JP2001281135A - Flow cytometer - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[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複数の光検出信号を処理して
各々の粒子の特徴パラメータを求めるために、ディジタ
ル信号処理回路を用いたフローサイトメータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow cytometer for analyzing particles such as cells and blood cells, and more particularly, to processing a plurality of light detection signals obtained for each particle to obtain characteristic parameters of each particle. The present invention relates to a flow cytometer using a digital signal processing circuit to determine
【０００２】[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では、細胞や血
球の種類を判別するために前もって適当な染色を施し、
その粒子懸濁液を細いガラス管（シースフローセル）に
導き、その懸濁液の流れに対してレーザ光を照射する。
粒子がそのレーザ光照射エリアを通過するごとに、その
粒子による散乱光や蛍光が検出される。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個について複数の電
気信号が得られる。2. Description of the Related Art A flow cytometer has conventionally been used as a measuring device for analyzing particles such as cells and blood cells. In general flow cytometers, appropriate staining is performed in advance to determine the type of cells or blood cells,
The particle suspension is guided into a thin glass tube (sheath flow cell), and the flow of the suspension is irradiated with laser light.
Each time a particle passes through the laser light irradiation area, scattered light or fluorescence by the particle is detected. The scattered light and the fluorescent light are photoelectrically converted by a photodiode or a photomultiplier tube, and a plurality of electric signals are obtained for each particle.
【０００３】一般的に、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電気信号がよ
く利用される。これらの電気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
の特徴パラメータが求められる。さらに、個々の粒子に
ついて求められた複数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。上記のように一般的なフローサ
イトメータでは、光検出部から散乱光や蛍光といった複
数の種類の電気信号を得ている。In general, electrical signals such as forward scattered light signals, side scattered light signals, red fluorescent light signals, and green fluorescent light signals are often used. By processing the waveforms of these electric signals, various characteristic parameters such as the amplitude, area, and width of the signal pulses are obtained. Further, by performing statistical analysis using a plurality of characteristic parameters obtained for each particle, the type and ratio of particles contained in the measured sample can be obtained. As described above, in a general flow cytometer, a plurality of types of electric signals such as scattered light and fluorescence are obtained from a light detection unit.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
フローサイトメータで検出される光信号は、その強度の
違いに応じて、フォトダイオードやフォトマルチプライ
ヤなどの光電変換素子が使い分けられるのが一般的であ
る。また、これらの光電変換素子によって生成される検
出信号の大きさやノイズレベル等の違いによって、信号
増幅器のゲイン（段数）や周波数特性を異なった設定に
するのが一般的である。By the way, an optical signal detected by such a flow cytometer generally uses a photoelectric conversion element such as a photodiode or a photomultiplier according to the difference in intensity. It is a target. In general, the gain (the number of stages) and the frequency characteristics of the signal amplifier are set differently depending on the difference in the magnitude or noise level of the detection signal generated by these photoelectric conversion elements.
【０００５】その結果として、ある１個の粒子に対する
複数の光検出信号の間で時間的なずれが生じることがあ
る。複数の検出信号間で時間的なずれがある場合、従来
のアナログ信号処理では、それらの検出信号から明確に
１個の粒子に対応した信号パルスの面積や幅を正確に求
めることが難しい。特に、２個の粒子が近接して検出部
を通過する場合には、近接した検出信号がどちらの粒子
に対応するものであるのか明確に特定できず、信頼性の
低いパラメータが算出されることになる。[0005] As a result, a time lag may occur between a plurality of light detection signals for a certain particle. When there is a time lag between a plurality of detection signals, it is difficult to accurately determine the area and width of a signal pulse corresponding to one particle from the detection signals in the conventional analog signal processing. In particular, when two particles pass through the detection unit in close proximity, it is not possible to clearly specify which particle the proximity detection signal corresponds to, and a parameter with low reliability may be calculated. become.
【０００６】また、蛍光等の微弱な光の検出信号は高周
波ノイズのために一般的にＳ／Ｎ比が低く、その高周波
ノイズを低減するために、従来ではアナログ回路による
フィルタを設けるのが一般的であった。ところが、この
アナログ回路によるフィルタは、その位相特性が良くな
いため、検出信号の波形を大きく歪ませてしまう。歪ん
だ波形からは、正確にその信号パルスの面積や幅といっ
たパラメータを求めることができない。In addition, the detection signal of weak light such as fluorescent light generally has a low S / N ratio due to high frequency noise, and in order to reduce the high frequency noise, conventionally, a filter using an analog circuit is generally provided. It was a target. However, the filter using the analog circuit has a poor phase characteristic, so that the waveform of the detection signal is greatly distorted. Parameters such as the area and width of the signal pulse cannot be accurately obtained from the distorted waveform.
【０００７】この発明は、このような事情を考慮してな
されたもので、複数の光検出信号に対する信号処理を、
従来のアナログ信号処理による方法ではなく、ディジタ
ル信号処理による方法で実現し、上記のような従来のア
ナログ信号処理での欠点を解消したものである。The present invention has been made in view of such circumstances, and performs signal processing on a plurality of light detection signals.
The present invention is realized by a method based on digital signal processing, not a method based on conventional analog signal processing, and eliminates the above-described disadvantages of the conventional analog signal processing.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明は、粒子含有液
を流すシースフローセルと、シースフローセルを流れる
各粒子から少なくとも２種類の信号を光学的に検出して
それぞれ第１および第２アナログ信号に変換する第１お
よび第２検出器と、第１および第２アナログ信号をそれ
ぞれデジタル信号に変換する第１および第２Ａ／Ｄ変換
部と、第１および第２デジタル信号を遅延時間調整可能
にそれぞれ遅延させる第１および第２遅延部と、遅延し
た第１および第２デジタル信号の位相差を検出する位相
差検出部と、検出された位相差が略最小になるように第
１および第２遅延部を制御する制御部と、略最小位相差
の第１および第２デジタル信号に基づいて特徴パラメー
タを演算するパラメータ演算部と、演算結果を出力する
出力部とを備えたフローサイトメータを提供するもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a sheath flow cell through which a particle-containing liquid flows, and optically detects at least two types of signals from each particle flowing through the sheath flow cell and converts the signals into first and second analog signals, respectively. First and second detectors for conversion, first and second A / D converters for converting the first and second analog signals into digital signals, respectively, and delay time adjustment of the first and second digital signals respectively First and second delay sections for delaying, a phase difference detection section for detecting a phase difference between the delayed first and second digital signals, and first and second delay sections so that the detected phase difference is substantially minimized. A control section for controlling the section, a parameter calculation section for calculating a characteristic parameter based on the first and second digital signals having a substantially minimum phase difference, and an output section for outputting a calculation result. It is to provide a low cytometer.
【０００９】[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に染色を施し、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２種類以上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使用することがで
きる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A sheath flow cell according to the present invention
Any method is possible as long as it stains particles such as cells and blood cells, guides them to the sheath flow cell, irradiates each particle with laser light, and detects two or more types of light such as scattered light and fluorescence from each particle. A well-known one can be used for this.
【００１０】各粒子から光学的に検出する少なくとも２
種類の信号とは、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、粒子からその信号を光学的に検出してアナログ信号
に変換する検出器には、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。[0010] At least two optical detections from each particle
The types of signals refer to, for example, forward scattered light, side scattered light, fluorescence, and side fluorescence obtained from one particle. A photoelectric conversion element such as a photodiode, a phototransistor, or a photomultiplier tube can be used as a detector that optically detects a signal from a particle and converts the signal into an analog signal.
【００１１】Ａ／Ｄ変換部には、市販のＡ／Ｄ変換器を
用いることができるが、処理速度の速いものを使用する
ことが好ましい。遅延部は、例えば、複数段のシフトレ
ジスタと、シフトレジスタの各段からの出力を選択する
セレクタとを組合せて構成してもよい。As the A / D converter, a commercially available A / D converter can be used, but one having a high processing speed is preferably used. The delay unit may be configured by, for example, combining a plurality of stages of shift registers and a selector for selecting an output from each stage of the shift register.
【００１２】位相差検出部は、第１および第２デジタル
信号の波形についてそれぞれが所定のスレシホールドレ
ベル以上であることを示す第１および第２論理信号を生
成する信号弁別部と、第１および第２論理信号の排他的
論理和を位相差、つまり、時間ずれとして演算する位相
差演算部から構成することができる。遅延部と位相差検
出部がこのように構成される場合、制御部は、演算され
た位相差に基づいてセレクタを制御して前記位相差を縮
小することができる。The phase difference detecting section includes a signal discriminating section for generating first and second logic signals indicating that the waveforms of the first and second digital signals are each equal to or higher than a predetermined threshold level; An exclusive OR of the second logical signal and the second logical signal can be configured as a phase difference, that is, a phase difference calculating unit that calculates the time lag. When the delay unit and the phase difference detection unit are configured as described above, the control unit can reduce the phase difference by controlling the selector based on the calculated phase difference.
【００１３】このフローサイトメータは、第１および第
２デジタル信号に含まれる高周波ノイズを低減されるた
めのフィルタをさらに備えることが好ましい。また、そ
の場合、フィルタのフィルタリングの程度をフィルタへ
の入力信号に応じて制御するようにしてもよい。Preferably, the flow cytometer further includes a filter for reducing high frequency noise contained in the first and second digital signals. In that case, the degree of filtering of the filter may be controlled in accordance with the input signal to the filter.
【００１４】[0014]
【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
細胞を含む懸濁液に対して適当な染色を施こし、それを
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. This does not limit the present invention. FIG. 1 shows a block diagram of a flow cytometer according to an embodiment of the present invention. In the optical system 100, the suspension containing blood cells and cells is appropriately stained, guided to the sheath flow cell 1, and the suspension flow narrowed by the sheath liquid flow is transmitted from the laser light source 2 to the sheath flow cell 1. The laser light is emitted through the condenser lens 5.
【００１５】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Ａ，Ｂ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。In this embodiment, the forward scattered light and the side fluorescent light of each particle crossing the laser light irradiation area are respectively captured through the condenser lenses 6 and 7, and the photodiode 3 and the photomultiplier are respectively captured. Photoelectric conversion is performed with the tube 4. The respective detection signals A and B obtained from the photodiode 3 and the photomultiplier tube 4 are:
Waveform processing is performed by the signal processing system 200. The signal processing system 200 calculates the characteristic parameters such as the height, area, and width of each detection signal waveform corresponding to each particle.
【００１６】信号処理系２００では、従来のアナログ回
路による信号処理ではなく、ディジタル回路による信号
処理を行う。数十ＭＨｚの周期で各検出信号Ａ，Ｂのレ
ベルをサンプリングし、高速のＡ／Ｄコンバータ８ａ，
８ｂを用いて波形サンプリングデータに変換する。The signal processing system 200 performs signal processing by a digital circuit instead of signal processing by a conventional analog circuit. The level of each of the detection signals A and B is sampled at a period of several tens of MHz, and a high-speed A / D converter 8a,
8b is used to convert to waveform sampling data.
【００１７】次に波形スムージング用フィルタ９ａ，９
ｂによって、信号波形の高周波ノイズ成分を低減する。
図３は、波形スムージング用フィルタの簡単な例を示す
ものであり、この例では、隣り合う波形サンプリングデ
ータの平均値をリアルタイムに次々に算出する。この処
理によって平均法１段による波形データが得られ、高周
波ノイズ成分が低減された滑らかな波形になる。さら
に、この平均法１段による波形データの隣り合うデータ
の平均値を次々に算出することにより、平均法２段によ
る波形データが得られ、高周波ノイズ成分がさらに低減
された波形になる。Next, the waveform smoothing filters 9a, 9
b reduces the high frequency noise component of the signal waveform.
FIG. 3 shows a simple example of a waveform smoothing filter. In this example, the average values of adjacent waveform sampling data are calculated one after another in real time. By this processing, waveform data is obtained by one stage of the averaging method, and a smooth waveform with reduced high-frequency noise components is obtained. Further, by successively calculating the average value of the adjacent data of the waveform data by the one stage of the averaging method, the waveform data by the two stages of the averaging method is obtained, and the waveform has a further reduced high-frequency noise component.
【００１８】この実施例では、このような平均法による
スムージング処理の処理段数を、各検出信号に含まれる
ノイズ成分の違いによって、ＣＰＵ１３によって設定で
きるようにしている。In this embodiment, the number of processing stages for such smoothing processing by the averaging method can be set by the CPU 13 depending on the difference in noise components included in each detection signal.
【００１９】高周波ノイズ成分が低減された検出信号
Ａ，Ｂは、次に遅延部１０の遅延回路１０ａ，１０ｂに
入力される。遅延回路１０ａ，１０ｂは、それぞれ図４
に示すようにファーストイン・ファーストアウト型のシ
フトレジスタ（７段）１０１とセレクタ１０２から構成
される。シフトレジスタ１０１はレジスタＲ１〜Ｒ７か
らなり、検出信号Ａ，Ｂ間のタイミング（位相）ずれを
補正するためのものである。この実施例では、波形デー
タが通過するシフトレジスタの段数を、ＣＰＵ１３から
の指令により条件設定部１１を介してセレクタ１０２で
設定、変更できるようにしている。つまり、レジスタＲ
１〜Ｒ７の出力をセレクタ１０２により選択できるよう
にしている。The detection signals A and B from which the high-frequency noise components have been reduced are then input to delay circuits 10a and 10b of the delay unit 10. The delay circuits 10a and 10b are respectively shown in FIG.
As shown in the figure, the shift register includes a first-in / first-out type shift register (seven stages) 101 and a selector 102. The shift register 101 includes registers R1 to R7, and is for correcting a timing (phase) shift between the detection signals A and B. In this embodiment, the number of stages of the shift register through which the waveform data passes can be set and changed by the selector 102 via the condition setting unit 11 according to a command from the CPU 13. That is, the register R
The outputs of 1 to R7 can be selected by the selector 102.
【００２０】従って、フィルタ９ａ，９ｂでスムージン
グ処理された各検出信号Ａ，Ｂは、クロック周期毎に次
々にレジスタＲ１〜Ｒ７に入力される。最初に入力され
た検出信号の波形データは、“レジスタの数×クロック
周期”の時間が経過した時、最後のレジスタＲ７から出
力される。Therefore, the detection signals A and B smoothed by the filters 9a and 9b are sequentially input to the registers R1 to R7 at every clock cycle. The waveform data of the first input detection signal is output from the last register R7 when the time of "number of registers × clock cycle" has elapsed.
【００２１】つまり、どの位置のシフトレジスタからの
出力を選択するかを、セレクタ１０２で各信号チャネル
毎に設定にすることにより、各検出信号間の時間的なず
れ（位相差）を補正することができる。そして、その位
相差は、信号弁別部１７と位相差演算部１２を備える位
相差検出部２０において検出されるようになっている。That is, by setting the output from the shift register at which position is selected for each signal channel by the selector 102, the time shift (phase difference) between the detection signals can be corrected. Can be. Then, the phase difference is detected by a phase difference detection unit 20 including the signal discrimination unit 17 and the phase difference calculation unit 12.
【００２２】この実施例のフローサイトメータでは、実
際の被験粒子を測定する前に、あらかじめ規定の調整用
粒子を測定することによって、図５のフローチャートに
示す手順で個々の粒子に対応して得られる複数の検出信
号間の時間的なずれを自動補正しておくようにしてい
る。ここで、規定の調整用粒子とは、実際の被験粒子に
対応するサイズや特徴を有する市販の粒子、例えばラテ
ックス蛍光粒子である。In the flow cytometer of this embodiment, before the actual test particles are measured, predetermined adjustment particles are measured in advance to obtain the particles corresponding to the individual particles according to the procedure shown in the flowchart of FIG. The time lag between a plurality of detected signals is automatically corrected. Here, the prescribed adjusting particles are commercially available particles having a size and characteristics corresponding to actual test particles, for example, latex fluorescent particles.
【００２３】図５に示すように、最初に、各検出信号
Ａ，Ｂに対応するシフトレジスタ（図４）の段数ＳＡ，
ＳＢを全て同じ値Ｓ０に設定しておく（ステップＳ
１）。一方、信号弁別部１７では、それぞれ図２に示す
ように、検出信号Ａ，Ｂを論理信号Ｘ，Ｙに変換する。
つまり、調整用粒子を測定した時に得られる検出信号の
内の１つの検出信号Ａを基準とし、その信号レベルが規
定のスレシホールドレベルａ以上であることを示すロジ
ック信号をＸとし、検出信号Ｂのレベルが規定のスレシ
ホールドレベルｂ以上であることを示す論理信号をＹと
する。As shown in FIG. 5, first, the number of stages of the shift register SA (FIG. 4) corresponding to each of the detection signals A and B, SA,
SB are all set to the same value S0 (Step S
1). On the other hand, the signal discriminating unit 17 converts the detection signals A and B into logic signals X and Y as shown in FIG.
That is, one detection signal A among the detection signals obtained when the adjustment particles are measured is set as a reference, and a logic signal indicating that the signal level is equal to or higher than a specified threshold level a is set as X, and the detection signal is set as X. A logic signal indicating that the level of B is equal to or higher than a specified threshold level b is represented by Y.
【００２４】そして、位相差演算部１２は、これらの論
理信号ＸとＹの排他的論理和、すなわち（（Ｘ＝０かつ
Ｙ＝１）又は（Ｘ＝１かつＹ＝０））である期間の長さ
を、例えば１００個の粒子数を検知するまで積算し、そ
の値を位相差（時間ずれ）Ｔとする。ここでは、粒子１
００個についての測定を１回として複数回の測定をくり
返し行い、第ｎ回目の測定で得られる位相差をＴnとし
ている。Then, the phase difference calculating section 12 performs an exclusive OR operation of these logical signals X and Y, that is, a period of ((X = 0 and Y = 1) or (X = 1 and Y = 0)). Are integrated until the number of particles of, for example, 100 is detected, and the value is defined as a phase difference (time shift) T. Here, particle 1
Performed repeatedly a plurality of times of measurement 00 pieces of measurement for a single, and the phase difference obtained at the n th measurement and T n.
【００２５】そこで、まず、ｎ＝１に設定して１００個
の粒子について１回目の測定を行い（ステップＳ２），
Ｔ1を算出する（ステップＳ１，Ｓ２）。次に、検出信
号Ｂに対するシフトレジスタの段数ＳＢを（Ｓ０＋１）
に設定し（ステップ３）、次の粒子１００個について
（（Ｘ＝０かつＹ＝１）又は（Ｘ＝１かつＹ＝０））で
ある期間の長さＴ2を算出する（ステップＳ４，Ｓ
５）。Therefore, the first measurement is performed for 100 particles by setting n = 1 (step S2),
Calculating the T 1 (step S1, S2). Next, the number SB of stages of the shift register for the detection signal B is set to (S0 + 1).
Set (Step 3), the 100 following particles ((X = 0 and Y = 1) or (X = 1 and Y = 0)) is calculated period length T 2 is (step S4, S
5).
【００２６】ここで、Ｔ2＜Ｔ1であれば（ステップＳ
６）、信号Ｂに対応するシフトレジスタの段数ＳＢをさ
らにプラス１した値に再設定し、次の粒子１００個につ
いて（（Ｘ＝０かつＹ＝１）又は（Ｘ＝１かつＹ＝
０））である期間の長さＴ3を算出する。Ｔ3＜Ｔ2であ
れば（ステップＳ６）、信号Ｂに対応するシフトレジス
タの段数ＳＢをさらにプラス１した値に再設定しＴ4を
算出する。Here, if T 2 <T 1 (step S
6) Then, the number SB of stages of the shift register corresponding to the signal B is reset to a value obtained by adding 1 to the value, and ((X = 0 and Y = 1) or (X = 1 and Y =
0)) is calculated length T 3 of the period is. If T 3 <T 2 (step S6), the number of stages SB of the shift register corresponding to the signal B is reset to a value obtained by further adding 1 to calculate T 4 .
【００２７】ステップＳ７〜ステップＳ１０の処理を繰
り返すことによって、Ｔn≧Ｔn-1となるｎの値を見つけ
る（ステップＳ１０）。それによって、そのｎの値に基
づいて検出信号Ｂに対応するシフトレジスタの段数ＳＢ
を決定すれば（ステップＳ１１）、検出信号Ａ，Ｂ間の
タイミングずれが最も小さくなる。By repeating the processing of steps S7 to S10, the value of n satisfying T n ≧ T n-1 is found (step S10). Thereby, the number SB of stages of the shift register corresponding to the detection signal B based on the value of n
Is determined (step S11), the timing shift between the detection signals A and B is minimized.
【００２８】一方、ステップＳ６の比較において、Ｔ1
＝Ｔ2であれば（ステップＳ１２），ルーチンはステッ
プＳ１１へ進む。また、ステップＳ６，Ｓ１２の比較に
おいて、Ｔ2＞Ｔ1であれば、信号Ｂに対応するシフトレ
ジスタの段数ＳＢを（Ｓ０−１）に設定し直し（ステッ
プＳ１３）、次の粒子１００個について（（Ｘ＝０かつ
Ｙ＝１）又は（Ｘ＝１かつＹ＝０））である期間の合計
値Ｔ3を算出する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。Ｔ3＞Ｔ
2であれば（ステップＳ１６）、信号Ｂに対応するシフ
トレジスタの段数ＳＢをさらにマイナス１した値に再設
定した上でＴ4を算出する。On the other hand, in the comparison in step S6, T 1
= If T 2 (step S12), the routine proceeds to step S11. If T 2 > T 1 in the comparison between steps S6 and S12, the number SB of stages of the shift register corresponding to the signal B is reset to (S0-1) (step S13), and the next 100 particles are set. ((X = 0 and Y = 1) or (X = 1 and Y = 0)) to calculate a total value T 3 of a is the period (step S14, S15). T 3 > T
If 2 (step S16), and calculates of T 4 in terms of re-set to further minus 1 value the number SB of a corresponding shift register to the signal B.
【００２９】ステップＳ１４〜ステップＳ１７の処理を
繰り返すことによって、Ｔn≦Ｔn-1になるｎの値を見つ
ける。そのｎの値によって、検出信号Ｂに対応するシフ
トレジスタの段数ＳＢを決定すれば（ステップＳ１
８）、検出信号Ａ，Ｂ間のタイミングずれが最も小さく
なる。By repeating the processing of steps S14 to S17, the value of n that satisfies T n ≦ T n-1 is found. If the number SB of stages of the shift register corresponding to the detection signal B is determined based on the value of n (step S1)
8), the timing shift between the detection signals A and B is minimized.
【００３０】なお、検出信号が３つ以上ある場合は、基
準となる１つの検出信号を決め、その基準信号と他の検
出信号の内の１つを組み合わせ、それぞれ上記と同様の
処理をすればよい。上記のような自動補正処理は、規定
の調整用粒子を所定数（例えば１００個）ずつ連続して
複数回測定する間に完了させることができる。When there are three or more detection signals, one detection signal serving as a reference is determined, the reference signal is combined with one of the other detection signals, and the same processing as described above is performed. Good. The automatic correction process as described above can be completed while continuously measuring a predetermined number (for example, 100) of prescribed adjustment particles a plurality of times.
【００３１】このようにして補正処理が終了すると、実
際に計測すべき被験粒子（細胞や血球など）を含む試料
液をシースフローセル１に導く。そしてフォトダイオー
ド３とフォトマルチプライヤチューブ４とによってそれ
ぞれ得られた検出信号Ａ，Ｂは、遅延部１０で各検出信
号間のタイミング（位相）ずれが最小になるように補正
され、それらの波形データは、粒子の特徴パラメータを
算出するためのパラメータ演算部１８に渡される。When the correction process is completed in this way, a sample liquid containing test particles (cells, blood cells, etc.) to be actually measured is led to the sheath flow cell 1. The detection signals A and B obtained by the photodiode 3 and the photomultiplier tube 4, respectively, are corrected by the delay unit 10 so that the timing (phase) shift between the detection signals is minimized, and their waveform data are corrected. Is passed to the parameter calculation unit 18 for calculating the characteristic parameters of the particles.
【００３２】パラメータ演算部１８は、各検出信号Ａ，
Ｂの波形データから、その波形の高さ、幅、面積という
ような特徴パラメータを算出する。検出信号Ａ，Ｂごと
に実時間で算出された特徴パラメータは、メモリ１４に
次々に記録され、ＣＰＵ１３を介して出力部１６から出
力されるようになっている。なお、条件設定部１１は、
ＣＰＵ１３がフィルタ９ａ，９ｂ，遅延部１０，位相差
検出部２０へ指令する各種指令条件を保持するためのも
のである。The parameter calculator 18 calculates each detection signal A,
From the waveform data of B, feature parameters such as the height, width, and area of the waveform are calculated. The characteristic parameters calculated in real time for each of the detection signals A and B are successively recorded in the memory 14 and output from the output unit 16 via the CPU 13. Note that the condition setting unit 11
The CPU 13 holds various command conditions for commanding the filters 9a and 9b, the delay unit 10, and the phase difference detection unit 20.
【００３３】[0033]
【発明の効果】この発明によれば、各粒子の特徴を表す
複数の種類の光検出信号間の時間的なずれをなくすこと
ができるので、 １）１個の粒子に対応した検出信号の時間的な範囲をよ
り正確に特定でき、その検出信号パルスの高さや面積や
幅というような特徴パラメータをより正確に求めること
ができる。 ２）２個の粒子が近接して光検出部を通過するような場
合でも、それぞれの粒子について特徴パラメータをより
正確に求めることができる。According to the present invention, it is possible to eliminate the time lag between a plurality of types of light detection signals representing the characteristics of each particle. 1) The time of the detection signal corresponding to one particle The specific range can be specified more accurately, and characteristic parameters such as the height, area, and width of the detection signal pulse can be obtained more accurately. 2) Even when two particles pass through the photodetector in close proximity, the characteristic parameter can be more accurately determined for each particle.
【００３４】検出信号に含まれる高周波ノイズ信号を低
減するためフィルターを備えれば、波形のスムージング
処理をディジタル処理で実現し、そのスムージングの度
合いを、各々の信号チャネルごとに設定、変更できるの
で、 １）測定対象や測定項目等が異なる場合でも、それぞれ
の信号チャネルごとに最適な波形スムージング度合いに
容易に設定、変更することができる。 ２）信号波形を大きく歪ませることなくノイジーな波形
をなめらかにすることができ、検出信号パルスから特徴
パラメータをより精度よく求めることができる。If a filter is provided to reduce the high-frequency noise signal included in the detection signal, the waveform smoothing process can be realized by digital processing, and the degree of smoothing can be set and changed for each signal channel. 1) Even when the measurement target, the measurement item, and the like are different, the optimum waveform smoothing degree can be easily set and changed for each signal channel. 2) A noisy waveform can be smoothed without greatly distorting the signal waveform, and the characteristic parameter can be more accurately obtained from the detection signal pulse.
【図１】この発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】実施例の出力波形を示すタイムチャートであ
る。FIG. 2 is a time chart showing an output waveform of the embodiment.
【図３】実施例の要部構成の詳細ブロック図である。FIG. 3 is a detailed block diagram of a main configuration of the embodiment.
【図４】実施例の要部構成の詳細ブロック図である。FIG. 4 is a detailed block diagram of a main part configuration of the embodiment.
【図５】実施例の動作を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the embodiment.
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 ９ａ フィルタ ９ｂ フィルタ １０ 遅延部 １０ａ 遅延回路 １０ｂ 遅延回路 １１ 条件設定部 １２ 位相差演算部 １３ ＣＰＵ １４ メモリ １６ 出力部 １７ 信号弁別部 １８ パラメータ演算部 ２０ 位相差検出部 １００ 光学系 ２００ 信号処理系 Reference Signs List 1 sheath flow cell 2 laser light source 3 photodiode 4 photomultiplier tube 5 condenser lens 6 condenser lens 7 condenser lens 8a A / D converter 8b A / D converter 9a filter 9b filter 10 delay section 10a delay circuit 10b delay circuit 11 condition Setting unit 12 phase difference calculation unit 13 CPU 14 memory 16 output unit 17 signal discrimination unit 18 parameter calculation unit 20 phase difference detection unit 100 optical system 200 signal processing system
Claims (6)
シースフローセルを流れる各粒子から少なくとも２種類
の信号を光学的に検出してそれぞれ第１および第２アナ
ログ信号に変換する第１および第２検出器と、第１およ
び第２アナログ信号をそれぞれデジタル信号に変換する
第１および第２Ａ／Ｄ変換部と、第１および第２デジタ
ル信号を遅延時間調整可能にそれぞれ遅延させる第１お
よび第２遅延部と、遅延した第１および第２デジタル信
号の位相差を検出する位相差検出部と、検出された位相
差が略最小になるように第１および第２遅延部を制御す
る制御部と、略最小位相差の第１および第２デジタル信
号に基づいて特徴パラメータを演算するパラメータ演算
部と、演算結果を出力する出力部とを備えたフローサイ
トメータ。1. A sheath flow cell for flowing a particle-containing liquid,
First and second detectors that optically detect at least two types of signals from each particle flowing through the sheath flow cell and convert them into first and second analog signals, respectively, and convert the first and second analog signals into digital signals, respectively. First and second A / D converters for converting the first and second digital signals into first and second digital signals, first and second delay units for respectively delaying the first and second digital signals so that the delay times can be adjusted, and positions of the delayed first and second digital signals. A phase difference detection unit that detects a phase difference, a control unit that controls the first and second delay units so that the detected phase difference is substantially minimized, and a control unit that controls the first and second digital signals having a substantially minimum phase difference. A flow cytometer comprising: a parameter calculation unit for calculating a characteristic parameter by using a calculation unit; and an output unit for outputting a calculation result.
段のシフトレジスタとセレクタから構成され、シフトレ
ジスタの各段からの出力をセレクタで選択することによ
り遅延時間を調整する請求項１記載のフローサイトメー
タ。2. The delay unit according to claim 1, wherein each of the first and second delay units comprises a plurality of stages of shift registers and selectors, and the output from each stage of the shift registers is selected by the selector to adjust the delay time. Flow cytometer.
ル信号が所定値以上であることを示す第１および第２論
理信号を生成する信号弁別部と、第１および第２論理信
号の排他的論理和を位相差として演算する位相差演算部
とを備える請求項１記載のフローサイトメータ。3. A phase difference detector, comprising: a signal discriminator for generating first and second logic signals indicating that the first and second digital signals are equal to or greater than a predetermined value; The flow cytometer according to claim 1, further comprising: a phase difference calculator that calculates an exclusive OR as a phase difference.
のシフトレジスタとシフトレジスタの各段からの出力を
選択するセレクタから構成され、位相差検出部は第１お
よび第２デジタル信号が所定値以上であることを示す第
１および第２論理信号を生成する信号弁別部と、第１お
よび第２論理信号の排他的論理和を位相差として演算す
る位相差演算部を備え、制御部は前記位相差に基づいて
セレクタを制御して前記位相差を略最小にする請求項１
記載のフローサイトメータ。4. The first and second delay units each include a plurality of stages of shift registers and a selector for selecting an output from each stage of the shift register, and the phase difference detecting unit determines whether the first and second digital signals are predetermined. A signal discriminator that generates first and second logic signals indicating that the values are equal to or greater than a value, and a phase difference calculator that calculates an exclusive OR of the first and second logic signals as a phase difference. 2. The method according to claim 1, further comprising: controlling a selector based on the phase difference to substantially minimize the phase difference.
Flow cytometer as described.
高周波ノイズを低減させるフィルタをさらに備える請求
項１記載のフローサイトメータ。5. The flow cytometer according to claim 1, further comprising a filter for reducing high-frequency noise included in the first and second digital signals.
化することができる可変フィルタである請求項５記載の
フローサイトメータ。6. The flow cytometer according to claim 5, wherein the filter is a variable filter capable of changing a degree of filtering.
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