der erste Lichtpunkt einen größeren Durchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich der Breite der Mantelströmung ist.
  3. Durchflusszytometer nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem der Strahlstopper (9) ein längliches Abschirmelement umfasst, das sich entlang der Prüfströmung erstreckt und an der Fokussierposition des Lichtstrahls, der durch das zylindrische Linsensystem eingestellt wird, angeordnet ist.
  4. Durchflusszytometer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die erste zylindrische Linse (4a) eine konvexe zylindrische Linse umfasst und die zweite zylindrische Linse (4b) eine konkave zylindrische Linse umfasst.
  5. Durchflusszytometer nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Lichtquelle (1) eine Laserdiode umfasst, die einen Laserstrahl mit einem elliptischen Querschnitt aussendet und eine Kollimatorlinse (3) zum Prallelrichten des Laserstrahls von der Laserdiode, wobei die Laserdiode derart angeordnet ist, dass ein größerer Durchmesser des elliptischen Querschnitts senkrecht zur Prüfströmung verläuft.
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