JP2001281132A

JP2001281132A - フローサイトメータ

Info

Publication number: JP2001281132A
Application number: JP2000094229A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Fukuju; 利勝福寿; Kazutoshi Tokunaga; 一敏徳永; Tokihiro Kosaka; 時弘小坂
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】光学系に起因して発生する不要な粒子信号を
除去して精度の高い測定を行うこと。【解決手段】シースフローセルと、シースフローセル
を一列に流れる粒子の各々の特徴を光学的に検出して粒
子信号として順次出力する光電変換部と、粒子信号が少
なくとも１つのピークを有するパルス波形であるとき、
連続する２つの粒子信号について信号間で隣接するピー
クの間隔と、一方の信号に対する他方の信号の最大ピー
ク値の比率とを検出する検出部と、所定間隔と所定比率
とを予め格納する格納部と、検出部で検出された間隔お
よび比率を所定間隔及び所定比率とそれぞれ比較して粒
子信号の要・不要を判定する判定部と、粒子の特徴パラ
メータを演算する演算部と、判定結果に基づいて演算結
果を出力する出力部を備えたフローサイトメータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、細胞や血球等の
粒子を分析するためのフローサイトメータに関し、特に
個々の粒子ごとに得られる粒子信号を処理して各々の粒
子の特徴パラメータを求めるフローサイトメータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】細胞や血球などの粒子を分析するための
測定装置として、従来からフローサイトメータが利用さ
れている。一般的なフローサイトメータは、光学系と信
号処理系から構成され、光学系では、細胞や血球の種類
を判別するために前もってそれらに適当な染色を施し、
その粒子懸濁液の流れに対してレーザ光を照射すると、
粒子はそのレーザ光照射エリアを通過するごとに、散乱
光や蛍光を放射する。そして、その散乱光や蛍光は、フ
ォトダイオードやフォトマルチプライヤチューブによっ
て光電変換され、粒子１個１個について複数の粒子信号
が得られるようになっている。

【０００３】一般的には、前方散乱光信号、側方散乱光
信号、赤蛍光信号、緑蛍光信号というような粒子信号が
よく利用される。そして、信号処理系でこれらの粒子信
号の波形を処理することによって、その信号パルスの振
幅、面積、幅などの種々の特徴パラメータを用いて統計
解析することにより、測定した試料中に含まれる粒子の
種類や比率が求められるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フローサイ
トメータで得られる粒子信号は図７の波形S１に示され
るような信号が一般的であるが、同図に示すように粒子
信号S２の前後に不要信号成分Sa、Sbが含まれることが
見られる。この不要信号成分Sa、Sbは、光学系における
レーザ光やシースフローセルの光学特性に起因すること
が知られており、その対策として同図に示すように信号
を検出した時点から一定時間Tの間で信号の最大波高値
を算出することにより不要信号成分を粒子信号として処
理しないようにしている。

【０００５】しかしながら、この従来の方法では、時間
T内に不要信号でない他の粒子信号S３が存在する場合、
その粒子信号S３も無視されてしまうので、信頼性の高
いパラメータを算出できないという問題点があった。

【０００６】この発明はこのような事情を考慮してなさ
れたもので、光学系に特有の粒子信号と不要信号の間隔
とピーク値の比率とを予め設定し、それらに基づいて信
号の要・不要を判定することにより、真の粒子信号のみ
を確実に測定するようにしたフローサイトメータを提供
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】不要信号（パルス）の出
現位置はフローサイトメータの光学系によってばらつき
があり、粒子信号の前に出ることもあれば、後に出るこ
ともある。しかし、その光学系によって決まった位置に
出現する。また、不要信号の波高値（ピーク値）は粒子
信号のピーク値にほぼ比例する。

【０００８】この発明は、このような不要信号の特性を
利用したものであり、シースフローセルと、シースフロ
ーセルを一列に流れる粒子の各々の特徴を光学的に検出
して粒子信号として順次出力する光電変換部と、粒子信
号が少なくとも１つのピークを有するパルス波形である
とき、連続する２つの粒子信号について信号間で隣接す
るピークの間隔と、一方の信号に対する他方の信号の最
大ピーク値の比率とを検出する検出部と、所定間隔と所
定比率とを予め格納する格納部と、検出部で検出された
間隔および比率を所定間隔及び所定比率とそれぞれ比較
して粒子信号の要・不要を判定する判定部と、判定結果
に基づいて粒子の特徴パラメータを演算する演算部と、
演算結果を出力する出力部を備えたフローサイトメータ
を提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明のシースフローセルは、
細胞や血球などの粒子をシースフローセルに導いて各粒
子にレーザ光を照射し、各粒子から散乱光や蛍光などの
光を検出するようにしたものであればよく、これには公
知のものを利用することができる。

【００１０】各粒子から光学的に検出する特徴とは、例
えば、１つの粒子から得られる前方散乱光、側方散乱
光、蛍光、側方蛍光などをいう。また、粒子からその特
徴を光学的に検出し粒子信号として出力する光電変換部
には、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォト
マルチプライヤチューブのような光電変換素子を用いる
ことができる。

【００１１】この発明の検出部、格納部、演算部はCP
U、ROM、RAMを備えたマイクロコンピュータやパーソナ
ルコンピュータを用いて一体的に構成することができ
る。また、出力部は、CRT、液晶ディスプレイ又はプリ
ンタなどで構成できる。

【００１２】この発明において、予備検出部をさらに備
え、予備検出部は、シースフローセルに流れる粒子が同
一径の球形粒子であり、１つの粒子信号が複数のピーク
を有するとき、１つの粒子信号の隣接するピークについ
てその間隔とピーク値の比率とを検出し、前記格納部に
前記所定間隔及び所定比率として予め格納するようにし
てもよい。

【００１３】検出部は第１粒子信号P(n-1)の最後のピー
クから第２粒子信号P(n)の最初のピークまでの間隔I(n)
と、第１粒子信号P(n-1)の最大ピーク値h(n-1)の第２粒
子信号P(n)の最大ピーク値h(n)に対する比率γとを検出
し、格納部に格納される所定間隔をα１、α２、所定比
率をβ１、β２とするとき、判定部は、 I(n)>α１、またはγ>β１であるときには、信号P(n-1)は信号P(n)の前に発生する
不要信号ではなく、 I(n)>α２、またはγ>β２であるときには信号P(n)は信号P(n-1)の後に発生する不
要信号ではないと判定するようにしてもよい。

【００１４】この発明は、予備検出部をさらに備え、予
備検出部はシースフローセルに流れる粒子が同一径の球
形粒子であるときに、（１）１つの粒子信号の波形が、
中央のピークとその前後にピークを有するとき、前のピ
ークと中央のピークとの間隔と、中央のピークと後のピ
ークとの間隔とを検出し、それぞれを所定間隔α１、α
２として前記格納部へ格納すると共に、前のピークの中
央のピークに対する高さの比率と、後のピークの中央の
ピークに対する高さに比率とを検出しそれぞれを前記所
定比率β１、β２として前記格納部へ格納し、（２）１
つの粒子信号が、前のピークを有しないときには α１＝β１＝０、（３）１つの粒子信号が後のピークを有しないときには α２＝β２＝０、（４）１つの粒子信号が前後のピークを有しないときに
は α１＝β１＝α２＝β２＝０、とするようにしてもよい。

【００１５】

【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいてこの発明
を詳述する。これによってこの発明が限定されるもので
はない。図１に、この発明の実施例に係るフローサイト
メータのブロック図を示す。光学系100では、血球や細
胞を含む懸濁液をシースフローセル１に導き、シース液
流によって細く絞られた懸濁液流に対してレーザ光源２
からコンデンサレンズ５を介してレーザ光を照射する。

【００１６】この実施例では、レーザ光照射エリアを横
切っていく粒子１個１個の前方散乱光、側方蛍光をそれ
ぞれ集光レンズ６、７を介して捉え、それぞれフォトダ
イオード３とフォトマルチプライヤチューブ４とで光電
変換する。フォトダイオード３とフォトマルチプライヤ
チューブ４から得られたそれぞれの検出信号は、信号処
理系200によって波形処理される。信号処理系200では、
粒子１個１個に対応する各検出信号波形の高さ、面積、
幅といった特徴パラメータを算出する。

【００１７】信号処理系200では、数十MHzの周期で各検
出信号をサンプリングし、高速のA/Dコンバータ８a、８
bを用いてディジタル信号に変換し、CPU９に入力する。

【００１８】信号処理系200は、A/Dコンバータ８a、８b
と、CPU９と、連続する２つの粒子信号について信号間
で隣接するピークの間隔及び一方の信号に対する他方の
信号の最大ピーク値の比率を検出する検出部10と、所定
間隔と所定比率を予め格納する格納部11と、検出部10で
検出された間隔及び比率を所定間隔及び所定比率とそれ
ぞれ比較して粒子信号の要・不要を判定する判定部12
と、粒子の特徴パラメータを演算する演算部13と、判定
結果に基づいて演算結果を出力する出力部14と、シース
フローセル１に流れる粒子が同一径の球形粒子であると
き、１つの粒子信号の複数のピークについて隣接するピ
ークの間隔とピーク値の比率とを検出して格納部11に所
定間隔及び所定比率として予め格納する予備検出部15を
備える。

【００１９】このような構成における動作を次に説明す
る。予備工程この実施例のフローサイトメータでは、予備工程として
同一径の球形の標準粒子を測定することにより、粒子信
号の要・不要の判定に必要なそのフローサイトメータ独
自のピーク間隔やピーク値比率を予め決定するようにし
ている。なお、標準粒子とは、例えば、市販のラテック
ス粒子である。

【００２０】そこで、まず、標準粒子の含有液をシース
フローセル１に供給し、レーザ光源２からシースフロー
セル１を照射すると、フォトダイオード３とフォトマル
チプライヤチューブ４からそれぞれ得られる粒子信号
は、A/Dコンバータ８a、８bによりディジタル信号に変
換されCPU９へ入力される。

【００２１】A/Dコンバータ８aより、図２に示すような
３つのピークPf、Pm、Prを有する粒子信号波形がCPU９
に入力されると（図２は便宜上アナログ波形で示す）、
予備検出部15は、ピークPf、Pm間の時間間隔α１、ピー
クPm、Pr間の時間間隔α２、ピークPfの高さhfのピーク
Pmの高さhmに対する比率β１＝hf/hm、ピークPrの高さh
rのピークPmの高さhmに対する比率β２＝hr/hmを検出
し、α１、α２、β１、β２を格納部11へ格納する。

【００２２】図２では、ピークPfを有する波形が真の粒
子信号の前に現れる前不要信号、ピークPrを有する波形
が真の粒子信号の後に現れる後不要信号である。また、
A/Dコンバータ８bより得られる粒子信号の波形について
も同様の処理が行われる。

【００２３】実測工程次に、実際に計測すべき粒子（細胞や血球など）を含む
試料液をシースフローセル１に供給し、レーザ光源２が
シースフローセル１を照射すると、フォトダイオード３
とフォトマルチプライヤチューブ４からそれぞれ得られ
る粒子信号は、A/Dコンバータ８a、８bによりディジタ
ル信号に変換されCPU９へ入力される。

【００２４】A/Dコンバータ８aから、図６に示すよう
に、(n-1)番目の粒子信号P(n-1)に続いてn番目の粒子信
号P(n)が入力されると、検出部10は信号P(n-1)の最後の
ピークから信号P(n)の最初のピークまでの時間間隔I(n)
と、粒子信号P(n-1)の最大ピーク値h(n-1)の粒子信号P
(n)の最大ピーク値h(n)に対する比率γ＝h(n-1)/h(n)と
を検出する。そこで、判定部12の前不要信号判定部12a
は、I(n)とγを格納部11に予め準備工程で格納されたα
１、β１と比較し、I(n)>α１、またはγ>β１であれ
ば、信号P(n-1)は、信号P(n)の前に発生する不要信号で
はないと判定する。

【００２５】また、判定部12の後不要信号判定部12b
は、I(n)とγを格納部11に予め格納されているα２、β
２と比較し、I(n)>α２、またはγ>β２であれば、信号
P(n)は信号P(n-1)の後に発生する不要信号でないと判定
する。A/Dコンバータ８bよりCPU９へ入力される粒子信
号についても上記と同様の処理が行われる。

【００２６】演算部13は判定部12によって不要信号と判
定された信号は除去して真の粒子信号のみに基づいて粒
子の特徴パラメータを算出し、必要に応じて統計解析に
よる演算を行い、その演算結果を出力部14に出力させ
る。

【００２７】なお、予備工程において、A/Dコンバータ
８a又は８bによりCPU９へ入力される波形が、（１）図
３のように前のピークPfを有しないときには α１＝β１＝０、（２）図４のように後のピークPrを有しないときには α２＝β２＝０、（３）図５のように前後のピークPf、Prを有しないとき
には α１＝β１＝α２＝β２＝０として所定間隔α１、α２及び所定比率β１、β２が格
納部11に格納される。

【００２８】つまり、（１）図３のような波形が得られる場合には、それは光
学系100が前不要信号を発生しないことを意味するの
で、前不要信号判定部12aの判定は不要となる。（２）図４のような波形が得られる場合には、それは光
学系100が後不要信号を発生しないことを意味するの
で、後不要信号判定部12bの判定は不要となる。（３）図５のような波形が得られる場合には、それは光
学系100が、不要信号を全く発生しないことを意味する
ので、判定部12a、12bの判定は不要となる、ということ
である。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば、光学系の特性によっ
て生じる不要な粒子信号が除去され、真の粒子信号のみ
が検出されるので、信頼性の高い測定結果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】実施例から得られる粒子信号の波形図である。

【図３】実施例から得られる粒子信号の波形図である。

【図４】実施例から得られる粒子信号の波形図である。

【図５】実施例から得られる粒子信号の波形図である。

【図６】実施例から得られる粒子信号の波形図である。

【図７】従来の不要信号除去方法を説明する波形図であ
る。

【符号の説明】

１シースフローセル２レーザ光源３フォトダイオード４フォトマルチプライヤチューブ５コンデンサレンズ６集光レンズ７集光レンズ８a A/Dコンバータ８b A/Dコンバータ９ CPU １０検出部１１格納部１２判定部１３演算部１４出力部１５予備検出部１００光学系２００信号処理系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シースフローセルと、シースフローセル
を一列に流れる粒子の各々の特徴を光学的に検出して粒
子信号として順次出力する光電変換部と、粒子信号が少
なくとも１つのピークを有するパルス波形であるとき、
連続する２つの粒子信号について信号間で隣接するピー
クの間隔と、一方の信号に対する他方の信号の最大ピー
ク値の比率とを検出する検出部と、所定間隔と所定比率
とを予め格納する格納部と、検出部で検出された間隔お
よび比率を所定間隔及び所定比率とそれぞれ比較して粒
子信号の要・不要を判定する判定部と、粒子の特徴パラ
メータを演算する演算部と、判定結果に基づいて演算結
果を出力する出力部を備えたフローサイトメータ。
【請求項２】予備検出部をさらに備え、予備検出部
は、シースフローセルに流れる粒子が同一径の球形粒子
であり、１つの粒子信号が複数のピークを有するとき、
１つの粒子信号の隣接するピークについてその間隔とピ
ーク値の比率とを検出し、前記格納部に前記所定間隔及
び所定比率として予め格納する請求項１記載のフローサ
イトメータ。
【請求項３】検出部は第１粒子信号P(n-1)の最後のピ
ークから第２粒子信号P(n)の最初のピークまでの間隔I
(n)と、第１粒子信号P(n-1)の最大ピーク値h(n-1)の第
２粒子信号P(n)の最大ピーク値h(n)に対する比率γとを
検出し、格納部に格納される所定間隔をα１、α２、所
定比率をβ１、β２とするとき、判定部は、 I(n)>α１、またはγ>β１であるときには、信号P(n-1)は信号P(n)の前に発生する
不要信号ではなく、 I(n)>α２、またはγ>β２であるときには信号P(n)は信号P(n-1)の後に発生する不
要信号ではないと判定する請求項１記載のフローサイト
メータ。
【請求項４】予備検出部をさらに備え、予備検出部は
シースフローセルに流れる粒子が同一径の球形粒子であ
るときに、（１）１つの粒子信号の波形が、中央のピークとその前
後にピークを有するとき、前のピークと中央のピークと
の間隔と、中央のピークと後のピークとの間隔とを検出
し、それぞれを所定間隔α１、α２として前記格納部へ
格納すると共に、前のピークの中央のピークに対する高さの比率と、後の
ピークの中央のピークに対する高さに比率とを検出しそ
れぞれを前記所定比率β１、β２として前記格納部へ格
納し、（２）１つの粒子信号が、前のピークを有しないときに
は α１＝β１＝０、（３）１つの粒子信号が後のピークを有しないときには α２＝β２＝０、（４）１つの粒子信号が前後のピークを有しないときに
は α１＝β１＝α２＝β２＝０、とする請求項３記載のフローサイトメータ。