JP6428883B2 - 微小粒子測定装置におけるデータ補正方法及び微小粒子測定装置 - Google Patents
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Description
流路を通流する微小粒子に光を照射して該微小粒子から発生する散乱光及び蛍光を検出可能で、該蛍光の情報を取得する強度検出手順と、
前記蛍光情報を補正する補正手順と、を含み、
前記強度検出手順において、前記微小粒子から発生する散乱光の検出は、受光面が領域A、領域B、領域C、領域Dの4つの領域に格子状に分割された検出器を用いて行われ、
前記補正手順において、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)に基づいて前記蛍光情報が補正される、
微小粒子測定装置におけるデータ補正方法を提供する。
前記データ補正方法において、前記補正手順において補正される前記蛍光情報は、蛍光の強度及び/又は波長でありうる。
前記データ補正方法の前記強度検出手順において、前記散乱光から分離され、非点収差を与えられたS偏光成分を、前記検出器により受光しうる。
前記データ補正方法の前記補正手順は、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記光のピーク強度との間の関係を得ることを含みうる。
前記データ補正方法の前記補正手順は、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記蛍光のピーク強度との間の関係を得、当該関係に基づき前記蛍光の強度を補正することを含みうる。
前記蛍光の強度の補正において、前記微小粒子のZ軸方向における位置ずれにより生じる、蛍光の強度の歪みが補正され、
前記Z軸方向は、前記微小粒子に対する前記光の照射方向であるX軸及び前記微小粒子の通流方向であるY軸の両方に垂直な軸でありうる。
前記データ補正方法の前記補正手順は、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記蛍光のピーク波長との間の関係を得ることをさらに含みうる。
前記データ補正方法の前記補正手順は、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記蛍光のピーク波長との間の関係を得、当該関係に基づき前記蛍光の波長を補正することをさらに含みうる。
前記蛍光の波長の補正において、前記微小粒子のZ軸方向における位置ずれにより生じる、光の波長の歪みが補正されうる。
前記データ補正方法は、前記領域Aと前記領域Cの検出値の和(A+C)と、前記領域Bと前記領域Dの検出値の和(B+D)と、の差分Δ2((A+C)−(B+D))に基づいて前記蛍光情報を補正する、差分Δ2に基づく補正手順をさらに含みうる。
前記差分Δ2に基づく補正手順は、前記差分Δ2((A+C)−(B+D))と検出された前記蛍光のピーク波長及び/又はピーク強度との間の関係を得ることをさらに含みうる。
前記差分Δ2に基づく補正手順は、前記差分Δ2((A+C)−(B+D))と検出された前記蛍光のピーク波長及び/又はピーク強度との間の関係を得、当該関係に基づき前記蛍光の波長及び/又は強度を補正することをさらに含みうる。
前記蛍光の強度の補正において、前記微小粒子のX軸方向における位置ずれにより生じる、蛍光の強度の歪みが補正され、
前記X軸方向は、前記微小粒子に対する前記光の照射方向でありうる。
前記データ補正方法の前記補正手順において、前記差分Δ1が所定範囲内である前記微小粒子の前記蛍光情報のみを抽出しうる。
前記データ補正方法の前記補正手順において、前記差分Δ1及び/又は前記差分Δ2が所定範囲内である前記微小粒子の前記蛍光情報のみを抽出しうる。
前記データ補正方法において、前記検出器として、4分割フォトダイオードが用いられうる。
流路を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、
前記微小粒子から発生する散乱光及び蛍光を検出する光検出部と、
前記光検出部により取得された前記微小粒子から発生する蛍光の情報を補正する演算部と、
を備え、
前記光検出部は、受光面が領域A、領域B、領域C、領域Dの4つの領域に格子状に分割された検出器を含み、当該検出器により前記微小粒子から発生する散乱光の検出が行われ、
前記演算部は、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)に基づいて前記蛍光情報を補正する、
微小粒子測定装置も提供する。
1.微小粒子測定装置の構成
(1)測定部
(1−1)光照射部
(1−2)光検出部
(1−3)位置検出部
(2)演算部
2.微小粒子測定装置におけるデータ補正処理
(1)補正対象
(2)補正処理
3.変形例
(1)光検出部
(2)位置検出部
4.データ補正方法及びデータ補正プログラム
(1)測定部
図1は、本技術に係る微小粒子測定装置の測定部の構成を説明する図である。本技術に係る微小粒子測定装置は、大略、図に示される測定部と、不図示の演算部とから構成されている。測定部は、流路Cを通流する微小粒子Pに励起光1を照射する光照射部と、微小粒子Pから発生する散乱光2及び蛍光3を検出する光検出部と、微小粒子Pの位置情報を取得する位置検出部と、を含む。
光照射部は、励起光1を出射する光源11と、フローセル及びマイクロチップなどに形成された流路Cを通流する微小粒子Pに対して励起光1を集光する対物レンズ12とを含んで構成されている。光源11は、測定の目的に応じてレーザダイオード、SHG(Second Harmonic Generation)レーザ、固体レーザ、ガスレーザ及び高輝度LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)などから適宜選択される。光照射部には、必要に応じて、光源11及び対物レンズ12以外の光学素子が配されていてもよい。
光検出部は、集光レンズ21、分光素子22、分光素子31、蛍光検出器32とP偏光検出器41とを含んで構成されている。
位置検出部は、分光素子23、S偏光検出器51と非点収差素子52とを含んで構成されている。
演算部は、光検出部の蛍光検出器32及びP偏光検出器41から入力される蛍光3及びP偏光成分4の強度情報を、位置検出部から入力される微小粒子Pの位置情報に基づいて補正する処理を行う。演算部は、この処理を実行するためのプログラムとOSが格納されたハードディスク、CPU及びメモリなどにより構成される。
次に、演算部による蛍光3及びP偏光成分4の強度情報の補正処理について詳細に説明する。
図3Aに、流路Cを通流するラミナーフローLと、ラミナーフローL中の微小粒子Pに照射される励起光1のレーザスポットSを示す。図中、微小粒子Pに対する励起光1の照射方向をX軸方向、ラミナーフローLの送液方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向に垂直な方向をZ軸方向とする。
演算部は、微小粒子Pの通流位置がばらつくことによって生じる蛍光3の強度のばらつき及び蛍光検出器32の各PMTに入射する蛍光3の波長範囲のばらつきに起因した測定誤差を、微小粒子Pの位置情報に基づいて補正する処理を行う。
(1)光検出部
上述の実施形態に係る微小粒子測定装置では、分光素子31と、受光素子アレイ又は2次元受光素子とした蛍光検出器32とを組み合わせて光検出部を構成し、微小粒子Pから発生する蛍光3をスペクトルとして取得する例を説明した。本技術に係る微小粒子測定装置において、光検出部は、図13に示すように、複数の波長選択素子(ここでは符号31a、31b、31cの3つ)を用いて、蛍光3から所望の波長域のみを選択して蛍光検出器(ここでは符号32a、32b、32cの3つ)によって検出する構成であってもよい。波長選択素子31a、31b、31cには、特定の波長域の光のみを反射し、それ以外の光を透過するダイクロイックミラー等を使用すればよい。また、蛍光検出器32a、32b、32cには、PD(Photo diode)、CCD(Charge Coupled Device)又はPMT(Photo-Multiplier Tube)などを使用することができる。なお、波長選択素子及び蛍光検出器の組み合わせはここで示した3つに限られず、1又は2以上とできる。
上述の実施形態に係る微小粒子測定装置では、位置検出部として4分割フォトダイオードを用い、非点収差を生じたS偏光成分5の偏光検出器51の受光面における結像パターン(受光位置)を微小粒子Pの位置情報として取得する例を説明した。本技術に係る微小粒子測定装置では、位置検出部に高速カメラを用いて、流路Cを通流する微小粒子Pを直接撮影し、画像処理によって微小粒子Pの位置情報を取得することも考えられる。
本技術に係るデータ補正方法は、上述の微小粒子測定装置の演算部によって実行される補正処理に対応するものである。また、微小粒子測定装置の演算部には、このデータ補正を実行するためのデータ補正プログラムが格納されている。
(1)流路を通流する微小粒子に光を照射して該微小粒子から発生する光を検出可能で、該光の強度情報を取得する強度検出手順と、前記微小粒子の位置情報を取得可能な位置検出手順と、前記位置情報に基づいて前記強度情報を補正する補正手順と、を含む、微小粒子測定装置におけるデータ補正方法。
(2)前記位置検出手順において、前記位置情報として、前記微小粒子に対する光の照射方向であるX軸方向における前記微小粒子の位置情報、及び/又は、前記微小粒子の通流方向であるY軸方向と前記X軸方向とに垂直なZ軸方向における前記微小粒子の位置情報、を取得する上記(1)記載のデータ補正方法。
(3)前記位置検出手順において、前記微小粒子から発生する散乱光から分離され、非点収差を与えられたS偏光成分を検出器により受光し、該検出器における前記S偏光成分の受光位置を前記位置情報として取得する上記(1)又は(2)記載のデータ補正方法。
(4)前記位置検出手順において、前記検出器として、受光面が複数領域に分割された検出器を用いる上記(3)記載のデータ補正方法。
(5)前記検出器として、受光面が領域A、領域B、領域C、領域Dの4つの領域に格子状に分割された検出器を用い、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)から、前記Z軸方向における前記微小粒子の前記位置情報を取得する上記(4)記載のデータ補正方法。
(6)前記位置検出手順において、前記領域Aと前記領域Cの検出値の和(A+C)と、前記領域Bと前記領域Dの検出値の和(B+D)と、の差分Δ2((A+C)−(B+D))から、前記X軸方向における前記微小粒子の前記位置情報を取得する上記(5)記載のデータ補正方法。
(7)前記補正手順において、前記差分Δ1及び/又は前記差分Δ2に基づいて前記強度情報を補正する上記(6)記載のデータ補正方法。
(8)前記補正手順において、前記差分Δ1及び/又は前記差分Δ2が所定範囲内である前記微小粒子の前記強度情報のみを抽出する上記(6)記載のデータ補正方法。
(9)前記検出器として、4分割フォトダイオードを用いる上記(4)〜(7)のいずれかに記載のデータ補正方法。
(1)流路を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、前記微小粒子から発生する光を検出する光検出部と、前記微小粒子の位置情報を取得する位置検出部と、前記光検出部により取得された前記微小粒子から発生する光の強度情報を、前記位置情報に基づいて補正する演算部と、を備える微小粒子測定装置。
(2)前記位置検出部は、前記微小粒子から発生する散乱光をS偏光成分とP偏光成分とに分離する第一分光素子と、前記S偏光成分を受光するS偏光検出器と、前記第一分光素子と前記S偏光検出器との間に配設され、前記S偏光成分に非点収差を与える非点収差素子と、を有し、前記S偏光検出器における前記S偏光成分の受光位置を前記位置情報として取得する上記(1)記載の微小粒子測定装置。
(3)前記S偏光検出器の受光面が複数領域に分割されている上記(2)記載の微小粒子測定装置。
(4)前記S偏光検出器の受光面が領域A、領域B、領域C、領域Dの4つの領域に格子状に分割されている上記(3)記載の微小粒子測定装置。
(5)前記演算部は、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)、及び/又は、前記領域Aと前記領域Cの検出値の和(A+C)と、前記領域Bと前記領域Dの検出値の和(B+D)と、の差分Δ2((A+C)−(B+D))、に基づいて前記強度情報を補正する上記(4)記載の微小粒子測定装置。
(6)前記演算部は、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)、及び/又は、前記領域Aと前記領域Cの検出値の和(A+C)と、前記領域Bと前記領域Dの検出値の和(B+D)と、の差分Δ2((A+C)−(B+D))、が所定範囲内である前記微小粒子の前記強度情報のみを抽出する上記(4)記載の微小粒子測定装置。
(7)前記S偏光検出器が4分割フォトダイオードである上記(3)〜(6)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
(8)前記非点収差素子がシリンドリカルレンズである上記(2)〜(7)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
(9)前記微小粒子から発生する前記光を前記散乱光と蛍光に分離する第二分光素子を備え、前記光検出部に、前記P偏光成分を検出するP偏光検出器と、前記蛍光を検出する蛍光検出器と、を有する上記(2)〜(7)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
(10)前記光検出部に、前記蛍光を分光する第三分光素子を有し、前記蛍光検出器には、前記第三分光素子により分光された前記蛍光を検出する、複数の独立した受光素子が配列されている上記(1)〜(10)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
Claims (17)
- 流路を通流する微小粒子に光を照射して該微小粒子から発生する散乱光及び蛍光を検出可能で、該蛍光の情報を取得する強度検出手順と、
前記蛍光情報を補正する補正手順と、を含み、
前記強度検出手順において、前記微小粒子から発生する散乱光の検出は、受光面が領域A、領域B、領域C、領域Dの4つの領域に格子状に分割された検出器を用いて行われ、
前記補正手順において、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)に基づいて前記蛍光情報が補正される、
微小粒子測定装置におけるデータ補正方法。 - 前記補正手順において補正される前記蛍光情報が、蛍光の強度及び/又は波長である、請求項1に記載のデータ補正方法。
- 前記強度検出手順において、前記散乱光から分離され、非点収差を与えられたS偏光成分を、前記検出器により受光する、請求項1又は2に記載のデータ補正方法。
- 前記補正手順が、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記光のピーク強度との間の関係を得ることを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記補正手順が、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記蛍光のピーク強度との間の関係を得、当該関係に基づき前記蛍光の強度を補正することを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記蛍光の強度の補正において、前記微小粒子のZ軸方向における位置ずれにより生じる、蛍光の強度の歪みが補正され、
前記Z軸方向は、前記微小粒子に対する前記光の照射方向であるX軸及び前記微小粒子の通流方向であるY軸の両方に垂直な軸である、請求項5に記載のデータ補正方法。 - 前記補正手順が、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記蛍光のピーク波長との間の関係を得ることをさらに含む、請求項2〜6のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記補正手順が、前記差分Δ1(A−C)と検出された前記蛍光のピーク波長との間の関係を得、当該関係に基づき前記蛍光の波長を補正することをさらに含む、請求項2〜7のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記蛍光の波長の補正において、前記微小粒子のZ軸方向における位置ずれにより生じる、光の波長の歪みが補正される、請求項8に記載のデータ補正方法。
- 前記領域Aと前記領域Cの検出値の和(A+C)と、前記領域Bと前記領域Dの検出値の和(B+D)と、の差分Δ2((A+C)−(B+D))に基づいて前記蛍光情報を補正する、差分Δ2に基づく補正手順をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記差分Δ2に基づく補正手順が、前記差分Δ2((A+C)−(B+D))と検出された前記蛍光のピーク波長及び/又はピーク強度との間の関係を得ることをさらに含む、請求項10に記載のデータ補正方法。
- 前記差分Δ2に基づく補正手順が、前記差分Δ2((A+C)−(B+D))と検出された前記蛍光のピーク波長及び/又はピーク強度との間の関係を得、当該関係に基づき前記蛍光の波長及び/又は強度を補正することをさらに含む、請求項10に記載のデータ補正方法。
- 前記蛍光の強度の補正において、前記微小粒子のX軸方向における位置ずれにより生じる、蛍光の強度の歪みが補正され、
前記X軸方向は、前記微小粒子に対する前記光の照射方向である、
請求項12に記載のデータ補正方法。 - 前記補正手順において、前記差分Δ1が所定範囲内である前記微小粒子の前記蛍光情報のみを抽出する、請求項1〜13のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記補正手順において、前記差分Δ1及び/又は前記差分Δ2が所定範囲内である前記微小粒子の前記蛍光情報のみを抽出する、請求項10〜13のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 前記検出器として、4分割フォトダイオードを用いる、請求項1〜15のいずれか一項に記載のデータ補正方法。
- 流路を通流する微小粒子に光を照射する光照射部と、
前記微小粒子から発生する散乱光及び蛍光を検出する光検出部と、
前記光検出部により取得された前記微小粒子から発生する蛍光の情報を補正する演算部と、
を備え、
前記光検出部は、受光面が領域A、領域B、領域C、領域Dの4つの領域に格子状に分割された検出器を含み、当該検出器により前記微小粒子から発生する散乱光の検出が行われ、
前記演算部は、前記領域Aと、前記領域Aに隣接しない前記領域Cと、の検出値の差分Δ1(A−C)に基づいて前記蛍光情報を補正する、
微小粒子測定装置。
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