JP3158929B2

JP3158929B2 - 粒子分析装置

Info

Publication number: JP3158929B2
Application number: JP01128695A
Authority: JP
Inventors: 功夫山崎; 浩一都築; 亮三宅; 英規浅井; 秀之堀内; 正明栗村; 康明小島; 塙　　雅明
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 2001-04-23
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: JPH08201267A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体中に懸濁する粒子の
画像を撮像し、粒子を分析する装置に係り、例えば、血
液や尿中の粒子を分析するに適した粒子分析装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】粒子を形態的に検査するには、粒子を液
体中に懸濁させたままフローセルに流して、光学的に分
析するものがある。例えば、特開平５−２９６９１５号
公報には、液体試料を平坦なシースフローを形成してフ
ローセルに流し、粒子の通過を検出してパルス光源を発
光させ、顕微鏡システムを通してＣＣＤカメラで粒子の
静止画像を撮像して画像分析する粒子分析装置が示され
ている。

【０００３】また、少量の液体試料にて効率良く検査が
行えるものとして、液体試料を吸引しフローセルユニッ
トに吐出するサンプリングノズルと、そのサンプリング
ノズルをフローセルユニットに移動させる機構つまりサ
ンプリング機構を設けた特開平６−１９４３００号公報
に記載のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】粒子分析装置では、サ
ンプル液の流れる範囲を顕微鏡システムの焦点深度の厚
さ内に制御する必要がある。しかし、サンプル液やシー
ス液の流量を上げる、つまり単位時間あたりに流れる体
積を増加させると、サンプル液やシース液を供給するア
クチュエータの振動が大きくなる。振動は直接的に圧力
変動を生ずるだけでない。振動によりサンプル液の流れ
るサンプルチューブやシース液の流れるシースチューブ
が共振し、チューブ内に間接的にも圧力変動が生じる。
これらの圧力変動によって液の流れが乱れ、サンプル流
が焦点深度をはみ出して鮮明な画像が得られなくなって
しまう。

【０００５】また、前記特開平６−１９４３００号公報
にあるようなサンプリング機構を分析中に稼働させる
と、アクチュエータの場合と同様にチューブ内に圧力変
動が生じて液の流れが乱れ、サンプル流が焦点深度をは
み出して鮮明な画像が得られなくなってしまう。

【０００６】上記の従来の装置はこの問題点及びその解
決策については配慮されていなく、流量を上げる、また
は、分析中にサンプリング機構を稼働させるということ
ができないという欠点があった。

【０００７】本発明の第１の目的は、サンプル液やシー
ス液の流量を上げても鮮明な画像を得ることが可能な粒
子分析装置を提供することにある。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、分析中にサ
ンプリング機構を稼働させても鮮明な画像を得ることが
可能な粒子分析装置を提供することにある。

【０００９】また、本発明の第３の目的は、サンプルチ
ューブ内とシースチューブ内との流れの変動を防ぐこと
で鮮明な画像を得ることが可能な粒子分析装置を提供す
ることにある。

【００１０】また、本発明の第４の目的は、サンプル液
とシース液との流量を上げること或いは分析中にサンプ
リング機構を稼働させても分析をすることが可能な粒子
分析装置を提供することにある。

【００１１】また、本発明の第５の目的は、撮像開始ま
での時間を短縮できる粒子分析装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、被検粒子を含むサンプル液と清浄なシース液とでシ
ースフローを成すフローセルと、フローセルにサンプル
液を供給するサンプル液供給機構と、フローセルにシー
ス液を供給するシース液供給機構と、被検粒子の画像を
繰り返し撮像する撮像機構と、画像を解析して結果を出
力するデータ解析機構とを備える粒子分析装置におい
て、以下のような手段を用いる。

【００１３】第１と第２の目的に対しては、サンプル液
供給機構からフローセルまでの径路及びシース液供給機
構からフローセルまでの径路に径路を構成するチューブ
を固定する固定装置を設け、チューブの共振周波数が撮
像機構の繰り返し周波数よりも高く設定する。◆そして
好ましくは、撮像機構の繰り返し周波数を３０Ｈｚに設
定する。◆また好ましくは、固定装置として、チューブ
を固定する固定具、或いは径路の一部を構成する固定パ
イプ或いはチューブに張力を持たせる様に固定する固定
手段の内の少なくとも１つを用いる。◆或いは、サンプ
ル液供給機構からフローセルまでの径路及びシース液供
給機構からフローセルまでの径路に径路を構成するチュ
ーブを固定する固定具を設け、固定具の間隔を最大部分
で５乃至２７ｃｍの範囲に設定する。

【００１４】第３と第４の目的に対しては、サンプル液
供給機構からフローセルまでの径路の途中に圧力変動吸
収部を設ける。◆そして好ましくは、圧力変動吸収部が
径路内の気泡であって、気泡の量が５乃至３２マイクロ
リットルの範囲に設定する。◆また、シース液供給機構
からフローセルまでの径路の途中に圧力変動吸収部を設
ける。◆そして好ましくは、圧力変動吸収部は径路より
も細い細管、或いは空気室を持つ管、或いはべローズの
内の少なくとも１つをダンピング部材として設ける。◆
そして好ましくは、ダンピング部材が径路より細い細管
であって、その細管の長さが４０乃至１６０ｃｍの範囲
に設定する。

【００１５】第５の目的に対しては、サンプル液供給機
構からフローセルまでの径路及びシース液供給機構から
フローセルまでの径路の間に、それぞれ圧力変動吸収部
を設けて両径路の遅れ時間をおおむね一致させる。

【００１６】以上の手段により、上記のそれぞれの目的
を達成することができる。

【００１７】更に上記の手段を組み合わせることで更に
画像が鮮明な粒子分析装置、或いは画像が鮮明でかつ撮
像開始までの時間が短縮できる粒子分析装置を提供する
ことができる。

【００１８】尚、本発明において圧力変動吸収部とは、
気泡、径路よりも細い細管、空気室を持つ管或いはべロ
ーズの様なダンピング部材等圧力の変動を吸収すること
が可能な装置の総称である。また、本発明において遅れ
時間とは、分析開始時に液の供給機構から一定流量で送
液を開始してから、フローセル直前においての流れが定
常な状態、つまり流量が一定になる状態を言う。

【００１９】

【作用】被検粒子を含むサンプル液はサンプリング機構
により採取された後、挿入機構によりサンプルチューブ
内に挿入される。サンプル液の挿入されたサンプルチュ
ーブは、フローセルのサンプルノズルに接続される。サ
ンプルチューブの他端に接続しているサンプル駆動液供
給機構から一定の高い流量で駆動液が供給されると、サ
ンプル液は駆動液に押し出されて一定の高い流量でフロ
ーセル内に吐出される。またシースチューブを通じてフ
ローセルにシース液供給機構から一定でサンプル液より
も更に高い流量で清浄液を供給される。

【００２０】このとき流量を上げると、サンプル液とシ
ース液の供給機構のアクチュエータの振動が大きくな
る。またサンプリング機構を稼働させることによっても
振動が発生する。その振動がサンプルチューブ及びシー
スチューブに伝わることにより両チューブ内に圧力変動
が生ずる。またその振動がサンプルチューブ及びシース
チューブを共振させる。このときの共振周波数が低いと
両チューブ内に大きな圧力変動が生ずる。これら圧力変
動が生じるとチューブ内の流れに変動が生じてしまう。

【００２１】しかし、夫々のチューブを固定する固定装
置により振動を防ぎ共振周波数を撮像の繰り返し周波数
よりも高くしてチューブの共振を避けることにより圧力
変動を小さなものにすることができる。圧力変動が小さ
くなることで流れの変動が小さくなり、サンプル液に含
まれる被検粒子は顕微鏡システムの焦点深度の厚さをは
み出すことなく流れ、鮮明な画像を得ることができる。

【００２２】また、サンプルチューブの途中に設けられ
ている気泡などの圧力変動吸収部により振動から直接生
じた圧力変動等を吸収し、フローセルには圧力変動によ
る流れの変動がほとんどないサンプル液を供給すること
で、流れに乱れの小さい或いは無い状態となり、より鮮
明な画像を得ることができる。

【００２３】また、シースチューブの途中に設けられて
いるダンピング部材などの圧力変動吸収部により振動か
ら直接生じた圧力変動等を吸収し、フローセルには圧力
変動による流れの変動がほとんどないシース液を供給す
ることで、流れに乱れの小さい或いは無い状態となり、
より鮮明な画像を得ることができる。

【００２４】よって、サンプル液及びシース液の流量を
上げる或いは分析中にサンプリング機構を稼働させるこ
とが可能になる。

【００２５】また、圧力変動吸収部によりサンプル液及
びシース液の両径路の遅れ時間をおおむね一致させるこ
とにより、分析開始までの時間を短縮することができ
る。

【００２６】従って、両液の流量を上げても安定したシ
ースフローが形成できる。このときシース液がサンプル
液より高い流量であるため、サンプル液はシース液に挟
まれて撮像系の焦点深度内の領域を流れる。このサンプ
ル液を繰り返し撮像することで焦点のあった鮮明な粒子
の画像が多数得られる。この画像をデータ解析機構で解
析し、粒子の種類と濃度の情報に変換して結果を出力す
る。

【００２７】先に述べた様に固定装置によりサンプリン
グ機構を撮像中に作動させても流れが変動しないので、
撮像中に次の試料を準備することができる。また、同じ
く固定装置により流量を上げても測定に悪影響を与える
ほどの変動が生じないので、流量を上げることができ
る。また、サンプルチューブに設けた圧力変動吸収部と
シースチューブに設けた圧力変動吸収部により、チュー
ブ内の圧力変動がほとんど生じなくなるので、画像がよ
り鮮明になる。更に、遅れ時間をおおむね一致させるこ
とにより撮像開始までの時間を短縮できるので、試料の
測定を効率良く行うことができる。

【００２８】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例の構成を示す図
である。◆分析装置３１の内部にはフローセル１１、サ
ンプルシリンジ１４、シースシリンジ１５、タンク１
８、上下回転機構２０、撮像器３０、洗浄器２４、サン
プリング機構２２が設置されている。上下回転機構２０
の先端にはピペッタ２１が取り付けられており、上下回
転機構２０の回転により反応容器２５、洗浄器２４、フ
ローセル１１の位置に移動する。可撓性のサンプルチュ
ーブ４０は、サンプルシリンジ１４から電磁弁３５を通
り、ピペッタ２１までを結んでいる。同様に可撓性のシ
ースチューブ４１は、シースシリンジ１５から三方電磁
弁３６を通り、フローセル１１の流路１２までを結んで
いる。

【００２９】サンプルシリンジ１４及びシースシリンジ
１５には夫々アクチュエータ１６、１７が取り付けられ
ていて、サンプル液供給機構とシース液供給機構を成し
ている。サンプリング機構２２の先端にはピペッタ２３
が取り付けられており、その回転半径上に検体容器２６
を置くスペースと反応容器２５が設置されている。

【００３０】タンク１８は加圧機能を持ち、サンプルシ
リンジ１４には電磁弁３４を通してチューブで接続さ
れ、シースシリンジ１５にはダンピング部材４２とシー
スシリンジ１５間のシースチューブ４１上に設けられた
三方電磁弁３６を通して同様にチューブで接続されてい
る。

【００３１】本実施例では、内径が１．５ｍｍのチュー
ブをサンプルチューブ４０及びシースチューブ４１とし
て使用している。サンプルチューブ４０及びシースチュ
ーブ４１は最も長い部分で１０ｃｍの間隔で固定具６０
により分析装置３１の筐体、例えばシャーシ、に固定さ
れている。固定具６０は、両チューブをシャーシ等にし
っかりと固定できるものであれば、材質、形状は特に問
わない。また、シースチューブ４１の途中にはダンピン
グ部材４２が挿入されている。本実施例のダンピング部
材４２は内径１．０ｍｍで長さ１００ｃｍの細管を使用
している。固定具６０の間隔と、細管の長さの定め方は
後述する。

【００３２】次に、検査の仕方について説明する。分析
すべき検体５４は検体容器２６に入れられて装置に置か
れる。アクチュエータ（図示せず）を備えたサンプリン
グ機構２２は回転してピペッタ２３を検体容器２６上に
移動した後、下降して、ピペッタ２３の先端を検体５４
の中に挿入し、回転して検体５４を攪袢した後、検体５
４を吸引する。サンプリング機構２２が再び上昇、回転
して反応容器２５上でピペッタ２３から検体５４を反応
容器２５に吐出する。その後ピペッタ２３の先端は、洗
浄機構（図示せず）により内部及び外部を洗浄され次の
サンプリングに備える。反応容器２５には染色液供給機
構（図示せず）から染色液が供給され、検体５４と反応
してサンプル液５０となる。

【００３３】サンプルシリンジ１４からピペッタ２１ま
で可撓性のサンプルチューブ４０で接続されているた
め、ピペッタ２１は上下回転機構２０の動作で動くこと
ができる。上下回転機構２０は上昇、回転、下降して、
ピペッタ２１をまず洗浄器２４に挿入する。洗浄器２４
内部には清浄な液が流れており、ピペッタ２１の外面を
洗浄する。そして、電磁弁３４及び電磁弁３５を開き、
タンク１８から加圧された清浄液をサンプルチューブ４
０を通して、ピペッタ２１から洗浄器２４に吐出するこ
とでピペッタ２１の内面を洗浄する。

【００３４】その後、ピペッタ２１を上昇させ、微量の
空気を吸引後、反応容器２５に移動して、検体５４と染
色液が反応したサンプル液５０を吸引する。この時に吸
引する空気の量、つまり気泡５２の量も後述する。ピペ
ッタ２１での空気やサンプル液５０の吸引は、電磁弁３
４を閉じ、電磁弁３５が開いた状態でアクチュエータ１
６を作動させることで行われる。これで、ピペッタ２１
内部には気泡５２を挟んでサンプル液５０と駆動液５３
が満たされた状態となる。この駆動液５３は前述の清浄
液がその役割を果たす。

【００３５】ピペッタ２１がサンプル液５０を吸引後、
反応容器２５は不要となった液を排出し洗浄装置（図示
せず）により内部を洗浄して、次の検体に備える。◆次
にピペッタ２１は回転してフローセル１１上で下降し、
先端をノズル１３に密着して接続する。測定の間、サン
プルシリンジ１４から一定流量で駆動液５３を供給する
ことで、気泡５２を介してサンプル液５０がピペッタ２
１から押し出され、ノズル１３から流路１２内に吐出さ
れる。この様な方式だとサンプル液５０は測定する量さ
えあれば良いので、その必要量が少なくてすむ。またピ
ペッタ２１の内部のサンプル液５０に接触する部分が少
ないために、洗浄が短い時間で効果的に行える。

【００３６】また、三方電磁弁３６をタンク１８とシー
スシリンジ１５を連通状態にしてアクチュエータ１７を
作動し、清浄液をシースシリンジ１５内に吸引した後、
三方電磁弁３６を切り替えてシースシリンジ１５とシー
スチューブ４１を連通状態にしてアクチュエータ１７を
逆方向に一定速度で作動させることにより、清浄液がシ
ースシリンジ１５からシースチューブ４１を通りシース
液５１としてフローセル１１の流路１２に供給される。

【００３７】フローセル１１は１方向に断面積が縮小す
る形状を有しており、縮小部下流の平行流路部つまり測
定領域ではシース液５１に包まれたサンプル液５０が薄
い流れを形成し、一定速度で流れる。本実施例において
は、サンプル液５０とシース液５１の流量を変えること
でフローセル１１内の測定領域において流速を高速と低
速に切り替えることができ、高速は１ｍ／ｓ、低速は
０．２ｍ／ｓである。

【００３８】本実施例において、流量とはチューブ内を
単位時間内に流れるサンプル液或いはシース液の体積の
ことであり、流速とはフローセル１１内で両液が成すシ
ースフローの流れの速さのことである。

【００３９】撮像器３０は粒子検出機能を有しており、
粒子通過に同期してパルス光源を発光させて粒子の静止
画像を撮像する。最大で１秒間に３０回撮像する。◆撮
像された画像は、データ解析機構（図示せず）で解析
し、粒子の種類と濃度の情報に変換して結果を出力す
る。

【００４０】本実施例においてはサンプルチューブ４０
及びシースチューブ４１が固定具６０により短い間隔で
固定されることにより、両チューブの共振周波数を撮像
の周波数よりも高くして撮像に悪影響が出ないようにし
ている。

【００４１】また、気泡５２やダンピング部材４２によ
り振動から直接生じる圧力変動を吸収し、流れの変動が
生じないようにしている。また、固定具６０を備えた分
析装置においてはチューブの共振から間接的に生じる高
周波の圧力変動を吸収し、流れの変動が生じないように
している。

【００４２】これら固定具６０、気泡５２、ダンピング
部材４２により、フローセル１１を流れるサンプル流は
乱れないようになる。

【００４３】固定具６０の間隔、気泡５２の量、ダンピ
ング部材４２の長さは以下のようにして定められる。

【００４４】まず、固定具６０の間隔は次のようにして
定められる。◆各チューブの共振周波数は、固定具６０
と固定具６０の間の部分の長さが短いほど高くなる。本
実施例で用いたチューブを使用して、固定具６０の間隔
を変化させて共振周波数を調べた結果が図２である。図
２に示されるように２７ｃｍ程度の間隔で固定すれば、
チューブの共振周波数は、撮像のくり返し周波数である
３０Ｈｚ程度となる。尚この間隔は、短いほど共振周波
数は高くなるので好都合となるが、上下回転機構２０の
様に動く部分の付近においては５ｃｍ以下の間隔で固定
することは構造上困難になる。それ故に、固定具６０同
士の最大の間隔は５〜２７ｃｍ程度にすると撮像に悪影
響を及ぼさなく適当であるという結果を得た。この結果
に基づいて、本実施例においては最大の間隔を前述の通
り１０ｃｍとしてある。この場合共振周波数は撮像のく
り返し周波数３０Ｈｚよりも十分に高くなる。

【００４５】次に、ピペッタ２１の中で、サンプル液５
０と駆動液５３の間に存在する気泡５２の量は次のよう
にして定められる。◆図３は気泡５２の量を変化させた
ときの、流れの変動を示した図である。◆前述のように
配管内に気泡５２がある場合、気泡５２の量と流路の抵
抗係数に依存して圧力変動を吸収する効果がある。気泡
５２は圧力変動を吸収することで流れの変動を防いでい
る。

【００４６】チューブは同一のものを使用しているの
で、流路の抵抗係数は一定である。測定の際、この流れ
の変動を１５％以下に抑えれば更に撮像に適した流れと
なる。図３に示されるとおり、フローセル１１内の測定
領域における流速が、高速でも低速でも気泡５２の量を
５マイクロリットル以上にすると変動が１５％以下にな
り、その条件を満たすことができる。

【００４７】図４は気泡５２の量を変化させたときの、
遅れ時間を示した図である。◆この遅れ時間とは、分析
開始時にサンプルシリンジ１４から一定流量で送液を開
始してから、ノズル１３でのサンプル液５０の流れが定
常状態、つまり流量が一定になる状態、になるまでの時
間を言う。

【００４８】図４に示されるように、気泡５２の量が多
くなると今度は遅れ時間がかかるようになる。この遅れ
時間は、フローセル１１内の測定領域における流速と関
係無く、気泡５２の量のみに比例する。この時間を１秒
以下にするには、３２マイクロリットル程度以下にする
必要がある。

【００４９】以上の結果より、気泡５２の量を５〜３２
マイクロリットル程度の範囲にした場合、サンプルチュ
ーブ４０から伝わってくる圧力変動を十分吸収し、しか
も流れが一定になる時間は十分に短いという結果を得
た。この結果に基づいて、本実施例においては、流速に
かかわらず２０マイクロリットル程度を吸引するように
してある。

【００５０】最後に、ダンピング部材４２の長さは次の
ように定められる。◆図５は、ダンピング部材４２の長
さを変化させたときの変動の値を示した図である。ダン
ピング部材４２はシースチューブ４１の途中にあり、内
径１．０ｍｍの細管を延長したものである。このような
細管は前述のように、圧力変動を吸収する作用がある。
ダンピング部材４２は、圧力変動を吸収することにより
先程の気泡５２同様流れの変動を防いでいる。図５に示
されるように、フローセル１１内の測定領域における流
速が低速でもダンピング部材４２を４０ｃｍ程度以上に
すると流れの変動が１５％以下になり、撮像により適し
た流れとなる。高速の場合は、２０ｃｍ程度以上で良
い。

【００５１】しかし、前述の気泡５２同様にダンピング
部材４２が長くなると、図６に示される様に遅れ時間が
かかる様になる。◆この遅れ時間とは、分析開始時にシ
ースシリンジ１４から一定流量で送液を開始してから、
フローセル１１に導びかれる直前のシース液５１の流れ
が定常状態になるまでの時間を言う。◆この遅れ時間は
気泡５２と同様フローセル１１内の測定領域における流
速に関係無く、ダンピング部材４２の長さのみに比例す
る。

【００５２】気泡５２の場合と同様に、この時間を１秒
以下にするには１６０ｃｍ程度以下にする必要がある。
以上の結果より、ダンピング部材４２の長さは４０〜１
６０ｃｍ程度にした場合、シースチューブ４１から伝わ
ってくる圧力変動を吸収し、しかも流れが一定になる時
間は十分に短いという結果を得た。この結果に基づい
て、本実施例においては前述のとおり１００ｃｍとして
ある。

【００５３】これらの固定具６０と気泡５２、ダンピン
グ部材４２により、以下のような効果を得ることができ
る。

【００５４】サンプリング機構２２やアクチュエータ１
６、１７が動作して発生する振動は撮像のくり返し周波
数と同程度かそれ以下の成分が大きいが、固定具６０の
効果によりサンプルチューブ４０とシースチューブ４１
の共振は撮像の繰り返し周波数よりも低い周波数では起
こらず、大きな振幅にならない。そのためにチューブ内
の圧力変動の容積変化は小さく、サンプル液５０とシー
ス液５１に流れの変動を生ぜず、フローセル１１内で安
定した一定のシースフローが形成され、粒子の鮮明な画
像が撮像できる。

【００５５】また、多少の振動を発生するものを用いて
も、粒子の鮮明な画像が得られるので、正確に一定の量
のサンプル液５０を動かすことのできるステッピングモ
ータをアクチュエータ１６、１７に用いることができ
る。そのために粒子濃度の分析を正確に行うことができ
る。

【００５６】更に、測定期間にサンプリング機構２２を
動作しても発生する振動が妨げにならないため、分析中
にサンプリング機構２２を動作して次の検体の採取と染
色反応を行っておくことができ、複数の検体の分析に要
する時間を短縮することができる。また、振動の影響を
受けないので、シースフローを高速化でき、多量のサン
プル液５０を短時間に流して分析することができる。

【００５７】その上、サンプリング機構２２や、ピペッ
タ２３などの振動源となる要素をすべて同じ筐体内に設
置しても、振動の影響を受けずに安定したシーフローを
形成して鮮明な画像を得ることができるので、１つの筐
体に納めた小型の分析装置を供給することができる。

【００５８】気泡５２やダンピング部材４２の様な圧力
変動吸収部により、小さな変動を抑え、より滑らかな流
れを得ることができ、従来の装置や固定具を備えた流量
の大きい分析装置において、より鮮明な画像を得ること
ができる。また、サンプリング機構２２を稼働させなが
ら分析をすることができる。

【００５９】特に、サンプルシリンジ１４とシースシリ
ンジ１５が動作を始めてからフローセル１１に導かれる
直前のサンプル液５０とシース液５１の流れが定常状態
になるまでの時間、つまり遅れ時間を両径路がほぼ等し
くなるようにしておくと、言い替えると両径路の減衰係
数をほぼ等しくなるようにしておくと、過渡的なアンバ
ランスで立ち上がりの遅い方へ液が逆流することが起こ
らず、流れが速やかに一定になる。そのため、迅速に測
定を開始でき、分析に要するまでの時間を短縮できる。

【００６０】本実施例においては、先の述べたように、
気泡５２の量を２０マイクロリットル、ダンピング部材
４２の長さを１００ｃｍとしたことにより、遅れ時間を
共に０．５秒程度に揃えている。また別の組み合せとし
て、気泡５２の量を５マイクロリットル、ダンピング部
材４２の長さを５０ｃｍとして遅れ時間を共に０．２５
秒程度に揃える等も考えられる。

【００６１】本実施例では、各チューブの内径が１．５
ｍｍ、ダンピング材４２に用いた細管が内径１．０ｍｍ
のものを使用したために、夫々上記の固定具６０の間
隔、気泡５２の量、ダンピング部材４２の長さになった
が、内径の異なったものを使用する場合は、夫々上記と
は異なった範囲の値となる場合がある。

【００６２】尚、本実施例においては固定具６０とダン
ピング部材４２を共に使用しているが、固定具６０のみ
でも撮像に悪影響を与えるような流れの乱れは防ぐこと
が可能であるので、固定具６０のみでも流量を上げたり
分析中にサンプリング機構２２を稼働させながら撮像す
ることができる。ダンピング部材４２を使用しないとき
には気泡５２は、サンプル液５０と駆動液５３を仕切る
ことができる程度の少量でかまわない。

【００６３】また、サンプリング機構２２をもたない粒
子分析装置に於いては、気泡５２も無くても構わない。
そのときは、気泡５２の代わりにシースチューブ４１に
設けたダンピング部材４２の様な圧力変動を吸収する装
置を用いても良い。

【００６４】同様に、固定具６０を設けずに気泡５２と
ダンピング部材４２、気泡５２のみ或いはダンピング部
材４２のみを使用して、流量を上げたり分析中にサンプ
リング機構２２を稼働させながら分析をすることができ
る。また従来からある分析装置において画像をより鮮明
にすることも可能である。

【００６５】図７は別のチューブ固定方法を用いた第２
の実施例を示す図である。◆図示をしていないサンプリ
ング機構２２、上下回転機構２０等は、第１の実施例と
同一である。

【００６６】本実施例の場合は、サンプルチューブ４０
及びシースチューブ４１は、サンプルシリンジ１４と上
下回転機構２０の間、シースシリンジ１５とフローセル
１１の間において、可撓性のチューブの代わりに固定パ
イプ７１を用い、シャーシ７０に固定される。若しく
は、可撓性のチューブごと、固定する固定パイプ７１を
用い、シャーシ７０に固定される。固定パイプ７１以外
の部分においては、第１の実施例と同じく固定具６０に
よって両チューブを固定する。ダンピング部材４２は、
固定パイプ７１のシースシリンジ１５側でもフローセル
１１側でも構わない。固定パイプ７１内の部分のチュー
ブは固定されているので振動による影響を受けることは
ほぼなく固定具６０同様の効果が得られる。従ってフロ
ーセル１１内により安定したシースフローを得ることが
できる。

【００６７】本実施例のように、各シリンジ付近、上下
回転機構２０付近及びダンピング部材４２付近の様にチ
ューブに可撓性が必要な部分以外は、固定パイプを利用
することにより圧力変動を防ぐことも可能である。

【００６８】図８は更に別のチューブ固定方法を用いた
第３の実施例を示す図である。◆図示をしていないサン
プリング機構２２、シースチューブ４１等は、第１の実
施例と同一である。

【００６９】本実施例の場合は、シャーシ７０に固定さ
れたブロック７２にガイド７６、プーリ７４、７５が取
り付けられている。サンプルチューブ４０はサンプルシ
リンジ１４から第１の実施例で述べた固定具６０または
第２の実施例で述べた固定パイプ７１に固定されつつガ
イド７６まで来る。そして、プーリ７４、７５に掛けら
れた後、上下回転機構２０の支柱部分に巻きつけられて
固定される。プーリ７４はスプリング７３に引かれてお
り、サンプルチューブ４０には張力が掛かる様にしてあ
る。

【００７０】本実施例の場合は、サンプルチューブ４０
に張力がかかっているために共振周波数が高くなり、低
い周波数の振動では共振しない。また、サンプルチュー
ブ４０がプーリ７５を介して上下回転機構２０の支柱部
分に巻きついているので、上下回転機構２０は上下回転
が可能であり、上下回転機構２０が動いてもスプリング
７３に引かれているために張力を持ったままである。チ
ューブの共振周波数ｆは次の式により求められる。

【００７１】

【数１】

【００７２】ここで、Ｓ：張力、Ｌ：固定部間の長さ、
γ：チューブの単位長さあたりの質量であり、本実施例
において、Ｓ，Ｌは、夫々プーリ７５から上下回転機構
２０間のチューブの張力と距離である。

【００７３】共振周波数を撮像の繰り返し周波数である
３０Ｈｚよりも高くするためには、上式のｆに３０Ｈｚ
を代入し変形した、

【００７４】

【数２】

【００７５】を満たすように、Ｓ，Ｌ，γを与えれば良
い。

【００７６】γはチューブにより決まる一定値である
が、Ｓ，Ｌは自由に与えることができる。つまりプーリ
７５から上下回転機構２０までの距離を短くする、或い
は張力を大きくすることにより、共振周波数を高くする
ことができるので、上下回転機構２０の動作範囲を大き
くすることができる。

【００７７】図９は別のダンピング部材を用いた第４の
実施例を示す図である。◆図示をしていないサンプリン
グ機構２２、サンプルチューブ４０等は、第１の実施例
と同一である。◆シースチューブ４１の途中に設けられ
たダンピング部材４２ｂは内部に空気室を持っており、
空気の圧縮性により圧力変動を吸収する。

【００７８】本実施例の場合には、シースチューブ４１
の長さが延長されずに圧力変動吸収効果を得られるの
で、チューブ内での圧力損失が小さく、シース液５１の
供給に小型のシースシリンジ及び小型のアクチュエータ
を使うことができる。

【００７９】ダンピング部材４２ｂの空気室には空気量
調節機構を持たせると都合が良く、その場合には温度変
化などで内部の空気の体積が変化しても、量を一定に保
つようにすることができる。この空気の量は、第１の実
施例で述べた気泡５２の量と同様に、流れの変動と遅れ
時間により適当な値に定める。

【００８０】図１０は別のダンピング部材を用いた第５
の実施例を示す図である。◆図示をしていないサンプリ
ング機構２２、サンプルチューブ４０等は、第１の実施
例と同一である。◆シースチューブ４１の途中に設けら
れたダンピング部材４２ｃはベローズであり、容積変化
により圧力変動を吸収する。

【００８１】本実施例の場合には、前述のダンピング部
材４２ｂ同様シースチューブ４１の長さが延長されずに
圧力変動吸収効果を得られるので、チューブ内での圧力
損失が小さく、シース液５１の供給に小型のシースシリ
ンジ及び小型のアクチュエータを使うことができる。

【００８２】また、本実施例の場合は内部に空気を含ま
ないので、温度変化による気体の体積変化の影響を受け
ず、常に一定の圧力変動吸収効果を得ることができる。
このベローズの長さ等は、やはり流れの変動と遅れ時間
により適当な値に定める。

【００８３】図１１は本発明に使用する別のフローセル
部分の構成を示す図である。◆本実施例では、チューブ
の固定法及びダンピング部材は上記の実施例のいかなる
ものでもよい。◆このフローセル部分の構造は、次の２
つの点で図１に描かれたフローセル部分と異なる。

【００８４】１つは、シースチューブ４１やピペッタ２
１を通してフローセル１１内に入った気泡をフローセル
１１の流路１２上部に接続したエア抜き器６１により随
時抜くことができるので、流路内に余分な気泡が入った
ままの状態でシースフローを形成することがない。従っ
て、シース液５１とサンプル液５０の圧力変動吸収にこ
の余分な気泡が影響することなく、最適な量の圧力変動
吸収を行える。また、フローセル流路内で気泡が動くこ
とで、サンプル流を変動させる原因になることを防ぐこ
とができる。更に、余分な気泡によってサンプル流の形
成する位置が変化して撮像のピントがずれることを防ぐ
ことができる。

【００８５】もう１つは、排液チューブ６２と排水口６
５の間に２重構造のポート６３を接続していて、排液チ
ューブ６２から流れる廃液は液面高さ一定の内部筒６４
からあふれ、その後排出口６５から排出する様になって
いる。そのため、流路１２内の圧力が一定に保たれ、シ
ースフローを安定に保つ効果がある。

【００８６】

【発明の効果】本発明では上記の様に、径路に固定具を
設けた構成とすることにより、サンプル液とシース液の
流量を上げても鮮明な画像を得ることができる。

【００８７】また、分析中にサンプリング機構が動作し
ていても安定なサンプル流を形成することができ、鮮明
な画像を得ることができる。

【００８８】更に、サンプルチューブとシースチューブ
に圧力変動装置を設けた構造とすることにより両チュー
ブ内の圧力変動を吸収し流れの変動を防ぎ鮮明な画像を
得ることができる。

【００８９】また、サンプルチューブとシースチューブ
に圧力変動装置を設けた構造とすることによりサンプル
液とシース液の流量を上げる或いは分析中にサンプリン
グ機構が動作していても分析することができる。

【００９０】その上、サンプルチューブとシースチュー
ブに圧力変動装置を設け、両径路の遅れ時間をおおむね
揃えることにより、撮像開始までの時間を短縮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例を示す粒子分析装置全体の構成
図。

【図２】固定具の間隔と共振周波数とを示す関係図。

【図３】気泡量と変動との関係を示す図。

【図４】気泡量と遅れ時間との関係を示す図。

【図５】ダンピング部材の長さと変動との関係を示す
図。

【図６】ダンピング部材の長さと遅れ時間との関係を示
す図。

【図７】第２の実施例の固定方法の構成図。

【図８】第３の実施例の固定方法の構成図。

【図９】第４の実施例のダンピング部材の構成図。

【図１０】第５の実施例のダンピング部材の断面図。

【図１１】別のフローセル部の構成図。

【符号の説明】

１１…フローセル、１２…流路、１３…ノズル、１４…
サンプルシリンジ、１５…シースシリンジ、１６…アク
チュエータ、１７…アクチュエータ、１８…タンク、２
０…上下回転機構、２１…ピペッタ、２２…サンプリン
グ機構、２３…ピペッタ、２４…洗浄器、２５…反応容
器、２６…検体容器、３０…撮像器、３１…分析装置、
３４…電磁弁、３５…電磁弁、３６…三方電磁弁、４０
…サンプルチューブ、４１…シースチューブ、４２…ダ
ンピング部材、４２ｂ…ダンピング部材、４２ｃ…ダン
ピング部材、５０…サンプル液、５１…シース液、５２
…気泡、５３…駆動液、５４…検体、６０…固定具、６
１…エア抜き器、６２…排液チューブ、６３…ポート、
６４…内部筒、６５…排出口、７０…シャーシ、７１…
固定パイプ、７２…ブロック、７３…スプリング、７４
…プーリ、７５…プーリ、７６…ガイド。

フロントページの続き (72)発明者浅井英規茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者堀内秀之茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者栗村正明茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者小島康明茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者塙雅明茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内 (56)参考文献特開平３−105235（ＪＰ，Ａ) 特開平３−53164（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 15/14

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検粒子を含むサンプル液と、清浄なシー
ス液でシースフローを成すフローセルと、前記フローセ
ルに前記サンプル液を供給するサンプル液供給機構と、
前記フローセルに前記シース液を供給するシース液供給
機構と、前記被検粒子の画像を繰り返し撮像する撮像機
構と、前記画像を解析して結果を出力するデータ解析機
構とを備える粒子分析装置において、前記サンプル供給機構から前記フローセルまでの経路及
び前記シース液供給機構から前記フローセルまでの経路
に経路を構成する可撓性チューブを固定する固定具を複
数個、所定の間隔で設け、前記チューブの共振周波数が
前記撮像機構の繰り返し周波数よりも高く設定したこと
を特徴とする粒子分析装置。
【請求項２】請求項１記載の粒子分析装置において、前
記固定具の間隔を最大部分で５〜２７ｃｍの範囲に設定
したことを特徴とする粒子分析装置。
【請求項３】被検粒子を含むサンプル液と、清浄なシー
ス液でシースフローを成すフローセルと、前記フローセ
ルに前記サンプル液を供給するサンプル液供給機構と、
前記フローセルに前記シース液を供給するシース液供給
機構と、前記被検粒子の画像を繰り返し撮像する撮像機
構と、前記画像を解析して結果を出力するデータ解析機
構とを備える粒子分析装置において、前記サンプル液供給機構から前記フローセルまでの経路
の途中に圧力変動吸収部を設けたことを特徴とする粒子
分析装置。
【請求項４】被検粒子を含むサンプル液と、清浄なシー
ス液でシースフローを成すフローセルと、前記フローセ
ルに前記サンプル液を供給するサンプル液供給機構と、
前記フローセルに前記シース液を供給するシース液供給
機構と、前記被検粒子の画像を繰り返し撮像する撮像機
構と、前記画像を解析して結果を出力するデータ解析機
構とを備える粒子分析装置において、前記シース液供給機構から前記フローセルまでの経路の
途中に圧力変動吸収部を設けたことを特徴とする粒子分
析装置。
【請求項５】被検粒子を含むサンプル液と、清浄なシー
ス液でシースフローを成すフローセルと、前記フローセ
ルに前記サンプル液を供給するサンプル液供給機構と、
前記フローセルに前記シース液を供給するシース液供給
機構と、前記被検粒子の画像を繰り返し撮像する撮像機
構と、前記画像を解析して結果を出力するデータ解析機
構とを備える粒子分析装置において、前記サンプル液供給機構から前記フローセルまでの経路
の間及び前記シース液供給機構から前記フローセルまで
の経路の間にそれぞれ圧力変動吸収部を設け、前記両経
路の遅れ時間をおおむね一致させたことを特徴とする粒
子分析装置。