JP3305232B2 - 粒子測定装置 - Google Patents

粒子測定装置

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【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は粒子測定装置に関
し、詳しくは試料をシース液で包み、試料とシース液に
所定圧力差を与えて流体力学的に収束して流し、試料中
の粒子からの信号情報により測定を行う粒子測定装置に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】この種
の粒子測定装置である、例えばフローサイトメータは、
試料と、その外側の生理食塩水のごときシース液とを所
定の圧力差を与えてフローセルに高速で流し、流体力学
的に流れを収束させて試料流とし、その収束位置に1個
ずつ流れてくる検体粒子にレーザー光を照射して検体粒
子の有形成分からの散乱光を光検出器で検出し、得られ
たパルス波形から検体粒子の性質、構造等を解析する装
置であり、細胞学、血液学、腫瘍学、遺伝学等の分野で
使用されている。もちろん、シース液中に不純物(例え
ば、計測対象が尿中の細菌の場合に、細菌や気泡)が混
入していると試料中の粒子の正確な計測が難しくなる。
【0003】これに対してフローセルと、シース液をフ
ローセルに加圧して供給するシース液加圧部との間にフ
ィルタ部を介接し、不純物を除去することが知られてい
る。しかしながら、このフィルタ部の高圧側に不純物が
たまって目詰まりしてくると濾過効果が低下し、フィル
タ部を交換しなければならなくなる。そこで、フィルタ
部の下流側に圧力センサを設置してシース液の圧力低下
をチエックし、それによってフィルタ部の目詰まりを監
視することや、その圧力センサの圧力検知信号に基づい
て、更にシース液加圧部の加圧力を調整し、制御するこ
とが知られている(例えば特公平5−87779号公報
参照)。
【0004】しかしながら、このようにフィルタ部の下
流側に圧力センサを設置してフィルタ部の目詰まりを監
視できたとしても、目詰まりによる圧力変化が微小なの
で、圧力変化を検知できたときはすでにフィルタ部が完
全に目詰まりする寸前で、実用性に乏しいと言う問題が
あった。またフィルタ部に目詰まりが全くなく加圧力が
一定であっても、温度変化に起因する液体の動粘度変化
の影響で流速(単位時間当たりの流量)が大幅に変化す
ることも知られているので、結局圧力変化による監視又
は制御ではシース液の流速を一定に保つことが難しいと
いうのが実状であった。更に圧力センサや圧力制御手段
(例えば自動制御式空気加圧器)が非常に高価な点も問
題である。
【0005】そこでこの発明の主要な目的の一つは、簡
単な構成にて、シース液の流速の変動を確実に監視又は
安定化させることができ、それによって信頼性の高い計
測精度を有する粒子測定装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は、試料をシー
ス液で包み、試料とシース液を流体力学的に収束して流
し、試料中の粒子からの信号情報により測定を行う粒子
測定装置において、試料を計測して得られた粒子信号パ
ルス幅と、その試料の粒子信号パルス幅の基準値とを比
較し、その比較値に基づいて、シース液流速を監視する
監視部を備えてなる粒子測定装置を提供する。
【0007】すなわちこの発明は、試料を計測して得ら
れた粒子信号パルス幅と、その試料の粒子信号パルス幅
の基準値とを比較し、その比較値に基づいて、シース液
流速を監視することによって、粒子計測の信頼性をたか
めることができる。更にシース液流速は圧力だけではな
く、温度の影響も受けるため、圧力信号ではシース液流
速を正確に監視することができないが、この発明によれ
ばシース液流速そのものを検知しているため、正確に監
視することができる。
【0008】この発明における試料中の粒子とは、人工
粒子(例えば球状シリカ粒子やラテックス粒子など)
や、生物由来の粒子、すなわち尿や血液中などの有形成
分(例えば赤血球や白血球や円柱など)などを意味す
る。この発明において粒子信号パルス幅とは、1つの粒
子からの信号の検出を開始してから終了するまでの時間
を意味し、この信号には散乱光や蛍光などがあげられ
る。
【0009】この発明において基準値とは、その粒子を
予め計測して求めた値や、その粒子そのものは計測して
いないがその種類の粒子を測定することによって統計的
手法によって求めた値を意味する。この発明において監
視部とは、試料を計測して得られた粒子信号パルス幅
と、その試料の粒子信号パルス幅の基準値とを比較し、
その比較値に基づいて、監視する構成部品を意味する
が、詳しくは予め設定された粒子信号パルス幅の基準値
と、計測して得られた粒子信号パルス幅を記憶する記憶
部としての記憶回路と、基準値と計測値を比較する比較
回路とを備え、その値を液晶画面などの表示画面に文
字、マークなどによって表示する表示部や、その値が設
定範囲、たとえば基準値の±5%をはずれた場合に、音
声により警報、又は液晶画面などの表示画面に文字、マ
ークなどによって警告表示する警告部を持つものがあげ
られる。又、シース液中の不純物を除去するためのフィ
ルターを備えた粒子計測装置においては、設定範囲をは
ずれた場合に、フィルターの交換時期を上記警告部によ
って警告することが好ましい。
【0010】この発明においてシース液流速の制御機構
部とは、計測値が基準値となるように、シース液に圧力
供給する装置、たとえばシースシリンジのステッピング
モータの動作速度を制御する構成部品を意味する。さら
に計測部へ向かうシース液の液温調整部を設けることに
よって、シース流速の要因である液温を一定にして、圧
力供給部の圧力を計測部流速に正確に反映させることが
できる。又、液温を上述の計測値と基準値に基づき、変
化させることで、計測部のシース液流速を制御すること
もできる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図に示す実施の形態に基づ
いてこの発明を詳述する。なお、これによってこの発明
が限定されるものではない。図1は、この発明の1つの
実施の形態を示す全体構成説明図である。図2は図1の
要部拡大説明図である。
【0012】図1において粒子測定装置としてのフロー
サイトメータ1は、試料(例えば蛍光染色された尿)中
の粒子(例えば細菌)を計測しようとするもので、シー
ス液(シースフロー液)を加圧供給するシース液加圧部
としてのシース液加圧供給チャンバ2と、このシース液
加圧供給チャンバから供給される加圧シース液の不純物
を除去するためのフィルタ部3と、不純物を除去された
シース液の温度を調整する液温制御部としてのシース液
ヒータ4と、温度調整され不純物を除去された加圧シー
ス液で試料を包むようにして細い流れに収束させるフロ
ーセル5と、このフローセルに設置され、試料中を流れ
る粒子を計測する計測部6と、シース液加圧供給チャン
バ2とフィルタ部3との間に介接されフィルタ部3へ送
り出す加圧シース液の流速を制御する制御機構部として
のシース液シリンジ7とから主としてなる。
【0013】なお、8は電磁開閉弁15を介してシース
液加圧供給チャンバ2へ加圧空気を供給するレギュレー
タ、9はシース液シリンジ7を駆動させるステッピング
モータ、10はフローセル5を出た試料とシース液とを
排出すると共に、フィルタ部3で除去されその高圧側に
浮遊する不純物を排出するための排液チャンバ、11、
12、13及び14は電磁開閉弁、16は、監視部、具
体的には試料を計測して得られた粒子信号パルス幅と、
その試料の粒子信号パルス幅の基準値とを比較して、そ
の比較値を記憶する記憶部、比較値を表示する表示部、
警告部及びシース液シリンジ7にそれぞれ作動を指令す
る制御部分(図示省略)を含むマイクロコンピュータ及
びそのドライバからなる制御部である。17は逆流防止
弁である。
【0014】次に以上の構成を備えたフローサイトメー
タ1の作動を説明する。図1及び2において、まずシー
ス液加圧供給チャンバ2のシース液は、電磁開閉弁15
を介しレギュレータ8によって加圧空気(例えば0.2
kg/cm2)の供給を受け、電磁開閉弁11、シース液シ
リンジ7及び電磁開閉弁12を介してフィルタ部3へ移
送される。そしてシース液はフィルタ部3の半透過膜
(例えばポリエチレン樹脂製中空糸膜の群3A)を介し
て不純物(細菌、ガスなど)を除去され、シース液ヒー
タ4を通って約35℃に加温され(温度調整され)、フ
ローセル5へ向かう。
【0015】一方、試料はサンプルシリンジ(図示省
略)からフローセル5に供給され、試料がシース液で包
まれるようにして細い流れに収束された状態で試料中を
流れる粒子(細菌)が計測部6で計測される。すなわ
ち、上述の収束された流れに適宜発光素子からレーザビ
ーム(例えばアルゴンレーザビーム)が照射され、尿中
有形成分に当たった際に生じる前方散乱光と蛍光とが受
光素子としてのフォトダイオードとフォトマルチプライ
ヤ(いずれも図示省略)で検出され、得られたパルス波
形が制御部16にて適宜画像処理されて試料中の粒子が
分画計測される。そして計測を終えフローセル5を流れ
出たシース液と試料は電磁開閉弁14を介して排液チャ
ンバ10へ排出される。
【0016】ここで既知の大きさの粒子の例として人工
粒子である東亞医用電子株式会社製UFチェックを用い
た例を以下に述べる。UFチェックを測定したスキャッ
タグラムは図3のようになる。そのなかの一つの分類
項、例えば赤血球(RBC)領域の粒子を利用する場合
には、解析アルゴリズムにより赤血球(RBC)と分類
された粒子の前方散乱光パルス幅(Fscw)のヒスト
グラムの平均値を求める。
【0017】その値を予め入力された基準値と比較し、
その比較値が所定の範囲からはずれた場合は警告を行
い、フィルターの交換を促す(警告部の機能)。更に、
比較値が100%になるようにシース液流速を制御する
機能(制御機構部の機能)をも備えることが好ましい。
この方法は尿を試料として用いても同様に行える。さら
にいえば、測定範囲内の大きさの粒子であれば、種類お
よび種類の数は解析アルゴリズムを対応するだけで可能
である。
【0018】次に、統計的手法を用いる方法の例を述べ
る。図4は尿検体を用いて得られる前方散乱光強度と蛍
光強度の二次元スキャッタグラムである。尿を試料とし
て用い、そのなかの1つの分類項として赤血球を利用し
た例を述べると、図3において、解析アルゴリズムによ
り赤血球(RBC)と分類された粒子をとりだす。この
粒子の前方散乱光強度(Fsc)のヒストグラムを描
き、図4において2つの定数(LLとHL)によって、
溶血や収縮、膨張した赤血球を除去する。
【0019】弁別した赤血球数が所定規格値(例えば、
15個/μリットル)以上あるのかを判定し、規格値以
上あれば、この赤血球の前方散乱光パルス幅の平均値を
求める。この平均値に関し、日常測定した検体のある数
(例えば20検体)をバッチとして、バッチ単位で測定
値の変化を監視する。つまり各検体の値はあらかじめ分
かってるわけではないが、集団の値としてとらえること
によって、測定中常に監視が行える効果がもたらされ
る。
【0020】また突発異常値については、加重移動平均
法で平均より孤立した値に対しては小さな重みづけをす
ることで影響を小さくすることができる。この計算例と
しては、
【0021】
【数1】
【0022】既知の値として、前のバッチの平均値(X
M)を用いて、前の例と同様の運用ができる(図7、8
参照)。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、試料を計測して得ら
れた粒子信号パルス幅と、その試料の粒子信号パルス幅
の基準値とを比較し、その比較値に基づいて、シース液
流速を監視することによって、粒子計測の信頼性をたか
めることができる。更に、シース液流速は圧力だけでは
なく、温度の影響も受けるため、圧力信号ではシース液
流速を正確に監視することができないが、この発明によ
ればシース液流速そのものを検知しているため、正確に
監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係るフローサイトメータの1つの実
施の形態を示す全体構成説明図である。
【図2】図1の要部拡大および信号説明図である。
【図3】UFチェックを用いて得られる前方散乱光強度
と蛍光強度の二次元スキャッタグラムである。
【図4】尿検体を用いてえらえる前方散乱光強度と蛍光
強度の二次元スキャッタグラムである。
【図5】RBC粒子の前方散乱光強度(Fsc)に対す
る相対度数分布図である。
【図6】正常RBC粒子の前方散乱光強度(Fscw)
に対する相対度数分布図である。
【図7】RBC粒子の前方散乱光強度(Fscw)の感
度の経時変化を示すグラフである。
【図8】RBC粒子の前方散乱光強度(Fscw)のバ
ッチ(n=20)毎の平均値の推移を示すグラフであ
る。
【符号の説明】
1 フローサイトメータ 2 シース液加圧供給チャンバ 3 フィルタ部 4 シース液ヒータ 5 フローセル 6 計測部 7 シース液シリンジ 8 レギュレータ 9 ステッピングモータ 10 排液チャンバ 11 電磁開閉弁 12 電磁開閉弁 13 電磁開閉弁 14 電磁開閉弁 15 電磁開閉弁 16 制御部
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 G01N 15/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料をシース液で包み、試料とシース液
    を流体力学的に収束して流し、試料中の粒子からの信号
    情報により測定を行う粒子測定装置において、 試料を計測して得られた粒子信号パルス幅と、その試料
    の粒子信号パルス幅の基準値とを比較し、その比較値に
    基づいて、シース液流速を監視する監視部を備えてなる
    粒子測定装置。
  2. 【請求項2】 試料を計測して得られた粒子信号パルス
    幅と、その試料の粒子信号パルス幅の基準値とを比較し
    て、その比較値を記憶する記憶部と、前記比較値を表示
    する表示部を備えてなる請求項1記載の粒子測定装置。
  3. 【請求項3】 試料を計測して得られた粒子信号パルス
    幅と、その試料の粒子信号パルス幅の基準値とを比較
    し、その比較値に基づいて、シース液流速を制御する制
    御機構部を備えてなる請求項1または2記載の粒子測定
    装置。
  4. 【請求項4】 試料を計測して得られた粒子信号パルス
    幅と、その試料の粒子信号パルス幅の基準値とを比較
    し、その比較値が設定範囲よりはずれた場合に、シース
    液中の不純物を除去するためのフィルターの交換時期を
    警告する警告部を備えてなる請求項1〜3のいずれか1
    つに記載の粒子測定装置。
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