JPH02245638A - 検体検査装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は主にフローサイトメータや粒子カウンタ等に通
用され、光学測定により検体検査を行なう検体検査装置
に関する。

［従来の技術］ シースフロ一方式によって一個ずつ分離され高速で流さ
れる生体細胞やラテックス粒子や細菌等の微小検体に光
を照射し、発生する散乱光や蛍光等を測光することによ
り、検体の径や性質に関する情報を得て、多数の検体に
ついての測定データを統計的に処理するフローサイトメ
ータでは、従来、同一検体に対し流れ方向に固定された
レーザ照射位置で一回だけ測光していた。

また、流れ方向に２個のレーザ光源を用意し、異なる照
射条件で同一検体から異なる情報を得ることができるフ
ローサイトメータが、例えば文献Ｄｅａｎ　ＰＮ、　Ｐ
ｉｎｋｅｌ　Ｄ：　ｌＩ＋ｇｈ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ
　ｄｕａｌｌａｓｅｒ　　ｆｌｏｗ　　ｃｙｔｏｍｅｔ
ｒｙ、Ｊ、旧５ｔｏｃｈｅａ＋、ｃｙｔｏｃｈｅｍ。

Ｖｏ１、２６．　ｐｐ、６２２−６２７．１９７３４：
知られる。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、前記従来の装置では同一検体を同一の照
射条件で複数回の測定をして統計的な情報を得るという
ことができなかった。

また、前記従来の装置では、流れ方向に沿った複数箇所
にレーザ光を照射して複数回の測定をしようとしても、
複数箇所同時にレーザ光が照射されるため、注目してい
る検体以外の検体にも光が照射されて雑光が混入する虞
れがある。

［発明の目的］ 本発明は簡素且つ安価な構成にて、各々の検体について
、同一の照射条件若しくは異なる照射条件での複数の測
定を一検査で行なうことのできる検体検査装置の提供を
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決する本発明は、照射光源からの光が照
射される照射位置を通過する検体を光学的に測定して検
体を検査する検体検査装置において、第１の照射位置を
検体が通過したことを検知する検知手段と、該検知手段
により通過が検知されたら、照射位置を検体の通過方向
に沿った第２の照射位置に変更する変更手段と、前記第
１、第２の照射位置を通過する前′記検体からの光を測
光する測光手段を有することを特徴とする検体検査装置
である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図乃至第２図は本発明の第１実施例の構成図を示す
もので、第１図は本実施例の装置における前方散乱光を
検出する光学系の配置図、第２図は第１図を上方から見
た図で、側方散乱光及び蛍光を検出する光学系の配置を
示す。

第１図において５１は測定用のレーザ光を発射するレー
ザ光源、２はレーザ光の光路中に配された音響光学（扁
向素子（ＡＯＩ））であり、不図示の制御回路からの制
御信号により、レーザ光源からのビームの偏向度を変化
させて１／−ザ光路を変更させる機能を持っている。３
はフローセルであり、該フローセル内部には血液細胞や
ラテックス粒子等の検体が流れる流通部が設けられてい
る。

音響光学偏向素子２によって偏向され切換えられるそれ
ぞれの光路のレーザビームはフローセル３の流通部にお
いて、Ａ、Ｂ、Ｃの位置に照射される。Ｂの光路の途中
には非線形光学効果を有するにＤＰ等のＳＨＧ素子４、
該ＳＨＧ素子４によって１／２波長に変換された光波長
のみを通過させる波長選択フィルタ６が配置されている
。又、Ｃの光路の途中には蛍光＠５、該蛍光板５からの
蛍光波長のみを通過させる波長選択フィルタフが配置さ
れている。これにより被検部Ａ、Ｂ、Ｃにはそれぞれ波
長の異なる光が照射される。なお、それぞれの光路中に
は不図示の光減衰フィルタが配置されており、被検部Ａ
、Ｂ、Ｃに照射される光強度が等しくなるようになって
いる。

なお、本実施例では波長を変換する部材の一例としてＳ
ＨＧ素子と蛍光板を用いたが、この他にも例えばラマン
セル等５人射光の波長を変１＾する部材であれば使用可
能である。

被検部Ａ、Ｂ、Ｃにおいて検体に照射されて発する前方
方向への散乱光は、それぞれ集光レンズ８．９．１０に
よって集光され、絞り１１．１２．１３、レンズ１４．
１５．１６を経て、光検出器１７．１８．１９にてそれ
ぞれ独立に検出される。絞り１１．１２．１３はそれぞ
れ被検部Ａ、Ｂ、Ｃからの光のみを通過させるための視
野絞りの機能を持っている。なお、それぞれの光路中、
フローセル後方には光ストッパ２０，２１．２２が置か
れ、検体に当たらずにフローセルを通過した直接光や検
体を透過した透過光を遮断し、これらの光が光検出器に
入射しないようになっている。なお、ストッパの部分で
の光強度を検出する構成で光検出器を設ければ、透過光
を検出することもできる。

次に、被検部からの検体による側方散乱光及び蛍光を検
出する光学系を第２図を用いて説明する。第２図は第１
図を図面上方から見たときの配置図である。フローセル
３の流通部を紙面垂直方向に流れる検体から発し、集光
レンズ２３で集光された側方散乱光及び蛍光は１ノンズ
２４、絞り２５を通過する。絞り２５の開口部はは紙面
垂直方向に長いスリット形状であり、被検部Ａ、Ｂ。

Ｃからの光を通過させ、それ以外の光を遮断する。絞り
２５を通過した犬はレンズ２６、ダイクロイックミラー
２７．２８、ミラー２９、波長選択フィルタ３６．３７
．３Ｂ、レンズ３０．３１．３２による良く知られた光
学配置により、赤色蛍光が光検出器３３にて、緑色蛍光
が光検出器２４にて、さらに側方散乱光が光検出器３５
にて検出される。

前記それぞれの前方散乱光を検出する光検出器１７．１
８．１９の出力パルス、及び側方散乱光・蛍光を検出す
る光検出器３３．３４．３５の出力パルスは、−例とし
て第４図に示すような波形で出力され、第３図の制御回
路４０に人力される。この入力された各パルスを基に、
最大パルス強度、パルス幅、パルス積分値等がそれぞれ
のパルスについて測定され、データ記憶部４２に送られ
て記憶される。そしてこれらのパルスの出力を基に、音
響光学偏向素子２を制御して照射ビームを流れ方向に変
位させる。

次に、具体的な制御方法について更に詳細に説明する。

フローセル３内の流通部には、この分野では良く知られ
たシースフロ一方式を用いて、サンプル液がシース液に
鞘状に包まれサンプル中の検体が一個ずつ順次流れてい
る。初期状態では照射レーザ光のビームが第１図のＡ地
点に一定照射されている。ここで、ある一検体がＡ地点
を通過すると、散乱光あるいは蛍光が発生して、第４図
に示すような散乱光検出パルスが得られる。なおこの時
、絞り１１乃至１３の効果によりＡ地点からの前方散乱
光は光検出器１７でのみ検出されるようになっている。

なお側方散乱光、蛍光は第２図の光学系で検出される。

■」副回路４０では光検出器！７からの信号をモニタし
、Ａ地点からの散乱光によるパルスの発生が終ったら、
検体がＡ地点を通過し終ったと判断する。通過が判断さ
れたら次に音響光学偏向素子２への別間周波数を変化さ
せ、照射ビームの照射位置をＢ地点に切換える。この制
御の速度は検体の通過速度よりも十分大きいものである
。すなわち検体がＡ地点からＢ地点へ移動する時間より
も十分小さい時間で光ビーム照射位置をＡ地点から８地
点へ切換えて、Ｂ地点で検体が流れて来るのを待つよう
に制御される。Ｂ地点に照射される光ビームは、ＳＨＧ
素子４及び波長選択フィルタ６によってレーザ光源１か
らの基本レーザ光波長が半波長化されたものである。よ
って先のＡ地点とは異なる条件で検体の測定を行なうこ
とができる。Ｂ地点を通過した検体から発する前方散乱
光は光検出器１８でのみ検出され、側方散乱光及び蛍光
は第２図の光学系で検出され、検出データが記會恵され
る。

Ｂ地点での測定が終了したら、先と同様の制御により照
射位置をＣ地点に切換える。Ｃ地点においては、蛍光板
５と波長選択フィルタフによって先のＡ地点、Ｂ地点と
は異なる光波長で検体の測定が行なわれる。光検出器１
９で検出されるＣ地点からの前方散乱光、及び第２図の
光学系で検出される側方散乱光、蛍光の検出データはデ
ータ記憶部４２に記憶される。

こうしてＣ地点での測定が終了し、一検体の測定が全て
終了したら、照射ビームの照射位置を初期のＡ地点に戻
して次の検体の通過を待ち、以下同様に測定動作を繰り
返す。

なお、レーザ照射位置を変位させるための参照パルスは
、上述のような前方散乱光パルス以外にも、側方散乱光
や透過光、場合によっては蛍光の測光パルスを用いるこ
ともできる。

以上のような手順で制御されるため、ある瞬間にはある
一点にしか光照射されず、万一検体が間隔をほとんど置
かず続けて流れてきた場合でも、光照射されるのは測定
中の検体のみであり、他の検体からの雑光によるに誤測
定を招くことが無い。更に本発明は、光ビームをハーフ
ミラ−やプリズムで分割して複数の照射位置へ照射する
ものでは無く、エネルギロスとなるのは、音響光学偏向
素子の効率のみ（効率的９０％）であるため、・レーザ
光源のパワーを効率良く使用でき、大きな照射光強度を
得ることができる。

サンプル中の検体の測定がすべて終了したら、第３図の
データ記憶部４２に記憶された測定データを基に検体解
析回路４１にて統計処理等の検体解析の演算が行なわれ
る。具体的な解析方法については様々な文献にて広く知
られているため、詳細な説明は省略する。この演算結果
はモニタ表示やプリントアウト等の方法で結果出力部４
３に出力される。

［実施例２］ 次に、前記実施例の変形例として、本発明の第２実施例
を第７図を用いて説明する。なお、第１図と同一の符号
は同一の部材を表わす。

レーザ光源１から出射された照射ビームは２先の実施例
と同様゛に検体の通過に合わせて、音響光学偏向素子２
によって偏向され、光路が切換えられる。それぞれの光
路の照射ビームはフローセル３の流通部においてＡ、Ｂ
、Ｃの各地点に照射される。Ａ、Ｂ、Ｃの各地点で散乱
された散乱光は、例えば第８図に描いたようなアパーチ
ャ（ストッパ）６０の開口部に入射し、所定角度成分の
前方散乱光のみが通過する。アパーチャ６０を通過した
散乱光は集光レンズ６１．６２で集光され、単一の光検
出器６６で測光される。それぞれの検出光路中には波長
選択フィルタ６３乃至６５が挿入されている。フィルタ
６３はレーザ光源１から出射される基本レーザ光の波長
のみを通過させるもの、フィルタ６４はフィルタ６と同
一特性のもの５フイルタ６５はフィルタフと同一特性の
ものである。なお、側方散乱光及び蛍光を測光するため
、先の第２図と同様の光学系が設けられている。

本実施例によれば、集光レンズ及び前方散乱光の光検出
器の数を減らすことができ、コストの低減を図ることが
できる。

また、更なるコスト低減のためには、波長変換部材であ
る部材４．５、及び波長選択フィルタ６．７を外し、フ
ィルタ６４として赤色蛍光の波長を通過させる波長選択
フィルタ、フィルタ６５として緑色蛍光の波長を通過さ
せる波長選択フィルタとする。すなわち、Ａ地点では散
乱光のみを測定し、Ｂ地点では赤色蛍光のみを測定し、
Ｃ地点では緑色蛍光のみを検出する構成とする。これに
より、光検出器６６−つだけで、散乱光及び赤色・緑色
蛍光を検出することができ、第２図に示す側方の検出光
学系を設ける必要が無くなる。

なお、検出する蛍光波長は赤色や緑色には限らない。ま
た、波長変換部材４．５を取り外さず、蛍光励起に通し
た波長に変換する部材を設けるようにすればより好まし
い。

［実施例３コ 第５図は本発明の第３実施例である。先の第１実施例で
は照射光の光波長を変化させて、条件の異なる複数の測
定を各検体について行なったが、本実施例では検査位置
での照射光のスポットサイズ及び形状を変化させること
を特徴とする。

部材５０乃至Ｓ３はシリンドリカルレンズ・ユニットで
あり、これによってそれぞれの検査位置Ａ地点乃至０地
点では、−例として第６図に示すようなビームスポット
形状となる。Ａ及びＢは光エネルギ分布が広く分散され
検体の流れ位置ずれに対する許容度が大きく、標準的な
測定を行なうための形状、Ｃは光エネルギ密度が高く感
度の高い測定を行なうための形状、Ｄは検体をスリット
スキャン測定するための形状である０図面中に書かれた
サイズは−１であり、測定する検体の大きさや測定条件
等によって最適なサイズを決定するようにする。なおり
地点への照射光の光路途中には、先の実施例と同様にＳ
ＨＧ素子４と波長選択フィルタ６が挿入されており、Ｂ
地点への照射光はビームスポット形状と共に光波長も異
なっている。

各地点からの前方散乱光、側方散乱光、蛍光を検出する
ための光学配置、及び制御・演算回路の構成、及び制御
方法も先の実施例とほぼ°同様であるため、詳細な説明
は省略する。

本実施例においても、各検体について条件の異なる複数
の測定を行なうことができ、様々な情報を含んだ複数の
測定パラメータを得ることができる。

［実施例４］ 以上の実施例では、各照射位置では異なる照射条件の照
射を行うことが前提であったが、本実施例では各照射位
置に実質的に同一の条件で照射する。

装置構成としては、上述の各実施例の構成図で照射光の
条件を変える部材（波長変換部材、シリンドリカルレン
ズ）を取り外した構成とすれば良い。例えば第１図で光
波長変換のための部材４乃至７を取り外せは、各照射位
置に同一条件で光照射することができる。

複数箇所の検査位置を同一条件で光照射して５個々の検
体を同一条件で複数回測定し、これで得られる各粒子の
複数の測定値を用いて平均値等の統計的値を算出して解
析のデータとする。これにより従来例に比べより信頼性
の高い測定が可能となる。

以上、本発明の詳細な説明してきたが、本発明は以上の
実施例の形態に限定されるものではない、照射光の波長
あるいはビームスポットだけを変化させるのでなく、照
射光波長とビームスポットのサイズや形状を同時に様々
な形態で組合わせて、個々の検体を２以上の複数の測定
条件で測定することにより、従来に比べ測定情報量を飛
躍的に向上させることができる。

また、変化させ得る条件は光波長やビームスポットには
限られず、照射光の照射光強度や、偏光度等の条件を変
えても良い。これらの場合、各光路中に光減衰部材や光
偏向部材を配置するだけで良い。

なお、以上説明してきた全ての実施例では、光源の数は
一つで良いため、装置のコンパクト化、低コスト化、低
消費電力化の効果があるが、これらの効果を必要としな
いのであれば、複数の光源を用意して、各光源の点滅制
御を行って各照射位置へ切換えて照射するようにしても
良い。

［発明の効果］ 以上本発明によれば、簡素且つ安価な構成で、個々の検
体につき一検査で複数の測定を行なうことができる。

また、従来の装置とは違って一時には一箇所にしか光照
射されないため、測定する検体以外の検体からの雑光に
よる誤測定をすることが無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の前方散乱光検出の光学系
配置図、 第２図は同実施例における側方散乱光・蛍光検出の光学
系配置図、 第３図は演算処理部の接続ブロック図、第４図は各光検
出器の出力パルスの波形図、第５図は本発明の第３実施
例の構成図、第６図は同実施例における被検部での照射
スポットの形状、 第７図は本発明の第２実施例の構成図、第８図は第７図
におけるアパーチャの形状図であり、図中の主な符号は
、 １・・・・レーザ光源、２・・・・音響光学偏向素子３
・・・・フローセル、４・・・・ＳＨＧ素子、５・・・
・蛍光板、６．７・・・・波長選択フィルタ２７．２８
・・・・ダイクロイックミラ−易３ 固

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、照射光源からの光が照射される照射位置を通過する
   検体を光学的に測定して検体を検査する検体検査装置に
   おいて、 第１の照射位置を検体が通過したことを検知する検知手
   段と、 該検知手段により通過が検知されたら、照射位置を検体
   の通過方向に沿った第２の照射位置に変更する変更手段
   と、 前記第１、第２の照射位置を通過する前記検体からの光
   を測光する測光手段 を有することを特徴とする検体検査装置。 ２、前記異なる照射位置へ照射される照射光は同一の照
   射条件を持つ請求項１記載の検体検査装置。 ３、前記異なる照射位置へ照射される照射光は異なる照
   射条件を持つ請求項１記載の検体検査装置。 ４、前記異なる照射条件は、照射光の波長である請求項
   ３記載の検体検査装置。 ５、前記異なる照射条件は、照射位置での照射光のスポ
   ット形状である請求項３記載の検体検査装置。 ６、前記照射位置を変更する手段は、照射光の光路中に
   設けられ、照射光の偏向度を変化させる音響光学偏向素
   子で、ある請求項１記載の検体検査装置。 ７、前記第２の照射位置での測光の後に、照射位置を前
   記第１の照射位置に復帰させる手段を有する請求項１記
   載の検体検査装置。