JP5879405B1 - 微小粒子検出装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】検体から微小粒子を検出してカウントする際のデータ量を削減する。【解決手段】微小粒子検出装置は、光源(8,12)からの光を検体(7)に照射する照射光学系(1)と、上記検体(7)中の微小粒子からの光を検出する光検出光学系(3,4)と、上記光検出光学系(3,4)で検出された光の強度に基づいて上記微小粒子を検出する検出部とを備え、上記照射光学系(1)および上記光検出光学系(3,4)は、第1走査方向とこれに交差する第2走査方向とに、上記検体(7)を相対的に二次元走査し、上記検出部は、上記照射光学系(1)および上記光検出光学系(3,4)が上記第1走査方向に走査した際の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記存在領域を比較して、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する。【選択図】図1
Description
この発明は、微小粒子検出装置に関する。
従来より、微小粒子検出装置として、液体中あるいはメンブレンやスライドガラス上に展開された微小粒子に光を照射し、上記微小粒子から発生する蛍光あるいは散乱光を検出して、粒子の計数あるいは性状検査を行うものがある。ここで、上記微小粒子としては、無機粒子、微生物、細胞、血液中の赤血球、白血球、血小板、血管内皮細胞、上記組織の微小細胞片等が含まれる。そして、上記微小粒子は、液体中にある場合には微小粒子懸濁液となる。
上記微小粒子の検出方法としては、フローサイトメーターとイメージサイトメーターとの2つの方式が知られている。
上記フローサイトメーターにおいては、上記微小粒子の懸濁液を毛細管にシース液と共に流す。そして、上記毛細管の一部にレーザー光を照射し、上記微小粒子に光が当たった時に生ずる散乱光あるいは蛍光を検出することによって、粒子の種類や粒子の大きさを分類する。例えば、特定の粒子と結合する蛍光試薬で粒子を標識することによって、蛍光を発する粒子の数を計数して上記特定の粒子のみを計数することができる。このフローサイトメーターでは、サブミクロンから10μm程度の粒子の検出が可能であり、高精度な検出が可能である。
しかしながら、上記サブミクロンの粒子まで測定可能なフローサイトメーターでは、装置が大型であって高価なシステムとなっている。
一方、上記イメージサイトメーターにおいては、粒子の画像を測定し、画像の情報から粒子の種類や大きさを判定する。画像化方法として、顕微鏡とデジタルカメラとによる撮像や、光学ヘッドを二次元的にスキャンしながら散乱光あるいは蛍光を検出し、画像化する方法がある。
上記顕微鏡とデジタルカメラとによる撮像の場合には、1μm以上の粒子では高精度な画像測定が可能であるが、サブミクロンの粒子を測定する場合には、高倍率な対物レンズを有する顕微鏡と高感度な(つまり、低ノイズでダイナミックレンジの幅が広い)デジタルカメラとが必要になるので、非常に高価なシステムとなる。また、サブミクロン粒子の場合、光の波長と粒子のサイズとが同等になるので回折限界によって結像性能が低下し、粒子サイズの正確な判定が困難になる。
さらに、上記顕微鏡として蛍光顕微鏡システムを用いれば、容易に粒子を検出することが可能である。ところが、同様に、サブミクロン粒子の場合に光の波長と粒子のサイズとが同等になるので、粒子サイズの正確な判定ができない。また、微小粒子からの蛍光は微弱なため、高感度なデジタルカメラが必要となる。
これに対して、光学ヘッドをスキャンしながら散乱光あるいは蛍光を検出するシステムにおいては、光学ヘッドからレーザー光を粒子に集光して照射し、粒子から発生する散乱光あるいは蛍光を検出しながら、上記光学ヘッドを二次元的に走査して画像化する。
このように、上記光学ヘッドを上記サンプルに対して相対的にスキャンしながら光を検出するシステムにおいては、サブミクロンの粒子を検出する場合、レーザー光の照射スポット径は、粒子サイズと同等かそれ以上に大きくなる。そのために、二次元スキャンの結果得られる画像は、粒子の一つ一つが解像された画像になっていないので、画像から直接粒子の大きさを計測することは困難である。ところが、上記レーザー光の照射スポットが粒子サイズよりも大きくても、粒子サイズによって粒子から生じる散乱光強度が異なるので、散乱光の強さから粒子径を判定することは可能である。その理由は、粒子径と散乱光強度とに相関があるためである。
その場合、散乱光を高感度に検出する検出器(低ノイズで広ダイナミックレンジな検出器)とレーザー光源とが必要になるが、高倍率な対物レンズを有する顕微鏡と高感度なデジタルカメラとを用いるシステムに比較して、安価なシステム構成が可能である。
しかしながら、上記従来の光学ヘッドをサンプルに対して相対的にスキャンしながら光を検出するシステムにおいては、以下のような問題がある。
すなわち、上記二次元スキャンを行ってサンプルからの散乱光を検出するシステムにおいては、検出の感度や分解能を高めるためには照射スポットを集光させて小さくする必要がある。LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)やランプ光源では十分に集光できないため、レーザー光源を用いる必要がある。上記レーザー光源の場合、半導体レーザーが小型で安価であり、有利である。ところが、波長帯によっては、高価になる場合や、上記半導体レーザーと比較して体積が大きい固体レーザーしか得られない場合がある。そのために、波長帯によっては高価なシステムになる場合がある。
粒子画像を取得する場合には、検出対象物がμmオーダーで小さいために、サンプル上の蛍光や散乱光の情報を狭ピッチで取得する必要がある。さらに、装置としての現実的な測定時間(数分程度)を考えると、サンプリング周波数を高くせざるを得ない。上述のような二次元スキャン方式に対して、ディスク回転方式は、大幅に測定時間を短縮できるものの、依然として測定時間が長くなることが課題となる。また、画像化を行うのは一般にパソコン等のモニターであるため、大量の取得データを高速で上記パソコン等に送信する必要もある。
粒子画像の取得と並行して粒子数をカウントする場合には、処理データはさらに膨大なものになる。
上記粒子カウントを行う際には、散乱光または蛍光を読み取って二値化処理を行う。その際に、バックグラウンドやノイズと検出対象粒子とを、散乱光または蛍光の輝度が閾値よりも高いか低いかによって判別し、輝度が閾値よりも高い箇所をカウントすることによって上記粒子カウントを行うのである。
尚、上記ディスク回転方式によって粒子画像を取得する場合には、別トラックで同一粒子を重複して検出するために、データ量が増大する。このように、上記ディスク回転方式によって粒子カウントを行う方法として、特開2004‐325091号公報(特許文献1)に開示されたセルカウント方法がある。
上記特許文献1に開示された従来のセルカウント方法においては、読み取った散乱光または蛍光の二値化画像に対して、粒子検出ウインドウとサイズ判別ウインドウとを有する走査ウインドウを用いた走査を行って、セルのサイズ別にセルの個数をカウントするようにしている。
したがって、上記従来のセルカウント方法によれば、粒子検出ウインドウとサイズ判別ウインドウに分けて、同一粒子を重複してカウントしないようにすることによって、粒子のサイズ毎にカウントすることが可能になる。
その反面、一旦、全体のマップデータを取得する必要があるためデータ量が増大する。さらに、上記走査ウインドウを作用させて粒子検出およびサイズ判別を行うので演算処理の負担が大きくなってしまう。そのために、必要なデータ量やデータ処理の負荷が大きくなるという問題がある。
そこで、この発明の課題は、微小粒子を含む検体から微小粒子を検出してカウントを行う際におけるデータ量を削減できる微小粒子検出装置を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の微小粒子検出装置は、
光源から出射された光を、微小粒子を含む検体に対して照射する照射光学系と、
上記光の照射によって上記検体中の上記微小粒子から発せられた光を検出する光検出光学系と、
上記光検出光学系によって検出された上記微小粒子からの光の強度に基づいて、上記微小粒子を検出する検出部と
を備え、
上記照射光学系および上記光検出光学系は、第1走査方向とこの第1走査方向に交差する第2走査方向とに、上記検体を相対的に二次元走査するようになっており、
上記検出部は、
上記照射光学系および上記光検出光学系が上記第1走査方向に走査した場合の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に、上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、
互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する
ようになっている
ことを特徴としている。
光源から出射された光を、微小粒子を含む検体に対して照射する照射光学系と、
上記光の照射によって上記検体中の上記微小粒子から発せられた光を検出する光検出光学系と、
上記光検出光学系によって検出された上記微小粒子からの光の強度に基づいて、上記微小粒子を検出する検出部と
を備え、
上記照射光学系および上記光検出光学系は、第1走査方向とこの第1走査方向に交差する第2走査方向とに、上記検体を相対的に二次元走査するようになっており、
上記検出部は、
上記照射光学系および上記光検出光学系が上記第1走査方向に走査した場合の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に、上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、
互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する
ようになっている
ことを特徴としている。
ここで、上記「微小粒子が存在する存在領域」とは、各走査ラインにおいて、上記微小粒子からの光の強度が閾値を超えている区間の始点と終点に挟まれた領域のことを言う。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因すると判定した場合には、上記両走査ラインの何れか一方の走査ラインと、当該の走査ラインに隣接する新たな走査ラインとにおける、上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記新たな隣接走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようになっている。
上記検出部は、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因すると判定した場合には、上記両走査ラインの何れか一方の走査ラインと、当該の走査ラインに隣接する新たな走査ラインとにおける、上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記新たな隣接走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようになっている。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域に関して、上記第1走査方向の位置が互いに重なっている場合には、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みは同一の微小粒子の存在領域であると判定するようになっている。
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域に関して、上記第1走査方向の位置が互いに重なっている場合には、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みは同一の微小粒子の存在領域であると判定するようになっている。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の位置情報を設定するようになっている。
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の位置情報を設定するようになっている。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の形状情報またはサイズ情報を設定するようになっている。
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の形状情報またはサイズ情報を設定するようになっている。
以上より明らかなように、この発明の微小粒子検出装置は、
上記第1走査方向に走査した場合の各走査ラインに関し、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較するという単純な方法によって、上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようにしている。
上記第1走査方向に走査した場合の各走査ラインに関し、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較するという単純な方法によって、上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようにしている。
したがって、上記判定には、比較の対象となる上記互いに隣接する走査ラインにおける上記存在領域のデータさえあればよく、全体のマップデータは必ずしも必要ではない。また、比較自体も非常に簡単な処理でよい。そして、上記比較を、隣接する上記走査ラインに対して順次行うことによって、全走査ラインに関する比較行うことができる。
すなわち、この発明によれば、上述の比較処理時のデータ量や演算負荷を大幅に軽減することができる。さらに、その上に、各走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域の検出と同時に上記比較処理を行うことができ、効率的に微小粒子のカウントを行うことが可能になる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
・第1実施の形態
図1は、本実施の形態の微小粒子検出装置の概略構成を示す図である。この微小粒子検出装置は、検体が注入されたディスクと、ディスクを回転させる回転駆動系と、散乱光または蛍光を検出する光検出光学系と、上記検出光学系を半径方向に駆動させる駆動機構とから、概略構成されている。
図1は、本実施の形態の微小粒子検出装置の概略構成を示す図である。この微小粒子検出装置は、検体が注入されたディスクと、ディスクを回転させる回転駆動系と、散乱光または蛍光を検出する光検出光学系と、上記検出光学系を半径方向に駆動させる駆動機構とから、概略構成されている。
図1において、1は光源装置、2は対物レンズ、3は第1検出装置、4は第2検出装置である。光源装置1と対物レンズ2と第1検出装置3と第2検出装置4は、枠体内に収納されて光学モジュール5を構成している。そして、光学モジュール5の上方には対物レンズ2に対向して円形のディスク6が配置され、ディスク6内には例えば蛍光物質によって標識された微小粒子が分布する懸濁液やゲル支持体やメンブレン等の転写支持体がサンプル(上記検体)7として封入されている。
上記光学モジュール5の光源装置1には、光源としての第1半導体レーザー8が設けられており、第1半導体レーザー8の光軸上には、第1レンズ9,スポットサイズ調整レンズ10および第1アパーチャ11をこの順で配置している。さらに、第1半導体レーザー8に加えて、第1半導体レーザー8から出射されるレーザー光の第1波長とは異なる、第2波長のレーザー光を出射する第2半導体レーザー12を配置している。さらに、第2半導体レーザー12からのレーザー光を平行光化する第2レンズ13を配置している。そして、第1半導体レーザー8の光軸と第2半導体レーザー12の光軸との交差位置には、第1波長のレーザー光を透過する一方、第2波長のレーザー光を反射する第1ダイクロイックミラー14を配置している。ここで、第1半導体レーザー8,第1レンズ9,スポットサイズ調整レンズ10,第1アパーチャ11,第2半導体レーザー12,第2レンズ13および第1ダイクロイックミラー14は、一つのケース内に収納されて上記照射光学系の一例である光源装置1を構成している。
さらに、上記第1半導体レーザー8の光軸上には、第1ダイクロイックミラー14を透過した光を、対物レンズ2側に向かうように反射させるプリズム15を配置している。また、プリズム15によって反射された光と対物レンズ2の光軸との交差位置には、プリズム15からの光を対物レンズ2に入射するように反射させる第2ダイクロイックミラー16を配置している。ここで、第2ダイクロイックミラー16は、サンプル7からの蛍光を透過する一方、散乱光を反射する。
尚、この発明で言うところの「散乱光」とは、第1半導体レーザー8または第2半導体レーザー12から出射された光が、サンプル7の照射箇所から周囲に等方的に散乱された光であり、出射光と同じ波長の光である。これに対し、「蛍光」とは、第1半導体レーザー8または第2半導体レーザー12から出射された光がサンプル7を照射して微小粒子を標識している蛍光物質を励起し、サンプル7の照射箇所から周囲に等方的に散乱された蛍光であり、出射光とは異なる波長の光である。
ここで、詳述はしないが、上記対物レンズ2はレンズホルダ(図示せず)に格納されており、ステッピングモータ等の駆動部(図示せず)によって光軸方向に移動されて、焦点位置を変更可能になっている。また、スポットサイズ調整レンズ10はレンズホルダ(図示せず)に格納されており、駆動部(図示せず)によって光軸方向に移動されて、スポットサイズを調整可能になっている。
また、図1において、上記対物レンズ2の光軸上における第2ダイクロイックミラー16の下方には、第2ダイクロイックミラー16側から順に、対物レンズ2によって集光されて平行光に変換されたサンプル7からの光(蛍光とは異なる波長の光)を減光するバンドパスフィルタ17、バンドパスフィルタ17を通過した蛍光を集光する第3レンズ18、および、第3レンズ18を通過した蛍光の迷光をカットする第2アパーチャ19が配置されている。さらに、対物レンズ2の光軸上における第2アパーチャ19の下方には、第2アパーチャ19を通過した蛍光を検出する光電子増倍管(PMT)等の検出素子を含む第1検出器20が配置されている。ここで、第2アパーチャ19と第1検出器20とは、一つのケース内に収納されて上記光検出光学系の一例である第1検出装置3を構成している。
上記プリズム15と第2ダイクロイックミラー16とを結ぶ光軸上におけるプリズム15の図1中の左方には、プリズム15側から順に、対物レンズ2により集光されて平行光に変換されたサンプル7からの散乱光を減光するND(減光)フィルタ21、NDフィルタ21を通過した散乱光を集光する第4レンズ22、および、第4レンズ22を通過した散乱光の迷光をカットする第3アパーチャ23が配置されている。さらに、第3アパーチャ23の左方には、第3アパーチャ23を通過した散乱光を検出する上記PMT等の検出素子を含む第2検出器24が配置されている。ここで、第3アパーチャ23および第2検出器24は、一つのケース内に収納されて上記光検出光学系の一例である第2検出装置4を構成している。尚、ダイクロイックミラーを追加して、上記検出装置を3つ以上としても良い。
尚、上記構成においては、上記第1半導体レーザー8および第2半導体レーザー12の複数の光源を搭載しているが、必ずしも複数の光源が必要ではない。
上記ディスク6は透明に且つ円形に構成されており、中心軸25に固定された円形の皿状のホルダ26に収容されて、中心軸25に対して固定されている。中心軸25は、上記回転駆動系の一例としてのスピンドルモータ27で回転可能になっている。これに対し、光学モジュール5は、ディスク6が成す円板の半径方向に、上記駆動機構によって段階的に移動可能になっている。尚、光学モジュール5の上記駆動機構については特に限定するものではない。例えば、光学モジュール5の枠体を、ステッピングモータ等で上記半径方向に往復動されるタイミングベルト等により、上記半径方向に配設されたガイドレールで案内されて、移行可能に構成する。
上記ディスク6は、上述したように、円形に形成されている。そして、ディスク6が一回転する毎に、光学モジュール5は1ステップ移動するように設定するのである。但し、円板状のディスク6について、上述の動作をディスク6を連続回転させながら行うには、ディスク6に一定幅を有して半径方向に延在する帯状の非検出領域を設定し、対物レンズ2からの励起光のスポットが上記非検出領域を移動する間に光学モジュール5を1ステップ移動させる必要がある。
尚、得られた蛍光画像を解析する際に支障がなければ、ディスク6を連続回転させながら、光学モジュール5を連続的に移動させて、螺旋状に走査するようにしても構わない。
上記構成において、光検出を行う際には、上記ディスク6を回転させながら光学モジュール5をディスク6の半径方向に移動させて、サンプル7内の微小粒子からの蛍光または散乱光の検出を行う。
以下、一例として、上記散乱光を検出する散乱光検出の場合を例に挙げて説明する。
上記光源装置1の第1半導体レーザー8および第2半導体レーザー12のうち、第2ダイクロイックミラー16で反射される波長のレーザー光を出射する方の半導体レーザー、例えば第1半導体レーザー8から第1波長のレーザー光を出射させる。
上記第1半導体レーザー8から出射された励起光(レーザー光)は、第1レンズ9,スポットサイズ調整レンズ10および第1アパーチャ11で収束され、第1ダイクロイックミラー14を透過する。次いで、プリズム15および第2ダイクロイックミラー16によって反射され、対物レンズ2およびディスク6を通過して、サンプル7における下面上の一点に集光される。その場合、プリズム15の長手方向(水平方向)の長さは短く、上記長手方向に直交する方向の幅は狭くなっており、第1半導体レーザー8からの励起光は対物レンズ2の光軸付近(励起光透過部)のみを通過するようになっている。こうして、サンプル7中の微小粒子に集束光が照射されると、上記集束光が照射された部分から周囲に等方的に散乱された散乱光が生ずる。
上記散乱光は、上記サンプル7における上記集束光が照射された部分から周囲に等方的に出射される。そして、出射された散乱光のうちのディスク6を透過して対物レンズ2に入射した成分が、対物レンズ2を通過し、第2ダイクロイックミラー16によって反射され、NDフィルタ21,第4レンズ22および第3アパーチャ23を通過して、第2検出器24によって検出される。そして、第2検出器24で検出された信号は、内蔵されるAD変換器等によってAD変換等の処理が施された後に、上記検出部の一例であるPC(パーソナルコンピュータ)等へ送出される。こうして、サンプル7上の各測定点での蛍光強度の分布が内部メモリ等に記録される。また、検出信号に基づいて粒子カウントを行った場合には、粒子カウントデータが上記内部メモリ等に記録される。
上記第3アパーチャ23は、空間的な迷光をカットするために配置されている。また、共焦点アパーチャとしても機能しており、サンプル7が存在する面以外からの不必要な反射光や迷光を除去する。例えば、ディスク6の面やレンズ面で発生した反射光は対物レンズ2の焦点位置からずれているので、対物レンズ2の後段に続く光学系によって第3アパーチャ23の位置で広がった光となり、効率よく第3アパーチャ23を透過することができない。
こうして、上記ディスク6を回転させながら上述のような検出を行うことによって、各測定点での散乱光強度が上記PCの内部メモリ等に記録される。
尚、上述の説明は、上記第1半導体レーザー8からの第1波長のレーザー光による散乱光検出の場合を説明したが、第2半導体レーザー12からの第2波長のレーザー光による場合も、第1ダイクロイックミラー14で反射される以外は、全く同様である。また、上記蛍光を検出する蛍光検出の場合も、第2ダイクロイックミラー16を透過する波長のレーザー光を出射する方の半導体レーザーを用い、第2ダイクロイックミラー16を透過した蛍光を第1検出装置3で検出する以外は、全く同様である。
以下、上記光強度データ取得のシーケンスについて説明する。
上述したように、上記サンプル7である微小粒子を含む検体は、ディスク6に封入されている。そして、ディスク6を回転させながら光学モジュール5によって上記光強度のデータを取得する。ここで、ディスク6上における光学モジュール5によって読み取り可能な一周分の上記データが記録されている帯状の部分のことをトラックと言う。ここで、上記トラックは、上記走査ラインの一例である。また、円周方向は上記第1走査方向の一例であり、半径方向は上記第2走査方向の一例である。
上記ディスク6が一回転する毎に、ディスク6の半径方向に光学モジュール5を移動させて、上記光強度のデータを読み取るトラックを移動させる。または、ディスク6が一回転する間に光学モジュール5を徐々に移動させて、渦巻状に上記光強度のデータの取得を行っても良い。
ここで、上記ホルダ26の外周面26aには、周方向に一定の角度のピッチで反射面を配列したエンコーダリング(図示せず)を設けている。さらに、ホルダ26の外周面26aに対向する位置には、一対の発光素子と受光素子とが搭載されたヘッド28を配置している。こうして、ヘッド28からのエンコーダ信号によって中心軸25の回転変位、つまりディスク6の回転変位が検出可能になっている。したがって、ヘッド28からのエンコーダ信号に同期して、タンジェンシャル方向の一定角度毎に上記散乱光強度のデータを取得することが可能になっている。
尚、上記エンコーダ信号は、上記エンコーダリングおよびヘッド28に限らず、スピンドルモータ27に付属するロータリエンコーダによって生成するようにしても差し支えない。
上記光学モジュール5は、上述したように、散乱光と蛍光を同時に検出可能になっている。そこで、例えば、散乱光は画像化して、粒子の大きさを判定するのに用いる。また、特定種類の微小粒子のみを蛍光物質で染色することによって、サンプル7からの蛍光は上記特定種類の微小粒子からのみ発光する。そこで、サンプル7からの蛍光は、特定粒子の数をカウントするのに用いる。
さらに、粒子の位置情報(座標)も記録し、蛍光と散乱光とを異なる検出器で検出することも可能である。その場合には、上記両検出器による検出画像において座標が一致する点を探すことにより、ある粒子の種類(蛍光)と大きさ(散乱光)との両方を判定することができる。この方法は、大きさが任意の閾値以上の蛍光粒子をカウントから除きたい場合等に適用できる。
このように、上記光学モジュール5を散乱光と蛍光とを同時に検出可能にするメリットとして、光学モジュール5の小型化による低コストで、且つ省スペース化や、同時検出による測定時間の短縮等が挙げられる。
以下、上記散乱光や蛍光による粒子カウント方法の詳細について説明する。
前提として、上記光学モジュール5によってサンプル7に光を照射し、サンプル7に含まれる微小粒子から発せられる散乱光や蛍光を検出することによって、サンプル7に含まれる微小粒子を検出する。
上記サンプル7が封入されたディスク6は、ホルダ26に収容されて中心軸25に対して固定されている。
上記光学モジュール5によるスキャンニングの手順は、以下の通りである。
(1)上述のごとく上記ホルダ26内にディスク6を収容して固定した状態で、ディスク6を回転初期位置に設置する。
(2)上記中心軸25をスピンドルモータ27で回転駆動することによって、ディスク6を回転させる。回転角度θは上記エンコーダリングおよびヘッド28によって検出する。
(3)上記光学モジュール5を、上記ディスク6の径方向に1トラック分だけ移動させながら、1回転(1トラック)毎にディスク6上を走査させることによって、ディスク6上の微小粒子から発せられる散乱光や蛍光を検出する。
(4)検出され散乱光や蛍光の強度から、各トラック毎に微小粒子が存在する存在領域を判定する。
(1)上述のごとく上記ホルダ26内にディスク6を収容して固定した状態で、ディスク6を回転初期位置に設置する。
(2)上記中心軸25をスピンドルモータ27で回転駆動することによって、ディスク6を回転させる。回転角度θは上記エンコーダリングおよびヘッド28によって検出する。
(3)上記光学モジュール5を、上記ディスク6の径方向に1トラック分だけ移動させながら、1回転(1トラック)毎にディスク6上を走査させることによって、ディスク6上の微小粒子から発せられる散乱光や蛍光を検出する。
(4)検出され散乱光や蛍光の強度から、各トラック毎に微小粒子が存在する存在領域を判定する。
上記微小粒子の存在領域の判定における具体的な手順は、下記の通りである。
上記トラック毎に微小粒子を検出する場合に問題となるのは、複数のトラックに跨がっている同一の微小粒子を検出する場合である。この問題は、微小粒子が大きい、トラック間のピッチが小さい、励起光の照射スポット径が大きい等の場合に生ずる。このような場合には、同一の微小粒子を別のトラックでもカウントしてしまうダブルカウントが生じ、一つの大きな微粒子を複数の小さな微粒子として誤ってカウントしてしまうため、検出および計数が正確にできないことになる。
図2は、上記ディスク6上における各トラックと微小粒子a,bとの関係を示す模式図である。ここで、図2(a)は、ディスク6の全体を示す模式図である。図2から分かるように、複数のトラックに跨がる微小粒子としては、微小粒子aのように、形状が略円形であってその直径自体が複数のトラックに跨がるものと、微小粒子bのように、形状が細長い楕円形であって小幅はトラック間と略同じであるがトラックに対して斜めに配置されているため複数のトラックに跨がるものとがある。尚、図2(b)は、微小粒子aを含む領域の拡大模式図である。また、図2(c)は、微小粒子bを含む領域の拡大模式図である。
そこで、本実施の形態においては、微小粒子aの場合であっても、微小粒子bの場合であっても、正確な検出および計数を可能にする方法を提案するものである。
以下、上記微小粒子aの場合と微小粒子bの場合とに分けて、微小粒子の存在領域の判定について説明する。
(微小粒子aについて)
(5)上記微小粒子aおよび微小粒子bの判定は、上記第1検出器20または第2検出器24による検出光強度を、閾値と比較することによって行われる。尚、閾値の設定方法については、特に限定するものではない。例えば、図2(b)において、トラックnで、タンジェンシャル方向θ1からθ2の間で閾値よりも強い強度の光が検出されたとする。その場合には、上記PCは、θ1からθ2の間の角度領域に微小粒子が存在すると判定する。そして、上記PCの内部メモリ等に、始点と終点との角度(θ1,θ2)を記録しておく。
(5)上記微小粒子aおよび微小粒子bの判定は、上記第1検出器20または第2検出器24による検出光強度を、閾値と比較することによって行われる。尚、閾値の設定方法については、特に限定するものではない。例えば、図2(b)において、トラックnで、タンジェンシャル方向θ1からθ2の間で閾値よりも強い強度の光が検出されたとする。その場合には、上記PCは、θ1からθ2の間の角度領域に微小粒子が存在すると判定する。そして、上記PCの内部メモリ等に、始点と終点との角度(θ1,θ2)を記録しておく。
(6)上記ディスク6の検出位置を、トラックnから径方向に1トラック分移動した状態で、同様にしてトラック(n+1)の測定を行う。
(7)例えば、図2(b)において、トラック(n+1)で、タンジェンシャル方向のθ3からθ4の間で閾値よりも強い強度の光が検出されたとする。その場合には、上記PCは、θ3からθ4の間の角度領域に微小粒子が存在すると判定する。そして、上記PCの内部メモリ等に、始点と終点との角度(θ3,θ4)を記録しておく。
(8)次に、互いに隣接するトラックであるトラックnとトラック(n+1)とで夫々検出された微小粒子の存在領域(角度領域)を比較する。ここで、微小粒子の存在位置の測定データ(上記始点と終点との角度データ)は、トラック番号と回転角度(θ)との二次元座標系に置き換えることができる。図3は、図2(b)および図2(c)において得られた微小粒子の存在位置の測定データを、トラック番号と回転角度(θ)との二次元座標系に置き換えた図である。以下においては、上記微小粒子の存在領域の比較について、分かり易く説明するために、図3を用いる。
(9)図3において、トラックnとトラック(n+1)との間で、検出された微小粒子のタンジェンシャル方向の存在領域を比較する。図3から分かるように、θ3からθ2の角度領域においてトラックnとトラック(n+1)との両トラックにおいて微小粒子が検出されており、重複領域となっている。この場合には、トラックnとトラック(n+1)とで夫々検出された微小粒子は重複領域ありとして同一の微小粒子と見なす。
(10)さらに、上記トラック(n+1)とトラック(n+2)とで夫々検出された微小粒子の存在領域を比較する。その際に、上記PCの内部メモリ等に記憶されているトラックnの角度(θ1,θ2)は、削除してもよい。
図3において、トラック(n+1)ではθ3からθ4の角度領域で微小粒子が検出されているのに対して、トラック(n+2)では対応するθ3からθ4の角度領域で微粒子が検出されてはいない。そこで、トラックn〜トラック(n+1)において同一と見なされた微小粒子を、一つの微小粒子aとしてカウントする。
(11)以下、同様にして、上記ディスク6の検出位置を1トラック分移動して微小粒子が存在する領域を判定し、隣接するトラック同士に同一微小粒子と判断可能な対応する微小粒子の有無を判定する。そして、同一微小粒子と判断可能な対応する微小粒子が存在しない場合には、それまでに同一と見なされた微小粒子を一つの微小粒子としてカウントするのである。
(微小粒子bについて)
上述の微小粒子aの場合と同様に、隣接するトラック同士において、夫々検出された微小粒子の存在領域を比較する。そして、存在領域に重複がある場合には同一の微小粒子に関する存在領域であると判定する。
上述の微小粒子aの場合と同様に、隣接するトラック同士において、夫々検出された微小粒子の存在領域を比較する。そして、存在領域に重複がある場合には同一の微小粒子に関する存在領域であると判定する。
図3において、互いに隣接するトラックであるトラックnとトラック(n+1)とで夫々検出された微小粒子の存在領域を比較する。θ7からθ8の角度領域で各トラックで検出された微小粒子の存在領域が重複している。したがって、これらのトラックに重複している存在領域に関する微小粒子を同一の微小粒子であると判定する。
次に、互いに隣接するトラック(n+1)とトラック(n+2)とで夫々検出された微小粒子の存在領域を比較する。θ9からθ10の角度領域で夫々のトラックで検出された微小粒子の存在領域が重複している。このような場合は、先ほど同一の微小粒子であると判定されたトラックnとトラック(n+1)との微小粒子に加えて、さらにトラック(n+2)で検出された微小粒子も含めて、トラックnからトラック(n+2)までの総ての微小粒子を同一の微小粒子bであると判定する。
また、上記トラック(n+2)とトラック(n+3)とで夫々検出された微小粒子の存在領域を比較する。そうすると、トラック(n+2)ではθ9からθ10の角度領域で微小粒子を検出しているのに対し、トラック(n+3)では対応するθ9からθ10の角度領域で微小粒子が検出されてはいない。そこで、その時点で、トラックnからトラック(n+2)までにおいて検出された微小粒子を一つの微小粒子として粒子数をカウントするのである。
以上のごとく、上記ディスク6の検出位置を1トラック分移動する毎に、微小粒子が存在する領域を判定する。そして、互いに隣接するトラック毎に順次微小粒子の存在領域を比較し、隣接するトラック同士に同一微小粒子と判断可能な対応する微小粒子が無い場合には、その時点で一つの微小粒子として粒子数をカウントする。
こうすることによって、同一微小粒子のダブルカウントを防止して、微小粒子の数を正確にカウントすることができる。また、上述の同一微小粒子判定処理は、隣接するトラック同士の微小粒子の存在領域情報があれば行うことができるため、全てのトラックに関する微小粒子の存在領域の検出を終了しなくとも行うことができる。また、上記微小粒子の存在領域の比較後における微小粒子の存在領域情報は順次削除してもよいため、保存するテータ量を大幅に少なくできる。
したがって、上述の同一微小粒子判定処理時のデータ量や演算負荷を大幅に軽減することができる。さらに、その上に、各トラックの微小粒子の存在領域の検出と同時に同一微小粒子の判定を行うことができるため、効率的に微小粒子のカウントを行うことができるである。
尚、本実施の形態においては、上記微小粒子が分布するサンプル7は、透明且つ円形のディスク6に封入されており、ディスク6を中心軸25に固定されたホルダ26に収容することによっ回転可能にしている。
しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、上記中心軸25に固定されたガラスステージの表面に、サンプル7を直接固定するようにしても差し支えない。
・第2実施の形態
本実施の形態における微小粒子検出装置の構成は、上記第1実施の形態において図1に示す微小粒子検出装置の概略構成と同様である。したがって、本実施の形態における微小粒子検出装置の詳細な説明は省略し、以下の説明においては適宜図1〜図3を用いる。
本実施の形態における微小粒子検出装置の構成は、上記第1実施の形態において図1に示す微小粒子検出装置の概略構成と同様である。したがって、本実施の形態における微小粒子検出装置の詳細な説明は省略し、以下の説明においては適宜図1〜図3を用いる。
本実施の形態においては、上記微小粒子検出装置の上記PCで、微小粒子数のカウントに加えて、微小粒子の位置情報を取得するようにしている。
以下、上記微小粒子数のカウントと共に微小粒子の位置情報を取得する場合の動作手順について説明する。
上記第1実施の形態の場合と同様にして、各トラックにおいて微小粒子を検出する。
その場合における上記第1実施の形態との違いは、各トラックにおける微小粒子の存在領域を上記PCの内部メモリ等に記録するだけでなく、各微小粒子の代表座標情報をも記録することである。ここで、上記代表座標とは、微小粒子の存在領域における上記始点または上記終点の図3に示す回転角‐トラック番号座標上の座標、または、上記始点と上記終点との中間点の座標等である。尚、上記存在領域における上記始点から上記終点までの全ての座標を記録しても良い。その場合には、扱うデータ量は大きくなるが、微小粒子のより詳細な情報を得ることができる。
次に、上記第1実施の形態の場合と同様にして、互いに隣接するトラック同士で、夫々のトラックで検出された微小粒子の存在領域を比較して、同一の微小粒子であるか否かを判定する。
上記比較によって同一の微小粒子であると判定された場合には、同一であると判定された微小粒子に対して一つの上記代表座標が対応するように、上記代表座標を設定する。その理由は、同一微小粒子であると判定された複数の存在領域情報(角度領域情報)には、夫々固有の代表座標情報がある。したがって、そのままでは同一であると判定された微小粒子に複数の代表座標情報が対応することになってしまうことを回避するためである。
具体的な例としては、トラックnとトラック(n+1)との比較によって、夫々のトラックで検出された微小粒子の存在領域情報が同一微小粒子に基づくと判定された場合は、トラックnの存在領域情報の代表座標を、上記同一と見なされた微小粒子の代表座標であると設定する。そして、トラック(n+1)で検出された存在領域情報の代表座標は削除するのである。
こうすることによって、同一と見なされた微小粒子に対して一つの代表座標が対応するように関連付けることができるのである。
そして、上記第1実施の形態の場合と同様に、互いに隣接するトラック同士の比較を順次行っていき、隣接するトラックに対応する微小粒子が無くなった時点で、一つの微小粒子としてカウントすると共に、当該微小粒子の代表座標を設定し、上記PCの内部メモリ等に記録する。
・第3実施の形態
本実施の形態における微小粒子検出装置の構成は、上記第1実施の形態において図1に示す微小粒子検出装置の概略構成と同様である。したがって、本実施の形態における微小粒子検出装置の詳細な説明は省略し、以下の説明においては適宜図1〜図3を用いる。
本実施の形態における微小粒子検出装置の構成は、上記第1実施の形態において図1に示す微小粒子検出装置の概略構成と同様である。したがって、本実施の形態における微小粒子検出装置の詳細な説明は省略し、以下の説明においては適宜図1〜図3を用いる。
本実施の形態においては、上記微小粒子検出装置の上記PCで、微小粒子数のカウントに加えて、微小粒子の形状やサイズの情報を取得するようにしている。
以下、上記微小粒子数のカウントと共に微小粒子の形状やサイズの情報を取得する場合の動作手順について説明する。
上記第1実施の形態の場合と同様にして、各トラックにおいて微小粒子を検出する。
上記第1実施の形態の場合と同様にして、互いに隣接するトラック同士において、検出された微小粒子の存在領域が比較される。その場合における上記第1実施の形態との違いは、各トラックにおける微小粒子の存在領域を上記PCの内部メモリ等に記録するだけでなく、各微小粒子の形状やサイズをも判定して記録することである。
上記第1実施の形態の場合と同様にして、互いに隣接するトラック同士で、夫々のトラックで検出された微小粒子の存在領域を比較して、同一の微小粒子であるか否かを判定する。そして、上記比較によって同一の微小粒子であると判定された場合には、夫々のトラックで検出した微小粒子の存在領域を足し合わせた領域を、同一微小粒子の存在領域であると設定するのである。
具体的な例としては、図2において、トラックnとトラック(n+1)との比較により、夫々のトラックで検出された微小粒子の存在領域情報が同一微小粒子に基づくと判定された場合は、トラックnの存在領域情報の存在領域とトラック(n+1)の存在領域情報の存在領域とを、ディスク6の半径方向に足し合わせた領域を、上記同一と見なされた微小粒子の存在領域であると設定する。
こうすることによって、同一と見なされた微小粒子全体の存在領域を設定することができるのである。
そして、上記第1実施の形態の場合と同様に、互いに隣接するトラック同士の比較を順次行っていき、隣接するトラックに対応する微小粒子が無くなった時点で、一つの微小粒子としてカウントすると共に、当該微小粒子の形状やサイズに関する情報を設定し、上記PCの内部メモリ等に記録する。
ここで、上記形状に関する情報とは、同一と見なされた微小粒子全体の存在領域の形状の情報である。また、上記サイズに関する情報とは、上記形状に関する情報を上記内部メモリ等に記録するとデータ量が大きくなるため、上記微小粒子全体の存在領域の面積等、微小粒子全体の存在領域から得られるサイズ情報を記録するような場合での上記サイズ情報を意味している。
・第4実施の形態
本実施の形態は、上記第1実施の形態における微小粒子数のカウント方法を、サンプルまたは光学モジュールを互いに直交する二方向への二次元走査する二次元スキャン方式に適用したものに関する。
本実施の形態は、上記第1実施の形態における微小粒子数のカウント方法を、サンプルまたは光学モジュールを互いに直交する二方向への二次元走査する二次元スキャン方式に適用したものに関する。
図4および図5は、一例として、Y方向に上記サンプルを移動させながらX方向にスキャンする微小粒子検出装置を示す。図4は全体を示す斜視図であり、図5は上記光学モジュールの断面概略図である。
図4において、1は光源装置であり、2は対物レンズであり、3は検出装置である。光源装置1と対物レンズ2と検出装置3とは、枠体内に収納されて上記光学モジュール5を構成している。そして、光学モジュール5の上方には対物レンズ2に対向してガラスステージ29が配置され、ガラスステージ29上には例えば蛍光物質によって標識された微小粒子が分布する懸濁液やゲル支持体やメンブレン等の転写支持体がサンプル(上記検体)30としてセットされている。
ここで、上記ガラスステージ29は矩形を成しており、長辺方向の第1走査方向と、第1走査方向に直交する短辺方向の第2走査方向との、二次元方向に走査するように構成されている。その場合における走査方法については、特に限定するものではない。要は、ガラスステージ29を上記第1走査方向に往復動作をさせる第1動作部と、上記第2走査方向に往復動作をさせる第2動作部とを備えていれば良いのである。あるいは、光学モジュール5側を二次元方向に走査してもよい。
図5において、半導体レーザー8,第1レンズ9,スポットサイズ調整レンズ10,第1アパーチャ11およびプリズム15は、上記第1実施の形態において図1に示す第1半導体レーザー8,第1レンズ9,スポットサイズ調整レンズ10,第1アパーチャ11およびプリズム15と、全く同様である。そこで、同じ番号を付けて詳細な説明は省略する。また、バンドパスフィルタ17,第2レンズ18,第2アパーチャ19および検出器20は、上記第1実施の形態において図1に示すバンドパスフィルタ17,第3レンズ18,第2アパーチャ19および第1検出器20と、全く同様である。そこで、同じ番号を付けて詳細な説明は省略する。
本実施の形態における対物レンズ2は、光軸を含む中央部分が、通常の凸レンズの機能(屈折のみで光を偏向)を有する凸レンズ部2aとなっている。そして、半導体レーザー8から出射されてプリズム15で反射された励起光は、この凸レンズ部2aの部分を通過してサンプル30に向かって収束される。また、サンプル30から出射された散乱光または蛍光のうちの放射角度が小さい光は、この凸レンズ部2aの部分を通過して検出器20に向かって集光される。
上記対物レンズ2における凸レンズ部2aの周囲は、下方に向かって開いた円錐台形の筒状体2bとなっている。そして、サンプル6から出射された光のうちの、凸レンズ部2aに入りきらないような放射角度の大きい蛍光は、筒状体2bの上端面から筒状体2b内に入射し、筒状体2bの外周面で全反射されて光軸側に偏向され、筒状体2bの内周面および下端面から検出器15に向かって出射される。
また、上記バンドパスフィルタ17は、図4に示すように、例えば回転フォルダ31に配置されて、蛍光の波長に応じて他の波長のフィルタと交換可能になっている。
上述したように、本実施の形態においては、上記光学モジュール5を固定して、サンプル30を載せたガラスステージ29を二次元方向に走査させて、散乱光または蛍光の強度の分布画像を読取る構成になっている。
このように、上記光学モジュール5に対してガラスステージ29を相対的に第1走査方向(長辺方向)とこの第1走査方向に直交する第2走査方向(短辺方向)とに交互に二次元走査した場合に、サンプル30上には、対物レンズ2によって励起光の集光点の走査軌跡が描かれる。この走査軌跡は、間隔を空けて第1走査方向(長辺方向)に往復動する複数の直線状の走査ラインと、互いに隣接する走査ラインの終点と始点とを第2走査方向(短辺方向)につなぐ接続ラインとが、連続して繰り返して構成されている。
その場合、上記第1走査方向(長辺方向)に延在する複数の走査ラインは、上記第1実施の形態における上記トラックに相当する。そこで、本実施の形態において得られる走査ライン番号と走査位置との二次元座標系を、上記第1実施の形態におけるトラック番号と回転角度(θ)との二次元座標系に置き換えることができる。
したがって、上記検出器20は、上記走査ライン番号と走査位置との二次元座標系を用いて、上記第1実施の形態において上記トラック番号と回転角度(θ)との二次元座標系に対して行った微小粒子の存在領域の判定と微小粒子数のカウントとを行うのである。
以上のように、本実施の形態によれば、二次元スキャン方式の微小粒子検出装置においても、ディスク回転方式の微小粒子検出装置による微小粒子の存在領域の判定と微小粒子数のカウントとを適用でき、同一微小粒子のダブルカウントを防止して、微小粒子の数を正確にカウントすることができるのである。
また、上述の同一微小粒子判定処理は、全ての走査ラインに関する微小粒子の存在領域の検出を終了しなくとも行うことができ、上記微小粒子の存在領域の比較後における微小粒子の存在領域情報は順次削除できるので、保存するテータ量を大幅に少なくできる。
したがって、上述の同一微小粒子判定処理時のデータ量や演算負荷を大幅に軽減することができる。
尚、本実施の形態においては、上記ガラスステージ29上にサンプル30をセットするようにしているが、上記第1実施の形態の場合のように、サンプル30を透明に且つ矩形に構成されたディスク内に封入するようにしても差し支えない。
上述したように、この発明の微小粒子検出装置は、
光源8,12から出射された光を、微小粒子を含む検体7,30に対して照射する照射光学系1と、
上記光の照射によって上記検体7,30中の上記微小粒子から発せられた光を検出する光検出光学系3,4と、
上記光検出光学系3,4によって検出された上記微小粒子からの光の強度に基づいて、上記微小粒子を検出する検出部と
を備え、
上記照射光学系1および上記光検出光学系3,4は、第1走査方向とこの第1走査方向に交差する第2走査方向とに、上記検体7,30を相対的に二次元走査するようになっており、
上記検出部は、
上記照射光学系1および上記光検出光学系3,4が上記第1走査方向に走査した場合の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に、上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、
互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する
ようになっていることを特徴としている。
光源8,12から出射された光を、微小粒子を含む検体7,30に対して照射する照射光学系1と、
上記光の照射によって上記検体7,30中の上記微小粒子から発せられた光を検出する光検出光学系3,4と、
上記光検出光学系3,4によって検出された上記微小粒子からの光の強度に基づいて、上記微小粒子を検出する検出部と
を備え、
上記照射光学系1および上記光検出光学系3,4は、第1走査方向とこの第1走査方向に交差する第2走査方向とに、上記検体7,30を相対的に二次元走査するようになっており、
上記検出部は、
上記照射光学系1および上記光検出光学系3,4が上記第1走査方向に走査した場合の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に、上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、
互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する
ようになっていることを特徴としている。
上記構成によれば、上記第1走査方向に走査した場合の各走査ラインに関し、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較するという単純な方法によって、上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようにしている。
したがって、上記判定には、比較の対象となる上記互いに隣接する走査ラインにおける上記存在領域のデータさえあればよく、全体のマップデータは必ずしも必要ではない。また、比較自体も非常に簡単な処理でよい。そして、上記比較を、隣接する上記走査ラインに対して順次行うことによって、全走査ラインに関する比較行うことができる。
すなわち、この発明によれば、上述の比較処理時のデータ量や演算負荷を大幅に軽減することができる。さらに、その上に、各走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域の検出と同時に上記比較処理を行うことができ、効率的に微小粒子のカウントを行うことが可能になる。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因すると判定した場合には、上記両走査ラインの何れか一方の走査ラインと、当該の走査ラインに隣接する新たな走査ラインとにおける、上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記新たな隣接走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようになっている。
上記検出部は、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因すると判定した場合には、上記両走査ラインの何れか一方の走査ラインと、当該の走査ラインに隣接する新たな走査ラインとにおける、上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記新たな隣接走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようになっている。
この実施の形態によれば、上記比較処理を行う互いに隣接する上記走査ラインを順次更新するようにしている。したがって、比較の対象となる上記互いに隣接する上記走査ラインにおける上記存在領域のデータさえあれば、全走査ラインに関する上記微小粒子の重複を判定することが可能になる。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域に関して、上記第1走査方向の位置が互いに重なっている場合には、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みは同一の微小粒子の存在領域であると判定するようになっている。
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域に関して、上記第1走査方向の位置が互いに重なっている場合には、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みは同一の微小粒子の存在領域であると判定するようになっている。
この実施の形態によれば、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域が、上記第1走査方向で互いに重なっている場合に、同一の微小粒子の存在領域であると判定するようにしている。
したがって、比較の対象となる上記互いに隣接する上記走査ラインにおける上記存在領域のデータに基づいて、互いに隣接する上記走査ラインに跨がる同一微小粒子を的確に判定することができる。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の位置情報を設定するようになっている。
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の位置情報を設定するようになっている。
この実施の形態によれば、比較の対象となる上記互いに隣接する上記走査ラインにおける上記存在領域のデータに基づいて、互いに隣接する上記走査ラインに跨がる同一微小粒子に加えて、上記同一微小粒子の位置情報を設定することが可能になる。
また、一実施の形態の微小粒子検出装置では、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の形状情報またはサイズ情報を設定するようになっている。
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の形状情報またはサイズ情報を設定するようになっている。
この実施の形態によれば、比較の対象となる上記互いに隣接する上記走査ラインにおける上記存在領域のデータに基づいて、互いに隣接する上記走査ラインに跨がる同一微小粒子に加えて、上記同一微小粒子の形状情報またはサイズ情報をも設定することが可能になる。
1…光源装置、
2…対物レンズ、
3,4…検出装置、
5…光学モジュール、
6…ディスク、
7,30…サンプル、
8,12…半導体レーザー、
9,13,18,22…レンズ、
10…スポットサイズ調整レンズ、
11,19,23…アパーチャ、
14,16…ダイクロイックミラー、
15…プリズム、
17…バンドパスフィルタ、
20,24…検出器、
21…NDフィルタ、
25…中心軸、
26…ホルダ、
27…スピンドルモータ、
28…ヘッド、
29…ガラスステージ。
2…対物レンズ、
3,4…検出装置、
5…光学モジュール、
6…ディスク、
7,30…サンプル、
8,12…半導体レーザー、
9,13,18,22…レンズ、
10…スポットサイズ調整レンズ、
11,19,23…アパーチャ、
14,16…ダイクロイックミラー、
15…プリズム、
17…バンドパスフィルタ、
20,24…検出器、
21…NDフィルタ、
25…中心軸、
26…ホルダ、
27…スピンドルモータ、
28…ヘッド、
29…ガラスステージ。
Claims (6)
- 光源から出射された光を、微小粒子を含む検体に対して照射する照射光学系と、
上記光の照射によって上記検体中の上記微小粒子から発せられた光を検出する光検出光学系と、
上記光検出光学系によって検出された上記微小粒子からの光の強度に基づいて、上記微小粒子を検出する検出部と
を備え、
上記照射光学系および上記光検出光学系は、第1走査方向とこの第1走査方向に交差する第2走査方向とに、上記検体を相対的に二次元走査するようになっており、
上記検出部は、
上記照射光学系および上記光検出光学系が上記第1走査方向に走査した場合の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に、上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、
互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する
ようになっている微小粒子検出装置において、
上記光検出光学系は、上記微小粒子から発せられた光として蛍光及び散乱光の両方を検出し、
上記検出部は、上記光検出光学系によって検出された蛍光及び散乱光それぞれについて微小粒子の座標を記録し、さらに、蛍光及び散乱光の間で座標が一致する点を探すことを特徴とする微小粒子検出装置。 - 光源から出射された光を、微小粒子を含む検体に対して照射する照射光学系と、
上記光の照射によって上記検体中の上記微小粒子から発せられた光を検出する光検出光学系と、
上記光検出光学系によって検出された上記微小粒子からの光の強度に基づいて、上記微小粒子を検出する検出部と
を備え、
上記照射光学系および上記光検出光学系は、第1走査方向とこの第1走査方向に交差する第2走査方向とに、上記検体を相対的に二次元走査するようになっており、
上記検出部は、
上記照射光学系および上記光検出光学系が上記第1走査方向に走査した場合の上記微小粒子からの光の強度に基づいて、各走査ライン毎に、上記微小粒子が存在する存在領域を判定し、
互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定する
ようになっている微小粒子検出装置において、
上記検出部は、検体に対して、上記照射光学系と同じ側に配置されており、
上記照射光学系は、ダイクロイックミラーを含んでおり、
上記検出部は、上記検体からの蛍光と散乱光とを上記ダイクロイックミラーを介して別々に検出するための蛍光検出用の第1検出装置と散乱光検出用の第2検出装置とを含んでいる
ことを特徴とする微小粒子検出装置。 - 請求項1又は2に記載の微小粒子検出装置において、
上記検出部は、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因すると判定した場合には、上記両走査ラインの何れか一方の走査ラインと、当該の走査ラインに隣接する新たな走査ラインとにおける、上記微小粒子の存在領域を比較することによって、上記新たな隣接走査ラインに在る上記存在領域の組みが同一微小粒子に起因するか否かを判定するようになっている
ことを特徴とする微小粒子検出装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一つに記載の微小粒子検出装置において、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインにおける上記微小粒子の存在領域に関して、上記第1走査方向の位置が互いに重なっている場合には、上記両走査ラインに在る上記存在領域の組みは同一の微小粒子の存在領域であると判定するようになっている
ことを特徴とする微小粒子検出装置。 - 請求項1から請求項4までの何れか一つに記載の微小粒子検出装置において、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の位置情報を設定するようになっている
ことを特徴とする微小粒子検出装置。 - 請求項1から請求項5までの何れか一つに記載の微小粒子検出装置において、
上記検出部は、互いに隣接する上記走査ラインに、同一微小粒子に起因すると判定された上記存在領域が在る場合には、上記同一微小粒子に起因する上記存在領域に基づいて上記同一微小粒子の形状情報またはサイズ情報を設定するようになっている
ことを特徴とする微小粒子検出装置。
Priority Applications (2)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014163766A JP5879405B1 (ja) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 微小粒子検出装置 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2014163766A Active JP5879405B1 (ja) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 微小粒子検出装置 |
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2015
- 2015-05-27 WO PCT/JP2015/065303 patent/WO2016024430A1/ja active Application Filing
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