JPH0427866A - Cell sorting apparatus - Google Patents

Cell sorting apparatus

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JPH0427866A
JPH0427866A JP13317390A JP13317390A JPH0427866A JP H0427866 A JPH0427866 A JP H0427866A JP 13317390 A JP13317390 A JP 13317390A JP 13317390 A JP13317390 A JP 13317390A JP H0427866 A JPH0427866 A JP H0427866A
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JP
Japan
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laser
cell
pulse
point
cells
Prior art date
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Pending
Application number
JP13317390A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Hirako
進一 平子
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Publication of JPH0427866A publication Critical patent/JPH0427866A/en
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Abstract

PURPOSE:To certainly kill an unnecessary cell by providing an irradiation interval detection means detecting the irradiation interval of a killing continuous oscillation Q switch pulse laser and a Q control means controlling Q of the laser resonator of the Q switch pulse laser on the basis of the detected irradiation interval. CONSTITUTION:A fine liquid stream 2 is allowed to flow in a row by a means such as a flow cell and discriminating laser beam l1 is condensed and applied to the detection point A in the liquid stream 2 from a discriminating laser and the forward scattering beam l4 generated by a cell C at the point A is condensed by a lens system 8 to be detected by a photodetector 12. The orthogonal signal beam l7 such as scattering beam or fluorescence emitted to the laser beam l1 generated from the cell C at the point A in an orthogonal direction is condensed by a lens system 9 and sorted by a filter 10 to be detected by an orthogonal beam detector 13. The laser beam l3 from a cell killing pulse laser 4 is condensed and applied to the sorting point B on the downstream side of the point A and a part of the beam is split by a beam splitter 6 to be detected by a pulse laser beam detector 15 and an unnecessary cell is killed by a Q control means while a necessary cell is left.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、不要細胞をレーザで破壊殺生する細胞選別
装置(セルソータ)に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a cell sorting device (cell sorter) that destroys and kills unnecessary cells using a laser.

(ロ)従来の技術 近年、細胞選別の精度向上を図るため、不要細胞をレー
ザで破壊・殺生する方式の細胞選別装置が提案されてい
る。この細胞選別装置の構成及び動作を、第5図及び第
6図を参照しながら説明する。
(b) Prior art In recent years, in order to improve the accuracy of cell sorting, cell sorting devices have been proposed that use a laser to destroy and kill unnecessary cells. The configuration and operation of this cell sorting device will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.

Cは、細い液流中を流れる細胞であり、この細胞Cには
、A点において判別用レーザ33がらの判別用レーザ光
!1がレンズ系34で集光されて照射される。細胞Cよ
りは散乱光又は蛍光(以下信号光という)1!が誘起さ
れ、この信号光12は集光レンズ系36で集光されて光
検出器3日に受光され、電気パルス信号dに変換される
〔第5図参照〕。
C is a cell flowing in a thin liquid stream, and this cell C is illuminated by the discrimination laser beam from the discrimination laser 33 at point A! 1 is focused by a lens system 34 and irradiated. Scattered light or fluorescence (hereinafter referred to as signal light) from cell C1! is induced, and this signal light 12 is focused by a condenser lens system 36, received by a photodetector 3, and converted into an electric pulse signal d (see FIG. 5).

パルス信号dは判別回路39に入力され、この判別回路
39は、当該細胞が必要か否か判定し、不要の時には、
細胞殺生指令パルスeを遅延回路41に出力する。遅延
回路41は、時間もたけ遅延させてパルスhを殺生用レ
ーザ40に出力するが、時間tは、細胞CがA点より、
殺生用パルスレーザ光!3が照射されるB点まで流れる
時間に設定される。
The pulse signal d is input to the discrimination circuit 39, and this discrimination circuit 39 determines whether the cell is necessary or not, and if it is not necessary,
A cell killing command pulse e is output to the delay circuit 41. The delay circuit 41 outputs the pulse h to the biocidal laser 40 with a delay of time, but at time t, when the cell C is from point A,
Pulsed laser light for life-killing! 3 is set to the time it takes to reach point B where it is irradiated.

遅延回路41よりパルスhが出力されれば、これに同期
して殺生用パルスレーザ光!3が光学系43を通してB
点に照射され、細胞Cが破壊殺生される。細胞Cが必要
である時には、判別回路39よりパルスeが出力されず
、殺生用パルスレーザ光!、が照射されないので、細胞
Cはそのまま液流中を流れて行く。
When the pulse h is output from the delay circuit 41, a pulsed laser beam for life-killing is produced in synchronization with this! 3 through the optical system 43
The point is irradiated, and cells C are destroyed and killed. When cell C is needed, pulse e is not output from the discrimination circuit 39, and the pulsed laser beam for killing biocides! , are not irradiated, so the cells C flow as they are in the liquid flow.

(ハ)発明が解決しようとする課題 上記従来の細胞選別装置では、殺生用レーザ40として
、連続発振(CW)Qスイッチパルスレーザが用いられ
ることが多い。このCW、Qスイッチパルスレーザは、
CW、YAGレーザのような光励起固体レーザを音響光
学素子を用いたQスインチと呼ばれる方法で、パルス光
に変換して発射する。
(C) Problems to be Solved by the Invention In the conventional cell sorting apparatus described above, a continuous wave (CW) Q-switched pulsed laser is often used as the biocidal laser 40. This CW, Q-switched pulse laser is
An optically excited solid-state laser such as a CW or YAG laser is converted into pulsed light and emitted by a method called Q-sinch using an acousto-optic device.

この種のレーザの一般的特性としてパルスhの間隔、す
なわちパルスレーザ照射の繰り返し周波数により、パル
スレーザ光の強度が変動する。この変動は、繰り返し周
波数が高くなると、パルスレーザ光の強度りが変動する
。言い換えれば、前回の照射の時間間隔が短いほど、パ
ルスレーザ光強度りは小さくなる。
As a general characteristic of this type of laser, the intensity of the pulsed laser light varies depending on the pulse interval h, that is, the repetition frequency of pulsed laser irradiation. This fluctuation causes the intensity of the pulsed laser beam to fluctuate as the repetition frequency increases. In other words, the shorter the time interval between previous irradiations, the lower the intensity of the pulsed laser light.

この現象を第5図を用いて詳細に説明する。パルスレー
ザ共振器のQは、一定の固定された値が使用される(Q
、=Qz )。添字1は、充分に時間間隔をおいて照射
されたレーザパルス■、添字2は、このレーザパルスI
より短い間隔をおいて照射されたレーザパルス■を示す
ものとする。
This phenomenon will be explained in detail using FIG. A fixed value is used for the Q of the pulsed laser resonator (Q
,=Qz). Subscript 1 indicates the laser pulses irradiated at sufficient time intervals, and subscript 2 indicates the laser pulses I.
Assume that laser pulses (3) are emitted at shorter intervals.

nil、n LI% n r+は、それぞれレーザパル
ス■の、励起状態活性物質の数(PI)のイニシャル、
スレショルド、ファイナルを示している。このnilと
nflとの落差が、レーザ光の強度り、1、に対応して
いる。
nil, n LI% n r+ are the initials of the number of excited state active substances (PI) of the laser pulse ■, respectively;
It shows the threshold and final. The difference between nil and nfl corresponds to the intensity of the laser beam, which is 1.

n1□、nfl、nfZは、先と同様にレーザパルス2
のP【を示している。ところが、時間間隔り。
n1□, nfl, nfZ are laser pulse 2 as before.
P [ is shown. However, the time interval.

が短いため、−旦n、flまで落ち込んだPIがもとの
nilよりも低いni2にまでしか戻らず、しかもこの
状態でレーザパルス■が照射されると、PIは、前のn
flよりも高い値である、nrzにまでしか落ち込まな
い。このため、niz  nfZは、nil  nfl
よりも小さくなり、レーザパルスHの強度L2は、レー
ザパルス■の強度り、よりも小さくなってしまう。
Since PI is short, the PI that has fallen to n, fl returns only to ni2, which is lower than the original nil. Moreover, when the laser pulse ■ is irradiated in this state, the PI drops to the previous n.
It only drops to nrz, which is a higher value than fl. Therefore, niz nfZ is nil nfl
The intensity L2 of the laser pulse H becomes smaller than the intensity L2 of the laser pulse (2).

このように、レーザパルス照射の時間間隔が短くなった
時に、レーザ光強度りが低下すれば不要細胞を完全に殺
生できない。また、逆に照射間隔が長くなった場合には
、過度の強度のレーザパルスが照射され、装置を構成す
る光学部品を損傷したり、又必要細胞にもレーザ散乱光
が照射され損傷を受けるという問題があった。
In this way, if the time interval between laser pulse irradiations becomes short and the laser light intensity decreases, unnecessary cells cannot be completely killed. On the other hand, if the irradiation interval becomes longer, excessively intense laser pulses may be irradiated, damaging the optical components that make up the device, or even necessary cells may be irradiated with scattered laser light and damaged. There was a problem.

この発明は、上記に鑑みなされたもので、不要細胞を確
実に殺生できると共に、必要細胞や光学部品に損傷を与
えない細胞選別装置の提供を目的としている。
This invention was made in view of the above, and aims to provide a cell sorting device that can reliably kill unnecessary cells and does not damage necessary cells or optical components.

(ニ)課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、この発明の細胞選別装置は、
以下の1〜■項記載の構成ををしている。
(d) Means for solving the problems In order to solve the above problems, the cell sorting device of the present invention includes:
It has the configuration described in items 1 to 2 below.

:細胞が一列となって流される液流と、11:この液流
中の検出点に到達した細胞に判別用レーザ光を照射する
判別用レー・ザと、111:この判別用レーザ光を照射
された細胞よりの信号光を受ける光検出器と、 1■:この光検出器の出力信号に基づき前記細胞が必要
か否かを判別する判別手段と、 V:この判別手段が判定信号を出力した後、所定の遅延
時間が経過した時トリガ信号を出力する遅延手段と、 ■i:このトリガ信号を受けて、前記液流中の検出点よ
り下流の選別点に到達した細胞に殺生用パルスレーザ光
を照射する殺生用CW、Qスイッチパルスレーザとを備
えてなるものにおいて、VTi:前記殺生用CW、Qス
イッチパルスレーザの照射間隔を検出する照射間隔検出
手段と、vii:この照射間隔検出手段で検出された照
射間隔に基づき、前記CW、Qスインチバルスレーザの
レーザ共振器のQを制御するQ制御手段とを備えてなる
ものである。
: A liquid stream in which cells flow in a line, 11: A discrimination laser that irradiates a discrimination laser beam to cells that have reached a detection point in this liquid flow, and 111: Irradiates this discrimination laser beam. a photodetector that receives a signal light from a cell that has been detected; 1): a determining means that determines whether or not the cell is necessary based on the output signal of the photodetector; and V: this determining means outputs a determination signal. a delay means for outputting a trigger signal when a predetermined delay time has elapsed; i: upon receiving this trigger signal, a biocidal pulse is applied to cells that have reached a sorting point downstream of the detection point in the liquid flow; In the device comprising a biocidal CW and a Q-switch pulse laser for irradiating laser light, VTi: irradiation interval detection means for detecting the irradiation interval of the biocidal CW and Q-switch pulse laser, and vii: detection of this irradiation interval. Q control means for controlling the Q of the laser resonator of the CW, Q-sinch pulse laser based on the irradiation interval detected by the means.

(ホ)作用 この発明の細胞分析装置の作用を、第5図を用いて説明
する。第5図中破線で示されているが、この発明の場合
である。CW、Qスイッチパルスレーザが十分な時間間
隔をおいて、照射される場合には、Qを低くしておく 
(Q、’ )。Qが低ければ、PIの落ち込みは制御さ
れ(n’=+  n’r+(<ni+−nrI)) 、
レーザ光の強度り、は過度に大きくならない(L+’<
L+)。また、n’r+>nflであるのでPIの回復
も速くなる。
(E) Function The function of the cell analysis device of the present invention will be explained using FIG. The case shown by the broken line in FIG. 5 is the case of this invention. If CW, Q-switched pulsed lasers are irradiated with sufficient time intervals, keep the Q low.
(Q,'). If Q is low, the drop in PI is controlled (n'=+n'r+(<ni+-nrI)),
The intensity of the laser beam does not become excessively large (L+'<
L+). Furthermore, since n'r+>nfl, PI recovery is also faster.

さらに短い時間間隔をおいてレーザパルス■が照射され
る場合には、Qを高くして(Qz’>(Q+’)) 、
p rの落差を大きく シ(n’tz  n’rz(く
n、□2nrz))、レーザ光強度L2を殺生に必要な
レベルに維持する。
When laser pulses ■ are irradiated at even shorter time intervals, Q is increased (Qz'>(Q+')),
The drop of pr is increased (n'tz n'rz (kn, □2nrz)), and the laser light intensity L2 is maintained at the level necessary for killing the creatures.

従って、照射間隔とQとの間に所定の関係を与えておけ
ば、照射間隔の長短によらず、常に均一な強度りのレー
ザパルスを照射することが可能となる。
Therefore, if a predetermined relationship is established between the irradiation interval and Q, it is possible to always irradiate a laser pulse with uniform intensity, regardless of the length of the irradiation interval.

(へ)実施例 この発明の一実施例を第1図乃至第4図に基づいて以下
に説明する。
(F) Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

第2図は、この実施例細胞選別装置の光学系を説明する
斜視図である。2は、フローセル等の手段により形成さ
れる細い液流である。この液流2の中心軸上には、いわ
ゆる流体力学的焦点合わせ効果によって、細胞が一列と
なって流れていく。
FIG. 2 is a perspective view illustrating the optical system of the cell sorting device of this example. 2 is a thin liquid stream formed by means such as a flow cell. On the central axis of this liquid flow 2, cells flow in a line due to a so-called hydrodynamic focusing effect.

液流2中の一点(検出点)Aには、図示されていない判
別用レーザよりの判別用レーザビーム21が集光・照射
される。判別用レーザにはHeNe レーザ、Ar レ
ーザ、Krレーザ、He−caレーザ、半導体レーザ等
の連続発振形レーザが適用される。
One point (detection point) A in the liquid flow 2 is focused and irradiated with a discrimination laser beam 21 from a discrimination laser (not shown). Continuous wave lasers such as a HeNe laser, an Ar laser, a Kr laser, a He-ca laser, and a semiconductor laser are used as the discrimination laser.

A点で細胞Cより生じる前方散乱光!、は、前方集光レ
ンズ系8で集光され、前方散乱充用の光検出器12に受
光される。7は、判別用レーザビーム!1が直接光検出
器12に入射するのを防止するための、ビームストッパ
である。
Forward scattered light generated from cell C at point A! , is focused by the front condensing lens system 8 and received by the photodetector 12 for forward scattering. 7 is a laser beam for discrimination! 1 is a beam stopper for preventing the light from directly entering the photodetector 12.

A点で細胞Cより生じるレーザビーム2.に直角方向に
放射される散乱光や蛍光等の直角信号光j27は、直角
集光レンズ系9で集光され、フィルタ10で選別後、直
角光用検出器13に受光される。
Laser beam generated from cell C at point A2. Orthogonal signal light j27, such as scattered light or fluorescence emitted in a direction perpendicular to , is collected by a right-angle condenser lens system 9, sorted by a filter 10, and then received by a right-angle light detector 13.

一方、4は細胞殺生用のパルスレーザであり、CW、Q
スイッチ、Nd:YAG等の固体レーザと、その高調波
を発生するレーザが望ましい。特に、300nmより短
い波長の紫外光は細胞に染色を施さなくても吸収される
ので、このような紫外光を発するレーザが細胞殺生用に
適している。このパルスレーザ4よりのパルスレーザ光
13は、A点より下流のB点(選別点)に集光照射され
る。
On the other hand, 4 is a pulse laser for cell killing, CW, Q
A switch, a solid-state laser such as Nd:YAG, and a laser that generates harmonics thereof are desirable. In particular, since ultraviolet light with a wavelength shorter than 300 nm is absorbed without staining cells, lasers that emit such ultraviolet light are suitable for cell killing. The pulsed laser beam 13 from this pulsed laser 4 is focused and irradiated to point B (selecting point) downstream from point A.

このパルスレーザ光!、の一部は、ビームスプリ・ツタ
6により分割され、パルスレーザ光用光検出器15に受
光される。
This pulsed laser light! , is split by the beam splitter 6 and received by the pulsed laser beam photodetector 15.

14は、パルスレーザ光!、の発射のタイミングを調整
するための、細胞の位置モニタ用のレーザ光である。位
置モニタ用のレーザ(図示せず)には、連続発振形のレ
ーザか使用されるが、このように判別用レーザと位置モ
ニタ用レーザとは必ずしも別に設ける必要はなく、判別
用レーザのレーザ光p1をビームスプリンタ等で分割し
て使用してもよい。
14 is pulsed laser light! This is a laser beam for monitoring the position of cells and for adjusting the timing of firing. A continuous wave laser is used as the position monitoring laser (not shown), but it is not necessary to provide separate lasers for discrimination and position monitoring, and the laser beam of the discrimination laser p1 may be divided and used using a beam splinter or the like.

この位置モニタ用のレーザ光p4は、パルスレーザビー
ム!、と同一の光軸とされ、やはりB点に集光照射され
る。B点において細胞に位置モニタ用のレーザ光r4が
照射されることにより誘起さ、れるモニタ用信号光!、
は、モニタ用光検出器14に受光される。前記ビームス
トッパ7は、この位置モニタ用のレーザ光!4が直接モ
ニタ用光検出器14に入射するのを防止する。
This laser beam p4 for position monitoring is a pulsed laser beam! , and the light is focused on point B. Monitoring signal light induced by irradiating cells with position monitoring laser light r4 at point B! ,
is received by the monitoring photodetector 14. The beam stopper 7 is a laser beam for monitoring this position! 4 from directly entering the monitoring photodetector 14.

11は、殺生用レーザ光23が照射され、選別処理の終
了した流出液を受けるための容器である。
Reference numeral 11 denotes a container for receiving the effluent that has been irradiated with the biocidal laser beam 23 and has been subjected to the sorting process.

次に、実施例細胞選別装置の回路構成を第1図を主に参
照しながら説明する。なお、第1図中の光検出器の配置
は説明の便宜上のものであり、実際の配置を示すもので
はない。
Next, the circuit configuration of the cell sorting device according to the embodiment will be explained with reference mainly to FIG. Note that the arrangement of the photodetectors in FIG. 1 is for convenience of explanation and does not represent the actual arrangement.

前方散乱光用の光検出器12のパルス信号出力Sは、信
号波形表示用のオシロスコープ16、細胞が判別用レー
ザ光lIの中心を通過したことを検出するためのピーク
検出回路17及び細胞の要・不要を判別するための判別
回路21に入力する。
The pulse signal output S of the photodetector 12 for forward scattered light is transmitted through an oscilloscope 16 for displaying a signal waveform, a peak detection circuit 17 for detecting that a cell has passed through the center of the discrimination laser beam II, and a cell essential point. - Input to the discriminating circuit 21 for discriminating unnecessary.

判別回路21には、前方散乱光検出器12のパルス信号
Sの他に、直角光用光検出器13からの信号も入力し、
A点を通過した細胞の要・不要を判別し、不要の時には
、判別パルスDをインクパルカウンタ22及びAND回
路19に出力する。
In addition to the pulse signal S of the forward scattered light detector 12, the discrimination circuit 21 also receives a signal from the orthogonal light photodetector 13,
It is determined whether the cells passing through point A are necessary or unnecessary, and when the cells are unnecessary, a determination pulse D is output to the ink pulse counter 22 and the AND circuit 19.

インタバルカウント22では、内蔵する発振器のクロッ
クパルスに基づき、前回の細胞の判別パルスの立上がり
から、今回の判別パルスの立上がりまでの間隔をカウン
トする。インクパルカウンタ22のカウント数は、ルッ
クアップテーブル23に出力される。
In the interval count 22, the interval from the rise of the previous cell discrimination pulse to the rise of the current discrimination pulse is counted based on the clock pulse of the built-in oscillator. The count number of the ink pal counter 22 is output to the lookup table 23.

ルックアップテーブル23は、入力された判別パルスの
立上がり間隔に対応し、殺生用パルスレーザ4のレーザ
パルス照射時の共振器のQを決める、RF波の変調レベ
ルをデジタル/アナログ変換器(DAC)24に出力し
、このDAC24は振幅レベル電圧を保持する。
The lookup table 23 corresponds to the rising interval of the input discrimination pulse and determines the Q of the resonator during laser pulse irradiation of the biocidal pulse laser 4. 24, and this DAC 24 holds the amplitude level voltage.

このルックアップテーブル23の内容は第4図に示され
ている。第4図は、インタバルカウンタ22のクロック
周波数をIMHzとした場合についてのものであり、横
軸はインタバルカウンタ220カウント数nであり、継
軸は変調レベル(%)を示している。なお、この実施例
では、ルックアップテーブル23としてROMを使用し
ているが、RAMで構成し、装置の始動時にテーブルの
内容をこのRAMに読み込んでもよい。
The contents of this lookup table 23 are shown in FIG. FIG. 4 shows the case where the clock frequency of the interval counter 22 is IMHz, the horizontal axis shows the count number n of the interval counter 220, and the subaxis shows the modulation level (%). In this embodiment, a ROM is used as the lookup table 23, but it may also be configured with a RAM and the contents of the table may be read into the RAM when the apparatus is started.

一方、ピーク検出回路17の出力は、デイレイ回路18
に入力する。ティレイ回路1日に設定されるデイレイ時
間は細胞がA点からB点に到達するまで要する時間に概
ね等しくなるように調整される。
On the other hand, the output of the peak detection circuit 17 is
Enter. The delay time set for one day in the Tilley circuit is adjusted so that it is approximately equal to the time required for the cell to arrive from point A to point B.

デイレイ回路の出力パルスPdと判別回路21の出力り
は、AND回路19に入力され、両入力が正の時にのみ
AND回路はパルスを、ゲートパルス発生回路20に出
力する。このゲートパルス発生回路20は、レーザパル
スを照射させるための、レーザ共振器のQを上げる時間
を定めたゲートパルスCtを発生する。
The output pulse Pd of the delay circuit and the output of the discrimination circuit 21 are input to an AND circuit 19, and the AND circuit outputs a pulse to the gate pulse generation circuit 20 only when both inputs are positive. This gate pulse generation circuit 20 generates a gate pulse Ct that determines the time to raise the Q of the laser resonator in order to irradiate the laser pulse.

このゲートパルスGtは、合成回路25で、DAC24
の振幅レベル電圧Aと合成され、変調信号MDとされる
。この変調信号MDは、変調器26で、RF発振器27
よりの高周波(通常50M旧前後)を変調する。この変
調されたRFは、パルスレーザ4のレーザ共振のQを制
御するための、音響光学素子28に入力される。
This gate pulse Gt is sent to the DAC 24 by the synthesis circuit 25.
It is combined with the amplitude level voltage A of , and is used as a modulation signal MD. This modulation signal MD is transmitted to the modulator 26 and the RF oscillator 27.
It modulates a higher frequency (usually around 50M old). This modulated RF is input to an acousto-optic element 28 for controlling the Q of laser resonance of the pulsed laser 4.

前記オシロスコープ16は、前方散乱光検出器12の出
力S、位置モニタ用の光検出器14の出力M、パルスレ
ーザ用光検出器14の出力りが同期表示される。操作者
はオシロスコープ16の画面16aを見ながら、パルス
レーザ用光検出器15の出力し波形が細胞の位置モニタ
用光検出器14の出力波形Mとが、時間軸上で一致する
ように、デイレイ回路18を調整し、不要細胞に殺生用
レーザ光!、が確実に照射されるよう番ζする。
The oscilloscope 16 synchronously displays the output S of the forward scattered light detector 12, the output M of the position monitoring photodetector 14, and the output of the pulsed laser photodetector 14. While looking at the screen 16a of the oscilloscope 16, the operator adjusts the delay so that the output waveform of the pulsed laser photodetector 15 matches the output waveform M of the cell position monitoring photodetector 14 on the time axis. Adjust the circuit 18 and use the laser beam to kill unnecessary cells! , to ensure that it is irradiated.

次に、この実施例細胞選別装置の動作を、第3図のタイ
ムチャートを主に参照しながら説明する。
Next, the operation of the cell sorting device of this embodiment will be explained with reference mainly to the time chart shown in FIG.

A点に細胞が到達すると、この細胞より信号光p、 、
p、が発生しく第2図参照)、それぞれ前方散乱光用検
出器12、直角光用光検出513よりそれぞれ信号S1
  R+  (開示せず)が出力される。信号S、 、
R,は、判別回路21に入力され、判別のための演算処
理が行われる。なお、この発明は、この演算処理を要部
とするものではないので詳細は省略する。
When a cell reaches point A, this cell emits signal light p, ,
(see FIG. 2), the forward scattered light detector 12 and the right angle light detector 513 output signals S1, respectively.
R+ (not disclosed) is output. Signal S, ,
R, is input to the discrimination circuit 21, and arithmetic processing for discrimination is performed. Note that this arithmetic processing is not the main part of the present invention, so the details will be omitted.

信号S、は、ピーク検出回路17にも入力され、信号S
、のピークが検出されて、ピーク信号P。
The signal S is also input to the peak detection circuit 17, and the signal S
, a peak signal P is detected.

が出力される。ピーク信号P、はデイレイ回路18に入
力され、設定されたデイレイ時間経過後デイレイパルス
Pd、が出力される。
is output. The peak signal P is input to the delay circuit 18, and after a set delay time has elapsed, a delay pulse Pd is output.

一方、判別回路21よりは、演算に要した時間おくれで
、判別パルスD1が立ち上がる。判定パルスD1が立ち
上がると、インタバルカウンタ22のカウント数n、が
、ルックアンプテーブル23に出力されると共に、イン
クパルカウンタ22がリセントされ、新たに1よりカウ
ントが開始される。ルックアップチーフル23は、第4
図に示す関係よりnlに対応する変調レベルをDAC2
4に出力する。DAC24は振幅レベル電圧Aを合成回
路25に出力する。
On the other hand, the discrimination pulse D1 rises from the discrimination circuit 21 after the time required for the calculation. When the determination pulse D1 rises, the count number n of the interval counter 22 is output to the look amplifier table 23, and the ink pulse counter 22 is reset to start counting anew from 1. Lookup Chiful 23 is the 4th
From the relationship shown in the figure, the modulation level corresponding to nl is determined by the DAC2.
Output to 4. The DAC 24 outputs the amplitude level voltage A to the synthesis circuit 25.

AND回路19は、デイレイパルスPd+ と判別パル
スD、の両者が入力されることとなるから、その論理積
であるパルスを出力し、ゲートパルス発生回路20でゲ
ートパルスGt+に変換される。
Since the AND circuit 19 receives both the delay pulse Pd+ and the discrimination pulse D, it outputs a pulse that is the logical product of the delay pulse Pd+ and the discrimination pulse D, which is converted into a gate pulse Gt+ by the gate pulse generation circuit 20.

このゲートパルスGt+ は合成回路25に入力され、
振幅レベルA、と合成し、RF波の変調信号MD、を出
力する。
This gate pulse Gt+ is input to the synthesis circuit 25,
It is synthesized with the amplitude level A, and outputs a modulated RF wave signal MD.

RF発振器27の出力は、変調器26で変調信号MD、
で変調され、音響光学素子28に入力され、レーザ共振
器のQをQ、に設定する。前回のレーザ放射の終了後、
チャージされてきた活性物質は、レーザ共振器のQが損
失の大きなQLの状態から低損失のQlの状態になり殺
生用レーザ光13が放射される。レーザ出力は、励起状
態の活性物質の数PIが閾値n’t+(第5図参照)と
なった時に出力最大となる。
The output of the RF oscillator 27 is sent to the modulator 26 as a modulation signal MD,
is modulated and input to the acousto-optic element 28, and the Q of the laser resonator is set to Q. After the end of the previous laser emission,
In the charged active substance, the Q of the laser resonator changes from the high loss QL state to the low loss Ql state, and the biocidal laser beam 13 is emitted. The laser output reaches its maximum when the number PI of active substances in an excited state reaches a threshold value n't+ (see FIG. 5).

殺生用レーザ光!3は、殺生用パルスレーザ光用光検出
器15で検出され、このパルスレーザ光用光検出器15
のパルスレーザ光信号L1は、オシロスコープ16で観
察することかできる。なお、判別パルスD1は、デイレ
イパルスPd、 と同時に立下がる。
Life-killing laser light! 3 is detected by the photodetector 15 for biocidal pulsed laser beam, and this photodetector 15 for pulsed laser beam
The pulsed laser light signal L1 can be observed with an oscilloscope 16. Note that the discrimination pulse D1 falls at the same time as the delay pulse Pd.

第3図において、添字Q、2は、それぞれ信号S1を生
じさせた細胞の前後の細胞(共に不要)であることを示
している。信号S0、S2の照射間隔は、信号S、、S
、の照射間隔よりも小さい。
In FIG. 3, subscripts Q and 2 indicate cells before and after the cell that generated the signal S1 (both are unnecessary). The irradiation interval of the signals S0 and S2 is the signal S, , S
, is smaller than the irradiation interval of .

従って、n2<n、となるから、第4図のルックアップ
テーブルより、信号S2の場合の変調レベルは、信号S
1の場合よりも低くなる。このため振幅レベルは、信号
S、の場合には高<  (AI )、信号S2の場合は
低く (A2 )設定される。従って、信号S1の場合
には、Qlは低くされ、逆に信号S2の場合にはQ2は
高くされ、照射間隔によらず、はぼ均一な強度の殺生用
パルスレーザ光が照射される。
Therefore, n2<n, so from the lookup table in FIG. 4, the modulation level for signal S2 is
It will be lower than in case 1. Therefore, the amplitude level is set high < (AI) for the signal S, and low (A2) for the signal S2. Therefore, in the case of the signal S1, Ql is set low, and conversely, in the case of the signal S2, Q2 is set high, and the life-killing pulsed laser beam of almost uniform intensity is irradiated regardless of the irradiation interval.

第3図において、信号S3は必要な細胞のものである。In FIG. 3, signal S3 is for the cells of interest.

この場合には、判別パルスが出力されないため、インタ
バルカウンタ22は継続的にカウントされる。又AND
回路19はパルスを出力せず、ゲートパルス発生回路2
0もゲートパルスを出力しない。
In this case, since no discrimination pulse is output, the interval counter 22 continues to count. Also AND
The circuit 19 does not output a pulse, and the gate pulse generation circuit 2
0 also does not output a gate pulse.

第3図の位置モニタ用光検出器14の出力信号で、信号
M。、M、 、M、の右半部の火線は、細胞が殺生用パ
ルスレーザ光!3により破壊されたことを示している。
Signal M is the output signal of the position monitoring photodetector 14 in FIG. The caustic line on the right half of ,M, ,M, is a pulsed laser beam that kills cells! 3 indicates that it was destroyed.

従って、オシロスコープ16により、不要細胞が確実に
破壊されているか否かを確認することができる。
Therefore, using the oscilloscope 16, it can be confirmed whether or not unnecessary cells have been reliably destroyed.

なお、この実施例では、前方散乱光用光検出器12の出
力信号をピーク検出回路17に入力しているが、直角光
用検出器13の出力信号をピーク検出回路]7に入力す
る構成としてもよい。
In this embodiment, the output signal of the forward scattered light photodetector 12 is input to the peak detection circuit 17, but a configuration in which the output signal of the orthogonal light detector 13 is input to the peak detection circuit 7 is also possible. Good too.

(ト)発明の詳細 な説明したように、この発明の細胞選別装置は、殺生用
CW、Qスイッチパルスレーザの照射間隔を検出する照
射間隔検出手段と、この照射間隔検出手段で検出された
照射時間に基づき、前記殺生用CW、Qスインチバルス
レーザのレーザ共振器のQを制御するQ制御手段とを備
えたことを特徴とするものである。したがって、殺生用
CW。
(g) As described in detail of the invention, the cell sorting device of the present invention includes an irradiation interval detection means for detecting the irradiation interval of the biocidal CW and Q-switched pulsed lasers, and an irradiation interval detection means for detecting the irradiation interval of the biocidal CW and Q-switched pulse lasers. The present invention is characterized by comprising a Q control means for controlling the Q of the laser resonator of the biocidal CW and Q-sinch pulse laser based on time. Therefore, biocidal CW.

Qスインチパルスレーザのパルスレーザ光強度が、照射
間隔によらず均一となり、不要細胞を確実に殺生できる
と共に、必要細胞や光学部品に損傷を与えない利点を有
している。
The pulse laser light intensity of the Q-sinch pulse laser is uniform regardless of the irradiation interval, which has the advantage of being able to reliably kill unnecessary cells and not damaging necessary cells or optical components.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、この発明の一実施例に係る細胞選別装置の回
路構成を説明するブロック図、第2図は、同細胞選別装
置の光学系を説明する図、第3図は、同細胞選別装置の
動作を説明するタイムチャート、第4図は、同細胞選別
装置のルックアップチーフルの内容を説明する図、第5
図は、この発明の作用と従来の細胞選別装置の問題点を
説明するタイムチャート、第6図は、同従来の細胞選別
装置の構成を説明するブロック図である。 2:液流、 4:殺生用パルスレーザ、 :前方散乱光用光検出器、 :直角光用光検出器、 :ディレイ回路、   21:判別回路、:インタハル
カウンタ、 :ルンクアップテーブル、 二合成回路、   26:変調器、 :音響光学素子。
FIG. 1 is a block diagram explaining the circuit configuration of a cell sorting device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram explaining the optical system of the cell sorting device, and FIG. Figure 4 is a time chart explaining the operation of the device, and Figure 5 is a diagram explaining the contents of the lookup check of the cell sorting device.
The figure is a time chart explaining the operation of the present invention and the problems of the conventional cell sorting device, and FIG. 6 is a block diagram explaining the configuration of the conventional cell sorting device. 2: Liquid flow, 4: Biocidal pulse laser, : Photodetector for forward scattered light, : Photodetector for right-angle light, : Delay circuit, 21: Discrimination circuit, : Interhull counter, : Lookup table, Bisynthesis Circuit, 26: Modulator, : Acousto-optic element.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)細胞が一列となって流される液流と、この液流中
の検出点に到達した細胞に判別用レーザ光を照射する判
別用レーザと、この判別用レーザ光を照射された細胞よ
りの信号光を受ける光検出器と、この光検出器の出力信
号に基づき前記細胞が必要か否かを判別する判別手段と
、この判別手段が判定信号を出力した後、所定の遅延時
間が経過した時トリガ信号を出力する遅延手段と、この
トリガ信号を受けて、前記液流中の検出点より下流の選
別点に到達した細胞に殺生用パルスレーザ光を照射する
殺生用CW.Qスイッチパルスレーザとを備えてなる細
胞選別装置において、 前記殺生用CW.Qスイッチパルスレーザの照射間隔を
検出する照射間隔検出手段と、この照射間隔検出手段で
検出された照射間隔に基づき、前記CW.Qスイッチパ
ルスレーザのレーザ共振器のQを制御するQ制御手段と
を備えたことを特徴とする細胞選別装置。
(1) A liquid flow in which cells flow in a line, a discrimination laser that irradiates discrimination laser light to cells that reach a detection point in this liquid flow, and cells that are irradiated with this discrimination laser light. a photodetector that receives a signal light; a determining means that determines whether or not the cells are necessary based on the output signal of the photodetector; and a predetermined delay time elapses after the determining means outputs the determination signal. and a biocidal CW which receives the trigger signal and irradiates biocidal pulsed laser light to cells that have reached a sorting point downstream of the detection point in the liquid flow. In a cell sorting device comprising a Q-switched pulsed laser, the biocidal CW. The CW. A cell sorting device comprising: Q control means for controlling the Q of a laser resonator of a Q-switched pulsed laser.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015164935A (en) * 2003-09-04 2015-09-17 プレミアム ジェネティクス (ユーケー) リミテッド Multiple laminar flow-based particle and cellular separation with laser steering

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