JP2014209087A - 粒子測定装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】血液や尿等の生体試料中の粒子を分析する際に、複数の光源からの散乱光を分けて検出可能な粒子測定装置を提供する。【解決手段】血球分析装置1は、光学検出器Dとして、試料を流すためのフローセルD1と、所定波長のレーザ光を出射する半導体レーザ101と、前記波長とは異なる波長のレーザ光を出射する半導体レーザ103と、半導体レーザ101、103から出射されたレーザ光をフローセルD1に照射する光照射光学系D3と、フローセルD1を通過する測定粒子に半導体レーザ101からのレーザ光を照射することにより得られる散乱光を受光する受光面205bと、フローセルD1を通過する測定粒子に半導体レーザ103からのレーザ光を照射することにより得られる散乱光を受光する受光面205aと、を備える。【選択図】図3

Description

本発明は、血球等の粒子を含む流れに光を照射して、粒子の測定を行う粒子測定装置に関する。
従来、光学式フローサイトメータを用いた粒子測定装置が知られている。この種の粒子測定装置では、血液等の被検粒子を含む試料がフローセルに流され、その流路に光源から出射された光が照射される。そして、受光光学系により、各粒子から発せられる光が検出され、検出された光に基づいて、粒子の分類および計数が行われる。
ここで、特許文献1には、染色された細胞を含む試料に対して波長の異なる複数のレーザ光を照射し、それぞれのレーザ光から励起されて生じた蛍光をそれぞれ取得する粒子測定装置が記載されている。
特開2007−46947号公報
しかしながら、上記特許文献1の粒子測定装置では、前方散乱光検出装置において青色レーザビームを選択的に透過させるバンドパスフィルタを用いており、また側方散乱光を検出する光電子増倍管PMT1に対しても青色側方散乱光だけを透過するバンドパスフィルタBPF1を用いている。このため、粒子の分析にあたり、散乱光としては青色レーザビームが細胞により散乱して生じる散乱光しか用いていなかった。
よって、本発明は、血液や尿等の生体試料中の粒子を分析する際に、複数の光源からの散乱光を分けて検出可能な粒子測定装置を提供することを目的とする。
本発明の主たる態様は、粒子測定装置に関する。この態様に係る粒子測定装置は、試料を流すためのフローセルと、第1の波長を有する光を出射する第1光源と、前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光を出射する第2光源と、前記第1光源および前記第2光源から出射された光を前記フローセルに照射する照射光学系と、前記フローセルを通過する測定粒子に前記第1光源からの光を照射することにより得られる散乱光を受光する第1受光部と、前記フローセルを通過する測定粒子に前記第2光源からの光を照射することにより得られる散乱光を受光する第2受光部と、を備える。
本態様に係る粒子測定装置によれば、第1の波長の光をフローセルに照射することにより生じる散乱光と、第2の波長の光をフローセルに照射することにより生じる散乱光が、それぞれ、第1受光部と第2受光部により受光される。ここで、各波長の光により生じる散乱光の特性は、粒子の種類毎に異なる。すなわち、同じ大きさの粒子であっても、粒子の種類が異なれば、各波長の光により生じる散乱光の特性が互いに異なる。本態様に係る粒子測定装置によれば、各波長の光により生じる散乱光が対応する受光部により受光されるため、各受光部からの検出信号に、粒子の種類に応じた散乱光の特性が反映される。よって、各受光部からの検出信号に基づいて、試料中の粒子を良好に区分することができる。
本態様に係る粒子測定装置は、前記第1の波長の光を測定粒子に照射することにより生じる散乱光を前記第1受光部へと導き、前記第2の波長の光を測定粒子に照射することにより生じる散乱光を前記第2受光部へと導く受光光学系をさらに備える構成とされ得る。
この場合、前記照射光学系は、前記第1光源から出射された前記第1の波長の光を前記フローセル内の第1照射位置に照射し、前記第2光源から出射された前記第2の波長の光を前記フローセル内の前記第1照射位置とは異なる第2照射位置に照射するよう構成され得る。
ここで、前記第1照射位置と前記第2照射位置は、前記フローセルの試料の流れ方向にずれるよう設定され得る。このように、第1照射位置と第2照射位置が空間的に分離されると、第1の波長の光に基づく散乱光と第2の波長の光に基づく散乱光とを互いに分離させるための構成を、特に受光光学系に設けなくとも、これら2つの散乱光を互いに異なる位置へと導くことが可能となる。よって、各散乱光が導かれる位置に、それぞれ、対応する受光部を配置することにより、各散乱光を受光することができる。
本態様に係る粒子測定装置は、前記第1受光部により受光された散乱光に基づく第1散乱光データおよび前記第2受光部により受光された散乱光に基づく第2散乱光データをそれぞれ取得する解析部をさらに備える構成とされ得る。ここで、上記のように第1照射位置と第2照射位置が空間的に分離される場合、前記解析部は、同一の測定粒子から得られた前記第1散乱光データと前記第2散乱光データとを互いに対応付けて、前記第1散乱光データおよび前記第2散乱光データに基づく解析を実行するよう構成するのが望ましい。上記のように第1照射位置と第2照射位置が空間的に分離される場合、第1の波長の光により生じる散乱光の検出タイミングと、第2の波長の光により生じる散乱光の検出タイミングとの間に、第1照射位置と第2照射位置のずれに伴う時間差が生じる。よって、上記のように、同一の測定粒子から得られた第1散乱光データと第2散乱光データとを互いに対応付けて、第1散乱光データおよび第2散乱光データに基づく解析を実行するよう、解析部を構成すると、粒子の濃度が高く、第1散乱光データと第2散乱光データが混在する場合にも、解析処理を適正に行うことができる。
本態様に係る粒子測定装置において、前記照射光学系は、前記第1光源から出射された前記第1の波長の光と、前記第2光源から出射された前記第2の波長の光を、前記フローセル内の同じ位置に照射するよう構成され得る。この場合、前記受光光学系は、前記第1の波長の光に基づく散乱光の光路と前記第2の波長に基づく散乱光の光路とを互いに分離させる分光部を備えるよう構成され得る。こうすると、第1の波長の光に基づく散乱光と第2の波長の光に基づく散乱光を互いに異なる位置に導くことができる。よって、各散乱光が導かれる位置に、それぞれ、対応する受光部を配置することにより、各散乱光を受光することができる。
本態様に係る粒子測定装置は、前記第1受光部を有する第1の光検出器と、前記第2受光部を有する第2の光検出器をそれぞれ有するよう構成され得る。
本態様に係る粒子測定装置において、前記第1受光部と前記第2受光部は、これら受光部の受光面に平行な方向に互いに隣り合うように配置され得る。
この場合、粒子測定装置は、前記第1受光部と前記第2受光部の両方が配置された一つの光検出器を有する構成とされ得る。こうすると、一つの光検出器により、第1の波長に基づく散乱光と第2の波長に基づく散乱光が受光されるため、光検出部の構成を簡素化することができる。
また、この場合、前記第1受光部と前記第2受光部は、これら受光部の受光面に垂直な方向の位置が互いに同じとなるように配置され得る。こうすると、光検出器上において、第1受光部の受光面と第2受光部の受光面を同一平面に配置できるため、光検出器の構成を簡素にすることができる。
さらに、この場合、前記受光光学系は、前記第1照射位置を通過する測定粒子から生じる散乱光を前記第1受光部に集光し、前記第2照射位置を通過する測定粒子から生じる散乱光を前記第2受光部に集光する色収差補正レンズを含むよう構成され得る。こうすると、第1受光部と第2受光部により、対応する散乱光を適正に受光することができ、光検出器から良好な検出信号を得ることができる。
本態様に係る粒子分析装置は、ヘモグロビンの吸収係数が、前記第1の波長と前記第2の波長で異なるように、構成され得る。こうすると、ヘモグロビンを含む赤血球の散乱光と、ヘモグロビンを含まない他の血球の散乱光とが、互いに異なるものとなるため、赤血球と他の血球とで、信号の状態に差が生じ易くなる。
たとえば、本態様に係る粒子測定装置が血液の分析に用いられる場合、前記第1光源および前記第2光源の何れか一方は、400nm以上435nm以下の波長を有する光を照射する半導体レーザ光源とされ得る。酸素化ヘモグロビンの吸収係数は、400〜435nmの辺りがピークとなる。また、一般に、静脈血のヘモグロビン酸化飽和度は、75%程度と考えられる。よって、前記第1光源および前記第2光源の何れか一方から出射される光の波長を400nm以上435nm以下に設定することで、当該波長の光を赤血球とその他の血球に照射したときにそれぞれ生じる散乱光の差が大きくなり、この差が、当該波長の光を受光する受光部からの検出信号に反映される。よって、前記第1光源および前記第2光源の何れか一方から出射される光の波長を400nm以上435nm以下とすることにより、測定試料中の血球を、赤血球とその他の血球に、より良好に区分することができる。
また、前記第1光源および前記第2光源の何れか一方は、610nm以上750nm以下の波長を有する光を照射する半導体レーザ光源とされ得る。酸素化ヘモグロビンの吸収係数は、610〜750nmの辺りがボトムとなる。よって、前記第1光源および前記第2光源の何れか一方から出射される光の波長を610nm以上750nm以下に設定することで、他方の波長の光を赤血球に照射したときに生じる散乱光と、当該波長の光を赤血球に照射したときとに生じる散乱光の差異が大きくなる。他方、赤血球以外の血球では、ヘモグロビンによる吸収が起こらないため、各波長の光により生じる散乱光の差異は小さい。よって、前記第1光源および前記第2光源の何れか一方から出射される光の波長を610nm以上750nm以下とすることにより、赤血球に対する各波長の散乱光の差異が他の血球の場合に比べて大きくなり、結果、赤血球を他の血球から、より良好に区分することができる。
また、本態様に係る粒子測定装置において、前記第1受光部および前記第2受光部は、たとえば、前記第1光源および前記第2の光源からの光の前方散乱光を、それぞれ受光するよう構成され得る。
本態様に係る粒子測定装置は、前記第1光源、前記第2光源および前記照射光学系が取り付けられたベースをさらに備える構成とされ得る。また、前記照射光学系は、前記第1光源から出射される光を透過し、前記第2光源から出射される光を反射するダイクロイックミラーと、前記第1および第2光源から出射され前記ダイクロイックミラーを経由した光を前記フローセルに集光する集光レンズと、を有する。そして、前記第2光源は、回動
可能に前記ベースに取り付けられ、前記ダイクロイックミラーは、前記第2光源の回動方向と異なる方向に回動可能に前記ベースに取り付けられる。ここで、前記第2光源を前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記フローセルの流路に平行な第1方向および前記流路を横切る第2方向の何れか一方の方向に変位され、前記ダイクロイックミラーを前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記第1および第2方向のうち他方の方向に変位される。
この構成によれば、複数の光源のうち一方の光源とダイクロイックミラーを、それぞれ、独立して回動させることにより、他方の光源の照射位置に対する一方の光源の照射位置を相対的に調整することができる。よって、複数の光源からの光の照射位置の調整作業を簡易なものとすることができる。また、対象となる光源とダイクロイックミラーを、それぞれ、独立して回動させるものであるため、回動機構を簡素にでき、ベースに取り付けられた照射光学系の小型化および簡素化を図ることができる。
この場合、前記第2光源は、前記フローセルの流路に垂直な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられ、前記ダイクロイックミラーは、前記フローセルの流路に平行な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられている。あるいは、前記第2光源は、前記フローセルの流路に平行な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられ、前記ダイクロイックミラーは、前記フローセルの流路に垂直な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられている。
また、前記照射光学系は、前記第2光源と前記ダイクロイックミラーとの間にコリメータレンズを備え、前記第2光源と前記コリメータレンズが共に回動可能に前記ベースに取り付けられているよう構成され得る。
また、前記フローセルの流路に近づく方向および前記流路を横切る方向に変位可能に前記ベースを支持する位置調整機構をさらに備える構成とされ得る。こうすると、第1および第2光源から出射されるレーザ光の焦点位置を調整することができ、さらに、第1光源から出射された光のフローセルに対する照射位置を調整することができる。
また、本態様に係る粒子測定装置において、前記第1光源および前記集光レンズは、前記ベースに固定されているよう構成され得る。
本発明の他の態様に係る粒子測定装置は、試料を流すためのフローセルと、第1の波長を有する光を出射する第1光源と、前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光を出射する第2光源と、前記第1光源および前記第2光源から出射された光を前記フローセルに照射する照射光学系と、前記フローセルを通過する測定粒子に前記第1光源からの光を照射することにより得られる光を受光する第1受光部と、前記フローセルを通過する測定粒子に前記第2光源からの光を照射することにより得られる光を受光する第2受光部と、前記第1光源、前記第2光源および前記照射光学系が取り付けられたベースと、を備える。また、前記照射光学系は、前記第1光源から出射される光を透過し、前記第2光源から出射される光を反射するダイクロイックミラーと、前記第1および第2光源から出射され前記ダイクロイックミラーを経由した光を前記フローセルに集光する集光レンズと、を有する。そして、前記第2光源は、回動可能に前記ベースに取り付けられ、前記ダイクロイックミラーは、前記第2光源の回動方向と異なる方向に回動可能に前記ベースに取り付けられる。ここで、前記第2光源を前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記フローセルの流路に平行な第1方向および前記流路を横切る第2方向の何れか一方の方向に変位され、前記ダイクロイックミラーを前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記第1および第2方向のうち他方の方向に変位される。
本態様に係る粒子測定装置によれば、複数の光源のうち一方の光源とダイクロイックミラーを、それぞれ、独立して回動させることにより、他方の光源の照射位置に対する一方の光源の照射位置を相対的に調整することができる。よって、複数の光源からの光の照射位置の調整作業を簡易なものとすることができる。また、対象となる光源とダイクロイックミラーを、それぞれ、独立して回動させるものであるため、回動機構を簡素にでき、ベースに取り付けられた照射光学系の小型化および簡素化を図ることができる。
以上のとおり、本発明によれば、血液や尿等の生体試料中の粒子を分析する際に、複数の光源からの散乱光を分けて検出可能な粒子測定装置を提供することができる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態により何ら制限されるものではない。
実施の形態に係る血球分析装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る測定ユニットの構成を模式的に示す図である。 図3(a)は、実施の形態に係る光学検出器の光学系構成を模式的に示す図、図3(b)は、当該光検出器の光学系をX軸正方向に見た図である。 図4(a)〜(d)は、それぞれ、実施の形態に係るフローセル、ビームストッパ、ピンホールおよびフォトダイオードの構成を示す図である。 実施の形態に係る測定ユニットの構成を示す図である。 実施の形態に係る情報処理ユニットの構成を示す図である。 図7(a)、(b)は、解析例1に係る同一血球から取得された各波長のデータを対応付ける方法を説明する図である。図7(a)は、粒子濃度が低い場合に赤散乱光RSと青散乱光BSが検出されるタイミングを示すタイミングチャート、図7(b)は、粒子濃度が高い場合(通常濃度の血液試料を用いた場合)に赤散乱光RSと青散乱光BSが検出されるタイミングを示すタイミングチャートである。 図8(a)は、解析例1に係る赤血球に含まれるヘモグロビンの吸収特性を示す図、図8(b)、(c)は、それぞれ、解析例1と比較例における粒子分析のシミュレーション結果を示す図、図8(d)は、解析例1に係る前方散乱光に基づくスキャッタグラムを示す図である。 解析例1に係る血球分析装置による解析処理を示すフローチャートである。 図10(a)〜(c)は、それぞれ、解析例2に係る異なる被検者から採取された血液検体に基づいて作成されたスキャッタグラムを示す図、図10(d)〜(f)は、解析例2に係る異なる被検者から採取された血液検体に基づいて行われた白血球の分類結果を示す図である。 解析例2に係る血球分析装置による解析処理を示すフローチャートである。 解析例3に係る血球分析装置による解析処理を示すフローチャートである。 本実施の形態に係る光照射ユニットの構成例を示す分解斜視図である。 図14(a)は、本実施の形態に係る組立後の光照射ユニットを示す斜視図、図14(b)は、本実施の形態に係る組立後の光照射ユニットの主たる構成を模式的に示す図である。 図15(a)は、本実施の形態に係る光照射ユニットを位置調整機構に設置する前の状態を示す斜視図、図15(a)は、本実施の形態に係る光照射ユニットを位置調整機構に設置した状態を示す斜視図である。 図16(a)は、本実施の形態に係る光照射ユニットを位置調整機構に設置した状態を示す斜視図、図16(b)は、図16(a)の状態から青光源ユニットを取り外した状態を示す斜視図、図16(c)は、ベースの凹部付近を示す斜視図である。 図17(a)、(b)は、本実施の形態に係る光照射ユニットにおける青レーザ光のY軸方向の位置調整方法を示す図、図17(c)、(d)は、本実施の形態に係る光照射ユニットにおける青レーザ光のX軸方向の位置調整方法を示す図である。 図18(a)は、変更例に係る組立後の光照射ユニットの主たる構成を模式的に示す図、図18(b)、(c)は、それぞれ、本変更例に係る光照射ユニットにおける青レーザ光のY軸方向およびX軸方向の位置調整方法を示す図である。 変更例に係る光学検出器の構成を模式的に示す図である。
本実施の形態は、血液に関する検査および分析を行うための血球分析装置とその光照射光学系に本発明を適用したものである。以下、本実施の形態に係る血球分析装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態に係る血球分析装置1の外観を示す斜視図である。
血球分析装置1は、血液検体に含まれる白血球、赤血球、血小板等を検出し、各血球を計数する多項目血球分析装置である。血球分析装置1は、測定ユニット2と、測定ユニット2の前面側に配置された搬送ユニット3と、情報処理ユニット4とを備えている。患者から採取された末梢血である血液検体は、検体容器(採血管)Tに収容される。複数の検体容器TがサンプルラックLに支持され、このサンプルラックLが搬送ユニット3により搬送されて、血液検体が測定ユニット2へ供給される。
情報処理ユニット4は、表示部41と入力部42を備えており、測定ユニット2と、搬送ユニット3と、ホストコンピュータ5(図2参照)に対して、通信可能に接続されている。情報処理ユニット4は、測定ユニット2と搬送ユニット3の動作を制御し、測定ユニット2で行われた測定結果に基づいて解析を行い、解析結果をホストコンピュータ5(図2参照)に送信する。情報処理ユニット4は、パーソナルコンピュータからなっている。
図2は、測定ユニット2の構成を模式的に示す図である。
測定ユニット2は、ハンド部21と、検体容器セット部22と、バーコードユニット23と、検体吸引部24と、試料調製部25と、検出部26とを備えている。検体吸引部24は、ピアサ24aを備えており、検体容器Tから検体を吸引する。試料調製部25は、混合チャンバMCとヒータHを備えており、検体に試薬または希釈液を混和することにより測定に用いられる測定試料を調製する。検出部26は、光学検出器Dを備えており、測定試料から血球を検出する。測定ユニット2の各部は、情報処理ユニット4からの指示に基づいて制御される。
搬送ユニット3により位置P1に位置付けられた検体容器Tは、ハンド部21により把持され、サンプルラックLから上方向に抜き出される。そして、ハンド部21が揺動されることにより、検体容器T内の検体が撹拌される。攪拌が終了した検体容器Tは、ハンド部21により、位置P1に位置付けられた検体容器セット部22にセットされる。しかる後、この検体容器Tは、検体容器セット部22により位置P2まで搬送される。
検体容器Tが位置P2に位置付けられると、位置P2の近傍に設置されたバーコードユニット23により、検体容器Tに貼付されたバーコードラベルから検体番号が読み取られる。しかる後、この検体容器Tは、検体容器セット部22により位置P3まで搬送される
。検体容器Tが位置P3に位置付けられると、検体吸引部24によりピアサ24aを介して検体容器Tから所定量の検体が吸引される。検体の吸引が終了すると、この検体容器Tは、検体容器セット部22により前方に搬送され、ハンド部21により元のサンプルラックLの支持位置に戻される。ピアサ24aを介して吸引された検体は、ピアサ24aが混合チャンバMCの位置へ移送された後、検体吸引部24により混合チャンバMCに所定量だけ吐出される。
試料調製部25は、第1試薬を収容する容器251と、第2試薬を収容する容器252と、希釈液を収容する容器253に、チューブを介して接続されている。また、試料調製部25はコンプレッサ(図示せず)に接続されており、このコンプレッサにより発生される圧力により容器251〜253から、それぞれ、第1試薬と、第2試薬と、希釈液を分取することが可能となっている。第1試薬と第2試薬を用いる場合、試料調製部25は、混合チャンバMC内で、血液検体と試薬とを混合し、この混合液を所定時間だけヒータHにより加温して、測定試料を調製する。第1試薬と第2試薬を用いない場合、試料調製部25は、混合チャンバMC内で、血液検体と希釈液とを混合して、測定試料を調製する。なお、第1試薬と第2試薬を用いない場合でも、適宜、混合液を加温しても良い。試料調製部25で調製された測定試料は、検出部26の光学検出器Dに供給される。
なお、第1試薬は、核酸を染色可能な蛍光色素を含有し、第2試薬で処理された血液試料中の有核細胞の核酸を蛍光染色するための試薬である。第2試薬は、赤血球を溶血させ、白血球の細胞膜に上記の蛍光色素が透過できる程度の損傷を与えるための試薬である。
検出部26は、シース液を収容する容器261に、チューブを介して接続されている。また、検出部26はコンプレッサ(図示せず)に接続されており、このコンプレッサにより発生される圧力により容器261からシース液を分取することが可能となっている。
図3(a)、(b)は、光学検出器Dの光学系の構成を模式的に示す図である。便宜上、図3(a)には、互いに直交するXYZ座標軸が示されている。X軸方向は、紙面上下方向、Z軸方向は紙面左右方向である。図3(a)は、光学検出器Dの光学系をY軸負方向に見た図、図3(b)は、光学検出器Dの光学系をX軸正方向に見た図である。
また、図4(a)は、フローセルD1の構成を模式的に示す図、図4(b)は、ビームストッパ203の構成を模式的に示す図、図4(c)は、ピンホール204の構成を模式的に示す図、図4(d)は、フォトダイオード205の構成を模式的に示す図である。
図3(a)を参照して、光学検出器Dは、フローセルD1と、シースフロー系D2と、光照射光学系D3と、前方散乱光受光光学系D4と、側方散乱光受光光学系D5と、蛍光受光光学系D6を有している。
シースフロー系D2は、フローセルD1内に測定試料をシース液に包まれた状態で送り込み、フローセルD1中に液流を発生させるように構成されている。図3(b)に示すように、フローセルD1は、測定試料を細孔部D13に向かって上方へ噴射する試料ノズルD11と、シース液供給口D12と、廃液口D14を備える。細孔部D13内に、測定試料が流れる流路D15が形成される。
光照射光学系D3は、半導体レーザ101、103と、コリメータレンズ102、104と、ダイクロイックミラー105と、シリンドリカルレンズ106と、コンデンサレンズ107を備えている。
半導体レーザ101は、発光部(図示せず)の半導体層の積層方向がX軸方向に一致す
るよう配置される。したがって、半導体レーザ101から出射されるレーザ光の広がり角は、X軸方向において最大となり、Y軸方向において最小となる。半導体レーザ101は、所定波長のレーザ光(以下、「赤レーザ光RL」という)をZ軸正方向に出射する。半導体レーザ101の出射波長は、610〜750nmの範囲に含まれるよう設定される。半導体レーザ101の出射光軸は、光照射光学系D3の光軸Oに一致している。
コリメータレンズ102は、半導体レーザ101から出射された赤レーザ光RLを平行光に変換する。
半導体レーザ103は、発光部(図示せず)の半導体層の積層方向がZ軸方向に一致するよう配置される。したがって、半導体レーザ103から出射されるレーザ光の広がり角は、Z軸方向において最大となり、Y軸方向において最小となる。半導体レーザ103は、所定波長のレーザ光(以下、「青レーザ光BL」という)をX軸負方向に出射する。半導体レーザ103の出射波長は、400〜435nmの範囲に含まれるよう設定される。半導体レーザ103の出射光軸は、光照射光学系D3の光軸Oに交差する。
コリメータレンズ104は、半導体レーザ103から出射された青レーザ光BLを平行光に変換する。
ダイクロイックミラー105は、コリメータレンズ102を透過した赤レーザ光RLを透過し、コリメータレンズ104を透過した青レーザ光BLを反射する。ダイクロイックミラー105は、ダイクロイックミラー105によって反射された青レーザ光BLの進行方向が、図3(b)に示すように、Z軸方向からややY軸方向に傾くように、配置されている。
シリンドリカルレンズ106は、ダイクロイックミラー105を経由した赤レーザ光RLと青レーザ光BLをX軸方向にのみ収束させる。コンデンサレンズ107は、シリンドリカルレンズ106を透過した赤レーザ光RLと青レーザ光BLを集光する。コンデンサレンズ107は、赤レーザ光RLと青レーザ光BLをY軸方向に収束させてフローセルD1の流路D15(図4(a)参照)の位置に合焦させ、また、赤レーザ光RLと青レーザ光BLをX軸方向に収束させて流路D15の手前(Z軸負側)の位置に合焦させる。したがって、コンデンサレンズ107によってX軸方向に収束された光は、合焦位置から流路D15の位置に達するまでに、やや広がる。よって、流路D15には、図4(a)に示すように、X軸方向に細長いビーム形状で、赤レーザ光RLと青レーザ光BLが照射される。
図3(b)に示すように、ダイクロイックミラー105によって反射された青レーザ光BLは、Z軸方向からY方向にやや傾いた方向に進むため、流路D15に対する青レーザ光BLの照射位置EP1は、赤レーザ光RLの照射位置EP2よりもY軸正方向にずれている。赤レーザ光RLの照射位置EP2は、光軸O上にある。
前方散乱光受光光学系D4は、前方集光レンズ201と、絞り202と、ビームストッパ203と、ピンホール204と、フォトダイオード205を備える。フローセルD1から前方(Z軸正方向)へと向かう赤レーザ光RLおよび青レーザ光BLの散乱光(前方散乱光)は、それぞれ、前方集光レンズ201によってピンホール204の位置に集光され、その後、ピンホール204を通って、フォトダイオード205により受光される。フォトダイオード205は、受光した前方散乱光のピーク値に基づいて前方散乱光信号を出力する。
前方集光レンズ201は、その光軸が、光照射光学系D3の光軸OからY軸正方向にず
れるように配置されている。したがって、赤レーザ光RLの前方散乱光(以下、「赤散乱光RS」という)の中心を通る光線は、前方集光レンズ201を透過した後、Z軸正方向からややY軸負方向に傾く方向に進む。また、青レーザ光BLの前方散乱光(以下、「青散乱光BS」という)の中心を通る光線は、前方集光レンズ201を透過した後、Z軸正方向からややY軸正方向に傾く方向に進む。
図4(c)に示すように、ピンホール204には、Y軸方向に並ぶ2つの孔204a、204bが形成されている。孔204a、204bの径W2は、それぞれ、青散乱光BS、赤散乱光RSの収束スポットの径よりもやや大きく設定されている。赤散乱光RSは、Y軸正側の孔204bの位置に集光され、孔204bを通り抜ける。また、青散乱光BSは、Y軸負側の孔204aの位置に集光され、孔204bを通り抜ける。
図4(d)に示すように、フォトダイオード205には、Y軸方向に並ぶ2つの受光面205a、205bが配置されている。受光面205a、205bは、Z軸方向において同じ位置にあり、それぞれ、X−Y平面に平行である。フォトダイオード205上において、受光面205a、205bは、同一平面上に配置されている。ピンホール204の孔204aを通り抜けた青散乱光BSは、受光面205aに照射され、孔204bを通り抜けた赤散乱光RSは、受光面205bに照射される。
なお、前方散乱光受光光学系D4の倍率は、受光面205a、205bに照射される際の青散乱光BSと赤散乱光RSの間隔が、受光面205aの中心と受光面205bの中心との間隔に一致するように設定される。これにより、青散乱光BSと赤散乱光RSは、図4(d)に示すように、それぞれ、受光面205a、205bの中央に照射される。
図3(a)、(b)に戻り、フローセルD1に照射された赤レーザ光RL、青レーザ光BLのうち、粒子(血球、等)に照射されずにフローセルD1を透過したレーザ光(以下、「直接光」という)は、前方集光レンズ201によってビームストッパ203上に集光される。ビームストッパ203は、光を透過しない薄板状の部材によって構成されている。図4(b)に示すように、ビームストッパ203は、半円状の開口203a、203bと、これら開口203a、203b間に形成された遮光部203cとを備える。遮光部203cのX軸方向の幅W1は一定である。この遮光部203c上に、直接光が集光される。上記のように、コンデンサレンズ107は、X軸方向におけるレーザ光の焦点位置がY軸方向におけるレーザ光の焦点位置よりも手前(Z軸負側)となるようにレーザ光を収束させる。このため、直接光は、X軸方向の焦点位置がY軸方向の焦点位置よりも手前(Z軸負側)となるように、前方集光レンズ201によって集光される。ビームストッパ203は、入射面が、直接光のX軸方向の焦点位置に位置付けられるように配置される。したがって、直接光は、図4(b)に示すように、Y軸方向に長いビーム形状で、遮光部203c上に照射される。
フローセルD1からの赤散乱光RSと青散乱光BSは、大部分が、ビームストッパ203の開口203a、203bを通過し、一部が、遮光部203cによって遮光される。遮光部203cによる前方散乱光の遮光量は、遮光部203cの幅W1によって決まる。このため、遮光部203cの幅W1は、なるべく小さいことが望ましい。しかしながら、遮光部203cの幅W1は、直接光を確実に遮光できるよう、直接光のX軸方向の幅の10倍程度に設定される。
側方散乱光受光光学系D5は、コリメータレンズD51と、ダイクロイックミラーD52と、側方集光レンズD53と、フォトダイオードD54を備える。フローセルD1から側方(X軸正方向)へと向かう散乱光(側方散乱光)は、コリメータレンズD51にて平行光に変換される。上記のように、フローセルD1には、赤レーザ光RLと青レーザ光B
Lが照射されるため、各レーザ光に基づく2つの側方散乱光が生じる。コリメータレンズD51は、これら2つの側方散乱光をそれぞれ平行光に変換する。平行光に変換された2つの側方散乱光は、ダイクロイックミラーD52で反射され、さらに、側方集光レンズD53により集光されて、フォトダイオードD54により受光される。
フォトダイオードD54は、フォトダイオード205と同様、各波長の側方散乱光をそれぞれ受光する2つの受光面D54a、D54bを有する。受光面D54a、D54bはY軸方向に並び、Z軸方向において同じ位置にある。フォトダイオードD54上において、受光面D54a、D54bは、同一平面上に配置されている。フォトダイオードD54は、受光した各波長の側方散乱光のピーク値に基づいて側方散乱光信号を出力する。
なお、側方散乱光受光光学系D5の倍率は、受光面D54a、D54bに照射される際の青レーザ光BLの散乱光と赤レーザ光RLの散乱光との間隔が、受光面D54aの中心と受光面D54bの中心との間隔に一致するように設定される。これにより、これら散乱光は、それぞれ、受光面D54a、D54bの中央に照射される。
蛍光受光光学系D6は、分光フィルタD61と、蛍光集光レンズD62と、アバランシェフォトダイオードD63と、コリメータレンズD64と、ミラーD65を備える。フローセルD1からX軸正方向へと向かう蛍光は、コリメータレンズD51にて平行光に変換され、ダイクロイックミラーD52を透過し、さらに分光フィルタD61に通されて、蛍光集光レンズD62により集光される。また、フローセルD1からX軸負方向へと向かう蛍光は、コリメータレンズD64にて平行光に変換され、ミラーD65によって反射される。ミラーD65によって反射された蛍光は、再び、コリメータレンズD64とフローセルD1を通ってコリメータレンズD51に入射する。その後、この蛍光は、ダイクロイックミラーD52を透過し、さらに分光フィルタD61に通されて、蛍光集光レンズD62により集光される。こうして、蛍光集光レンズD62により集光された蛍光は、アバランシェフォトダイオードD63に受光される。アバランシェフォトダイオードD63は、受光した蛍光のピーク値に基づいて蛍光信号(SFL)を出力する。蛍光信号の取得の際には、通常、半導体レーザ101、103の何れか一方が駆動される。
なお、図3(a)、(b)に示す光学系において、前方集光レンズ201は、アクロマティックレンズからなっており、赤散乱光RSと青散乱光BSの2つの波長に対して色収差を補正する機能を備えている。このため、赤散乱光RSと青散乱光BSは、同一平面上に配置された受光面205a、205b上に適正に照射される。同様に、側方集光レンズD53も、アクロマティックレンズからなっており、赤レーザ光RLと青レーザ光BLに基づく2つの側方散乱光の波長に対して色収差を補正する機能を備えている。このため、これら2つの側方散乱光は、同一平面上に配置された受光面D54a、D54b上に適正に照射される。
図2に戻り、光学検出器Dにより取得された前方散乱光信号と、側方散乱光信号と、蛍光信号は、情報処理ユニット4に送信される。情報処理ユニット4は、受信したこれら信号に基づいて解析を実行する。
図5は、測定ユニット2の構成を示す図である。
測定ユニット2は、図2に示す検体吸引部24、試料調製部25および検出部26の他、センサ部27と、駆動部28と、制御部29を備える。センサ部27は、検体容器TおよびサンプルラックLの位置を検出するためのセンサ等を含み、駆動部28は、検体の測定を行うための機構を含む。図2に示すバーコードユニット23は、センサ部27に含まれる。
制御部29は、CPU291と、メモリ292と、通信インターフェース293と、I/Oインターフェース294を含んでいる。
CPU291は、メモリ292に記憶されているコンピュータプログラムを実行する。メモリ292は、ROM、RAM、ハードディスク等からなる。また、CPU291は、通信インターフェース293を介して、情報処理ユニット4との間でデータの送受信を行う。また、CPU291は、I/Oインターフェース294を介して、測定ユニット2内の各部を制御すると共に、各部から出力された信号を受信して処理する。検出部26により得られた血液検体の測定データは、CPU291により処理され、メモリ292に格納される。血液検体に対する測定が終了すると、メモリ292に格納された測定データが、通信インターフェース293を介して、情報処理ユニット4に送信され、情報処理ユニット4において解析処理が行われる。
図6は、情報処理ユニット4の構成を示す図である。
情報処理ユニット4は、パーソナルコンピュータからなり、本体40と、表示部41と、入力部42から構成されている。本体40は、CPU401と、ROM402と、RAM403と、ハードディスク404と、読出装置405と、画像出力インターフェース406と、入出力インターフェース407と、通信インターフェース408を有する。
CPU401は、ROM402に記憶されているコンピュータプログラムおよびRAM403にロードされたコンピュータプログラムを実行する。RAM403は、ROM402およびハードディスク404に記録されているコンピュータプログラムの読み出しに用いられる。また、RAM403は、これらのコンピュータプログラムを実行するときに、CPU401の作業領域としても利用される。
ハードディスク404には、オペレーティングシステム、CPU401に実行させるためのコンピュータプログラム、およびコンピュータプログラムの実行に用いるデータが記憶されている。また、ハードディスク404には、後述の解析処理を実行させるためのプログラム404aが記憶されている。読出装置405は、CDドライブまたはDVDドライブ等によって構成されており、記録媒体405aに記録されたコンピュータプログラムおよびデータを読み出すことができる。なお、上記プログラム404aが記録媒体405aに記録されている場合には、読出装置405により記録媒体405aから読み出されたプログラム404aが、ハードディスク404に記憶される。
画像出力インターフェース406は、画像データに応じた映像信号を表示部41に出力し、表示部41は、画像出力インターフェース406から出力された映像信号に基づいて画像を表示する。ユーザは入力部42を介して指示を入力し、入出力インターフェース407は、入力部42を介して入力された信号を受け付ける。通信インターフェース408は、測定ユニット2と、搬送ユニット3と、ホストコンピュータ5に接続されており、CPU401は、通信インターフェース408を介して、これら装置との間で指示信号およびデータの送受信を行う。
ところで、図3(a)、(b)に示す光学検出器Dは、血液検体に試薬が混和された測定試料がフローセルD1に流される場合の他、試薬が混和されない測定試料がフローセルD1に流される場合にも、血球分析のための信号を取得するために用いられる。試薬が混和されない測定試料がフローセルD1に流される場合、半導体レーザ101、103が駆動され、青レーザ光BLと赤レーザ光RLが、それぞれ、照射位置EP1、EP2に照射される。そして、照射位置EP1、EP2から生じた青散乱光BSと赤散乱光RSが、そ
れぞれ、フォトダイオード205の受光面205a、205bにより受光され、フォトダイオード205から、青散乱光BSと赤散乱光RSに基づく前方散乱光信号が出力される。こうして取得された2種類の前方散乱光信号に基づいて、血球の分類と計数が行われる。
以下、これら2種類の前方散乱光信号に基づく血球の分類および計数の処理について説明する。なお、以下の解析処理では、青散乱光BSと赤散乱光RSに基づく前方散乱光信号が用いられているが、青レーザ光BLと赤レーザ光RLからそれぞれ生じる2種類の側方散乱光に基づく側方散乱光信号を、同様の解析に用いることも可能である。
<解析例1>
本解析例は、赤散乱光RSと青散乱光BSを用いて、赤血球と他の血球とを分類する処理に関するものである。なお、本解析例では、測定試料の調製において、検体容器Tから吸引された検体には希釈液のみが混和され、染色剤や溶血剤等の試薬は混和されない。
図3(b)に示すように、青レーザ光BLの照射位置EP1と赤レーザ光RLの照射位置EP2は、互いに、Y軸方向にずれている。また、測定試料は、流路D15をY軸正方向に流れる。したがって、流路D15を流れる血球に赤レーザ光RLが照射されてから、この血球に青レーザ光BLが照射されるまでには、所定のタイムラグがある。このため、青レーザ光BLと赤レーザ光RLからそれぞれ生じる2種類の前方散乱光に基づく前方散乱光信号を解析に用いる場合には、同一の血球から生じた2種類の前方散乱光信号から取得された2種類のデータ(以下、「前方散乱光データ」という)を互いに対応付ける必要がある。
図7(a)、(b)は、2種類の前方散乱光データを対応付ける方法を説明する図である。図7(a)は、粒子濃度が低い場合に赤散乱光RSと青散乱光BSが検出されるタイミングを示すタイミングチャート、図7(b)は、粒子濃度が高い場合(通常濃度の血液試料を用いた場合)に赤散乱光RSと青散乱光BSが検出されるタイミングを示すタイミングチャートである。
図7(a)を参照して、測定試料の濃度が低い場合、赤散乱光RSの検出タイミングと青散乱光BSの検出タイミングは離散的になる。この場合、通常、一つの血球に対する赤散乱光RSの検出タイミングと青散乱光BSの検出タイミングとの間の期間に、次の血球に対する赤散乱光RSの検出タイミングが入ることはない。したがって、赤散乱光RSの検出タイミングの次に到来する青散乱光BSの検出タイミングが、同一血球に対する検出タイミングとして対応づけられる。図7(a)の例では、検出タイミングT21〜T25が、それぞれ、検出タイミングT11〜T15に対応づけられる。同一血球に対する検出タイミングの時間差は、何れの血球の場合も略同じである。したがって、たとえば、互いに対応付けられた2つの検出タイミングの時間差の平均値Δtを、各血球に対する赤散乱光RSと青散乱光BSの検出タイミングの時間差として用いることができる。
図7(b)を参照して、粒子濃度が高い場合(通常濃度の血液試料を用いる場合)には、赤散乱光RSの検出タイミングと青散乱光BSの検出タイミングが混在し合うことになる。この場合、同一の血球に対する赤散乱光RSの検出タイミングと青散乱光BSの検出タイミングとを対応付けることが難しい。しかしながら、フローセルD1を流れる測定試料の速度は、粒子濃度が高い場合と粒子濃度が低い場合とで殆ど変わらない。よって、粒子濃度が低い場合に取得された時間差Δtを、粒子濃度が高い場合の同一血球に対する赤散乱光RSの検出タイミングと青散乱光BSの検出タイミングの時間差として用いることができる。図7(b)の例では、時間差Δtを用いることにより、検出タイミングT2n、T2mが、それぞれ、検出タイミングT1n、T1mに対応づけられる。
本解析例では、青散乱光BSと赤散乱光RSを用いた血球分析が行われる前に、粒子濃度の低い試料がフローセルD1に流され、時間差Δtが取得される。そして、こうして取得された時間差Δtが、青散乱光BSと赤散乱光RSを用いた血球分析が行われる場合に用いられ、青散乱光BSに基づいて取得された前方散乱光データと赤散乱光RSに基づいて取得された前方散乱光データが互いに対応づけられる。この対応付けは、図5に示す測定ユニット2の制御部29において行われる。制御部29のCPU291は、検出部26(光学検出器D)から受信した赤散乱光RSおよび青散乱光BSに基づく2種類の前方散乱光データを、順次、時間差Δtを用いて対応づけて、メモリ292に格納する。
なお、時間差Δtの取得方法は、上述の方法に限られるものではない。たとえば、フローセルD1を流れる測定試料の速度は、測定試料の温度によって変化する。したがって、フローセルD1を流れる測定試料の温度を測るための検出器をフローセルD1中に配置しておき、検出された温度に基づいて時間差Δtのデフォルト値を調整して、時間差Δtを取得するようにしても良い。
次に、赤血球により生じる前方散乱光と、赤血球以外の血球(血小板や白血球)により生じる前方散乱光との違いについて説明する。
光が照射されることにより粒子から生じる散乱光は、その粒子の粒径と屈折率とにより定まる(Mie散乱理論)。ここで、屈折率は、実数部と虚数部とからなる複素数により表すことができる。すなわち、複素屈折率をm、屈折率をn、吸収をnとすると、複素屈折率mは、以下の式により算出することができる。
m=n+in
上記式によれば、複素屈折率mは吸収nに応じて変化するため、光に対する粒子の吸収度合いが異なれば、屈折率も異なることになる。よって、異なる種類の粒子が互いに異なる吸収度合いを有する場合、これら粒子に対して光を照射すると、生じる散乱光も互いに異なったものとなる。
図8(a)は、赤血球に含まれるヘモグロビンの吸収特性を示す図である。横軸は、ヘモグロビンに照射される光の波長を示し、縦軸は、吸収係数(任意単位)を示している。
図8(a)には、酸素化ヘモグロビン(HbO)と脱酸素化ヘモグロビン(Hb)の吸収係数がそれぞれ示されている。赤血球中のヘモグロビンは、酸素化ヘモグロビンと、脱酸素化ヘモグロビンとが混在した状態にあり、一般的には、静脈血のヘモグロビン酸素飽和度は約75%、すなわち、酸素化ヘモグロビンと脱酸素化ヘモグロビンの存在比率が3対1となっている。このため、血液検体に含まれる赤血球では、酸素化ヘモグロビンの性質が支配的となる。
図8(a)に示すように、波長が400〜435nmの範囲では、酸素化ヘモグロビン(HbO)の吸収係数は、他の波長帯に比べて数段大きくなっている。一方、波長が610〜750nmの範囲では、酸素化ヘモグロビン(HbO)の吸収係数は、他の波長帯に比べて数段小さくなっている。すなわち、青レーザ光BLに対する赤血球の吸収度合いと、赤レーザ光RLに対する赤血球の吸収度合いとの差は、大きいものとなる。他方、赤血球以外の血球(血小板や白血球)はヘモグロビンを含んでいないため、青レーザ光BLに対する赤血球以外の血球の吸収度合いと、赤レーザ光RLに対する赤血球以外の血球の吸収度合いとの差は、小さいものとなる。
以上のことから、赤血球と、赤血球以外の血球(血小板や白血球)とでは、青レーザ光BLに対する吸収度合いと、赤レーザ光RLに対する吸収度合いとの差が顕著に異なるため、青レーザ光BLが照射される場合に生じる青散乱光BSの強度と、赤レーザ光RLが照射される場合に生じる赤散乱光RSの強度との差も異なるものとなる。具体的には、赤血球では、青散乱光BSの強度は、赤散乱光RSの強度よりも小さくなり易く、赤血球以外の他の血球では、青散乱光BSの強度と赤散乱光RSの強度は、同程度になり易い。
図8(b)、(c)は、それぞれ、本解析例と比較例における粒子分析のシミュレーション結果を示す図である。
本シミュレーションは、上記光学検出器Dにおいて、前方散乱光受光光学系D4のNAを0.22に、ビームストッパ203の遮光部203cの幅W1を0.3mmに、フローセルD1とビームストッパ203との間を6mmに、フローセルD1に照射されるビームのY軸方向の幅を10μmとして行われた。また、本シミュレーションでは、赤血球と同様の性質を有する粒子と、血小板と同様の性質を有する粒子とが設定され、これら粒子に対して所定波長のレーザ光を照射することにより生じる前方散乱光の強度がシミュレーションにより算出された。
本解析例のシミュレーションでは、赤血球と血小板に相当する粒子に、波長640nmの赤レーザ光RLと波長405nmの青レーザ光BLを照射し、各粒子により生じる640nmと405nmの前方散乱光信号が、図8(b)に示すようにスキャッタグラム上にプロットされている。比較例のシミュレーションでは、赤血球と血小板に相当する粒子に、約632nmの波長のレーザ光を照射し、各粒子により生じる低角(2〜3度)と高角(8〜20度)の前方散乱光信号が、図8(c)に示すようにスキャッタグラム上にプロットされている。
図8(b)、(c)に示すスキャッタグラムには、それぞれ、赤血球に相当する粒子が分布するマップM1、M2が示されている。マップM1、M2は、体積の値がV30〜V150であり、ヘモグロビン濃度の値がHC22〜HC46である81個の粒子に基づいて作成されており、各粒子は、マップM1、M2の格子の交点にプロットされている。なお、健常者の赤血球では、概ね、体積がV60〜V120であり、ヘモグロビン濃度がHC31〜HC37である。また、図8(b)、(c)に示すスキャッタグラムには、それぞれ、血小板に相当する粒子が分布する分布線C11、C12が示されている。分布線C11、C12は、体積の値がV0.5〜V33である4つの粒子に基づいて作成されている。
図8(b)、(c)に示すように、赤血球と血小板に相当する粒子に対して行ったシミュレーション結果から、被検者から採取される赤血球も、マップM1、M2内に分布すると考えられ、被検者から採取される血小板も、分布線C11、C12上に分布すると考えられる。
本解析例において、赤血球の分布を示すマップM1は、血小板の分布を示す分布線C11よりも、左上に位置しており、マップM1と分布線C11とが重なり合わない。これは、図8(a)を参照して説明したように、赤血球に含まれるヘモグロビンにより青レーザ光BLが吸収され、青散乱光BSの強度が赤散乱光RSに比べて小さくなっているためと考えられる。一方、比較例において、赤血球の分布を示すマップM2は、血小板の分布を示す分布線C12と、左右方向において同様の位置にあり、マップM2に分布線C12が重なっている。
本解析例の場合、被検者から採取される血小板の体積が大きいと、この血小板は、分布
線C11の延長線C11aに位置付けられることになる。しかしながら、延長線C11aはマップM1と交わらないため、この血小板はマップM1と重なることはない。このため、本解析例では、血小板の体積が大きい場合でも、赤血球と血小板を弁別する精度が高められる。一方、比較例の場合、被検者から採取される血小板の体積が大きいと、この血小板は、分布線C12の延長線C12aに位置付けられることになる。この場合、延長線C12aはマップM2と交わるため、この血小板はマップM2と重なる惧れがある。このため、比較例では、血小板の体積が大きい場合、赤血球と血小板を弁別する精度が悪くなる惧れがある。
なお、血小板と白血球は、概ね同様の屈折率を有していると考えられ、ヘモグロビンを有しないという点でも同様の性質を有している。このため、白血球から生じる前方散乱光信号も、概ね分布線C11、C12上に位置すると考えられる。なお、白血球は血小板に比べて大きいため、白血球は血小板よりも、赤散乱光RSと青散乱光BSの値が大きい領域に位置付けられる。本解析例では、白血球がマップM1と重なりにくいため、赤血球と白血球を弁別する精度が高められる。一方、比較例では、白血球がマップM2と重なりやすいため、赤血球と白血球を弁別する精度が悪くなる惧れがある。
よって、本解析例のように青レーザ光BLと赤レーザ光RLを用いると、図8(b)に示すように、赤血球と、赤血球以外の血球(血小板や白血球)とを精度良く弁別することが可能になる。
図8(d)は、本解析例において、実際の測定試料から得られる赤散乱光RSと青散乱光BSに基づくスキャッタグラムを示す図である。縦軸と横軸は、それぞれ、フォトダイオード205から出力される赤散乱光RSと青散乱光BSの信号を示しており、各血球から得られた赤散乱光RSと青散乱光BSの信号をパラメータとして、各血球がスキャッタグラム上にプロットされている。
この場合、赤血球を示す点は領域A1近傍に分布しており、血小板を示す点は、領域A2近傍に分布しており、白血球を示す点は領域A3近傍に分布している。また、赤血球が分布する領域A1は、分布曲線C1上に位置しており、血小板が分布する領域A2と白血球が分布する領域A3は、分布曲線C2上に位置している。また、分布曲線C2は、図8(b)に示す分布線C11と延長線C11aに対応するものであり、分布曲線C1と分布曲線C2とは、互いに異なる角度で伸びているため、交わることがない。図8(d)のように分布曲線C1と分布曲線C2とが互いに離れるのは、上記のように、赤血球がヘモグロビンを有しており、ヘモグロビンの吸収係数が波長によって大きく変わるためであると考えられる。
このように、実測値において、分布曲線C1上に位置する赤血球が分布する領域A1と、分布曲線C2上に位置する赤血球以外の血球が分布する領域A2、A3が重なりにくいことが分かる。なお、赤散乱光RSの信号を示す閾値V1は、後述するようにノイズを含む信号を除くために用いられる。
図9は、本解析例の血球分析装置1による解析処理を示すフローチャートである。
血球分析装置1が起動されると、まず、図7(a)、(b)を参照して説明したように、赤散乱光RSの検出タイミングと青散乱光BSの検出タイミングの時間差に基づいて、時間差Δtが取得される(S11)。そして、取得された時間差Δtは、測定ユニット2のメモリ292に記憶される。なお、時間差Δtは、たとえば、フローセルD1に粒子濃度が低い精度管理用試料を流すことにより取得されても良く、あるいは、フローセルD1中に配置された温度を測るための検出器が検出する温度に基づいてデフォルト値を修正す
ることにより取得されても良い。
解析処理が開始されると、上述したように検体容器Tが測定ユニット2に取り込まれ、位置P3に位置付けられる。そして、測定ユニット2のCPU291は、ピアサ24aにより検体容器Tから検体を吸引し、試料調製部25により吸引した検体から測定試料を調製する(S12)。この場合の測定試料の調製は、赤血球を溶血する試薬や、白血球を染色する試薬等が混和されることなく行われる。
次に、CPU291は、赤レーザ光RLと青レーザ光BLをフローセルD1に照射し、測定試料をフローセルD1に流す(S13)。これにより、同一の血球から生じた2種類の前方散乱光(赤散乱光RSと青散乱光BS)が生じ、これら前方散乱光がフォトダイオード205により受光される。CPU291は、フォトダイオード205から出力される2種類の前方散乱光信号に基づく前方散乱光データを取得する。そして、CPU291は、経過時間のカウントを開始する(S14)。
続いて、CPU291は、赤散乱光RSの信号が図8(d)に示す閾値V1以下であるかを判定する(S15)。なお、閾値V1は微小な値に設定されており、ノイズを含む信号を除くために用いられる。赤散乱光RSの信号が閾値V1より大きいと(S15:NO)、CPU291は、上記時間差Δtに基づいて、同一の血球から生じた2種類の前方散乱光データを互いに対応付けて、メモリ292に記憶する(S16)。他方、赤散乱光RSの信号が閾値V1以下であると(S15:YES)、CPU291は、この場合の血球についての2種類の前方散乱光データを記憶せず、処理をS17に進める。
こうして、所定時間が経過するまで、血球ごとにS15、S16の処理が繰り返し行われる(S17)。所定時間が経過することにより測定が終了すると(S17:YES)、CPU291は、メモリ292に記憶した前方散乱光データを、情報処理ユニット4に送信する(S18)。
一方、情報処理ユニット4のCPU401は、測定ユニット2から前方散乱光データを受信すると(S21:YES)、図8(d)に示すようなスキャッタグラムを作成し、表示部41に表示する(S22)。続いて、CPU401は、作成したスキャッタグラム上に領域A1を設定する(S23)。こうして、CPU401は、スキャッタグラム上の領域A1に含まれる点を測定試料に含まれる赤血球として区分し、領域A1に含まれる点に基づいて赤血球の解析処理を行い(S24)、解析結果を表示部41に表示する(S25)。
なお、S23で設定される領域A1は、あらかじめ決められた固定領域であっても良く、固定領域に基づいて微調整された領域であっても良い。ここで、領域A1の境界は、たとえば、直線や曲線の数式により定義される。
また、ここでは、説明の便宜上、作成したスキャッタグラム上に領域A1が設定され、このスキャッタグラム上の領域A1に含まれる点が赤血球に対応する点として区分されたが、スキャッタグラムは、必ずしも図形またはグラフとして作成される必要はなく、領域A1の設定と領域A1に含まれる点の区分は、データ処理によって行われるようにしても良い。
以上、本解析例によれば、染色剤や溶血剤等の試薬を用いることなく、血球を、赤血球とその他の血球に良好に分類することができる。上記のように、赤血球は、波長により吸収係数が大きく変化するヘモグロビンを含むため、赤血球と他の血球では、赤散乱光RSの強度と青散乱光BSの強度が、大きく異なる。このため、図8(d)のスキャッタグラ
ムに示すように、赤血球が分布する領域A1と、血小板および白血球が分布する領域A2、A3とが大きく離れるようになる。赤血球は、図8(d)のスキャッタグラム上に模式的に示した分布曲線C1に沿うように分布し、血小板と白血球は、分布曲線C2に沿うように分布する。上記のように、分布曲線C1と分布曲線C2との間には、大きな開きが生じ、且つ、分布曲線C1と分布曲線C2とが交差することもない。よって、横軸を青散乱光BSの強度とし、縦軸を赤散乱光RSの強度とするスキャッタグラムでは、図8(d)に示すように、赤血球が分布する領域A1と、血小板および白血球が分布する領域A2、A3とが大きく離れるようになる。したがって、本解析例によれば、染色剤や溶血剤等の試薬を用いることなく、血球を、赤血球とその他の血球に、良好に分類することができる。
このように、本解析例によれば、実施の形態に記載の血球分析装置1を用いることにより、染色剤や溶血剤等の試薬を用いることなく、簡易な工程により、良好に、測定試料に含まれる血球から、赤血球を弁別し計数することができる。また、測定試料に含まれる血球から、赤血球と血小板を分類することができる。さらに、測定試料に含まれる血球から、血小板を弁別し計数することもできる。
なお、本解析例によれば、図8(d)に示すように、赤血球の他、血小板と白血球を弁別することが可能である。しかしながら、白血球の血球数は、赤血球と血小板の血球数に比べてかなり少ないため、本解析例により白血球を弁別して精度の高い解析結果を得ようとする場合には、測定時間を長くして、測定結果に含まれる白血球の数を高める必要がある。しかし、測定時間を長くすると、赤血球と血小板の血球数が多くなり過ぎ、赤血球と血小板の弁別が非効率となる。よって、本解析例は、測定時間を制限しながら、赤血球と血小板を効率的に弁別・分類する際に用いて好適なものである。白血球については、追って示す解析例2を用いることにより、効率的に、弁別・分類することが可能である。
また、本解析例によれば、染色剤や溶血剤等の試薬を用いる必要がないため、血液検体に試薬を混和する工程を省略することができる。よって、簡易な工程で良好に、血球を区分することができる。
また、本解析例によれば、染色剤や溶血剤等の試薬を用いる必要がないため、コストの削減を図ることができる。さらに、試薬の消費を削減でき、且つ、試薬を含む測定試料が廃棄されることを抑制できるため、環境に配慮した分析手法を実現することができる。
また、本解析例によれば、図7(a)、(b)を参照して説明したように、同一血球から取得された赤散乱光RSおよび青散乱光BSに基づくデータが互いに対応づけられるため、血球の濃度が高く、各散乱光に基づくデータが混在する場合にも、解析処理を適正に行うことができる。
また、本実施の形態に係る光学検出器Dでは、図3(b)に示すように、青レーザ光BLの照射位置EP1と赤レーザ光RLの照射位置EP2が流路D15に平行な方向にずれているため、別途、青散乱光BSと赤散乱光RSとを分離する素子を配さなくとも、前方散乱光受光光学系D4の倍率を調整することにより、青散乱光BSと赤散乱光RSを、それぞれ、フォトダイオード205の受光面205a、205bに集光させることができる。同様に、側方散乱光受光光学系D5の倍率を調整することにより、青レーザ光BLに基づく散乱光と赤レーザ光RLに基づく散乱光を、それぞれ、フォトダイオードD54の受光面D54a、D54bに集光させることができる。
また、本実施の形態に係る光学検出器Dによれば、一つのフォトダイオード205に受光面205a、205bが配置されているため、光学検出器Dの構成を簡素にすることが
できる。同様に、一つのフォトダイオードD54に受光面D54a、D54bが配置されているため、光学検出器Dの構成を簡素にすることができる。
また、本実施の形態に係る光学検出器Dによれば、受光面205a、205bが同一平面上に配置されるため、フォトダイオード205の構成を簡素にすることができる。同様に、受光面D54a、D54bが同一平面上に配置されるため、フォトダイオードD54の構成を簡素にすることができる。
また、本実施の形態に係る光学検出器Dによれば、前方集光レンズ201が、赤散乱光RSと青散乱光BSの2つの波長に対して色収差を補正する機能を備えているため、赤散乱光RSと青散乱光BSを、受光面205a、205b上に適正に照射することができる。同様に、側方集光レンズD53も、赤レーザ光RLと青レーザ光BLに基づく2つの側方散乱光の波長に対して色収差を補正する機能を備えているため、これら2つの側方散乱光を、受光面D54a、D54b上に適正に照射することができる。
<解析例2>
上記解析例1では、赤散乱光RSと青散乱光BSを用いて、測定試料に含まれる血球から赤血球を弁別する処理について説明した。本解析例では、赤散乱光RSと青散乱光BSを用いて、測定試料に含まれる血球から白血球を弁別し、白血球を3つの分類に区分する処理について説明する。なお、本解析例でも、上記解析例1と同様、測定試料の調製において、検体容器Tから吸引された検体には希釈液のみが混和され、染色剤や溶血剤等の試薬は混和されない。
上記のように、白血球はヘモグロビンを持たないため、白血球に対する赤散乱光RSと青散乱光BSの強度変化に寄与するパラメータは、粒径が支配的となる。すなわち、粒径が異なれば、図8(d)のスキャッタグラムに模式的に示された分布曲線C2上における血球の分布位置が異なることとなる。本解析例では、かかる分布位置の差異に基づいて、白血球が、リンパ球、単球および顆粒球(好中球、好酸球、好塩基球)に区分される。
また、上記解析例1において説明したとおり、赤血球が分布する領域A1(分布曲線C1)は、白血球を含む他の血球が分布する領域A2、A3(分布曲線C2)から大きく離れている。このため、白血球を分類および計数する際に、赤血球が分布する領域A1に含まれるデータを処理対象から除外することが可能である。本解析例では、フォトダイオード205から出力される前方散乱光信号のうち、赤血球が分布する領域A1に対応する前方散乱光信号については、前方散乱光データの取得が禁止され、これにより、処理負荷の軽減が図られる。
図10(a)〜(c)は、本解析例において、異なる被検者から採取された3つの血液検体に基づいて作成されたスキャッタグラムを示す図である。縦軸と横軸は、それぞれ、フォトダイオード205から出力される赤散乱光RSと青散乱光BSの信号を示している。なお、この場合の測定試料の調製では、赤血球の解析と同様の希釈液による希釈が行われ、この場合の測定試料の測定では、赤血球の解析を行う場合と同様の測定時間で測定が行われている。
本解析例では、青散乱光BSの信号が所定の閾値V2以下である血球は、解析処理に用いられない。具体的には、フォトダイオード205から出力される青散乱光BSの信号が閾値V2以下であると、この血球から取得された2種類の前方散乱光信号はメモリ292には記憶されない。これにより、図10(a)〜(c)に示すように、各検体に基づいて作成されるスキャッタグラムには、青散乱光BSの信号が閾値V2以下である領域A10に、血球がプロットされなくなる。なお、閾値V2は、領域A10に、大部分の赤血球が
含まれる値に設定される。これにより、領域A10以外の領域に、大部分の白血球が含まれることになる。こうして、図10(a)〜(c)に示すように、領域A10に含まれる血球が除かれることにより、赤血球が分布する領域A1も大きく除かれることになる。
図10(d)〜(f)は、異なる被検者から採取された8つの血液検体に基づいて行われた白血球の分類結果を示す図である。図10(d)〜(f)の縦軸と横軸は、ぞれぞれ、本解析例に基づく処理によって得られた結果と、染色剤や溶血剤等の試薬を用いて測定試料を調製する解析手法(比較手法)によって得られた結果を示している。
本解析例では、図10(a)〜(c)と同様に、閾値V2以下の血球が解析の対象から除外される。そして、領域A31〜A33内の血球数を、それぞれ、3つの分類(リンパ球、単球および顆粒球)の血球数として取得し、全体の血球数に占める各分類の血球数の比率を求める。図10(d)〜(f)の縦軸には、それぞれ、本解析例におけるリンパ球と、単球と、顆粒球とが全体の血球数に占める比率(%)が示されている。一方、比較手法においても、この手法に従って白血球を3つの種類に分類し、全体の血球数に占める各分類の血球数の比率を求める。図10(d)〜(f)の横軸には、それぞれ、この装置におけるリンパ球と、単球と、顆粒球とが全体の血球数に占める比率(%)が示されている。こうして、図10(d)〜(f)には、本解析例による比率と比較手法による比率とをパラメータとして、それぞれ、8つの検体に対応する比率を示す点がプロットされる。
また、図10(d)〜(f)には、それぞれ、8つの検体の比率を示す点の近似直線L1〜L3と、x(横軸の値)とy(縦軸の値)からなる近似直線L1〜L3の式が示されている。また、図10(d)〜(f)には、本解析例による結果と、比較手法による結果との相関係数Rの値が示されている。近似直線の傾きと相関係数の値は、何れも1に近づくほど、本解析例による結果と比較手法による結果との相関性が高くなる。
図10(d)〜(f)に示すように、近似直線L1〜L3の傾きは、それぞれ、1.1735、0.9436、1.183であり、相関係数Rの値は、それぞれ、0.9397、0.4948、0.9149であるため、リンパ球と顆粒球では、本解析例の結果と比較手法の結果との相関性は、比較的高いことが分かる。このことから、本解析例によれば、リンパ球と顆粒球の結果は、染色剤や溶血剤等の試薬を用いて測定試料を調製する比較手法と、同程度の精度を有することが分かる。
なお、単球では、近似直線L2に対する各点の収束度合いがやや低いため、本解析例の結果と比較手法の結果との相関性は、やや低いことが分かる。しかしながら、本解析例の解析処理は、赤血球の解析手法(赤血球用の希釈と測定時間)に基づいて行われているため、本解析例の解析処理が、白血球の解析手法(白血球用の希釈と測定時間)に基づいて行われれば、本解析例と比較手法との相関性は高められる可能性がある。
図11は、本解析例の血球分析装置1による解析処理を示すフローチャートである。図11に示すフローチャートは、図9に示す上記解析例1のフローチャートにおいて、S15の替わりにS101が追加され、S23の替わりにS201が追加されている。
測定ユニット2のCPU291は、上記解析例1と同様にして、S11〜S14の処理を行う。続いて、CPU291は、青散乱光BSの信号が図10(a)〜(c)に示す閾値V2以下であるかを判定する(S101)。青散乱光BSの信号が閾値V2より大きいと(S101:NO)、CPU291は、上記時間差Δtに基づいて、同一の血球から生じた2種類の前方散乱光データを互いに対応付けて、メモリ292に記憶する(S16)。他方、青散乱光BSの信号が閾値V2以下であると(S101:YES)、CPU291は、この血球についての2種類の前方散乱光データを記憶せず、処理をS102に進め
る。
こうして、所定時間が経過するまで、血球ごとにS201、S16の処理が繰り返し行われる(S17)。なお、この場合の所定時間は、赤血球よりも数段個数の少ない白血球をより多く検出するために、上記解析例1のS17(図9参照)で設定される所定時間よりも長く設定される。所定時間が経過することにより測定が終了すると(S17:YES)、CPU291は、メモリ292に記憶した前方散乱光データを、情報処理ユニット4に送信する(S18)。
一方、情報処理ユニット4のCPU401は、測定ユニット2から前方散乱光データを受信すると(S21:YES)、図10(a)〜(c)に示すようなスキャッタグラムを作成し、表示部41に表示する(S22)。続いて、CPU401は、作成したスキャッタグラム上に領域A31〜A33(領域A3)を設定する(S201)。こうして、CPU401は、領域A31〜A33に含まれる点を測定試料に含まれるリンパ球、単球および顆粒球(好中球、好酸球、好塩基球)として区分し、領域A31〜A33に含まれる点に基づいて白血球の解析処理を行い(S24)、解析結果を表示部41に表示する(S25)。
なお、S201で設定される領域A31〜A33は、あらかじめ決められた固定領域であっても良く、固定領域に基づいて微調整された領域であっても良い。ここで、領域A31〜A33の境界は、たとえば、直線や曲線の数式により定義される。
また、ここでは、説明の便宜上、作成したスキャッタグラム上に領域A31〜A33が設定され、このスキャッタグラム上の領域A31〜A33に含まれる点が、それぞれ、リンパ球、単球および顆粒球に対応する点として区分されたが、スキャッタグラムは、必ずしも図形またはグラフとして作成される必要はなく、領域A31〜A33の設定と領域A31〜A33に含まれる点の区分は、データ処理によって行われるようにしても良い。
以上、本解析例によれば、染色剤や溶血剤等の試薬を用いることなく、白血球を、リンパ球、単球および顆粒球(好中球、好酸球、好塩基球)に区分し計数することができる。また、図3(a)、(b)に示す構成の光学検出器Dを用いることにより、染色剤や溶血剤等の試薬を用いることなく、簡易な工程により、良好に、測定試料に含まれる血球から、白血球を弁別し、白血球を3つの分類に区分し計数することができる。
また、本解析例によれば、青散乱光BSの信号が閾値V2以下であると、この血球の前方散乱光データはメモリ292に記憶されない。これにより、白血球の解析処理に不要な前方散乱光データが記憶されないため、解析処理の負荷軽減を図りながら、効率的に、測定試料に含まれる血球から、白血球を弁別し計数することができる。
<解析例3>
上記解析例2では、赤散乱光RSと青散乱光BSを用いて、測定試料に含まれる血球から白血球を弁別し、白血球を3つの分類に区分する処理について説明した。本解析例では、赤散乱光RSと青散乱光BSを用いて測定試料に含まれる血球から、赤血球を弁別する処理と、白血球を弁別し、白血球を3つの分類に区分する処理を、一つの測定試料を用いて同時に行う処理について説明する。なお、本解析例でも、上記解析例1、2と同様、測定試料の調製において、検体容器Tから吸引された検体には希釈液のみが混和され、染色剤や溶血剤等の試薬は混和されない。
図12は、本解析例の血球分析装置1による解析処理を示すフローチャートである。図12に示すフローチャートは、図11に示す上記解析例2のフローチャートにおいて、S
14、S101の間にS111〜S113が追加され、S22、S201の替わりにS211〜S214が追加されている。
測定ユニット2のCPU291は、上記解析例1、2と同様にして、S11〜S14の処理を行う。続いて、CPU291は、図9のS15と同様、赤散乱光RSの信号が図8(d)に示す閾値V1以下であるかを判定する(S111)。赤散乱光RSの信号が閾値V1より大きいと(S111:NO)、CPU291は、図9のS16と同様、上記時間差Δtに基づいて、同一の血球から生じた2種類の前方散乱光データを互いに対応付けて、メモリ292に記憶する(S112)。他方、赤散乱光RSの信号が閾値V1以下であると(S111:YES)、CPU291は、この場合の血球についての2種類の前方散乱光データを記憶せず、処理をS104に進める。
こうして、所定時間が経過するまで、血球ごとにS111、S112の処理が繰り返し行われる(S113)。所定の時間が経過すると(S113:YES)、処理がS101へ進められる。なお、フローセルD1への測定試料の供給は継続される。
次に、CPU291は、上記解析例2と同様、青散乱光BSの信号が閾値V2以下であるかを判定する(S101)。青散乱光BSの信号が閾値V2より大きいと(S101:NO)、前方散乱光データをメモリ292に記憶し(S16)、青散乱光BSの信号が閾値V2以下であると(S101:YES)、この血球についての2種類の前方散乱光データを記憶しない。所定時間が経過することにより測定が終了すると(S17:YES)、CPU291は、S112においてメモリ292に記憶した前方散乱光データと、S16においてメモリ292に記憶した前方散乱光データとを、情報処理ユニット4に送信する(S18)。
一方、情報処理ユニット4のCPU401は、測定ユニット2から前方散乱光データを受信すると(S21:YES)、S112で取得された前方散乱光データに基づいて、図8(d)に示すようなスキャッタグラムを作成し、表示部41に表示する(S211)。そして、CPU401は、S211で作成したスキャッタグラム上に領域A1を設定する(S212)。続いて、CPU401は、S16で取得された前方散乱光データに基づいて、図10(a)〜(c)に示すようなスキャッタグラムを作成し、表示部41に表示する(S213)。そして、CPU401は、S213で作成したスキャッタグラム上に領域A31〜A33(領域A3)を設定する(S214)。
次に、CPU401は、S211で作成したスキャッタグラムとS212で設定した領域A1に基づいて、上記解析例1と同様にして、赤血球の解析処理を行い、S213で作成したスキャッタグラムとS214で設定した領域A31〜A33に基づいて、上記解析例2と同様にして、白血球の解析処理を行う(S24)。そして、CPU401は、解析結果を表示部41に表示する(S25)。
以上、本解析例によれば、染色剤や溶血剤等の試薬を用いることなく、測定試料に含まれる血球から、赤血球を弁別することができ、且つ、白血球を弁別し、白血球を、リンパ球、単球および顆粒球(好中球、好酸球、好塩基球)に区分し計数することができる。
また、本解析例によれば、1回の測定工程において、白血球の弁別に必要な前方散乱光データと、赤血球の弁別に必要な前方散乱光データの両方を取得することができる。これにより、同一の測定試料を用いて、白血球の弁別と、白血球以外の他の血球(赤血球)の弁別とを行うことができるため、白血球の弁別と、白血球以外の他の血球の弁別とを行うために、個別に測定試料の調製を行う必要がなくなる。
<光照射ユニット>
上記実施の形態では、図4(a)に示すように、流路D15における照射位置がY軸方向にずれるように、赤レーザ光RLと青レーザ光BLがフローセルD1に照射される。この場合、赤レーザ光RLの光軸を基準として、青レーザ光BLの照射位置が調整される。すなわち、赤レーザ光RLの強度ピーク位置を流路D15の中央に位置付けた後、青レーザ光BLの強度ピーク位置が流路D15の中央となるように、青レーザ光BLの照射位置が調整される。したがって、青レーザ光の照射位置は、Y軸方向のみならず、X軸方向にも調整される必要がある。
以下、このように青レーザ光の照射位置をX軸方向とY軸方向に調整可能な光照射ユニットUDの構成について説明する。
図13は、光照射ユニットUDの構成例を示す分解斜視図である。光照射ユニットUDは、図3(a)に示す光照射光学系D3をユニット化したものである。
図13に示すように、光照射ユニットUDは、ベース11と、赤光源ユニット12と、青光源ユニット13と、ダイクロイックミラーユニット14と、集光レンズユニット15を備えている。
ベース11は、略立法体形状の中空の部材からなっている、ベース11の上面には一段低い段部111が形成され、さらに、この段部111に2つのネジ孔111a、111bと、内部に連通する開口111cが形成されている。段部111の底面は、X−Z平面に並行となっている。また、ベース11のX軸正側の側面には、X軸負方向に凹んだ凹部112が形成されている。凹部112のX軸負側の面(底面)は、Y−Z平面に平行となっており、凹部112のX軸正負側の各面(壁面)は、それぞれ、X−Y平面に平行となっている。凹部112の底面には、円形の開口112aが形成されている。また、凹部112のZ軸負側の壁面には、ベース11のZ軸負側の側面へと貫通するネジ孔112bが設けられている。さらに、凹部112のZ軸正側の壁面には、ベース11のZ軸正側の側面へと貫通する円形の孔112c、112d(図13には図示せず、図16(c)参照)が設けられている。さらに、ベース11のZ軸負側の側面には、内部に連通する円形の開口113が形成されている。また、ベース11のZ軸正側の側面にも、内部に連通する円形の開口114(図13には図示せず、図14(b)参照)が形成されている。
赤光源ユニット12は、図3に示す半導体レーザ101およびコリメータレンズ102と、これらを収容するカバー121を備えている。
青光源ユニット13は、図3に示す半導体レーザ103およびコリメータレンズ104と、これらを支持する板状の支持体131と、半導体レーザ103およびコリメータレンズ104を収容するカバー132を備えている。半導体レーザ103とコリメータレンズ104は、ホルダー133に保持され、このホルダー133が支持体131に装着される。支持体131には、略中央位置に開口131aが設けられ、Z軸負側の側面に円形の孔131bが形成されている。また、支持体131のZ軸正側の側面には、2つのネジ孔131c、131d(図13には図示せず、図16(b)参照)が形成されている。
ダイクロイックミラーユニット14は、ダイクロイックミラー105と、ダイクロイックミラー105を支持する支持体141とを備えている。ダイクロイックミラー105は、キュービック形状を有しており、内部に、赤レーザ光RLを透過し青レーザ光BLを反射するミラー面が設けられている。支持体141は、板状の部材の下面に直方体形状の台座141aが一体形成された構成となっている。この台座141aにキュービック形状のダイクロイックミラー105が装着される。また、支持体141には、ベース11上面に
設けられた2つのネジ孔111a、111bにそれぞれ対応する位置に、孔141b、141cが設けられている。
集光レンズユニット15は、図3に示すシリンドリカルレンズ106およびコンデンサレンズ107と、これらを保持するホルダー151を備えている。
光照射ユニットUDは、赤光源ユニット12と、青光源ユニット13と、ダイクロイックミラーユニット14と、集光レンズユニット15が、それぞれ、ベース11の対応する側面に装着されることにより、組み立てられる。
図14(a)は、組立後の光照射ユニットUDを示す斜視図、図14(b)は、組立後の光照射ユニットUDの主たる構成を模式的に示す断面図である。図14(b)には、X−Z平面に平行な平面によって光照射ユニットUDの中央付近を切断したときの断面が模式的に示されており、便宜上、ダイクロイックミラーユニット14の支持体141とダイクロイックミラー105が併せて示されている。
図14(b)を参照して、半導体レーザ101とコリメータレンズ102は、ホルダー122に保持され、このホルダー122がベース11に装着されることにより、ベース11に支持される。ホルダー122は、円筒部分と、この円筒部分よりも径が大きい鍔部分を有しており、円筒部分がベース11の開口113に嵌め込まれた状態で、鍔部分がベース11にネジ留めされる。これにより、ベース11にホルダー122が装着される。こうしてベース11にホルダー122が装着された後、カバー121(図14(a)参照)がホルダー122に装着される。
シリンドリカルレンズ106とコンデンサレンズ107は、ホルダー151に保持され、このホルダー151がベース11に装着されることにより、ベース11に支持される。ホルダー151は、円筒部分と、この円筒部分よりも幅が広い鍔部分を有しており、円筒部分がベース11の開口114に嵌め込まれた状態で、鍔部分がベース11にネジ留めされる。こうして、ベース11にホルダー151が装着される。
半導体レーザ103とコリメータレンズ104は、ホルダー133に保持され、このホルダー133が支持体131に装着される。さらに、支持体131にカバー132(図14(a)参照)が装着される。そして、支持体131が、ベース11の凹部112に挿入され、ベース11に組み付けられる。ここで、支持体131は、回転軸RA1の回りに回動可能にベース11に組み付けられる。支持体131の組み付け方法については、追って、図16(a)〜(c)を参照して説明する。
図14(a)を参照して、ダイクロイックミラーユニット14は、スプリングワッシャー142と留めネジ143によってベース11上面の段部111に装着される。より詳細には、図13に示す台座141aとダイクロイックミラー105がベース11上面の開口111cに挿入され、支持体141が段部111の上面に載置される。そして、支持体141の孔141b、141cが、それぞれ、ベース11側のネジ孔111a、111bに合わされる。この状態で、スプリングワッシャー142を介して留めネジ143が一方のネジ孔111aにネジ留めされ、さらに、スプリングワッシャー142を介して留めネジ143が他方のネジ孔111aにネジ留めされる。こうして、ダイクロイックミラーユニット14がベース11に組み付けられる。なお、2つのスプリングワッシャー142と支持体141上面との間には、さらに、ワッシャー(図示せず)が挿入されている。
ダイクロイックミラーユニット14をベース11に組み付ける際、2つの留めネジ143は緩くネジ留めされる。図13に示すように、支持体141に設けられた2つの孔14
1b、141cのうち、孔141cは、孔141bに比べて径が大きくなっている。一方、図14(a)に示す2つの留めネジ143のネジ部分の径は、図13に示す孔141bの径と略同じである。このため、2つの留めネジ143が緩くネジ留めされると、支持体141は、孔141bの中心を通る回転軸RA1の周りに、所定の角度範囲だけ回動可能となる。
図15(a)は、光照射ユニットUDを位置調整機構PAに設置する前の状態を示す斜視図、図15(b)は、光照射ユニットUDを位置調整機構PAに設置した状態を示す斜視図である。
図15(a)を参照して、位置調整機構PAは、第1調整板161と、2つの板バネ162と、第2調整板171と、2つの板バネ172とを備えている。
第1調整板161は、薄板状の部材からなっており、平面視において、正方形の一部が切欠かれた輪郭を有している。第1調整板161には、X軸方向に延びる長孔161aと、同じくX軸方向に延びる切欠き161bが形成され、さらに、X軸負側の端部に、Y軸正方向に突出しZ軸方向に延びる2つの壁部161c、161dが形成されている。さらに、第1調整板161には、2つのネジ孔161e、161fが形成されている。第2調整板171は、薄板状の部材からなっており、平面視において、長方形の一部が切欠かれた輪郭を有している。第2調整板171には、長孔161aに対応する位置に開口171aが設けられ、さらに、ネジ孔161e、161fに対応する位置に、それぞれ、Z軸方向に延びる長孔171bと、同じくZ軸方向に延びる切欠き171cが形成されている。
第1調整板161は、血球分析装置1内に配された支持基板(図示せず)に装着される。より詳細には、当該支持基板に設けられX軸方向に延びる壁面(図示せず)に、第1調整板161のZ軸正側の端部が押し当てられる。この状態で、図15(b)に示すように、スプリングワッシャー163を介して留めネジ164が長孔161aに挿入され、さらに、スプリングワッシャー163を介して留めネジ164が切欠き161bに挿入される。このとき、スプリングワッシャー163と第1調整板161上面との間にワッシャー(図示せず)が挿入される。2つの留めネジ164は、それぞれ、支持基板に設けられたネジ孔(図示せず)に嵌められ、このネジ孔に留めネジ164を留めることにより、第1調整板161が支持基板に組み付けられる。さらに、第1調整板161のZ軸負側の端部を押さえるように2つの板バネ162が支持基板に取り付けられる。これら板バネ162により、第1調整板161は、Y軸負方向に押さえられ、さらにZ軸正方向にも押さえられる。
こうして第1調整板161が支持基板に取り付けられた後、第2調整板171が第1調整板161の上面に装着される。すなわち、第1調整板161の壁部161c、161dの内壁面に、第2調整板171のX軸負側の端部が押し当てられる。この状態で、図15(b)に示すように、スプリングワッシャー173を介して留めネジ174が長孔171cに挿入され、さらに、スプリングワッシャー173を介して留めネジ174が切欠き171bに挿入される。このとき、スプリングワッシャー173と第2調整板171上面との間にワッシャー(図示せず)が挿入される。2つの留めネジ174は、それぞれ、第1調整板161に設けられたネジ孔161e、161fに嵌められ、これらネジ孔161e、161fに留めネジ174を留めることにより、第2調整板171が第1調整板161に組み付けられる。さらに、第2調整板171のX軸正側の端部を押さえるように2つの板バネ172が第1調整板161に取り付けられる。これら板バネ172により、第2調整板171は、Y軸負方向に押さえられ、さらにX軸負方向にも押さえられる。
こうして第2調整板171が第1調整板161上面に取り付けられた後、光照射ユニッ
トUDが第2調整板171上面に装着される。これにより、図15(b)に示す状態となる。
なお、図15(b)の状態では、留めネジ164が緩くネジ留めされている。このため、第1調整板161は、Z軸正側の端部が支持基板の壁面(図示せず)に摺接しながら、X軸方向に移動可能となっている。同様に、留めネジ174が緩くネジ留めされ、これにより、第2調整板171は、X軸負側の端部が第1調整板161の壁部161c、161dの内壁面に摺接しながら、Z軸方向に移動可能となっている。
こうして、光照射ユニットUDが第2調整板171に取り付けられた後、フローセルD1の流路D15に対する赤レーザ光RLと青レーザ光BLの位置調整が行われる。ここでは、まず、半導体レーザ101を点灯させて、赤レーザ光RLの位置調整が行われる。具体的には、赤レーザ光RLがフローセルD1の流路D15に合焦するように、第1調整板161のZ軸方向の位置を調整する。そして、赤レーザ光RLの強度ピーク位置が流路D15の中央に位置付けられるように、第2調整板171のX軸方向の位置を調整する。こうして、第1調整板161と第2調整板171の位置調整が完了した後、留めネジ164を締め付けて第1調整板161を支持基板に固定し、さらに、留めネジ174を締め付けて第2調整板171を第1調整板161に固定する。これにより、赤レーザ光RLの位置調整が完了する。その後、半導体レーザ103を点灯させて、青レーザ光BLの位置調整が行われる。
図16(a)は、光照射ユニットUDを位置調整機構PAに設置した状態を青光源ユニット13側から見た斜視図、図16(b)は、図16(a)の状態から青光源ユニット13を取り外した状態を示す斜視図、図16(c)は、ベース11の凹部112付近を示す斜視図である。
図16(b)を参照して、青光源ユニット13は、支持体131が凹部112に挿入された後、留めネジ135、136によってベース11に装着される。このとき、支持体131のZ軸正側の面に設けられた2つのネジ孔131c、131dが、それぞれ、ベース11側の孔112c、112d(図16(c)参照)に合わされ、また、支持体131のZ軸負側の面に設けられた孔131b(図13参照)が、ベース11側のネジ孔112b(図16(c)参照)に合わされる。そして、2つの留めネジ135が、それぞれ、孔112c、112dに通されて、支持体131側のネジ孔131c、131dに留められ、さらに、留めネジ136が、ネジ孔112bに通されて、支持体131側の孔131bに挿入される。
留めネジ135とベース11のZ軸正側の側面との間には、Z軸負側から順に、スプリングワッシャー134、ワッシャー(図示せず)が介在している。また、Y軸負側の留めネジ135と留めネジ136は、Z軸方向に直線状に並ぶように配置される。支持体131側の孔131bの径は、留めネジ136のネジ部分の径と略同じである。また、図16(c)に示すように、ベース11の上側の孔112cの径は、下側の孔112dの径よりも大きい。ここで、下側の孔112dの径は留めネジ135のネジ部分の径と略同じである。したがって、2つの留めネジ135を緩く締めると、青光源ユニット13は、図16(c)の回転軸RA1の周りに所定の角度範囲だけ回動可能となる。
フローセルD1の流路D15に対する青レーザ光BLの位置調整は、このように2つの留めネジ135が緩く留められた状態で行われる。なお、この場合、上記のように、ダイクロイックミラーユニット14の留めネジ143も緩く留められており、支持体141とダイクロイックミラー105(図13参照)が、回転軸RA2の周りに回動可能となっている。
図17(a)、(b)は、光照射ユニットUDにおける青レーザ光BLのY軸方向の位置調整方法を示す図、図17(c)、(d)は、光照射ユニットUDにおける青レーザ光BLのX軸方向の位置調整方法を示す図である。
図17(a)を参照して、青光源ユニット13を回転軸RA1の周りに回転させると、ダイクロイックミラーユニット14のダイクロイックミラー105に入射する青レーザ光BLの光軸が、X−Y平面に平行な方向に回動する。これにより、集光レンズユニット15のコンデンサレンズ107に入射する青レーザ光BLの光軸が、Y−Z平面に平行な方向に回動し、図17(b)に示すように、フローセルD1に対する青レーザ光BLの照射位置が流路D15に平行な方向(Y軸方向)に変位する。
図17(c)を参照して、ダイクロイックミラーユニット14を回転軸RA2の周りに回転させると、ダイクロイックミラー105により反射される青レーザ光BLの光軸が、X−Z平面に平行な方向に回動する。これにより、集光レンズユニット15のコンデンサレンズ107に入射する青レーザ光BLの光軸が、X−Z平面に平行な方向に回動し、図17(d)に示すように、フローセルD1に対する青レーザ光BLの照射位置が流路D15に垂直な方向(X軸方向)に変位する。
青レーザ光BLの位置調整時には、青レーザ光BLの照射位置が赤レーザ光RLの照射位置から所定距離だけY軸方向に離れるように、青光源ユニット13の回転位置を調整し、さらに、青レーザ光BLの強度ピーク位置が流路D15の中央に位置付けられるように、ダイクロイックミラーユニット14の回転位置を調整する。こうして、青光源ユニット13とダイクロイックミラーユニット14の位置調整が完了した後、2つの留めネジ135を締め付けて青光源ユニット13をベース11に固定し、さらに、2つの留めネジ143を締め付けてダイクロイックミラーユニット14をベース11に固定する。これにより、青レーザ光BLの位置調整が完了する。
本構成例によれば、青光源ユニット13とダイクロイックミラーユニット14を、それぞれ、独立して回動させることにより、青レーザ光BLの照射位置の調整を行うことができる。よって、青レーザ光BLの照射位置の調整作業を簡易なものとすることができる。また、青光源ユニット13とダイクロイックミラーユニット14を、それぞれ、独立して回動させるものであるため、各ユニットに対する回動機構を簡素にでき、光照射ユニットUDの小型化および簡素化を図ることができる。さらに、立方体形状のベース11の各側面に、赤光源ユニット12、青光源ユニット13、ダイクロイックミラーユニット14および集光レンズユニット15を装着するものであるため、光照射ユニットUDのコンパクト化を図ることができる。
なお、上記構成例では、青光源ユニット13がZ軸に平行な回転軸(流路D15に垂直な回転軸)RA1の周りに回動され、ダイクロイックミラーユニット14がY軸方向に平行な回転軸(流路D15に平行な回転軸)RA2の周りに回動されたが、光照射ユニットUDの構成は、これに限定されるものではない。たとえば、青光源ユニット13をY軸方向に平行な回転軸(流路D15に平行な回転軸)の周りに回動させ、ダイクロイックミラーユニット14をZ軸に平行な回転軸(流路D15に垂直な回転軸)の周りに回動させても良い。
図18(a)は、変更例に係る組立後の光照射ユニットUDの主たる構成を模式的に示す図である。
本変更例では、ベース11のX軸負側の面に段部111が形成され、この段部111に
、支持体141が載置される。ベース11に対する支持体141の取り付け方法は、上記構成例と同様である。これにより、ダイクロイックミラーユニット14は、X軸に平行な回転軸RA2の周りを所定の角度範囲だけ回動可能となる。また、青光源ユニット13は、回転軸RA1がY軸に平行となるように、ベース11に取り付けられる。この場合、凹部112はX軸正負の方向に内壁面が生じるように形成され、支持体131はY軸方向にネジ留めされる。
この変更例では、青光源ユニット13を回転軸RA1の周りに回動させると、ダイクロイックミラー105に入射する青レーザ光BLの光軸が、X−Z平面に平行な方向に回動する。これにより、集光レンズユニット15のコンデンサレンズ107に入射する青レーザ光BLの光軸が、X−Z平面に平行な方向に回動し、図18(c)に示すように、フローセルD1に対する青レーザ光BLの照射位置が流路D15に垂直な方向(X軸方向)に変位する。
また、ダイクロイックミラーユニット14を回転軸RA2の周りに回転させると、ダイクロイックミラー105により反射される青レーザ光BLの光軸が、Y−Z平面に平行な方向に回動する。これにより、集光レンズユニット15のコンデンサレンズ107に入射する青レーザ光BLの光軸が、Y−Z平面に平行な方向に回動し、図18(b)に示すように、フローセルD1に対する青レーザ光BLの照射位置が流路D15に平行な方向(Y軸方向)に変位する。
この変更例においても、青光源ユニット13とダイクロイックミラーユニット14を、それぞれ、独立して回動させることにより、青レーザ光BLの照射位置の調整を行うことができる。よって、上記構成例と同様の効果が奏され得る。なお、この変更例においても、青光源ユニット13およびダイクロイックミラーユニット14の位置調整が完了した後、対応する留めネジが締め付けられ、青光源ユニット13およびダイクロイックミラーユニット14がベース11に固定される。
なお、上記構成例および本変更例では、赤レーザ光RLがダイクロイックミラー105を透過し、青レーザ光BLがダイクロイックミラー105により反射されるように光照射光学系D3が構成されたが、青レーザ光BLがダイクロイックミラー105を透過し、赤レーザ光RLがダイクロイックミラー105により反射されるように光照射光学系D3が構成されても良い。この場合、青レーザ光BLの位置調整は、図15(a)、(b)に示す位置調整機構PAによって行われ、赤レーザ光RLの位置調整が、赤光源ユニット12の回動とダイクロイックミラーユニット14の回動によって行われる。
<変更例>
以上、本発明の実施の形態および解析例について説明したが、本発明の実施形態はこれらに限定されるものではない。
たとえば、上記実施の形態では、血液が測定対象とされたが、尿が測定対象であっても良い。すなわち、本発明は、血液や尿等の生体試料中の粒子を測定する装置に適用可能である。
また、図3(a)、(b)に示す光学系では、前方集光レンズ201が、アクロマティックレンズとされ、赤散乱光RSと青散乱光BSの2つの波長に対して色収差が補正された。しかしながら、前方集光レンズ201が、色収差補正機能を有さない通常の集光レンズからなっていても良い。また、アクロマティックレンズに替えて回折レンズを用いてもよい。
この場合、図19(a)に模式的に示すように、赤散乱光RSと青散乱光BSの収束位置がZ軸方向にずれる。このため、図19(a)の構成では、青散乱光BS用のピンホール206と赤散乱光RS用のピンホール207が、それぞれ、青散乱光BSの収束位置と赤散乱光RSの収束位置に配置され、さらに、青散乱光BS用のフォトダイオード208と、赤散乱光RS用のフォトダイオード209が、それぞれ、ピンホール206、207のZ軸正側に配置されている。青散乱光BSと赤散乱光RSは、それぞれ、受光面208a、209aへと導かれる。
なお、赤散乱光RSと青散乱光BSの収束位置のずれが小さい場合には、径が互いに異なる2つの孔が形成された一つのピンホールを用いても良い。この場合、各孔の径は、ピンホールの配置位置における赤散乱光RSおよび青散乱光BSのビーム径に応じて設定される。赤散乱光RSと青散乱光BSの収束位置のずれが小さい場合は、広さが互いに異なる2つの受光面を有する一つのフォトダイオードを用いても良い。この場合、各受光面の広さは、各受光面の配置位置における赤散乱光RSおよび青散乱光BSのビームサイズに応じて設定される。この場合、2つの受光面は、必ずしも同一平面上に無くても良く、Z軸方向にずれていても良い。また、2つの受光面がZ軸方向に互いにずれている場合、これら受光面の広さは必ずしも相違していなくとも良く、同じ広さであっても良い。
また、図3(a)、(b)に示す光学系では、ダイクロイックミラー105を傾けることにより、青レーザ光BLの照射位置EP1と赤レーザ光RLの照射位置EP2が流路D15に平行な方向(Y軸方向)にずらされた。しかしながら、ダイクロイックミラー105を経由した後の青レーザ光BLの中心軸(光軸)と赤レーザ光RLの中心軸(光軸)とが互いに一致するようダイクロイックミラー105を配置し、青レーザ光BLと赤レーザ光RLを、流路D15上の同じ照射位置EP0に照射しても良い。
この場合、たとえば、図19(b)に模式的に示すように、青散乱光BSの光路と赤散乱光RSの光路を分離するための分光素子210が、前方散乱光受光光学系D4に配置される。分光素子210は、入射面と出射面が互いに平行な透明部材であり、ガラス等の材料からなっている。図19(b)に示すように分光素子210をY−Z平面に平行な方向に傾けることにより、青散乱光BSの光路を、赤散乱光RSの光路に対してY軸負側にずらすことができる。これにより、青散乱光BSと赤散乱光RSを、それぞれ、受光面205a、205bへと導くことができる。なお、分光素子210に代えて、波長選択性の回折格子を用いることにより、青散乱光BSの光路と赤散乱光RSの光路を分離しても良い。
また、青レーザ光BLと赤レーザ光RLが流路D15上の同じ照射位置EP0に照射される場合、図19(b)に示す分光素子210に代えて、図19(c)に示すダイクロイックミラー211が、前方散乱光受光光学系D4に配置されても良い。ダイクロイックミラー211は、青散乱光BSを反射し、赤散乱光RSを透過する。この構成では、青散乱光BS用のピンホール212が青散乱光BSの収束位置に配置され、さらに、その後段に、青散乱光BS用のフォトダイオード213が配置される。また、赤散乱光RS用のピンホール214が赤散乱光RSの収束位置に配置され、さらに、その後段に、赤散乱光RS用のフォトダイオード215が配置される。これにより、青散乱光BSと赤散乱光RSを、それぞれ、受光面213a、215aへと導くことができる。
なお、図19(a)〜(c)の構成例においても、図13〜図18に示す光照射ユニットUDを用いることができる。
また、本発明の実施の形態では、図13〜図18に示す光照射ユニットUDを用いて複数の光源の照射位置をずらすよう調整し、それぞれの光源により生じる前方散乱光を取得
したが、これに限定されるものではない。たとえば、異なる複数の光源により蛍光信号を取得する場合であっても、複数の光源の照射位置をずらす必要があれば、光照射ユニットUDを用いることで簡易に照射位置を調整することが可能となる。
また、図3(a)、(b)に示す光学系では、赤レーザ光RLを出射する半導体レーザ101と青レーザ光BLを出射する半導体レーザ103が個別に配置されたが、たとえば、半導体レーザ101が、2つの発光部(光源)を備え、各発光部から、それぞれ、Z軸方向に、赤レーザ光RLと青レーザ光BLを出射する構成であっても良い。この場合、図3(a)、(b)に示す光学系から、半導体レーザ103と、コリメータレンズ104と、ダイクロイックミラー105が省略される。また、コリメータレンズ102は、赤レーザ光RLの波長と青レーザ光BLの波長に対して、色収差補正機能を有する。さらに、2つの発光部は、Y軸方向にずれるように、半導体レーザ101に配置される。
この場合、流路D15上における青レーザ光BLと赤レーザ光RLの照射位置EP1、EP2の間隔は、2つの発光部の間隔と、光照射光学系D3の倍率によって決まる。したがって、半導体レーザ103に装備される2つの発光部の間隔は、照射位置EP1、EP2の間隔が所望の値となるように設定される。
また、上記実施の形態に係る光学検出器Dでは、フローセルD1から前方(Z軸正方向)に出射された各波長の光の前方散乱光(赤散乱光RS、青散乱光BS)を用いて、血球の分類が行われた。しかしながら、これに限らず、フローセルD1から側方(X軸正方向)に出射された各波長の光の側方散乱光を用いて、血球の分類が行われても良い。
また、フローセルD1に照射される2つの光の波長も上記に記載された波長に限られず、ヘモグロビンの吸収係数がそれぞれ異なるように波長を適宜選択してもよい。たとえば、青レーザ光BLと同様に赤血球の吸収度合いの高い黄レーザ光(出射波長550〜600nm)を青レーザ光BLに替えて用いてもよい。さらに、散乱光の特性が血球毎に異なるのであれば、他の波長が用いられても良い。ただし、青レーザ光BLの波長を上記実施の形態に示された波長に設定することにより、上記のように、各血球の分布をより明確に区分し、各血球を計数することができる。
また、解析例1では、赤散乱光RSの強度に対してのみ閾値V1が設定され、前方散乱光データの取得が制限されたが、さらに青散乱光BSの強度に対しても閾値を設定して前方散乱光データの取得が制限されても良い。また、解析例2では、青散乱光BSの強度に対してのみ閾値V2が設定され、前方散乱光データの取得が制限されたが、さらに赤散乱光RSの強度に対しても閾値を設定して前方散乱光データの取得が制限されても良い。
また、上記解析例1〜3では、表示部41にスキャッタグラムが表示されたが、スキャッタグラムは必ずしも表示されなくても良い。ただし、スキャッタグラムが表示された方が、各血球の分離具合を視覚により確認できるため、解析結果の評価を円滑に行うことができる。
また、上記実施の形態では、第1試薬と第2試薬が混和されない測定試料だけでなく、これら試薬が混和された測定試料に対しても測定可能なように、血球分析装置1が構成された。しかしながら、血球分析装置1は、必ずしも、第1試薬と第2試薬が混和された測定試料を処理するための構成を備えずとも良く、たとえば、上記解析例1〜3に従って、第1試薬と第2試薬が混和されない測定試料のみを測定可能なように、血球分析装置1が構成されても良い。この場合、図2に示す測定ユニット2から、第1試薬を収容する容器251と、第2試薬を収容する容器252が省略される。また、図3(a)に示す光学検出器Dから、蛍光受光光学系D6が省略され、ダイクロイックミラーD52が全反射ミラ
ーに変更される。こうすると、血球分析装置1の構成を簡素にすることができる。また、容器251、252が省略されるため、試料調製部25に容器251、252を接続する手間が省略されると共に、コストの削減を図ることができる。
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
1 … 血球分析装置
2 … 測定ユニット
26 … 検出部
D … 光学検出器
D1 … フローセル
D15 … 流路
D3 … 光照射光学系
D4 … 前方散乱光受光光学系
UD … 光照射ユニット
11 … ベース
12 … 赤光源ユニット
13 … 青光源ユニット
14 … ダイクロイックミラーユニット
15 … 集光レンズユニット
PA … 位置調整機構
RA1、RA2 … 回転軸
101、103 … 半導体レーザ
102、104 … コリメータレンズ
105 … ダイクロイックミラー
107 … 集光レンズ
201 … 前方集光レンズ
205、208、209、213、215 … フォトダイオード
205a、205b、208a、209a、213a、215a … 受光面
210 … 分光素子
211 … ダイクロイックミラー

Claims (22)

  1. 試料を流すためのフローセルと、
    第1の波長を有する光を出射する第1光源と、
    前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光を出射する第2光源と、
    前記第1光源および前記第2光源から出射された光を前記フローセルに照射する照射光学系と、
    前記フローセルを通過する測定粒子に前記第1光源からの光を照射することにより得られる散乱光を受光する第1受光部と、
    前記フローセルを通過する測定粒子に前記第2光源からの光を照射することにより得られる散乱光を受光する第2受光部と、を備える、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  2. 請求項1に記載の粒子測定装置において、
    前記第1の波長の光を測定粒子に照射することにより生じる散乱光を前記第1受光部へと導き、前記第2の波長の光を測定粒子に照射することにより生じる散乱光を前記第2受光部へと導く受光光学系をさらに備える、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  3. 請求項1または2に記載の粒子測定装置において、
    前記照射光学系は、前記第1光源から出射された前記第1の波長の光を前記フローセル内の第1照射位置に照射し、前記第2光源から出射された前記第2の波長の光を前記フローセル内の前記第1照射位置とは異なる第2照射位置に照射する、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  4. 請求項3に記載の粒子測定装置において、
    前記第1照射位置と前記第2照射位置は、前記フローセルの試料の流れ方向にずれている、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  5. 請求項4に記載の粒子測定装置において、
    前記第1受光部により受光された散乱光に基づく第1散乱光データおよび前記第2受光部により受光された散乱光に基づく第2散乱光データをそれぞれ取得する解析部をさらに備え、
    前記解析部は、同一の測定粒子から得られた前記第1散乱光データと前記第2散乱光データとを互いに対応付けて、前記第1散乱光データおよび前記第2散乱光データに基づく解析を実行する、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  6. 請求項2に記載の粒子測定装置において、
    前記照射光学系は、前記第1光源から出射された前記第1の波長の光と、前記第2光源から出射された前記第2の波長の光を、前記フローセル内の同じ位置に照射し、
    前記受光光学系は、前記第1の波長の光に基づく散乱光の光路と前記第2の波長の光に基づく散乱光の光路とを互いに分離させる分光部を備える、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  7. 請求項1ないし6の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1受光部を有する第1の光検出器と、前記第2受光部を有する第2の光検出器をそれぞれ有する、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  8. 請求項1ないし6の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1受光部と前記第2受光部は、これら受光部の受光面に平行な方向に互いに隣り合うように配置される、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  9. 請求項8に記載の粒子測定装置において、
    前記第1受光部と前記第2受光部の両方が配置された一つの光検出器を有する、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  10. 請求項9に記載の粒子測定装置において、
    前記第1受光部と前記第2受光部は、これら受光部の受光面に垂直な方向の位置が互いに同じとなるように配置される、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  11. 請求項10に記載の粒子測定装置において、
    前記受光光学系は、前記第1照射位置を通過する測定粒子から生じる散乱光を前記第1受光部に集光し、前記第2照射位置を通過する測定粒子から生じる散乱光を前記第2受光部に集光する色収差補正レンズを含む、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  12. 請求項1ないし11の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    ヘモグロビンの吸収係数が、前記第1の波長と前記第2の波長で異なる、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  13. 請求項1ないし12の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1光源および前記第2光源の何れか一方は、400nm以上435nm以下の波長を有する光を照射する半導体レーザ光源である、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  14. 請求項1ないし13の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1光源および前記第2光源の何れか一方は、610nm以上750nm以下の波長を有する光を照射する半導体レーザ光源である、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  15. 請求項1ないし14の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1受光部および前記第2受光部は、前記第1光源および前記第2の光源からの光の前方散乱光を、それぞれ受光する、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  16. 請求項1ないし15の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1光源、前記第2光源および前記照射光学系が取り付けられたベースをさらに備え、
    前記照射光学系は、
    前記第1光源から出射される光を透過し、前記第2光源から出射される光を反射するダイクロイックミラーと、
    前記第1および第2光源から出射され前記ダイクロイックミラーを経由した光を前記フローセルに集光する集光レンズと、を有し、
    前記第2光源は、回動可能に前記ベースに取り付けられ、
    前記ダイクロイックミラーは、前記第2光源の回動方向と異なる方向に回動可能に前記
    ベースに取り付けられ、
    前記第2光源を前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記フローセルの流路に平行な第1方向および前記流路を横切る第2方向の何れか一方の方向に変位され、前記ダイクロイックミラーを前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記第1および第2方向のうち他方の方向に変位される、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  17. 請求項16に記載の粒子測定装置において、
    前記第2光源は、前記フローセルの流路に垂直な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられ、前記ダイクロイックミラーは、前記フローセルの流路に平行な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられている、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  18. 請求項16に記載の粒子測定装置において、
    前記第2光源は、前記フローセルの流路に平行な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられ、前記ダイクロイックミラーは、前記フローセルの流路に垂直な軸の周りに回動可能に前記ベースに取り付けられている、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  19. 請求項16ないし18の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記照射光学系は、前記第2光源と前記ダイクロイックミラーとの間にコリメータレンズが配置され、前記第2光源と前記コリメータレンズが共に回動可能に前記ベースに取り付けられている、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  20. 請求項16ないし19の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記フローセルの流路に近づく方向および前記流路を横切る方向に変位可能に前記ベースを支持する位置調整機構をさらに備える、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  21. 請求項16ないし20の何れか一項に記載の粒子測定装置において、
    前記第1光源および前記集光レンズは、前記ベースに固定されている、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
  22. 試料を流すためのフローセルと、
    第1の波長を有する光を出射する第1光源と、
    前記第1の波長とは異なる第2の波長を有する光を出射する第2光源と、
    前記第1光源および前記第2光源から出射された光を前記フローセルに照射する照射光学系と、
    前記フローセルを通過する測定粒子に前記第1光源からの光を照射することにより得られる光を受光する第1受光部と、
    前記フローセルを通過する測定粒子に前記第2光源からの光を照射することにより得られる光を受光する第2受光部と、
    前記第1光源、前記第2光源および前記照射光学系が取り付けられたベースと、を備え、
    前記照射光学系は、
    前記第1光源から出射される光を透過し、前記第2光源から出射される光を反射するダイクロイックミラーと、
    前記第1および第2光源から出射され前記ダイクロイックミラーを経由した光を前記フ
    ローセルに集光する集光レンズと、を有し、
    前記第2光源は、回動可能に前記ベースに取り付けられ、
    前記ダイクロイックミラーは、前記第2光源の回動方向と異なる方向に回動可能に前記ベースに取り付けられ、
    前記第2光源を前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記フローセルの流路に平行な第1方向および前記流路を横切る第2方向の何れか一方の方向に変位され、前記ダイクロイックミラーを前記ベースに対して回動させると、前記第2光源から出射された光の集光位置が、前記第1および第2方向のうち他方の方向に変位される、
    ことを特徴とする粒子測定装置。
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