JP3102938B2 - 粒子画像分析装置 - Google Patents

粒子画像分析装置

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JP3102938B2 JP03359622A JP35962291A JP3102938B2 JP 3102938 B2 JP3102938 B2 JP 3102938B2 JP 03359622 A JP03359622 A JP 03359622A JP 35962291 A JP35962291 A JP 35962291A JP 3102938 B2 JP3102938 B2 JP 3102938B2
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    • G01N2021/6473—In-line geometry

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、血球、細胞、微生物な
どの粒子を含むサンプルをシースフローにして流し、対
象とする粒子を検出し、その静止画像を簡単な構成で効
率よく撮像する粒子画像分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、血液分析分野や微生物測定分野に
おいて粒子を分析する方法として、主として、つぎの方
法が知られている。 （１） 血液分析分野において白血球を測定する方法と
して、フローサイトメータ（ｆｌｏｗ ｃｙｔｏ−ｍｅ
ｔｅｒ）によって、染色された細胞から発する蛍光を測
定する方法。 （２） 血液分析分野において、スライドガラス上に塗
抹された標本を顕微鏡下に設置し、ステージを自動的に
Ｘ・Ｙ方向に移動させることにより、蛍光像・白色光像
をビデオカメラ等に撮像して測定する方法。 （３） 微生物測定分野においては、多種多様な培地を
必要とする培養検査によって測定が行なわれており、検
査の終了までに日数を要していた。このような背景か
ら、ＡＴＰ測定法（Ｍｉｌｌｏｎ，Ｏ．，Ｍｉｌｓｓｏ
ｎ，Ｌ・ｅｔｌ，Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．
１８，５２１（１９８３）参照）、インピーダンス法
（Ｂｒｏｗｎ，Ｄ．，Ｗａｒｎｅｒ，Ｍ．，Ｔａｙｌｏ
ｒ，Ｃ．ｅｔｌ，Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｐａｔｈｏｌ．，３
７，６５〜６９（１９８４）参照）、酵素・蛍光検出法
（特開昭５８−１１６７００号公報参照）あるいは、メ
ンブランフィルタ法と蛍光顕微鏡法を組み合わせたＤＥ
ＦＴ法（Ｇ．Ｌ．Ｐｅｔｔｉｐｈｅｒ ｅｔｌ，Ｊ．Ａ
ｐｐｌ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ，５３，３２３（１９８
２）参照）などが開発された。 最近ではメンブランフィルタと蛍光顕微鏡を組み合わ
せ、フィルタで補捉したサンプルを蛍光染色した後、サ
ンプルステージがＸ・Ｙ方向に自動的に移動する顕微鏡
にサンプルを乗せて、蛍光を発する細胞を測定するとい
う「微生物の迅速測定装置」（特開平３−２９８３７号
公報参照）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）の
方式では、測定された細胞を目視確認することができな
いという不都合がある。また、上記（２）の方式では、
一度に測定される細胞数が限られており、染色・塗抹な
どの前処理が繁雑であるという欠点がある。さらに、上
記（３）の方式では、時間が長くかかる上に精度があま
り良くなく、また、前処理が繁雑であるなどの欠点があ
る。本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもので、蛍光
染色した粒子を含む試料をフローセル中に流し、フロー
セル中の粒子、例えば、細胞に特定の波長の光を照射す
ることによって、細胞から発せられる蛍光を測定して対
象とする細胞か否かを判定した後、対象とする細胞の白
色画像又は蛍光画像を撮像するように構成することによ
り、血液中の白血球細胞やビールなどの飲料に含まれる
微生物のように数の少ない粒子に対して、粒子を見落と
すことなく、効率よく撮像することができる粒子画像分
析装置を提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の粒子画像分析装置は、図１及び図３に
示すように、粒子成分を含むサンプルをフローセルにお
いてシースフロー（ｓｈｅａｔｈ ｆｌｏｗ）にして流
し、そのサンプル流に向けて光をパルス照射し、粒子を
透過した画像を撮像手段により撮像する粒子画像分析装
置において、サンプル流を形成させるフローセル２４
と、光を常時出射する粒子検出用の第１の光源１０と、
第１の光源１０から出射された光のうち、所定波長の蛍
光励起光を得る光学フィルタ１８と、上記蛍光励起光の
照射により粒子から発せられた蛍光を検出する光検出器
３８と、白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光
源１２と、上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子
静止画像を撮像する撮像手段３２と、光検出器３８から
の蛍光信号を検出し対象とする粒子か否かを判定し、対
象粒子と判定された場合には第２の光源１２を発光させ
るためのトリガ信号を出力する粒子通過判定回路４０
と、第２の光源１２から光が出射されたときには、第１
の光源１０からの光が照射されるサンプル流領域とほぼ
同じ領域を照射できるように配置されたダイクロイック
ミラー２０と、光がフローセル２４を透過する位置に配
置された、励起光を遮断する光学フィルタ２８と、光学
フィルタ２８を透過した光を二分し、光検出器３８方向
と撮像手段３２方向とに光を分けるハーフミラー３０
と、ハーフミラー３０と光検出器３８との間に配置され
て、光を透過又は遮断させ、第２の光源１２発光中に閉
めるように制御されるシャッタ３４と、シャッタ３４と
光検出器３８との間に配置された、サンプル流領域にお
ける撮像手段３２の撮像領域４４内で粒子の流れを横切
るように幅の狭い検知領域４２を形成させるためのスリ
ット３６と、を備えたことを特徴としている。なお、シ
ースフローとは、粒子を液流れの中央部に精度良く一列
に整列させて通過させるために、粒子の懸濁液の周囲を
層流のシース液で被覆した流れを言う。
【０００５】請求項２の粒子画像分析装置は、図４に示
すように、粒子検出用の受光系を画像撮像用の結像系か
ら分離しており、このことにより、請求項１（図１）に
おけるハーフミラー３０が不要な構成となっている。す
なわち、請求項２の装置は、粒子成分を含むサンプルを
フローセルにおいてシースフローにして流し、そのサン
プル流に向けて光をパルス照射し、粒子を透過した画像
を撮像手段により撮像する粒子画像分析装置において、
サンプル流を形成させるフローセル２４と、光を常時出
射する粒子検出用の第１の光源１０と、第１の光源１０
から出射された光のうち、所定波長の蛍光励起光を得る
光学フィルタ１８と、光の透過方向とは異なる方向に発
せられた、粒子からの蛍光を検出する光検出器３８と、
白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光源１２
と、上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子静止画
像を撮像する撮像手段３２と、光検出器３８からの蛍光
信号を検出し対象とする粒子か否かを判定し、対象粒子
と判定された場合には第２の光源１２を発光させるため
のトリガ信号を出力する粒子通過判定回路４０と、第２
の光源１２から光が出射されたときには、第１の光源１
０からの光が照射されるサンプル流領域とほぼ同じ領域
を照射できるように配置されたダイクロイックミラー２
０と、光がフローセル２４を透過する位置に配置された
光学フィルタ２８と、フローセル２４と光検出器３８と
の間に配置された、励起光のみを遮断する光学フィルタ
２９と、光学フィルタ２９と光検出器３８との間に配置
されて、光を透過又は遮断させ、第２の光源１２発光中
に閉めるように制御されるシャッタ３４と、シャッタ３
４と光検出器３８との間に配置された、サンプル流領域
における撮像手段３２の撮像領域４４内で粒子の流れを
横切るように幅の狭い検知領域４２を形成させるための
スリット３６と、を備え、粒子検出用の受光系を画像撮
像用の結像系から分離していることを特徴としている。
【０００６】請求項３の粒子画像分析装置は、図５に示
すように、粒子検出用の照射系を画像撮像用の照射系か
ら分離しており、このことにより、請求項１（図１）に
おける励起光遮断用の光学フィルタ２８が不要な構成と
なっている。すなわち、請求項３の装置は、粒子成分を
含むサンプルをフローセルにおいてシースフローにして
流し、そのサンプル流に向けて光をパルス照射し、粒子
を透過した画像を撮像手段により撮像する粒子画像分析
装置において、サンプル流を形成させるフローセル２４
と、光を常時出射する粒子検出用の第１の光源１０と、
第１の光源１０から出射された光のうち、所定波長の蛍
光励起光を得る光学フィルタ１８と、上記蛍光励起光の
照射により粒子から発せられた蛍光を検出する光検出器
３８と、白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光
源１２と、上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子
静止画像を撮像する撮像手段３２と、光検出器３８から
の蛍光信号を検出し対象とする粒子か否かを判定し、対
象粒子と判定された場合には第２の光源１２を発光させ
るためのトリガ信号を出力する粒子通過判定回路４０
と、蛍光励起光をフローセル２４の背面からサンプル流
に照射するように配置されたダイクロイックミラー２１
と、光学フィルタ２８を透過した光を二分し、光検出器
３８方向と撮像手段３２方向とに光を分けるハーフミラ
ー３０と、ハーフミラー３０と光検出器３８との間に配
置されて、光を透過又は遮断させ、第２の光源１２発光
中に閉めるように制御されるシャッタ３４と、シャッタ
３４と光検出器３８との間に配置された、サンプル流領
域における撮像手段３２の撮像領域４４内で粒子の流れ
を横切るように幅の狭い検知領域４２を形成させるため
のスリット３６と、を備え、粒子検出用の照射系を画像
撮像用の照射系から分離していることを特徴としてい
る。
【０００７】請求項４の粒子画像分析装置は、図６に示
すように、粒子検出用の照射系、受光系を、それぞれ粒
子画像撮像用の照射系、結像系から分離している。この
ことにより、ダイクロイックミラー、ハーフミラーが不
要な構成となっている。すなわち、請求項４の装置は、
粒子成分を含むサンプルをフローセルにおいてシースフ
ローにして流し、そのサンプル流に向けて光をパルス照
射し、粒子を透過した画像を撮像手段により撮像する粒
子画像分析装置において、サンプル流を形成させるフロ
ーセル２４と、光を常時出射する粒子検出用の第１の光
源１０と、第１の光源１０から出射された光のうち、所
定波長の蛍光励起光を得る光学フィルタ１８と、上記蛍
光励起光の照射により粒子から発せられた蛍光を検出す
る光検出器３８と、白色パルス光を出射する粒子撮像用
の第２の光源１２と、上記白色光に照射され、粒子を透
過した粒子静止画像を撮像する撮像手段３２と、光検出
器３８からの蛍光信号を検出し対象とする粒子か否かを
判定し、対象粒子と判定された場合には第２の光源１２
を発光させるためのトリガ信号を出力する粒子通過判定
回路４０と、フローセル２４と光検出器３８との間に配
置された、励起光を遮断する光学フィルタ２８と、光学
フィルタ２８と光検出器３８との間に配置されて、光を
透過又は遮断させ、第２の光源１２発光中に閉めるよう
に制御されるシャッタ３４と、シャッタ３４と光検出器
３８との間に配置された、サンプル流領域における撮像
手段３２の撮像領域４４内で粒子の流れを横切るように
幅の狭い検知領域４２を形成させるためのスリット３６
と、を備え、上記粒子検出系と粒子画像撮像系の２つの
系は互いに分離されており、２つの光軸はサンプル流部
分において交差していることを特徴としている。また、
請求項１〜４の装置において、シャッタ３４を光検出器
の前に設ける代わりに、ゲート機能付きの光検出器を用
いることもできる。
【０００８】
【作用】本発明の装置は、図３に示すように、サンプル
流領域において撮像手段３２の撮像領域４４内に粒子の
流れを横切るように幅の狭い粒子検知領域４２を形成し
ている。第１の光源１０からの励起光を常時サンプル流
に照射し、蛍光を発する対象粒子が検知領域４２を通過
すると光検出器３８によりその蛍光を検出し、画像撮像
用の第２の光源１２をパルス発光させる。上記粒子の検
知領域４２はスリット３６により、撮像手段３２の撮像
領域４４内を横切って細長く形成されている。第２の光
源１２が発光したときには、その撮像領域４４内に先程
検出された対象粒子が必ず存在することになり、その粒
子の静止画像を確実に撮像することができる。粒子が上
記検出領域４２を通過してもその粒子が蛍光を発しない
対象外の粒子である場合には、第２の光源１２は発光さ
れず、撮像は行われない。粒子撮像の際には、第２の光
源１２から大光量の光が光検出器３８にも入射すること
になるので、光検出器３８の保護のため撮像時には光検
出器３８前面に設けられたシャッタ３４を閉め、光が光
検出器３８にとどかないようにしている。
【０００９】 以下、図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載され
ている構成機器の寸法、材質、形状、その相対配置など
は、とくに特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を
それらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明
例にすぎない。図１は、本発明の粒子画像分析装置の一
実施例を示している。光源として、白色光像撮像用の第
２の光源１２（例えば、パルス発光タイプＸｅランプな
どのストロボ光源）と、細胞通過監視用の第１の光源１
０（例えば、Ｘｅランプ）が使用される。第１の光源１
０は常時光を出射している。コリメータレンズ１４、１
６は光源１０又は１２から発する光を平行光にすること
を目的としている。励起光選択フイルタ１８は、細胞の
通過を監視する光の波長を対象とする細胞及び蛍光染色
液に最も適した波長とするためのものであり、対象物に
よって光の選択波長を変える必要がある（例えば、試料
の染色剤がフルオレセインダイアセテートであれば４９
０ｎｍを透過するフィルタを使用する）。ダイクロイッ
クミラー２０は、監視用光源１０の光と白色光撮像用光
源１２の光をフローセル２４に向けて照射させるための
ものであり、監視用光源１０の波長の光を反射させ、白
色光像用光源１２の光を透過させる（図２参照）。
【００１０】細胞を含むサンプル流は、ガラス、プラス
チック等の透明体からなるフローセル２４へ導かれ、サ
ンプル流の周囲を被覆するようにシース液が供給されて
シースフローが形成される。監視光及び白色光は集光レ
ンズ２２で集光され、フローセル２４中を流れる細胞に
照射される。対象とする細胞から発せられる蛍光又は透
過光は顕微鏡の対物レンズ２６で集光される。対物レン
ズ２６で集光された光のうちの励起光波長の光は、励起
光カットフィルタ２８で除去され、蛍光波長と白色光像
を撮像する領域の波長とが後段の光検出部へ導かれる。
フィルタ２８を透過した光の一部はハーフミラー３０で
反射され、蛍光を検出する光検出器３８（例えば、光電
子増倍管）に導かれる。光検出器３８の前方にある電子
シャッタ３４は、白色光画像を撮像する際に発光される
ストロボ光が光検出器３８に入射すると、素子が破壊さ
れるので、ストロボ光源の発光時に光検出器３８への光
路を遮断するためのものである。この電子シャッタ３４
を使用する代わりに、光検出器としてゲート回路を内蔵
したもの（例えば、浜松ホトニクスＣ１３９２）を使用
し、電子シャッタの機能を代替させることもできる。
【００１１】光検出器３８前方のスリット３６は、図３
に示すように、フローセル部における蛍光検出領域を斜
線で示す検知領域４２に制限するものであり、その大き
さは、幅（図３において左右方向）が撮像手段（ビデオ
カメラ）３２の撮像領域（視野）４４の幅と一致してい
ることが望ましく、長さ（図３において上下方向）はフ
ローセル中で２０μm 程度に対応していることが望まし
い。４３は細胞である。そのため、例えば、対物レンズ
２６として１０倍のレンズを用いる場合は、０．２×
１．５mm、４０倍のレンズを使用する場合は、０．８×
６mmとすればよい。なぜなら、粒子の検出領域がビデオ
カメラの視野領域の幅より大きくなると、粒子を検出し
たにもかかわらず、細胞像が撮れない場合があるからで
ある。ストロボコントロール回路である粒子通過判定回
路４０には、細胞通過判定回路とストロボトリガ回路と
が含まれている。細胞通過判定回路において、光検出器
３８から出力される蛍光信号を検知し、通過した細胞が
対象とする細胞であるか否かが判定される。対象とする
細胞であると判断された場合には、ストロボトリガ回路
において、即座に（例えば、シース流速が１m ／s の場
合、１００μs以内に）ストロボ発光トリガ信号が出力
され、第２の光源（ストロボ光源）１２がストロボ光を
発し、撮像手段（ビデオカメラ）３２で細胞像をビデオ
カメラに得る。
【００１２】動作は以下のとおりである。細胞通過監視
光は励起光選択フィルタ１８で波長選択された後、ダイ
クロイックミラー２０、集光レンズ２２によってフロー
セル２４中の試料に常時照射されている。対象とする細
胞が存在しない場合、光検出器３８前方のスリット領域
に対応するフローセル中の検知領域４２を通過した励起
光は、対物レンズ２６後方の励起光カットフィルタ２８
でカットされるので、光検出器３８には入射しない。一
方、対象とする細胞が通過すると、細胞から発した蛍光
は対物レンズ２６で集光され、励起光カットフィルタ２
８を透過した後、ハーフミラー３０で反射され、光検出
器３８に入射する。光検出器３８からの信号は、粒子通
過判定回路４０で処理される。この回路では、入力信号
の強度がある値以上である場合、パルス幅がある値以上
の場合、又はその両方が満足された場合に、対象とする
細胞と判断し、第２の光源１２を発光させるトリガ信号
が出力され、第２の光源１２を発光させる。ストロボ光
はダイクロイックミラー２０、集光レンズ２２を通過し
てフローセル２４中の細胞に照射される。細胞を透過し
た光は対物レンズ２６、フィルタ２８を通過し、ハーフ
ミラー３０を透過して撮像手段３２に結像して細胞像を
得る。注意すべき点は、ストロボ発光時、対物レンズ２
６を通過した光の一部がハーフミラー３０を反射し、光
検出器３８側に向かうことになるが、この光が光検出器
３８に入射すると、光の強度が高いために、素子を破壊
してしまう。これを回避するために、光検出器３８の前
方に電子シャッタ３４を挿入し、ストロボ発光期間中に
シャッタを閉じることによって、光検出器３８に光が入
射しないようにしている。ここで電子シャッタ３４の代
わりに、ゲート機能付きの光電子増倍管を使用すること
もできる。また、細胞の静止画像を撮る場合、細胞像が
ブレないためには、ストロボ発光期間中の細胞移動量を
１μm 以下とする必要があり、ストロボ光の発光時間を
例えば、１μs とすると、シースフローの流速は１００
０mm／s 程度でなければならないことになる。
【００１３】ここで、シースフロー中の試料流の直径
を、例えば、１０μm とすると、単位時間当り０．０８
μl ／s の試料しか分析できない。そこで、サンプルを
扁平な流れにし、撮像手段（ビデオカメラ) の視野幅
（例えば、１５０μm ）全体に試料を流してやれば、単
位時間当りの分析量を１．１８μl ／s と増加させるこ
とができる。なお、サンプルを扁平流な流れにする技術
を、本出願人は既に特許出願している（特願平３−２１
００５３号、特願平３−２１００５４号参照）。試料と
して白血球細胞を対象とする場合、例えば、白血球５０
００個／μl の検体を１０倍に希釈すると、白血球５０
０個／μl の測定用試料となる。試料流の直径１０μm
のとき、偶数フィールド期間中（例えば、１／６０秒）
に撮像エリアを通過する試料体積は、π×（５×１
０-3）2×１６．７＝１．３×１０-3μl である。よっ
て、偶数フィールド期間中に撮像エリアを通過する細胞
の平均は、５００×１．３×１０-3＝０．６５個／フィ
ールドとなる。
【００１４】一般にシースフロー中を流れる粒子の分布
はポアッソンに従っており、任意の偶数フィールド期間
中に細胞が撮像される確率は、粒子の平均間隔を使っ
て、数式１で表され、実験ともよく一致している。な
お、ｔは粒子の間隔である。
【００１５】
【数１】
【００１６】具体的には、撮像エリアを通過する細胞の
平均が０．６５／フィールドのとき、細胞が撮像される
確率は、４８．０％となり、測定時間を４５秒とした場
合、６４８個の細胞像が得られる。試料流を１５０μm
×１０μm とした場合、同様にすると、細胞が撮像され
る確率は約１００％で約１３５０個の細胞像が得られ
る。また、微生物を測定する場合は、細胞数１００個／
mlと少ないため、試料を直接測定することはできない
が、試料を遠心器にかけるか、又はメンブランフィルタ
で捕捉した後に希釈し、約５０００倍に濃縮することに
より、白血球試料と同様の結果が得られる。
【００１７】つぎに、スリット３６によって蛍光検出領
域を制限する理由について説明する。シースフロー中を
流れる粒子がある一定の領域（例えば、スリットに対応
する領域）に何個存在するかという問題はポアッソンの
確率分布によって示され、粒子濃度が低い場合は、２個
以上存在する確率が低いが、濃度が高くなるにつれて増
加する。また、この確率は領域の面積が広がるにつれて
高くなる。そして、粒子がその領域内に２個以上存在す
る場合（これは同時通過と呼ばれる）、粒子から発せら
れた蛍光は同時に光検出器に入射するため、各粒子から
発せられた蛍光の総和が信号強度として検出され、対象
とする細胞以外のものを誤認する可能性がある。また、
２個以上の蛍光を発する粒子が、近接して通過した場
合、実際の信号より幅の広い信号が得られ、対象とする
細胞以外のものを誤認する可能性がある。この点からす
ると、長方形のスリットの短辺側は短かい方が望まし
い。しかしながら、短かくすればする程、粒子から発せ
られた蛍光のうち光検出器３８への入射量が少なくな
り、細胞検出が困難になる。このため、この両方を成立
させる必要がある。例えば、蛍光を発する粒子の濃度が
５０００個／μl 、フローセル内でのスリットに対応す
る領域が２０μm ×１５０μm の場合、ポアッソンの確
率分布からスリット領域に２個以上の粒子が存在する確
率は約１％程度であり、これ以下の濃度であれば同時通
過する可能性はほとんどない。また、スリットに対応す
る領域を５０μm ×１５０μm とした場合でも、２個以
上の粒子が同時に存在する確率は約５％と低いため、２
０μm ×１５０μm のスリットを使えば、近接通過もほ
とんどないことがわかる。以上のことから、スリットの
大きさを２０μm ×１５０μm 程度にすれば、光検出器
に入射する蛍光は、１個の粒子から得られたものだと考
えることができ、監視領域を通過する対象とする粒子の
全てを検知することができる。
【００１８】 図４は、本発明の粒子画像分析装置の他
の実施例を示している。本実施例は、図１に示す実施例
において、「細胞検知用の受光系と、細胞撮像用受光系
を同一の光軸上に配置した場合に、その系内にハーフミ
ラー３０を入れる必要があり、細胞検出器とビデオカメ
ラに入射する光量が低下する」という欠点を避けるため
に、細胞検知用光学系すなわち、対物レンズ２７、光学
フィルタ（励起光カットフィルタ）２９、シャッタ３
４、スリット３６及び光検出器３８を、画像撮像系から
完全に分離させたものである。本実施例では、実施例１
（図１）と異なり、スリット３６として、例えばφ１５
０μｍの円形開口のピンホールを使用することができ
る。
【００１９】 図５は、本発明の粒子画像分析装置の他
の実施例を示している。本実施例では、図１に示す実施
例の細胞監視光照射用の系を受光側に配し、いわゆる落
射型にしたものである。この場合、図１に示す実施例に
おける励起光カットフィルタ２８が不要になり構成が簡
単になる。図５に示す実施例においては、ダイクロイッ
クミラー２１の特性を、図２に示す特性とすることによ
って、第１の光源（監視用光源）１０からの光がフロー
セル２４又は細胞自体から反射されてきても、ダイクロ
イックミラー２１で反射されるため、撮像手段（ビデオ
カメラ）３２の方へは入射しない。つまり、励起光カッ
トフィルタとして働く。監視用光源１０からの光は、フ
ローセル２４を透過してしまい、撮像手段３２側に反射
する量が少ないため、撮像手段３２側にカットフィルタ
を入れなくてよくなるのである。すなわち、図５の構成
によると、監視用光源１０からの光はフローセル２４を
透過するため、撮像手段３２側には入射しない。さら
に、フローセル２４等で反射した光に対しては、ダイク
ロイックミラー２１がカットフイルタとして働くため、
撮像手段３２側へ入射する光はほとんどなくなる。その
結果、カットフィルタが不要になる。
【００２０】 図６は、本発明の粒子画像分析装置のさ
らに他の実施例を示している。本実施例では、監視用光
源１０から発せられる励起光が、撮像手段（ビデオカメ
ラ）３２に入射しないように構成されている。このた
め、つぎのような利点がある。 （１） 白色光像撮像系に、図１に示す実施例における
ような光学フィルタ（励起光カットフィルタ）２８を入
れる必要がない。 （２） 励起波長が白色光源波長内の光であっても、白
色光像に影響を与えない。この結果、励起光波長選択の
自由度が向上する。 （３） サンプル扁平流に対して側面からの検出となる
ため、スリット３６は先に述べた図１に示す実施例と異
なり、矩形スリットとする必要がなく、直径１５０μｍ
程度のピンホールを使用してもよい。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、上記のように構成されている
ので、つぎのような効果を奏する。 （１） 簡単な構成で、粒子のうち対象とする粒子のみ
を効率よく撮像することができる。とくに、対象とする
粒子の濃度が薄いサンプルや、多数の粒子の中に小数の
蛍光を発する粒子（対象とする粒子）が混在している場
合に、対象とする粒子の像を選択的に撮像することがで
きる。 （２） フローイメージングの手法を採ることによっ
て、従来の顕微鏡測定では不可能であった高い処理能力
が得られる。 （３） 蛍光画像用システムにおいて落射型の配置と
し、フローセル透過後にダイクロイックミラーを配する
場合は、励起光が細胞全体にまんべんなく照射できる。
片側からの照射時の約２倍の励起光強度が得られる。 （４） 粒子通過監視系の信号処理によって、対象とす
る粒子の計数が可能である。 （５） 光学フィルタを交換することにより、励起光波
長を所望の値に設定することができるので汎用的であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粒子画像分析装置の一実施例を示す構
成説明図である。
【図２】図１におけるダイクロイックミラーの特性図の
一例である。
【図３】図１に示すフローセル部における撮像エリアと
スリットとの関係の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の装置の他の実施例を示す構成説明図で
ある。
【図５】本発明の装置の他の実施例を示す構成説明図で
ある。
【図６】本発明の装置のさらに他の実施例を示す構成説
明図である。
【符号の説明】
１０ 第１の光源（監視用光源） １２ 第２の光源（ストロボ光源） １８ 光学フィルタ（励起光選択フィルタ） ２０ ダイクロイックミラー ２１ ダイクロイックミラー ２４ フローセル ２８ 光学フィルタ（励起光カットフィルタ） ２９ 光学フィルタ（励起光カットフィルタ） ３０ ハーフミラー ３２ 撮像手段（ビデオカメラ） ３４ シャッタ ３６ スリット ３８ 光検出器（光電子増倍管） ４０ 粒子通過判定回路 ４２ 検知領域 ４４ 撮像領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 15/14

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 粒子成分を含むサンプルをフローセルに
    おいてシースフローにして流し、そのサンプル流に向け
    て光をパルス照射し、粒子を透過した画像を撮像手段に
    より撮像する粒子画像分析装置において、 サンプル流を形成させるフローセル（２４）と、 光を常時出射する粒子検出用の第１の光源（１０）と、 第１の光源（１０）から出射された光のうち、所定波長
    の蛍光励起光を得る光学フィルタ（１８）と、 上記蛍光励起光の照射により粒子から発せられた蛍光を
    検出する光検出器（３８）と、 白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光源（１
    ２）と、 上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子静止画像を
    撮像する撮像手段（３２）と、 光検出器（３８）からの蛍光信号を検出し対象とする粒
    子か否かを判定し、対象粒子と判定された場合には第２
    の光源（１２）を発光させるためのトリガ信号を出力す
    る粒子通過判定回路（４０）と、 第２の光源（１２）から光が出射されたときには、第１
    の光源（１０）からの光が照射されるサンプル流領域と
    ほぼ同じ領域を照射できるように配置されたダイクロイ
    ックミラー（２０）と、 光がフローセル（２４）を透過する位置に配置された、
    励起光を遮断する光学フィルタ（２８）と、 光学フィルタ（２８）を透過した光を二分し、光検出器
    （３８）方向と撮像手段（３２）方向とに光を分けるハ
    ーフミラー（３０）と、 ハーフミラー（３０）と光検出器（３８）との間に配置
    されて、光を透過又は遮断させ、第２の光源（１２）発
    光中に閉めるように制御されるシャッタ（３４）と、 シャッタ（３４）と光検出器（３８）との間に配置され
    た、サンプル流領域における撮像手段（３２）の撮像領
    域（４４）内で粒子の流れを横切るように幅の狭い検知
    領域（４２）を形成させるためのスリット（３６）と、
    を備えたことを特徴とする粒子画像分析装置。
  2. 【請求項２】 粒子成分を含むサンプルをフローセルに
    おいてシースフローにして流し、そのサンプル流に向け
    て光をパルス照射し、粒子を透過した画像を撮像手段に
    より撮像する粒子画像分析装置において、 サンプル流を形成させるフローセル（２４）と、 光を常時出射する粒子検出用の第１の光源（１０）と、 第１の光源（１０）から出射された光のうち、所定波長
    の蛍光励起光を得る光学フィルタ（１８）と、 光の透過方向とは異なる方向に発せられた、粒子からの
    蛍光を検出する光検出器（３８）と、 白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光源（１
    ２）と、 上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子静止画像を
    撮像する撮像手段（３２）と、 光検出器（３８）からの蛍光信号を検出し対象とする粒
    子か否かを判定し、対象粒子と判定された場合には第２
    の光源（１２）を発光させるためのトリガ信号を出力す
    る粒子通過判定回路（４０）と、 第２の光源（１２）から光が出射されたときには、第１
    の光源（１０）からの光が照射されるサンプル流領域と
    ほぼ同じ領域を照射できるように配置されたダイクロイ
    ックミラー（２０）と、 光がフローセル（２４）を透過する位置に配置された光
    学フィルタ（２８）と、 フローセル（２４）と光検出器（３８）との間に配置さ
    れた、励起光のみを遮断する光学フィルタ（２９）と、 光学フィルタ（２９）と光検出器（３８）との間に配置
    されて、光を透過又は遮断させ、第２の光源（１２）発
    光中に閉めるように制御されるシャッタ（３４）と、 シャッタ（３４）と光検出器（３８）との間に配置され
    た、サンプル流領域における撮像手段（３２）の撮像領
    域（４４）内で粒子の流れを横切るように幅の狭い検知
    領域（４２）を形成させるためのスリット（３６）と、 を備え、 粒子検出用の受光系を画像撮像用の結像系から分離して
    いることを特徴とする粒子画像分析装置。
  3. 【請求項３】 粒子成分を含むサンプルをフローセルに
    おいてシースフローにして流し、そのサンプル流に向け
    て光をパルス照射し、粒子を透過した画像を撮像手段に
    より撮像する粒子画像分析装置において、 サンプル流を形成させるフローセル（２４）と、 光を常時出射する粒子検出用の第１の光源（１０）と、 第１の光源（１０）から出射された光のうち、所定波長
    の蛍光励起光を得る光学フィルタ（１８）と、 上記蛍光励起光の照射により粒子から発せられた蛍光を
    検出する光検出器（３８）と、 白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光源（１
    ２）と、 上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子静止画像を
    撮像する撮像手段（３２）と、 光検出器（３８）からの蛍光信号を検出し対象とする粒
    子か否かを判定し、対象粒子と判定された場合には第２
    の光源（１２）を発光させるためのトリガ信号を出力す
    る粒子通過判定回路（４０）と、 蛍光励起光をフローセル（２４）の背面からサンプル流
    に照射するように配置されたダイクロイックミラー（２
    １）と、 光学フィルタ（２８）を透過した光を二分し、光検出器
    （３８）方向と撮像手段（３２）方向とに光を分けるハ
    ーフミラー（３０）と、 ハーフミラー（３０）と光検出器（３８）との間に配置
    されて、光を透過又は遮断させ、第２の光源（１２）発
    光中に閉めるように制御されるシャッタ（３４）と、 シャッタ（３４）と光検出器（３８）との間に配置され
    た、サンプル流領域における撮像手段（３２）の撮像領
    域（４４）内で粒子の流れを横切るように幅の狭い検知
    領域（４２）を形成させるためのスリット（３６）と、
    を備え、 粒子検出用の照射系を画像撮像用の照射系から分離して
    いることを特徴とする粒子画像分析装置。
  4. 【請求項４】 粒子成分を含むサンプルをフローセルに
    おいてシースフローにして流し、そのサンプル流に向け
    て光をパルス照射し、粒子を透過した画像を撮像手段に
    より撮像する粒子画像分析装置において、 サンプル流を形成させるフローセル（２４）と、 光を常時出射する粒子検出用の第１の光源（１０）と、 第１の光源（１０）から出射された光のうち、所定波長
    の蛍光励起光を得る光学フィルタ（１８）と、 上記蛍光励起光の照射により粒子から発せられた蛍光を
    検出する光検出器（３８）と、 白色パルス光を出射する粒子撮像用の第２の光源（１
    ２）と、 上記白色光に照射され、粒子を透過した粒子静止画像を
    撮像する撮像手段（３２）と、 光検出器（３８）からの蛍光信号を検出し対象とする粒
    子か否かを判定し、対象粒子と判定された場合には第２
    の光源（１２）を発光させるためのトリガ信号を出力す
    る粒子通過判定回路（４０）と、 フローセル（２４）と光検出器（３８）との間に配置さ
    れた、励起光を遮断する光学フィルタ（２８）と、 光学フィルタ（２８）と光検出器（３８）との間に配置
    されて、光を透過又は遮断させ、第２の光源（１２）発
    光中に閉めるように制御されるシャッタ（３４）と、 シャッタ（３４）と光検出器（３８）との間に配置され
    た、サンプル流領域における撮像手段（３２）の撮像領
    域（４４）内で粒子の流れを横切るように幅の狭い検知
    領域（４２）を形成させるためのスリット（３６）と、
    を備え、 上記粒子検出系と粒子画像撮像系の２つの系は互いに分
    離されており、２つの光軸はサンプル流部分において交
    差していることを特徴とする粒子画像分析装置。
  5. 【請求項５】 シャッタ（３４）を光検出器の前に設け
    る代わりに、ゲート機能付きの光検出器を用いることを
    特徴とする請求項１、２、３又は４記載の粒子画像分析
    装置。
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