JP2815435B2 - 粒子解析装置及び血球カウンタ - Google Patents
粒子解析装置及び血球カウンタInfo
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Classifications
-
- G01N15/132—
-
- G01N2015/012—
-
- G01N2015/1024—
-
- G01N2015/1029—
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は赤血球等の粒子を測定し当該粒子についての
各種情報を得ることのできる粒子解析装置及び血球カン
ウンタに関し、特に粒子のサイズ分布を測定するための
粒子解析装置及び血球カウンタに関するものである。
各種情報を得ることのできる粒子解析装置及び血球カン
ウンタに関し、特に粒子のサイズ分布を測定するための
粒子解析装置及び血球カウンタに関するものである。
微小量子を解析する従来の粒子解析装置では、食塩水
などの電解液中に測定対象である粒子を浮遊させ、前後
に電極を配設した微細孔に前記電解液を通過させ、粒子
通過時における電極間の電気インピーダンスの変化によ
って粒子の個数とサイズの情報を得られることが知られ
ている（コールタカウンタ法）。この方法は、電気イン
ピーダンスの変化量が粒子の体積に比例するという利点
を有する。しかし、反面、電気インピーダンスの変化を
正しく測定するためには、微細孔の軸方向の長さを長く
する必要があり、また高濃度の粒子を含む電解液を流し
て粒子数を計数するときには、複数の粒子が同時に通過
する確率が増大するという不具合を有している。同時通
過を含む粒子計数を補正することは数字的に行うことが
できるが、サイズ情報、特に体積情報に関しては電気イ
ンピーダンス変化の大小だけでは正確なデータを得るこ
とができない。これは粒子通過に起因する電気インピー
ダンス変化が１個の粒子によるものか、複数個の粒子に
よるものかを明確に区別できないからである。
などの電解液中に測定対象である粒子を浮遊させ、前後
に電極を配設した微細孔に前記電解液を通過させ、粒子
通過時における電極間の電気インピーダンスの変化によ
って粒子の個数とサイズの情報を得られることが知られ
ている（コールタカウンタ法）。この方法は、電気イン
ピーダンスの変化量が粒子の体積に比例するという利点
を有する。しかし、反面、電気インピーダンスの変化を
正しく測定するためには、微細孔の軸方向の長さを長く
する必要があり、また高濃度の粒子を含む電解液を流し
て粒子数を計数するときには、複数の粒子が同時に通過
する確率が増大するという不具合を有している。同時通
過を含む粒子計数を補正することは数字的に行うことが
できるが、サイズ情報、特に体積情報に関しては電気イ
ンピーダンス変化の大小だけでは正確なデータを得るこ
とができない。これは粒子通過に起因する電気インピー
ダンス変化が１個の粒子によるものか、複数個の粒子に
よるものかを明確に区別できないからである。
第４図は大きさの揃った高濃度の粒子を測定したとき
の粒子体積ヒストグラムの例を示す。本図において、実
線A1が正しい粒子体積ヒストグラムを示し、破線A2が同
時通過が多く発生する場合に得られる粒子体積ヒストグ
ラムを示す。破線A2で示された粒子体積ヒストグラムで
は、高いピーク値の付近に現れるべき体積を有した単一
の粒子が複数同時に通過することによって低いピーク値
の付近に分布し、そのため正しい体積ヒストグラム情報
を得ることができない。
の粒子体積ヒストグラムの例を示す。本図において、実
線A1が正しい粒子体積ヒストグラムを示し、破線A2が同
時通過が多く発生する場合に得られる粒子体積ヒストグ
ラムを示す。破線A2で示された粒子体積ヒストグラムで
は、高いピーク値の付近に現れるべき体積を有した単一
の粒子が複数同時に通過することによって低いピーク値
の付近に分布し、そのため正しい体積ヒストグラム情報
を得ることができない。
電気インピーダンスの変化を利用して体積ヒストグラ
ムのデータを作成するとき、粒子の同時通過によって起
きる問題を解決する１つの方法としては粒子濃度を薄く
することである。しかし実際の測定では、測定時間と、
測定精度に関与する必要粒子計数個数による制約条件の
ため、粒子濃度を十分に小さくすることができない場合
が多い。
ムのデータを作成するとき、粒子の同時通過によって起
きる問題を解決する１つの方法としては粒子濃度を薄く
することである。しかし実際の測定では、測定時間と、
測定精度に関与する必要粒子計数個数による制約条件の
ため、粒子濃度を十分に小さくすることができない場合
が多い。
一方、微小粒子解析では光散乱技術を用いる方法も知
られている。この方法でも粒子のサイズに関する情報を
得ることができるが、電気インピーダンス法に比較して
正確な体積情報を得ることができない。この原因は、測
定データが粒子自身の屈折率変化や光吸収の大小、内部
構造や形の影響を大きく受けることにある。しかし、こ
の光散乱技術による方法は光源としてレーザ光を利用す
ることができ、微小粒子の大きさまで集光可能であるた
め、電気インピーダンス法に比較し、同時通過を測定す
る確率を低くすることができるという利点を有する。
られている。この方法でも粒子のサイズに関する情報を
得ることができるが、電気インピーダンス法に比較して
正確な体積情報を得ることができない。この原因は、測
定データが粒子自身の屈折率変化や光吸収の大小、内部
構造や形の影響を大きく受けることにある。しかし、こ
の光散乱技術による方法は光源としてレーザ光を利用す
ることができ、微小粒子の大きさまで集光可能であるた
め、電気インピーダンス法に比較し、同時通過を測定す
る確率を低くすることができるという利点を有する。
上記のように、電気インピーダンス法と光散乱法は互
いに相反する特徴を有する。
いに相反する特徴を有する。
微小粒子の例えば体積の分布データを、電気インピー
ダンスの変化を利用して測定する場合には、微細孔中に
複数の粒子が同時に通過することを考慮して測定データ
の処理を行う必要がある。しかし、従来の測定方法では
かかる考慮が十分行われておらず、正確な体積分布情報
を得ることができなかった。
ダンスの変化を利用して測定する場合には、微細孔中に
複数の粒子が同時に通過することを考慮して測定データ
の処理を行う必要がある。しかし、従来の測定方法では
かかる考慮が十分行われておらず、正確な体積分布情報
を得ることができなかった。
本発明の目的は、電気インピーダンス法を用いて粒子
の体積分布を測定する方法において、複数の粒子の同時
通過を光散乱法を用いて検出し、この検出動作を利用し
て電気インピーダンス変化検出系における同時通過に係
る計数動作を排除し、正しい体積分布データが得られる
ようにした粒子解析装置及び血球カウンタを提供するこ
とにある。
の体積分布を測定する方法において、複数の粒子の同時
通過を光散乱法を用いて検出し、この検出動作を利用し
て電気インピーダンス変化検出系における同時通過に係
る計数動作を排除し、正しい体積分布データが得られる
ようにした粒子解析装置及び血球カウンタを提供するこ
とにある。
本発明に係る第１の粒子解析装置は、微小な粒子を電
解液に含ませて微細孔に流す構成を有すると共に、前記
微細孔の入口側と出口側に電極を配設し、前記粒子が前
記微細孔を通過したとき前記２つの電極の間の電気イン
ピーダンス変化を検出する電気インピーダンス変化検出
回路部と、この電気インピーダンス変化検出回路部の出
力信号のピーク値を、前記粒子の体積情報として読み取
るピークホールド部と、前記微細孔における前記粒子の
通過路に光を集光させ、前記粒子が前記微細孔を通過し
たとき前記粒子によって生じる光を検出し、粒子の個数
をカウンタする粒子計数カウンタを有する光検出回路部
と、前記電気インピーダンス変化検出回路部の出力信号
と前記光検出回路部の出力信号の比較に基づき単一粒子
による通過と同時通過とを識別するとともに、単一粒子
であると判定された粒子の個数をカウントする計数カウ
ンタを有する同時通過検出回路部と、前記光検出回路が
有する前記粒子計数カウンタが出力する個数データと前
記同時通過検出回路部が有する前記計数カウンタが出力
する個数データとの割合により、前記同時通過検出回路
部の出力信号により単一粒子による通過であると識別さ
れたときのみ前記ピークホールド部が読み取った体積情
報を用いて作成した粒子体積ヒストグラムを増加補正し
た体積ヒストグラムを作成する情報作成回路部とを備え
るように構成される。
解液に含ませて微細孔に流す構成を有すると共に、前記
微細孔の入口側と出口側に電極を配設し、前記粒子が前
記微細孔を通過したとき前記２つの電極の間の電気イン
ピーダンス変化を検出する電気インピーダンス変化検出
回路部と、この電気インピーダンス変化検出回路部の出
力信号のピーク値を、前記粒子の体積情報として読み取
るピークホールド部と、前記微細孔における前記粒子の
通過路に光を集光させ、前記粒子が前記微細孔を通過し
たとき前記粒子によって生じる光を検出し、粒子の個数
をカウンタする粒子計数カウンタを有する光検出回路部
と、前記電気インピーダンス変化検出回路部の出力信号
と前記光検出回路部の出力信号の比較に基づき単一粒子
による通過と同時通過とを識別するとともに、単一粒子
であると判定された粒子の個数をカウントする計数カウ
ンタを有する同時通過検出回路部と、前記光検出回路が
有する前記粒子計数カウンタが出力する個数データと前
記同時通過検出回路部が有する前記計数カウンタが出力
する個数データとの割合により、前記同時通過検出回路
部の出力信号により単一粒子による通過であると識別さ
れたときのみ前記ピークホールド部が読み取った体積情
報を用いて作成した粒子体積ヒストグラムを増加補正し
た体積ヒストグラムを作成する情報作成回路部とを備え
るように構成される。
本発明に係る第２の粒子解析装置は、前記第１の構成
において、光検出回路部の光検出信号に基づいて粒子体
積ヒストグラムを作成する他の情報作成回路部を設ける
ように構成される。
において、光検出回路部の光検出信号に基づいて粒子体
積ヒストグラムを作成する他の情報作成回路部を設ける
ように構成される。
本発明に係る第３の粒子解析装置は、前記第３の構成
において、粒子同時通過の影響を受けない情報を得られ
る前記情報作成回路部が作成する第１の粒子体積情報
と、前記他の情報作成回路部が作成する第２の粒子体積
情報を用いて第１の粒子体積情報を横軸とし、第２の粒
子体積情報を縦軸とする２次元ヒストグラムを作成する
ように構成される。
において、粒子同時通過の影響を受けない情報を得られ
る前記情報作成回路部が作成する第１の粒子体積情報
と、前記他の情報作成回路部が作成する第２の粒子体積
情報を用いて第１の粒子体積情報を横軸とし、第２の粒
子体積情報を縦軸とする２次元ヒストグラムを作成する
ように構成される。
本発明に係る第４の粒子解析装置は、前記第１〜３の
いずれか１つの構成において、前記光に関し、前方散乱
光、側方散乱光、後方散乱光、蛍光散乱、吸収の少なく
ともいずれか１つが利用されることを特徴とする。
いずれか１つの構成において、前記光に関し、前方散乱
光、側方散乱光、後方散乱光、蛍光散乱、吸収の少なく
ともいずれか１つが利用されることを特徴とする。
本発明に係る血球カウンタは、第１〜４のいずれか１
つの構成を有する粒子解析装置の構成を利用して構成さ
れ、赤血球、白血球、血小板等の正確な粒度分布、個
数、平均体積を求めることを特徴とする。
つの構成を有する粒子解析装置の構成を利用して構成さ
れ、赤血球、白血球、血小板等の正確な粒度分布、個
数、平均体積を求めることを特徴とする。
本発明による第１の粒子解析装置では、電気インピー
ダンス変化検出系で粒子の体積情報を得る構成におい
て、複数粒子の同時通過を非常に高い精度で検出できる
光検出系の構成を付加し、光検出系で得られた情報に基
づき電気インピーダンス変化検出系で得られたデータか
ら同時通過に関係するデータを排除し、粒子計数カウン
タと計数カウンタの各計数値を比較することによって、
同時通過として排除されたデータ個数を知ることがで
き、これに基づいてデータ数を増加補正される。
ダンス変化検出系で粒子の体積情報を得る構成におい
て、複数粒子の同時通過を非常に高い精度で検出できる
光検出系の構成を付加し、光検出系で得られた情報に基
づき電気インピーダンス変化検出系で得られたデータか
ら同時通過に関係するデータを排除し、粒子計数カウン
タと計数カウンタの各計数値を比較することによって、
同時通過として排除されたデータ個数を知ることがで
き、これに基づいてデータ数を増加補正される。
本発明による第２の粒子解析装置では、電気インピー
ダンス検出系と光検出系のそれぞれに粒子体積ヒストグ
ラムを作成する構成を設けている。
ダンス検出系と光検出系のそれぞれに粒子体積ヒストグ
ラムを作成する構成を設けている。
本発明による第３の粒子解析装置では、電気インピー
ダンス検出系と光検出系の各情報作成回路部から得られ
る第１の粒子体積情報と第２の粒子体積情報を用いて２
次元ヒストグラムを作成する。
ダンス検出系と光検出系の各情報作成回路部から得られ
る第１の粒子体積情報と第２の粒子体積情報を用いて２
次元ヒストグラムを作成する。
本発明による第４の粒子解析装置では、光検出系で使
用される検出用光を、前方散乱光等の各種の光を任意に
使用できるようにし、光に応じた情報を得ることができ
る 本発明による血球カウンタでは、前記の本発明によ各
粒子解析装置を利用するため、血球について正確な各種
情報を得ることができる。
用される検出用光を、前方散乱光等の各種の光を任意に
使用できるようにし、光に応じた情報を得ることができ
る 本発明による血球カウンタでは、前記の本発明によ各
粒子解析装置を利用するため、血球について正確な各種
情報を得ることができる。
以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
先ず第１図に基づき粒子検出部の構成について説明す
る。１はフローセルであり、フローセル１は例えばガラ
スの如き透明壁部材で形成された長形箱体の形態を有す
る。フローセル１は第１図中上下方向を長手方向として
配置される。フローセル１の内部には上下方向のほぼ中
央部に透明壁部1aが形成され、この透明壁部1aの中央に
オリフィス２が形成されている。フローセル１内におい
て透明壁部1aの上下には部屋が形成され、透明壁部1aの
上面は円錐形状の凹部が形成され、この円錐形凹部の頂
部に前記オリフィス２の入口部が形成される。測定対象
である粒子サンプルは上壁部に設けられたノズル３から
注入される。ノズル３から押出された粒子サンプルは、
シース液注入口４から注入されるシース液に包み込ま
れ、前記オリフィス２を通過する。オリフィス２を通過
した流れは更にバックシース液注入口５から注入される
バックシース液に包み込まれ、排出口６からフローセル
１の外部へ排出される。
る。１はフローセルであり、フローセル１は例えばガラ
スの如き透明壁部材で形成された長形箱体の形態を有す
る。フローセル１は第１図中上下方向を長手方向として
配置される。フローセル１の内部には上下方向のほぼ中
央部に透明壁部1aが形成され、この透明壁部1aの中央に
オリフィス２が形成されている。フローセル１内におい
て透明壁部1aの上下には部屋が形成され、透明壁部1aの
上面は円錐形状の凹部が形成され、この円錐形凹部の頂
部に前記オリフィス２の入口部が形成される。測定対象
である粒子サンプルは上壁部に設けられたノズル３から
注入される。ノズル３から押出された粒子サンプルは、
シース液注入口４から注入されるシース液に包み込ま
れ、前記オリフィス２を通過する。オリフィス２を通過
した流れは更にバックシース液注入口５から注入される
バックシース液に包み込まれ、排出口６からフローセル
１の外部へ排出される。
粒子サンプルを包み込む前記のシース液やバックシー
ス液は共に電解液であり、例えば生理食塩水が使用され
る。フローセル１内の上下の部屋のそれぞれには電極7,
8が配設され、電極７には定電流源９が接続され、電極
８はアースに接続されている。シース液等がフローセル
１の中に充満しているとき電極7,8の間には電気インピ
ーダンスが発生する。そしてノズル３から注入された粒
子サンプルがオリフィス２を通過したときには電極7,8
の間の電気インピーダンスが変化するという現象が生じ
る。この電気インピーダンスの変化量によって、オリフ
ィス２を通過した粒子サンプルの体積（サイズ）につい
ての情報を得ることができる。
ス液は共に電解液であり、例えば生理食塩水が使用され
る。フローセル１内の上下の部屋のそれぞれには電極7,
8が配設され、電極７には定電流源９が接続され、電極
８はアースに接続されている。シース液等がフローセル
１の中に充満しているとき電極7,8の間には電気インピ
ーダンスが発生する。そしてノズル３から注入された粒
子サンプルがオリフィス２を通過したときには電極7,8
の間の電気インピーダンスが変化するという現象が生じ
る。この電気インピーダンスの変化量によって、オリフ
ィス２を通過した粒子サンプルの体積（サイズ）につい
ての情報を得ることができる。
前記オリフィス２の寸法は、測定しようとする粒子に
応じて異なる。例えば10μｍ程度の粒子に対しては、断
面が50μｍ×50μｍ、長さが60μｍ程度が適当とされて
いる。
応じて異なる。例えば10μｍ程度の粒子に対しては、断
面が50μｍ×50μｍ、長さが60μｍ程度が適当とされて
いる。
電気インピーダンスの変化の測定は、上述のように電
極7,8の間に定電流源９によって定電流を流し、電気イ
ンピーダンスの変化を電圧変化に返還することにより行
われる。電気インピーダンスの変化はオリフィス２の入
口と出口の近傍で起こるため、実効オリフィス長さは更
に長くなる。従って、電気インピーダンス法でオリフィ
ス２内における粒子の同時通過を正しいデータとみなし
て取込む確率は、下記に述べる光散乱を利用した検出方
法の場合に比較して高くなる。
極7,8の間に定電流源９によって定電流を流し、電気イ
ンピーダンスの変化を電圧変化に返還することにより行
われる。電気インピーダンスの変化はオリフィス２の入
口と出口の近傍で起こるため、実効オリフィス長さは更
に長くなる。従って、電気インピーダンス法でオリフィ
ス２内における粒子の同時通過を正しいデータとみなし
て取込む確率は、下記に述べる光散乱を利用した検出方
法の場合に比較して高くなる。
第１図に示される構成では、上記の電気インピーダン
スの変化を利用した粒子検出系（電気インピーダンス変
化検出系）に対して、更に光散乱を利用した粒子検出系
（光散乱検出系）が設けられる。10は図示しないレーザ
光源から出力されたレーザ光束であり、レーザ光束10は
凸レンズ11より、オリフィス２の中央位置に焦点が結ば
れるように設定される。オリフィス２内にて前記焦点位
置にシース液で包まれた粒子サンプルが通過することに
より、レーザ光束は散乱される。フローセル１の他方の
側にはブロッカ12と集光レンズ13と光検出器14が配設さ
れる。散乱されないレーザ光束はブロッカ12で遮断され
てそれ以上進めず、一方、散乱されたレーザ光15は集光
レンズ13で集められ、その光情報が光検出器14で電気信
号に変換される。上記のレーザ光束10は、凸レンズ11の
作用により測定対象である粒子サンプルと同程度の寸法
まで小さくすることができるため、複数の粒子の同時通
過を検出でき確率はかなり高い。
スの変化を利用した粒子検出系（電気インピーダンス変
化検出系）に対して、更に光散乱を利用した粒子検出系
（光散乱検出系）が設けられる。10は図示しないレーザ
光源から出力されたレーザ光束であり、レーザ光束10は
凸レンズ11より、オリフィス２の中央位置に焦点が結ば
れるように設定される。オリフィス２内にて前記焦点位
置にシース液で包まれた粒子サンプルが通過することに
より、レーザ光束は散乱される。フローセル１の他方の
側にはブロッカ12と集光レンズ13と光検出器14が配設さ
れる。散乱されないレーザ光束はブロッカ12で遮断され
てそれ以上進めず、一方、散乱されたレーザ光15は集光
レンズ13で集められ、その光情報が光検出器14で電気信
号に変換される。上記のレーザ光束10は、凸レンズ11の
作用により測定対象である粒子サンプルと同程度の寸法
まで小さくすることができるため、複数の粒子の同時通
過を検出でき確率はかなり高い。
次に第２図と第３図に基づいて信号処理回路の構成と
動作を説明する。第２図は回路構成を示し、第３図は回
路各部で発生する信号のタイミングチャートを示す。
動作を説明する。第２図は回路構成を示し、第３図は回
路各部で発生する信号のタイミングチャートを示す。
第２図において１はフローセル、２はオリフィス、7,
8は電極、９は定電流源、14は光検出器であり、これら
は第１図で説明したものと同じである。電気インピーダ
ンスの変化に係る信号が電圧信号に変換された粒子検出
信号はコンデンサ20で直流成分がカットされ、増幅器21
で所要のレベルに増幅され、ベースライン補正回路22に
供給される。ベースライン補正回路22はクランプ機能を
有し、粒子検出に対応する信号の下限が0Vになるように
調整して、ベースラインの電圧を0Vに設定する機能を有
する。このようにして得られたベースライン補正回路22
の出力信号S1は２つのルートに分岐されてそれぞれ信号
処理される。１つはピークホールド回路23とA/D変換器2
4からなる回路ルートで、この回路では粒子検出に対応
する信号S1のピーク値が読み取られ、そのピーク値がデ
ィジタル値に変換される。他の１つはディスクリミネー
タ25に供給され、ディスクリミネータ25はレベルe1以上
の粒子検出信号S1を粒子パルスとみなす比較機能を有し
ている。このディスクリミネータ25の出力信号S2はピー
クホールド回路23とA/D変換器24に供給され、それぞれ
の動作を制御する。
8は電極、９は定電流源、14は光検出器であり、これら
は第１図で説明したものと同じである。電気インピーダ
ンスの変化に係る信号が電圧信号に変換された粒子検出
信号はコンデンサ20で直流成分がカットされ、増幅器21
で所要のレベルに増幅され、ベースライン補正回路22に
供給される。ベースライン補正回路22はクランプ機能を
有し、粒子検出に対応する信号の下限が0Vになるように
調整して、ベースラインの電圧を0Vに設定する機能を有
する。このようにして得られたベースライン補正回路22
の出力信号S1は２つのルートに分岐されてそれぞれ信号
処理される。１つはピークホールド回路23とA/D変換器2
4からなる回路ルートで、この回路では粒子検出に対応
する信号S1のピーク値が読み取られ、そのピーク値がデ
ィジタル値に変換される。他の１つはディスクリミネー
タ25に供給され、ディスクリミネータ25はレベルe1以上
の粒子検出信号S1を粒子パルスとみなす比較機能を有し
ている。このディスクリミネータ25の出力信号S2はピー
クホールド回路23とA/D変換器24に供給され、それぞれ
の動作を制御する。
一方光散乱検出系では、光検出器14の検出信号S3は増
幅器26で増幅され、ベースライン補正回路27でそのベー
スラインが0Vになるように調整され、このように変換さ
れた信号をディスクリミネータ28でレベルe2以上を粒子
パルスS4とみなして取出す。ディスクリミネータ28の出
力する粒子検出パルスS4はインバータ29で反転され、１
つのルートとしては粒子計数カウンタ30に入力され、他
のルートとしては同時通過検出カウンタ31に入力され
る。
幅器26で増幅され、ベースライン補正回路27でそのベー
スラインが0Vになるように調整され、このように変換さ
れた信号をディスクリミネータ28でレベルe2以上を粒子
パルスS4とみなして取出す。ディスクリミネータ28の出
力する粒子検出パルスS4はインバータ29で反転され、１
つのルートとしては粒子計数カウンタ30に入力され、他
のルートとしては同時通過検出カウンタ31に入力され
る。
前記のディスクリミネータ10から出力されるパルス信
号S2は微分回路32でその立上りに対応する信号を作り、
これをインバータ33で反転し、リセット信号S5として同
時通過検出カウンタ31とＤ型SRフリップフロップ34に入
力させる。またパルス信号S2の立下がりに対応する信号
を、インバータ35と微分回路36とAND回路37で作り、こ
れをチェック信号S6として使用する。このチェック信号
S6によれば、この信号が“1"となるタイミングで電気イ
ンピーダンスの変化検出信号の中に光散乱信号がいくつ
あったのかを判定することができる。
号S2は微分回路32でその立上りに対応する信号を作り、
これをインバータ33で反転し、リセット信号S5として同
時通過検出カウンタ31とＤ型SRフリップフロップ34に入
力させる。またパルス信号S2の立下がりに対応する信号
を、インバータ35と微分回路36とAND回路37で作り、こ
れをチェック信号S6として使用する。このチェック信号
S6によれば、この信号が“1"となるタイミングで電気イ
ンピーダンスの変化検出信号の中に光散乱信号がいくつ
あったのかを判定することができる。
同時通過検出カウンタ31の機能は、ディスクリミネー
タ25が“1"の間に、換言すれば粒子サンプルがオリフィ
ス２を通過して電気インピーダンス検出系で粒子検出パ
ルスS2が発生している間に、光散乱検出系にて粒子検出
パルスS4がいくつ発生したかを計数することである。粒
子検出パルスS4の計数値は同時通過検出カウンタ31の端
子A,B,C,Dを用いて出力される。粒子検出パルスS4の個
数は端子A,B,C,Dに反映される。同時通過検出カウンタ3
1の計数値において、端子A,B,C,Dはそれぞれ１ビット
目、２ビット目、３ビット目、４ビット目を表す。従っ
て同時通過検出カウンタ31の計数動作において、計数値
が１から２に変化するとき端子Ｂが“0"から“1"に変化
する。端子ＢはＤ型SRフリップフロップ34に入力されて
いるため、端子Ｂが“0"から“1"に変化したときの立上
り時点でフリップフロップ34がセットされ、出力Ｑが
“0"から“1"に変化する。よって、出力Ｑの状態が“1"
であるならば、同時通過検出カウンタ31の計数値ｎの状
態がｎ≧２となっていることが分かる。
タ25が“1"の間に、換言すれば粒子サンプルがオリフィ
ス２を通過して電気インピーダンス検出系で粒子検出パ
ルスS2が発生している間に、光散乱検出系にて粒子検出
パルスS4がいくつ発生したかを計数することである。粒
子検出パルスS4の計数値は同時通過検出カウンタ31の端
子A,B,C,Dを用いて出力される。粒子検出パルスS4の個
数は端子A,B,C,Dに反映される。同時通過検出カウンタ3
1の計数値において、端子A,B,C,Dはそれぞれ１ビット
目、２ビット目、３ビット目、４ビット目を表す。従っ
て同時通過検出カウンタ31の計数動作において、計数値
が１から２に変化するとき端子Ｂが“0"から“1"に変化
する。端子ＢはＤ型SRフリップフロップ34に入力されて
いるため、端子Ｂが“0"から“1"に変化したときの立上
り時点でフリップフロップ34がセットされ、出力Ｑが
“0"から“1"に変化する。よって、出力Ｑの状態が“1"
であるならば、同時通過検出カウンタ31の計数値ｎの状
態がｎ≧２となっていることが分かる。
またフリップフロップ34の出力が入力された３入力
AND回路38の出力が“1"となるのは、フリップフロップ3
4の出力、同時通過検出カウンタ31の端子Ａ、AND回路
37が出力するチェック信号のそれぞれが“1"のときであ
り、この場合には同時通過検出カウンタ31の計数値ｎが
ｎ＝１であるときである。このようにAND回路38の出力
が“1"であるときには同時通過ではなく、単一粒子であ
ることが判明する。
AND回路38の出力が“1"となるのは、フリップフロップ3
4の出力、同時通過検出カウンタ31の端子Ａ、AND回路
37が出力するチェック信号のそれぞれが“1"のときであ
り、この場合には同時通過検出カウンタ31の計数値ｎが
ｎ＝１であるときである。このようにAND回路38の出力
が“1"であるときには同時通過ではなく、単一粒子であ
ることが判明する。
３入力AND回路39には、フリップフロップ34と出力
とAND回路37の出力とインバータ40で反転された同時通
過検出カウンタ31の端子Ａの出力とが入力され、AND回
路39の出力が“1"となるのは同時通過検出カウンタ31の
計数値ｎがｎ＝０であり、且つ電気インピーダンス変化
検出系にて雑音等で誤動作が発生している場合である。
とAND回路37の出力とインバータ40で反転された同時通
過検出カウンタ31の端子Ａの出力とが入力され、AND回
路39の出力が“1"となるのは同時通過検出カウンタ31の
計数値ｎがｎ＝０であり、且つ電気インピーダンス変化
検出系にて雑音等で誤動作が発生している場合である。
前記AND回路38の出力は計数カウンタ41とヒストグラ
ム作成回路42に与えられる。同時通過検出カウンタ31の
計数値ｎが１となってAND回路38の出力が“1"となると
き、計数カウンタ41がカウントアップ動作を行い、同時
にヒストグラム作成回路42に粒子体積ヒストグラム作成
動作を行わせる。ヒストグラム作成回路42は、A/D変換
器24の出力をヒストグラム作成データとして読込み、ヒ
ストグラムを作成し、その結果をヒストグラムメモリ43
に格納する。フローセル１のオリフィス２における１回
の粒子サンプルの測定が終了すると、その時点で、粒子
計数値は粒子計数カウンタ30に記録され、同時通過が発
生していない単一粒子の計数値は計数カウンタ41に記録
され、単一粒子と認められた電気インピーダンス変化信
号によって得られる粒子体積ヒストグラムのデータはヒ
ストグラムメモリ43に記録される。粒子計数カウンタ3
0、計数カウンタ41、ヒストグラムメモリ43のデータ
は、データ処理部44に入力され、ここで処理され、処理
の結果はCRTディスプレイ45に表示される。また必要に
応じて。処理結果は図示しないプリンタや外部記憶装置
に出力される。
ム作成回路42に与えられる。同時通過検出カウンタ31の
計数値ｎが１となってAND回路38の出力が“1"となると
き、計数カウンタ41がカウントアップ動作を行い、同時
にヒストグラム作成回路42に粒子体積ヒストグラム作成
動作を行わせる。ヒストグラム作成回路42は、A/D変換
器24の出力をヒストグラム作成データとして読込み、ヒ
ストグラムを作成し、その結果をヒストグラムメモリ43
に格納する。フローセル１のオリフィス２における１回
の粒子サンプルの測定が終了すると、その時点で、粒子
計数値は粒子計数カウンタ30に記録され、同時通過が発
生していない単一粒子の計数値は計数カウンタ41に記録
され、単一粒子と認められた電気インピーダンス変化信
号によって得られる粒子体積ヒストグラムのデータはヒ
ストグラムメモリ43に記録される。粒子計数カウンタ3
0、計数カウンタ41、ヒストグラムメモリ43のデータ
は、データ処理部44に入力され、ここで処理され、処理
の結果はCRTディスプレイ45に表示される。また必要に
応じて。処理結果は図示しないプリンタや外部記憶装置
に出力される。
なお、フリップフロップ34の出力ＱとAND回路39の出
力もそれぞれ必要に応じてデータ処理に使用される。
力もそれぞれ必要に応じてデータ処理に使用される。
上記のデータ処理部44におけるデータ処理の例として
は、例えば、もともと同時通過確率の小さい粒子計数カ
ウンタ30の計数値について、更に正確な計数値を求める
べく同時通過の補正を行う処理がある。また、粒子計数
カウンタ30の計数値と計数カウンタ41の計数値との割合
を計算し、同時通過による減少分だけ体積ヒストグラム
メモリ43の内容を増加補正し、正しい体積ヒストグラム
に変換する処理を行う。更に、必要に応じ平均粒子体積
を計算したり、ヒストグラム情報の詳細なデータ解析を
行う。
は、例えば、もともと同時通過確率の小さい粒子計数カ
ウンタ30の計数値について、更に正確な計数値を求める
べく同時通過の補正を行う処理がある。また、粒子計数
カウンタ30の計数値と計数カウンタ41の計数値との割合
を計算し、同時通過による減少分だけ体積ヒストグラム
メモリ43の内容を増加補正し、正しい体積ヒストグラム
に変換する処理を行う。更に、必要に応じ平均粒子体積
を計算したり、ヒストグラム情報の詳細なデータ解析を
行う。
前記の実施例によれば、オリフィス２を通過する粒子
サンプルについて、電気インピーダンス変化検出系で得
られた粒子体積ヒストグラムデータから、光散乱検出系
で得られた同時通過に係るデータに基づいて同時通過に
関係する粒子体積ヒストグラムデータを排除し、もって
単一粒子についてだけの粒子体積ヒストグラムを作成す
ることができる。
サンプルについて、電気インピーダンス変化検出系で得
られた粒子体積ヒストグラムデータから、光散乱検出系
で得られた同時通過に係るデータに基づいて同時通過に
関係する粒子体積ヒストグラムデータを排除し、もって
単一粒子についてだけの粒子体積ヒストグラムを作成す
ることができる。
次に、第１図〜第３図に示された前記の基本実施例の
構成を基礎とする本発明の変更実施例について説明す
る。
構成を基礎とする本発明の変更実施例について説明す
る。
第２図に示された信号処理回路において、光散乱検出
系にもベースライン補正回路27の後にピークホールド回
路、A/D変換器、粒子体積ヒストグラム処理回路からな
るルートを追加して設けるように構成することができ
る。本発明よる粒子解析装置では、前記実施例で明らか
なように、電気インピーダンス変化検出系での同時通過
の問題がなくなった。従来問題となっていた電気インピ
ーダンス変化検出系の粒子同時通過の影響を受けなくな
ったので、電気インピーダンスの変化によって得られる
粒子体積情報と、光散乱によって得られる粒子体積情報
とを比較することによって、粒子サンプルに関する正確
な形態情報を得ることができる。電気インピーダンス変
化検出系と光散乱検出系で得られた２つの粒子体積ヒス
トグラムを同じCRTディスプレイ45に表示させることに
よってその比較を容易に行うことができる。
系にもベースライン補正回路27の後にピークホールド回
路、A/D変換器、粒子体積ヒストグラム処理回路からな
るルートを追加して設けるように構成することができ
る。本発明よる粒子解析装置では、前記実施例で明らか
なように、電気インピーダンス変化検出系での同時通過
の問題がなくなった。従来問題となっていた電気インピ
ーダンス変化検出系の粒子同時通過の影響を受けなくな
ったので、電気インピーダンスの変化によって得られる
粒子体積情報と、光散乱によって得られる粒子体積情報
とを比較することによって、粒子サンプルに関する正確
な形態情報を得ることができる。電気インピーダンス変
化検出系と光散乱検出系で得られた２つの粒子体積ヒス
トグラムを同じCRTディスプレイ45に表示させることに
よってその比較を容易に行うことができる。
第２図に示された信号処理回路において、光散乱検出
系のディスクリミネータ28に２つの比較レベルe2,e3を
設定し、e2とe3の間のレベルに入った光散乱信号のみを
測定対象とするようなウィンド比較機能を持たせるよう
に構成することもできる。比較レベルe3の設定を、光散
乱検出系にて粒子サンプルの同時通過を検出することが
できるレベルに設定すると、前記第１の実施例における
粒子体積ヒストグラム作成の精度を更に高めることがで
きる。また、e3のレベルを、測定対象から外れる大きな
粒子サンプルを取り除くためのレベルに設定することに
より、測定対象粒子のサイズを限定することができる。
系のディスクリミネータ28に２つの比較レベルe2,e3を
設定し、e2とe3の間のレベルに入った光散乱信号のみを
測定対象とするようなウィンド比較機能を持たせるよう
に構成することもできる。比較レベルe3の設定を、光散
乱検出系にて粒子サンプルの同時通過を検出することが
できるレベルに設定すると、前記第１の実施例における
粒子体積ヒストグラム作成の精度を更に高めることがで
きる。また、e3のレベルを、測定対象から外れる大きな
粒子サンプルを取り除くためのレベルに設定することに
より、測定対象粒子のサイズを限定することができる。
第１図に示された構成では、レーザ光束10をオリフィ
ス２の中央位置に集光するようにしたが、レーザ光束10
の集光位置をオリフィス２の入口又は出口の外側位置に
設定することもできる。この場合には信号処理回路の中
に時間タイミングを調整する遅延回路等を配設し、電気
インピーダンス変化検出系による粒子検出パルスと光散
乱検出系による粒子検出パルスとのタイミングをとる必
要がある。
ス２の中央位置に集光するようにしたが、レーザ光束10
の集光位置をオリフィス２の入口又は出口の外側位置に
設定することもできる。この場合には信号処理回路の中
に時間タイミングを調整する遅延回路等を配設し、電気
インピーダンス変化検出系による粒子検出パルスと光散
乱検出系による粒子検出パルスとのタイミングをとる必
要がある。
第２図に示された信号処理回路において、データ処理
回路44で、同時通過に係る信号を排除した個々の単一粒
子の電気インピーダンス変化検出信号と光散乱検出信号
とを同時に解析することにより、各信号の大小関係又は
２次元ヒストグラムを作成し、これらの結果を利用して
測定粒子の分類、識別を行うように構成することもでき
る。光散乱検出信号は、粒子サンプルのサイズ情報だけ
ではなく、形状、屈折率、内部構造等の違いに応じて変
化するため、これらの違いに基づいて粒子識別を行うこ
とができる。
回路44で、同時通過に係る信号を排除した個々の単一粒
子の電気インピーダンス変化検出信号と光散乱検出信号
とを同時に解析することにより、各信号の大小関係又は
２次元ヒストグラムを作成し、これらの結果を利用して
測定粒子の分類、識別を行うように構成することもでき
る。光散乱検出信号は、粒子サンプルのサイズ情報だけ
ではなく、形状、屈折率、内部構造等の違いに応じて変
化するため、これらの違いに基づいて粒子識別を行うこ
とができる。
前記の各実施例における光散乱検出系で用いられてい
る光学系は前方散乱光学系である。前記の各実施例にお
いて、その他に側方散乱光学系や後方散乱光学系、更に
光吸収光学系、蛍光散乱光学系を用いて構成しても前記
実施例と同様な効果を得ることができる。特に、側方散
乱による偏光解消情報や蛍光散乱情報は測定粒子の内部
構造の違いに大きく影響されるから、粒子サンプルの分
類、識別に有効である。
る光学系は前方散乱光学系である。前記の各実施例にお
いて、その他に側方散乱光学系や後方散乱光学系、更に
光吸収光学系、蛍光散乱光学系を用いて構成しても前記
実施例と同様な効果を得ることができる。特に、側方散
乱による偏光解消情報や蛍光散乱情報は測定粒子の内部
構造の違いに大きく影響されるから、粒子サンプルの分
類、識別に有効である。
また前述した各実施例では測定対象である粒子の種類
について具体的に特定していないが、粒子の例としては
例えば血液中の赤血球、白血球、血小板等があり、本装
置によれば、これらの粒子の計数値、粒度分布解析情
報、平均的血球体積情報を非常に正確に求めることがで
きる。特に赤血球体積ヒストグラムを測定する場合、電
気インピーダンス法だけのときには赤血球体積の２倍の
体積値の箇所に２個同時通過による疑似ピークが出現す
るが、本発明の粒子解析装置の構成では同時通過を光散
乱検出系で検出し、体積ヒストグラム作成のデータから
排除しているので、かかる問題は発生しない。
について具体的に特定していないが、粒子の例としては
例えば血液中の赤血球、白血球、血小板等があり、本装
置によれば、これらの粒子の計数値、粒度分布解析情
報、平均的血球体積情報を非常に正確に求めることがで
きる。特に赤血球体積ヒストグラムを測定する場合、電
気インピーダンス法だけのときには赤血球体積の２倍の
体積値の箇所に２個同時通過による疑似ピークが出現す
るが、本発明の粒子解析装置の構成では同時通過を光散
乱検出系で検出し、体積ヒストグラム作成のデータから
排除しているので、かかる問題は発生しない。
なお、第２図に示した回路構成は一例であり、同様な
機能を実現することのできる回路構成であれば任意の回
路を作ることができる。すなわち電気インピーダンス法
で検出することのできる粒子パルス内に、粒子が１個だ
け存在することを光散乱検出信号から判定することので
きる回路であるならば、どのような回路構成であっても
採用することができる。
機能を実現することのできる回路構成であれば任意の回
路を作ることができる。すなわち電気インピーダンス法
で検出することのできる粒子パルス内に、粒子が１個だ
け存在することを光散乱検出信号から判定することので
きる回路であるならば、どのような回路構成であっても
採用することができる。
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効
果を得ることができる。
果を得ることができる。
電気インピーダンス法を利用した粒子の体積ヒストグ
ラムの計測において、複数粒子の同時通過を正確に検出
することができる光検出系を設けて前記体積ヒストグラ
ムのデータから同時通過に関与するデータを排除したの
で、正確な粒子ヒストグラムを作成することができる。
ラムの計測において、複数粒子の同時通過を正確に検出
することができる光検出系を設けて前記体積ヒストグラ
ムのデータから同時通過に関与するデータを排除したの
で、正確な粒子ヒストグラムを作成することができる。
粒子の全計数値と単一粒子とみなされた粒子の計数値
とを比較して体積ヒストグラム作成用データの不足分を
増加補正することができるため、体積ヒストグラムの正
確度を更に高めることができる。
とを比較して体積ヒストグラム作成用データの不足分を
増加補正することができるため、体積ヒストグラムの正
確度を更に高めることができる。
電気インピーダンス検出系と光検出系のそれぞれに粒
子体積ヒストグラムを作成する回路部を設け、それぞれ
で得られた体積ヒストグラムを比較、表示するようにし
たため、有効な比較情報を得ることができる。
子体積ヒストグラムを作成する回路部を設け、それぞれ
で得られた体積ヒストグラムを比較、表示するようにし
たため、有効な比較情報を得ることができる。
光検出系において、前方散乱光、側方散乱光、後方散
乱光、蛍光散乱等を任意に利用するように構成したた
め、各種の粒子情報を得ることができる。
乱光、蛍光散乱等を任意に利用するように構成したた
め、各種の粒子情報を得ることができる。
本発明に係る粒子解析装置を血球カウンタとして使用
すれば、各種血球について体積分布情報等につき正確な
情報を得ることができる。
すれば、各種血球について体積分布情報等につき正確な
情報を得ることができる。
第１図は本発明に係る粒子解析装置に用いられるフロー
セルの内部構造を示す構成図、第２図は信号処理回路の
構成を示す回路図、第３図は信号処理回路の各部の信号
状態を示すタイミングチャート、第４図は粒子体積ヒス
トグラムの問題点を説明する特性図である。 〔符号の説明〕 １……フローセル ２……オリフィス 7,8……電極 10……レーザ光束 14……光検出器 15……レーザ光（散乱光） 30……粒子計数カウンタ 31……同時通過検出カウンタ 41……計数カウンタ 42……ヒストグラム作成回路 43……ヒストグラムメモリ 44……データ処理回路
セルの内部構造を示す構成図、第２図は信号処理回路の
構成を示す回路図、第３図は信号処理回路の各部の信号
状態を示すタイミングチャート、第４図は粒子体積ヒス
トグラムの問題点を説明する特性図である。 〔符号の説明〕 １……フローセル ２……オリフィス 7,8……電極 10……レーザ光束 14……光検出器 15……レーザ光（散乱光） 30……粒子計数カウンタ 31……同時通過検出カウンタ 41……計数カウンタ 42……ヒストグラム作成回路 43……ヒストグラムメモリ 44……データ処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−128327（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−74476（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−68174（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−140375（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 15/00 - 15/14
Claims (5)
- 【請求項１】微小な粒子を電解液に含ませて微細孔に流
す構成を有すると共に、前記微細孔の入口側と出口側に
電極を配設し、 前記粒子が前記微細孔を通過したとき前記２つの電極の
間の電気インピーダンス変化を検出する電気インピーダ
ンス変化検出回路部と、 この電気インピーダンス変化検出回路部の出力信号のピ
ーク値を、前記粒子の体積情報として読み取るピークホ
ールド部と、 前記微細孔における前記粒子の通過路に光を集光させ、
前記粒子が前記微細孔を通過したとき前記粒子によって
生じる光を検出し、粒子の個数をカウンタする粒子計数
カウンタを有する光検出回路部と、 前記電気インピーダンス変化検出回路部の出力信号と前
記光検出回路部の出力信号の比較に基づき単一粒子によ
る通過と同時通過とを識別するとともに、単一粒子であ
ると判定された粒子の個数をカウントする計数カウンタ
を有する同時通過検出回路部と、 前記光検出回路が有する前記粒子計数カウンタが出力す
る個数データと前記同時通過検出回路部が有する前記計
数カウンタが出力する個数データとの割合により、前記
同時通過検出回路部の出力信号により単一粒子による通
過であると識別されたときのみ前記ピークホールド部が
読み取った体積情報を用いて作成した粒子体積ヒストグ
ラムを増加補正した体積ヒストグラムを作成する情報作
成回路部とを備えることを特徴とする粒子解析装置。 - 【請求項２】請求項１記載の粒子解析装置において、 光検出回路部の光検出信号に基づいて粒子体積ヒストグ
ラムを作成する他の情報作成回路部を設けたことを特徴
とする粒子解析装置。 - 【請求項３】請求項２記載の粒子解析装置において、 粒子同時通過の影響を受けない情報を得られる前記情報
作成回路部が作成する第１の粒子体積情報と、前記他の
情報作成回路部が作成する第２の粒子体積情報を用いて
第１の粒子体積情報を横軸とし、第２の粒子体積情報を
縦軸とする２次元ヒストグラムを作成することを特徴と
する粒子解析装置。 - 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子
解析装置において、 前記光に関し、前方散乱光、側方散乱光、後方散乱光、
蛍光散乱、吸収の少なくともいずれか１つが利用される
ことを特徴とする粒子解析装置。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載された
粒子解析装置の構成を有し、赤血球、白血球、血小板等
の正確な粒度分布、個数、平均体積を求めるように構成
された血球カウンタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333848A JP2815435B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 粒子解析装置及び血球カウンタ |
| US07/628,018 US5166537A (en) | 1989-12-22 | 1990-12-17 | Particle analyzing method and device for realizing same |
| DE69023107T DE69023107T2 (de) | 1989-12-22 | 1990-12-20 | Verfahren und Vorrichtung zur Teilchenanalyse. |
| EP90124901A EP0435166B1 (en) | 1989-12-22 | 1990-12-20 | Particle analyzing method and device for realizing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1333848A JP2815435B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 粒子解析装置及び血球カウンタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03194444A JPH03194444A (ja) | 1991-08-26 |
| JP2815435B2 true JP2815435B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=18270624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1333848A Expired - Fee Related JP2815435B2 (ja) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | 粒子解析装置及び血球カウンタ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5166537A (ja) |
| EP (1) | EP0435166B1 (ja) |
| JP (1) | JP2815435B2 (ja) |
| DE (1) | DE69023107T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102564926A (zh) * | 2010-12-13 | 2012-07-11 | 日本光电工业株式会社 | 血液测量装置 |
| WO2014155932A1 (ja) | 2013-03-26 | 2014-10-02 | ソニー株式会社 | 測定装置及び測定方法 |
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