JPH01267440A - 粒子解析装置 - Google Patents
粒子解析装置Info
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- JPH01267440A JPH01267440A JP63097433A JP9743388A JPH01267440A JP H01267440 A JPH01267440 A JP H01267440A JP 63097433 A JP63097433 A JP 63097433A JP 9743388 A JP9743388 A JP 9743388A JP H01267440 A JPH01267440 A JP H01267440A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1425—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry using an analyser being characterised by its control arrangement
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［ａ業上の利用分野］
本発明は粒子解析装置、例えば高速で流れる細胞浮遊溶
液にレーザ光を照射し、散乱光や蛍光から細胞の性質％
構造等を解析するいわゆるフローサイトメータに関する
。
液にレーザ光を照射し、散乱光や蛍光から細胞の性質％
構造等を解析するいわゆるフローサイトメータに関する
。
［従来の技術］
フローサイトメータとは高速で流れる細胞浮遊溶液、即
ちサンプル液に例えばレーザ光を照射して、細胞の性質
・構造を解明する装置であり、細胞化学・免疫学・血液
学・ｌ１ｆｆｉ瘍学・遺伝十字等の分野で使用されてい
る。
ちサンプル液に例えばレーザ光を照射して、細胞の性質
・構造を解明する装置であり、細胞化学・免疫学・血液
学・ｌ１ｆｆｉ瘍学・遺伝十字等の分野で使用されてい
る。
このフローサイトメータ等の従来の粒子解析装置ではフ
ローセルの中央部の例えば２５０μｍ×２５０μｍの微
小な四角形断面を有する流通部内をシース液（一般には
生理食塩水）に包まれ、て通過する血球細胞等の検体粒
子にレーザ光等を照射し、その結果として検体粒子から
発する散乱光のうちレーザ光の照射方向に対して前方方
向に発散される前方散乱光、及び側万力向に発散される
側方散乱光の強度を測光することにより、検体粒子の大
きさ、形状、屈折率等の情報を得ることが可能である。
ローセルの中央部の例えば２５０μｍ×２５０μｍの微
小な四角形断面を有する流通部内をシース液（一般には
生理食塩水）に包まれ、て通過する血球細胞等の検体粒
子にレーザ光等を照射し、その結果として検体粒子から
発する散乱光のうちレーザ光の照射方向に対して前方方
向に発散される前方散乱光、及び側万力向に発散される
側方散乱光の強度を測光することにより、検体粒子の大
きさ、形状、屈折率等の情報を得ることが可能である。
また検体粒子を蛍光剤により染色しておき、レーザ光の
照射によって励起されて発する蛍光を測光することによ
り、検体粒子のＤＮＡやＲＮＡ等の測定が可能となる。
照射によって励起されて発する蛍光を測光することによ
り、検体粒子のＤＮＡやＲＮＡ等の測定が可能となる。
［発明が解決しようとしている問題点］このような従来
の粒子解析装置においては、一般に照射光としてＡｒレ
ーザ光源等から発するレーザビームをシリンドリカルレ
ンズ等を用いて収斂して検体粒子に照射しているが、通
常ではレーザビームはガウス分布状の強度分布を有して
おり、レーザビームの光軸とサンプル液流の軸とがずれ
ると、検体粒子に照射されるレーザビーム強度が弱まる
ため、検体粒子から発する散乱光の強度も小さくなり、
精度の高い光検出信号を得ることができなくなる。
の粒子解析装置においては、一般に照射光としてＡｒレ
ーザ光源等から発するレーザビームをシリンドリカルレ
ンズ等を用いて収斂して検体粒子に照射しているが、通
常ではレーザビームはガウス分布状の強度分布を有して
おり、レーザビームの光軸とサンプル液流の軸とがずれ
ると、検体粒子に照射されるレーザビーム強度が弱まる
ため、検体粒子から発する散乱光の強度も小さくなり、
精度の高い光検出信号を得ることができなくなる。
このため照射光とフローセルとの位置合せに関して様々
な方法が提案されてきたが、フローセル外壁対しての位
置合せや、流通部壁面に対しての位置合せが主であり、
流れる検体粒子との位置合せに関するものは殆ど見られ
なかった。そのため流通部内での検体粒子の流れ位置が
ずれた場合、測定精度の低下を防ぐことはできなかった
。
な方法が提案されてきたが、フローセル外壁対しての位
置合せや、流通部壁面に対しての位置合せが主であり、
流れる検体粒子との位置合せに関するものは殆ど見られ
なかった。そのため流通部内での検体粒子の流れ位置が
ずれた場合、測定精度の低下を防ぐことはできなかった
。
本発明は照射光と流れる検体粒子との位置合せが可能で
、精度の高い粒子解析装置の提供を目的とする。
、精度の高い粒子解析装置の提供を目的とする。
［問題点を解決するための手段］
上述した問題点を解決するため、フローセル内の流通部
を通過する検体粒子に光ビームを照射して粒手解析を行
なう粒子解析装置において、前記流通部に光ビームを照
射する照射手段と、照射される光の波長を変換する材質
からなる波単変換粒子を前記流通部に通過させる手段と
、前記波単変換粒子から発する光のうち波長変換された
光の強度を検出する検出手段と、該検出手段で検出され
た光強度から前記光ビームと前記流通部を通過する波単
変換粒子の流れ位置との位置合せ状態を検知する位置合
せ検知手段を有する。
を通過する検体粒子に光ビームを照射して粒手解析を行
なう粒子解析装置において、前記流通部に光ビームを照
射する照射手段と、照射される光の波長を変換する材質
からなる波単変換粒子を前記流通部に通過させる手段と
、前記波単変換粒子から発する光のうち波長変換された
光の強度を検出する検出手段と、該検出手段で検出され
た光強度から前記光ビームと前記流通部を通過する波単
変換粒子の流れ位置との位置合せ状態を検知する位置合
せ検知手段を有する。
［実施例］
以下、本発明の実施例を図を用いて詳細に説明する。第
１図は本発明の実施例の構成図を示し、フローセルｌの
中央部には紙面に垂直な方向゛に検体粒子を含むサンプ
ル液が通過する流通Ｆ＄２が設けられている。この流通
部２と直交する方向にレーザ光源３が配置され、レーザ
光源３から発射されたのレーザビームしは、２枚のシリ
ンドリカルレンズを組み合わせた結像レンズ４により楕
円形状に収斂して流通部２に照射される。
１図は本発明の実施例の構成図を示し、フローセルｌの
中央部には紙面に垂直な方向゛に検体粒子を含むサンプ
ル液が通過する流通Ｆ＄２が設けられている。この流通
部２と直交する方向にレーザ光源３が配置され、レーザ
光源３から発射されたのレーザビームしは、２枚のシリ
ンドリカルレンズを組み合わせた結像レンズ４により楕
円形状に収斂して流通部２に照射される。
レーザビーム照射部を通過した検体粒子から発散される
散乱光のうち前方散乱光の検出のためにストッパ５、対
物レンズ７、集光レンズ８、光検出器９が順に配置され
ている。ストッパ５は透明ガラスの中央部に不透光部を
設けたもので、検体粒子によって散乱されない強力なレ
ーザビームが直接光検出器９に入射するのを防ぐために
設けられる。このストッパ５は位置合せ調整時には、バ
リアフィルタ６と交換される機構となっている。
散乱光のうち前方散乱光の検出のためにストッパ５、対
物レンズ７、集光レンズ８、光検出器９が順に配置され
ている。ストッパ５は透明ガラスの中央部に不透光部を
設けたもので、検体粒子によって散乱されない強力なレ
ーザビームが直接光検出器９に入射するのを防ぐために
設けられる。このストッパ５は位置合せ調整時には、バ
リアフィルタ６と交換される機構となっている。
バリアフィルタ６はレーザビーム（波長λ）を遮断し、
半波長λ／２の波長の光を通過させる性質を持ったもの
を使用する。
半波長λ／２の波長の光を通過させる性質を持ったもの
を使用する。
また、前方散乱光と同時に検体粒子から発する側方散乱
光及び蛍光の検出のために、流通部の流れ方向及びレー
ザビームの光軸にそれぞれ直交する光軸０２上にフロー
セル１側から、測光用対物レンズ１１．集光レンズ１２
、絞り１３、集光レンズ１４．ダイクロイックミラー１
５．１６及びミラー＋７が順次配置されている。ダイク
ロイックミラー１５の反射方向にはバリアフィルタ１８
、光検出器１９が配置され側方散乱光が測光される。ま
たダイクロイックミラー１６の反射方向にはバリアフィ
ルタ２０、光検出器２１が配置され緑色蛍光が測光され
る。さらにミラー１７の反射方向にはバリアフィルタ２
２、光検出器２３が配置され赤色蛍光が測光される。な
お、側方散乱光や蛍光の強度は微弱であるため、光検出
器１９．２１，２３には微弱光を増強して検出可能にす
るフォトマルが用いられている。これら光検出器９．１
９．２１．２３の出力は不図示の演算回路に入力され、
粒子解析の演算がなされる。
光及び蛍光の検出のために、流通部の流れ方向及びレー
ザビームの光軸にそれぞれ直交する光軸０２上にフロー
セル１側から、測光用対物レンズ１１．集光レンズ１２
、絞り１３、集光レンズ１４．ダイクロイックミラー１
５．１６及びミラー＋７が順次配置されている。ダイク
ロイックミラー１５の反射方向にはバリアフィルタ１８
、光検出器１９が配置され側方散乱光が測光される。ま
たダイクロイックミラー１６の反射方向にはバリアフィ
ルタ２０、光検出器２１が配置され緑色蛍光が測光され
る。さらにミラー１７の反射方向にはバリアフィルタ２
２、光検出器２３が配置され赤色蛍光が測光される。な
お、側方散乱光や蛍光の強度は微弱であるため、光検出
器１９．２１，２３には微弱光を増強して検出可能にす
るフォトマルが用いられている。これら光検出器９．１
９．２１．２３の出力は不図示の演算回路に入力され、
粒子解析の演算がなされる。
次にレーザビームＬとサンプル液流の軸との位置合せ調
整を行なう方法について説明する。まず位置合せ調整に
当たり、解析用の検体粒子の代りに非線形光学媒質（例
えばＫＤＰ等のＳＨＧ効果を持つ材料）からなる均一粒
子径の微粒子を用意する。非線形光学媒質とは入射光に
対して波長変換された光を出射する性質を持つ媒質であ
り、入射光の波長（λ）を半波長化（λ／２）して出射
するＳＨＧ効果が特に知られている。
整を行なう方法について説明する。まず位置合せ調整に
当たり、解析用の検体粒子の代りに非線形光学媒質（例
えばＫＤＰ等のＳＨＧ効果を持つ材料）からなる均一粒
子径の微粒子を用意する。非線形光学媒質とは入射光に
対して波長変換された光を出射する性質を持つ媒質であ
り、入射光の波長（λ）を半波長化（λ／２）して出射
するＳＨＧ効果が特に知られている。
この微粒子をフローセル１の流通部２に流し、レーザ光
源３から結像レンズ４を介してレーザビームＬを流通部
２に照射する。流通部を通過する微粒子に照射された波
長λのレーザビームＬは変換効率に応じて一部がＳＨＧ
効采によりλ／２に波長変換されて微粒子を透過し、残
りは変換されずにλの波長のまま透過する。透過した光
はバリアフィルタ６によってλの波長の光が遮断され、
λ／２の波長の光のみが通過し、対物レンズ７、集光レ
ンズ８、光検出器９によって、ＳＨＧ効果によって変換
されたλ／２の波長の光のみが受光される。光検出器９
の信号は位置合せ回路３０に入力される。
源３から結像レンズ４を介してレーザビームＬを流通部
２に照射する。流通部を通過する微粒子に照射された波
長λのレーザビームＬは変換効率に応じて一部がＳＨＧ
効采によりλ／２に波長変換されて微粒子を透過し、残
りは変換されずにλの波長のまま透過する。透過した光
はバリアフィルタ６によってλの波長の光が遮断され、
λ／２の波長の光のみが通過し、対物レンズ７、集光レ
ンズ８、光検出器９によって、ＳＨＧ効果によって変換
されたλ／２の波長の光のみが受光される。光検出器９
の信号は位置合せ回路３０に入力される。
非線形光学媒質による波長変換効率は照射光の光密度が
高いほど効率も良く、よってレーザビームＬのビーム強
度の最も大きい部分、すなわちレーザ光源３から発射さ
れたレーザビームＬが結像レンズ４で結像された焦点位
置（ビームウェスト）を微粒子が通過した時に最も効率
が良く、波長変換されて出射されるλ／２の波長の光の
強度が最も大きくなる。この人／２の波長の光の検出強
度が最大となった時に、ビームウェストとサンプル液流
の位置合せが最適に行なわれたと判断できる。
高いほど効率も良く、よってレーザビームＬのビーム強
度の最も大きい部分、すなわちレーザ光源３から発射さ
れたレーザビームＬが結像レンズ４で結像された焦点位
置（ビームウェスト）を微粒子が通過した時に最も効率
が良く、波長変換されて出射されるλ／２の波長の光の
強度が最も大きくなる。この人／２の波長の光の検出強
度が最大となった時に、ビームウェストとサンプル液流
の位置合せが最適に行なわれたと判断できる。
フローセルｌは不図示の機構により前後左右方向に微移
動可能な光学ステージ１０上に固定されており、光検出
器９で検出されるλ／２の波長の光の強度が最強になる
ように、位置合せ回路３０にてフィードバック制御され
て光学ステージ１０が動かされる。この場合まずレーザ
ビーム照射方向に対して横方向（紙面上下方向）に光学
ステージ１０を動かしてフローセルｌをレーザビームし
に対して移動させ、光検出器９で最大強度が得られる位
置を探し横方向の位置合せを行なう、これによっ°Ｃレ
ーザビームＬの光軸０１とサンプル液流が一致する。次
にレーザビームの光軸方向く紙面左右方向）に光学ステ
ージを微動させ、光検出器９で最大の強度が得られる位
置を探して縦方向の位置合せを行なう。これによりレー
ザビームＬのビームウェストとサンプル液流が一致する
。この２段階の制御により、レーザビームのビームウェ
ストと検体粒子の流れの位置合せを正確に行なうことが
できる。
動可能な光学ステージ１０上に固定されており、光検出
器９で検出されるλ／２の波長の光の強度が最強になる
ように、位置合せ回路３０にてフィードバック制御され
て光学ステージ１０が動かされる。この場合まずレーザ
ビーム照射方向に対して横方向（紙面上下方向）に光学
ステージ１０を動かしてフローセルｌをレーザビームし
に対して移動させ、光検出器９で最大強度が得られる位
置を探し横方向の位置合せを行なう、これによっ°Ｃレ
ーザビームＬの光軸０１とサンプル液流が一致する。次
にレーザビームの光軸方向く紙面左右方向）に光学ステ
ージを微動させ、光検出器９で最大の強度が得られる位
置を探して縦方向の位置合せを行なう。これによりレー
ザビームＬのビームウェストとサンプル液流が一致する
。この２段階の制御により、レーザビームのビームウェ
ストと検体粒子の流れの位置合せを正確に行なうことが
できる。
なお、光学ステージ１０のＢ動量、すなわちフローセル
１の移１ＰＩＩＢｒはごく微小なものであるため、移動
によるフローセルｌの測光用の対物レンズ７．１１に対
しての光軸のずれは微小であり、粒子解析のための測定
にはほとんど影響ない。
１の移１ＰＩＩＢｒはごく微小なものであるため、移動
によるフローセルｌの測光用の対物レンズ７．１１に対
しての光軸のずれは微小であり、粒子解析のための測定
にはほとんど影響ない。
なお、ここでは固定されたレーザ光源に対してフローセ
ルを勅かしてアライメントを行なっているが、逆にフロ
ーセルを固定し、それに対してレーザ光源を移動させて
アライメントを行なうことも当然可能である。
ルを勅かしてアライメントを行なっているが、逆にフロ
ーセルを固定し、それに対してレーザ光源を移動させて
アライメントを行なうことも当然可能である。
以上の手順で装置のアライメントを行なった後に、血球
細胞等の検体粒子をフローセル部に流して粒子解析を行
なう。
細胞等の検体粒子をフローセル部に流して粒子解析を行
なう。
［発明の効果］
以上本発明によれば、非線形光学媒質からなる微粒子を
フローセル中に流し、レーザ光照射によって発生する波
長変換された光の強度を検出することにより、レーザ照
射光の焦点位置と微粒子の流れ位置との位置合せを簡便
に精度良く行なうことかできる効果がある。これによっ
て測定精度の高い粒子解析装置を）足供することができ
る。
フローセル中に流し、レーザ光照射によって発生する波
長変換された光の強度を検出することにより、レーザ照
射光の焦点位置と微粒子の流れ位置との位置合せを簡便
に精度良く行なうことかできる効果がある。これによっ
て測定精度の高い粒子解析装置を）足供することができ
る。
ば
第１図は本発明の実施例の構成図であり、図中１・・・
フローセル、２・・・流通部、３・・・レーザ光源、４
・・・結像レンズ、５・・・バントパスフィルタ、６・
・・ストッパ、７・・・対物レンズ、９．１９．２１，
２３・・・光検出器１０・・・光学ステージ、１１・・
測光用対物レンズ’、１２、ｓ４・・・集光レンズ、１
３・・・絞り、１５．１６・・・ダイクロイックミラー
、１８．１９．２０・・・バリアフィルタ、３０・・・
位置合せ回路
フローセル、２・・・流通部、３・・・レーザ光源、４
・・・結像レンズ、５・・・バントパスフィルタ、６・
・・ストッパ、７・・・対物レンズ、９．１９．２１，
２３・・・光検出器１０・・・光学ステージ、１１・・
測光用対物レンズ’、１２、ｓ４・・・集光レンズ、１
３・・・絞り、１５．１６・・・ダイクロイックミラー
、１８．１９．２０・・・バリアフィルタ、３０・・・
位置合せ回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、フローセル内の流通部を通過する検体粒子に光ビー
ムを照射して粒子解析を行なう粒子解析装置において、
前記流通部に光ビームを照射する照射手段と、照射され
る光の波長を変換する材質からなる波単変換粒子を前記
流通部に通過させる手段と、前記波長変換粒子から発す
る光のうち波長変換された光の強度を検出する検出手段
と、該検出手段で検出された光強度から前記光ビームと
前記流通部を通過する波長変換粒子の流れ位置との位置
合せ状態を検知する位置合せ検知手段を有することを特
徴とする粒子解析装置。 ２、前記位置合せ検知手段の出力により前記照射手段と
前記フローセルの相対位置を調整する手段を有する請求
項１記載の粒子解析装置。 ３、前記波長変換粒子は非線形光学媒質からなる請求項
１記載の粒子解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63097433A JPH01267440A (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 粒子解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63097433A JPH01267440A (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 粒子解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01267440A true JPH01267440A (ja) | 1989-10-25 |
Family
ID=14192248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63097433A Pending JPH01267440A (ja) | 1988-04-19 | 1988-04-19 | 粒子解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01267440A (ja) |
-
1988
- 1988-04-19 JP JP63097433A patent/JPH01267440A/ja active Pending
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