JPH05346390A

JPH05346390A - 粒子分析装置

Info

Publication number: JPH05346390A
Application number: JP4179297A
Authority: JP
Inventors: Tokihiro Kosaka; 時弘小坂; Shinichi Ogino; 真一荻野; Yasunori Maekawa; 泰範前川
Original assignee: Sysmex Corp
Current assignee: Sysmex Corp
Priority date: 1992-06-12
Filing date: 1992-06-12
Publication date: 1993-12-27
Anticipated expiration: 2016-03-12
Also published as: US5469251A; JP3145487B2

Abstract

(57)【要約】【目的】血液や尿等の試料液中に含まれる細胞（粒
子）の形態情報及び蛍光像に関する情報を実時間（リア
ルタイム）で得ることができる、精度の高い粒子分析装
置を提供する。【構成】扁平な試料液流２０を形成するフローセル１
８と、この試料液流に光を照射する光源１０と、試料液
流の幅の広い面側から出射された粒子蛍光像を結像する
イメージインテンシファイヤ３４と、このイメージイン
テンシファイヤで増幅された蛍光画像を走査し、走査ｉ
ごとに撮像信号Ｓｆ（ｉ）を出力するラインセンサ３６
と、このラインセンサからの撮像信号Ｓｆ（ｉ）に基づ
き、信号処理や演算等を行う信号処理手段４２とからな
っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液や尿等の試料液中
に含まれる細胞（粒子）からの蛍光像信号に基づき、蛍
光に関するパラメータ（累積蛍光強度、蛍光発光部の面
積や円形度等）を得る粒子分析装置、詳しくは、平面シ
ースフロー形成用のフローセル中の扁平な試料液流（サ
ンプル流）に、蛍光励起用のレーザ光を照射し、蛍光染
色された細胞の蛍光を検出・分析するための粒子分析装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本発明の装置に関連する装置として、シ
ースフロー中を流れる粒子に対して、細く絞ったレーザ
ビームを粒子の流れ方向と交差する方向に光学的に走査
させ、被検粒子の各部から得られる光学的信号をもと
に、１個１個の粒子に対して、より詳細な形態的情報等
を得ようという構成の装置が知られている。このフロー
セルを用いた従来の粒子分析装置は、図１０に示すよう
に、フローセル１０６内のシースフロー中を流れる粒子
に対して、レーザ光源１００からのレーザビームを細く
絞り、光偏光器（レンズを含む）１０２により粒子の流
れ方向（紙面の表裏方向）と交差する方向に光学的に走
査させ、被検粒子の各部から得られる光学的信号を光検
出器１１４、１１６で検出し、１個１個の粒子に対し
て、より詳細な形態情報等を得るように構成されたもの
である。１０４はコントローラ、１０８、１１０は対物
レンズ、１１２はダイクロイックミラー、１１８、１２
０はＡ／Ｄ変換器、１２２は信号処理装置である。な
お、シースフロー（ｓｈｅａｔｈｆｌｏｗ）とは、粒
子を液流れの中央部に精度良く一列に整列させて通過さ
せるために、粒子の懸濁液の周囲を層流のシース液で被
覆した流れをいう。

【０００３】この装置（図１０）では、レーザビームを
走査するのに、音響光学効果あるいは電気光学効果を利
用した高価な光偏光素子（光偏光器１０２）及びその制
御デバイス（コントローラ１０４）が必要である。ま
た、レーザビームは、通常２μm 以下と非常に細く絞る
必要があり、粒子の流れる位置に対して正確にレーザビ
ームを安定して走査させる必要がある。

【０００４】また、他の従来技術として、レーザビーム
を粒子の流れ方向に対してのみ１μm 程度に細長く絞っ
て照射し、その時得られる散乱光や蛍光の検出信号波形
を解析して、粒子に対するより細かな情報を導き出すも
の、いわゆるスリットスキャン（ｓｌｉｔ−ｓｃａｎ）
による装置が知られている。このスリットスキャン方式
では、各粒子に対して２次元的に分割した細かな情報は
得られない。すなわち、粒子の流れ方向と直角な方向に
対する分解能は有しておらず、前記の図１０に示す方式
や以下に説明する本発明の装置と比べると、被検粒子に
関して得られる情報は少なく、精度も低い。

【０００５】一方、特開平１−２７０６４４号公報に
は、粒子の通過方向と交差する方向に光ビームを走査
し、粒子内部を透過した光を光検出器で検出し、粒子の
画像情報を得る粒子解析装置が記載されている。特開平
２−１０５０４１号公報には、上記の特開平１−２７０
６４４号公報記載の装置を改良したもので、被検部と共
役位置に配置されるアレイ型光検出器で透過光を受光す
るようにした粒子測定装置が記載されている。特開昭５
２−１１３２７２号公報には、フローセルを生体細胞試
料が通過する途中で、フライングスポットチューブによ
りスポット状の光を走査し、細胞の色彩情報、形態情報
（面積や形）を得ることができる装置が記載されてい
る。特開昭６２−２５４０３７号公報には、フローサイ
トメータにストリーク撮像装置を設けることにより、粒
子の検出と撮像装置による粒子の検出とをほぼ同時に行
い、予め設定しておいた特性値と合致した場合にのみ撮
像信号を処理すること、すなわち、特定の特性の粒子の
みを撮像することが開示されている。また、撮像装置と
して、一次元イメージセンサを用いてサンプリング撮像
することも開示されている。特開平３−１２３８４０号
公報には、移動する鉄鉱石等の物体を一次元イメージセ
ンサで撮像し、その一次元画像データを蓄積して得られ
た二次元画像データに基づき物体の粒径分布を求めるこ
とが開示されている。また、米国特許第４３３８０２４
号（出願番号１４６０６４）公報及び特公平３−５２５
７３号公報（原出願は上記の米国特許出願番号１４６０
６４）には、扁平な試料液流を形成し、すなわち、フラ
ットシースフローを形成し、粒子画像を撮像することが
記載されている。

【０００６】また、特公昭６３−２２５６９号公報に
は、イメージファイバの両端における空間分布を相似形
に保ちながら拡大縮小することにより、受光側の合成像
を拡大あるいは縮小するイメージファイバ伝送路におけ
る結像方式が開示されている。ＨＯＹＡ−ＳＣＨＯＴＴ
（株）の溶融光ファイバのカタログ（Ｊ９０１１−２９
ＡＯＩＯＭ）には、テーパ形状の画像拡大・縮小するこ
とができる光ファイバ及び、画像増幅器、テーパ状光フ
ァイバ、ＣＣＤを用いた画像処理について開示されてい
る。特開平２−１９６９８３号公報には、レーザダイオ
ードの出力光を光ファイバを用いて集光するようにした
レーザ光源装置が開示されている。特開平４−７２５４
４号公報及び特開平４−７２５４５号公報には、粒子撮
像用の第１の光源（パルス発光）、撮像手段（二次元イ
メージセンサ）の他に粒子検出用の第２の光源（常時発
光）、撮像手段（一次元イメージセンサ）を設けること
が開示されている。さらに、その第２の撮像領域はライ
ン状であって、その撮像領域に第２の光源からの光を長
楕円状にして照射するようにした粒子画像分析装置が開
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の一般的なフ
ローサイトメータでは、蛍光染色された細胞から発せら
れる蛍光強度は、容易に求められるが、蛍光輝度分布や
蛍光発光部の面積や円形度といった蛍光像についての情
報は、得ることができない。特開平１−２７０６４４号
公報、特開平２−１０５０４１号公報、特開昭５２−１
１３２７２号公報に記載された装置においては、光ビー
ムを走査しているので、特殊なデバイス等が必要であ
り、また、安定な走査も難しい。特開平３−１２３８４
０号公報記載の装置は、高炉に装入される鉄鉱石等の材
料の粒径を測定する装置に関するものであり、本発明と
は分野を異にしている。また、蓄積された画像データの
リアルタイム処理や面積、円形度、輝度分布等のパラメ
ータを求めることについての記載はない。また、特開昭
６２−２５４０３７号公報及び特開平３−１２３８４０
号公報には、試料液流を扁平にして流すことは記載され
ていない。扁平流にすることにより分析量を増大させる
ことができる。なお、米国特許第４３３８０２４号公報
及び特公平３−５２５７３号公報には、前記のように、
扁平な試料液流を形成することが記載されているが、
「扁平な試料液流を形成し、撮像信号を走査ごとに出力
する一次元イメージセンサと、このセンサからの撮像信
号に基づき信号処理や演算等を行なう処理手段を設け
る」ことは、上記の７件の公報には何も記載されていな
い。

【０００８】また、特公昭６３−２２５６９号公報及び
ＨＯＹＡ−ＳＣＨＯＴＴ（株）の溶融光ファイバのカタ
ログには、粒子分析分野に利用することについては開示
されていない。特開平２−１９６９８３号公報には、レ
ーザ光のコヒーレンシー（ｃｏｈｅｒｅｎｃｙ、可干渉
性）を低下させて粒子分析分野に利用することについて
は開示されていない。特開平４−７２５４４号公報及び
特開平４−７２５４５号公報には、粒子を走査した一次
元イメージセンサからの撮像信号に基づき、粒子のより
詳細な蛍光情報、形態情報を得ることは開示されていな
い。本発明は、上記の諸点に鑑みなされたもので、従来
の装置で得られる各粒子の光学的特徴（散乱光強度、蛍
光強度等）に加えて、各粒子の詳細な形態情報や蛍光情
報等を実時間（リアルタイム）で得ることができる、よ
り精度の高い粒子分析装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の粒子分
析装置は、細胞から発せられる蛍光をイメージインテン
シファイヤで増強し、その蛍光像をイメージセンサ（例
えばラインセンサ）でスキャンニングし、このようにし
て得られる検出信号を処理することによって、個々の細
胞の累積蛍光強度、蛍光発光部の面積と円形度、蛍光輝
度分布等の情報を実時間（リアルタイム）で得ることが
できるように構成されている。上記の目的を達成するた
めに、請求項１の粒子分析装置は、図１に示すように、
フローセルのノズルから被検粒子を含む試料液を吐出す
るとともに、試料液の周囲にシース液を流すことにより
シースフローを形成させ、この試料液流に光を照射し、
粒子からの光を検出し、この検出信号に基づき粒子の分
析を行う粒子分析装置において、厚みが薄く幅が広い扁
平な流れの試料液流２０を形成するフローセル１８と、
試料液に光を照射する光源１０と、上記光により励起さ
れ試料液流２０の幅の広い面側から出射された粒子蛍光
像を入力面に結像するイメージインテンシファイヤ３４
と、イメージインテンシファイヤ３４の出力面側に粒子
の流れ方向と垂直な方向に延設され、イメージインテン
シファイヤで増幅された蛍光画像を走査し、走査ｉごと
に撮像信号Ｓｆ（ｉ）を出力する一次元イメージセンサ
３６と、一次元イメージセンサ３６からの撮像信号Ｓｆ
（ｉ）に基づき、信号処理や演算等を行う信号処理手段
４２と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】請求項２の装置は、図１に示すように、請
求項１の装置において、粒子の流れ方向と垂直な方向に
延設され、試料液流２０の幅の広い面側から出射された
粒子透過光像を走査し、走査ｉごとに撮像信号Ｓｔ
（ｉ）を出力する第２の一次元イメージセンサ４０を設
けたことを特徴としている。請求項３の装置は、図１に
示すように、請求項２の装置において、照射光を低コヒ
ーレント化する手段（例えば光ファイバ）１２を設けた
ことを特徴としている。請求項４の装置は、図１に示す
ように、請求項１、２又は３の装置において、粒子像の
焦点深度を深くするためにイメージファイバ２６を設け
たことを特徴としている。

【００１１】請求項５の装置は、図２に示すように、フ
ローセルのノズルから被検粒子を含む試料液を吐出する
とともに、試料液の周囲にシース液を流すことによりシ
ースフローを形成させ、この試料液流に光を照射し、粒
子からの光を検出し、この検出信号に基づき粒子の分析
を行う粒子分析装置において、厚みが薄く幅が広い扁平
な流れの試料液流２０を形成するフローセル１８と、試
料液に第１の光を照射する第１の光源１０と、第１の光
により励起され試料液流２０の幅の広い面側から出射さ
れた粒子蛍光像を入力面に結像するイメージインテンシ
ファイヤ３４と、イメージインテンシファイヤ３４の出
力面側に粒子の流れ方向と垂直な方向に延設され、イメ
ージインテンシファイヤで増幅された蛍光画像を走査
し、走査ｉごとに撮像信号Ｓｆ（ｉ）を出力する第１の
一次元イメージセンサ３６と、第１の光と波長の異なる
第２の光を試料液に照射する第２の光源４８と、粒子の
流れ方向と垂直な方向に延設され、試料液流２０の幅の
広い面側から出射された粒子透過光像を走査し、走査ｉ
ごとに撮像信号Ｓｔ（ｉ）を出力する第２の一次元イメ
ージセンサ４０と、第１の一次元イメージセンサ３６か
らの撮像信号Ｓｆ（ｉ）及び第２の一次元イメージセン
サ４０からの撮像信号Ｓｔ（ｉ）に基づき、信号処理や
演算等を行う信号処理手段６３と、を備えたことを特徴
としている。

【００１２】請求項６の装置は、図２に示すように、請
求項５の装置において、第２の光源が低コヒーレント光
を出射する光源であることを特徴としている。請求項７
の装置は、図２に示すように、請求項５又は６の装置に
おいて、粒子像の焦点深度を深くするためにイメージフ
ァイバ５６、６２を設けたことを特徴としている。請求
項８の装置は、図１及び図２に示すように、請求項２又
は５の装置において、一次元イメージセンサ４０からの
信号Ｓｔ（ｉ）を信号処理し、粒子が撮像領域Ａ２を通
過中のみ動作状態にするように、イメージインテンシフ
ァイヤ３４を制御することを特徴としている。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例
を詳細に説明する。ただし、この実施例に記載されてい
る構成機器の材質、形状、その相対配置、数値などは、
とくに特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれ
らのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例に
すぎない。実施例１図１は、実施例１における粒子分析装置を示している。
被検粒子を含む試料液流（サンプル流）２０は、ガラ
ス、プラスチック等の透明体からなるフローセル１８へ
導かれ、サンプル流の周囲を被覆するようにシース液が
供給されてシースフローが形成される。図１に示す装置
におけるフローセル１８でのサンプル流は、従来のフロ
ーサイトメータとは違い、照射されるレーザ光の光軸方
向には薄く、レーザ光軸に対して直角方向には幅広く流
れるようにしている。すなわち、希釈・染色された試料
は、平面シースフローセル１８へ導かれ、扁平なサンプ
ル流２０として形成される。レーザ光源１０からの光
は、まず光ファイバ１２に導かれてコヒーレンシーを落
とす。ついでこの光はシリンドリカルレンズ１４、コン
デンサレンズ１６を用いて、粒子の流れる方向には薄
く、流れる方向と直角方向には幅広くなるような光にさ
れた後、サンプル流に照射される。

【００１４】図３は、光軸方向から見たレーザ光の照射
エリアを示している。図３に示すように、光源照射エリ
アＡ１に対して、ラインセンサの撮像エリアＡ２は、照
射エリアＡ１の中心位置にくるようになっている。２２
は粒子である。レーザ光を照射された粒子２２からの蛍
光は、対物レンズ２４で集められ、イメージファイバ２
６の入力面２６ａ（径の小さい側）に蛍光像として結像
される。同様に、粒子からの透過光像もイメージファイ
バ２６の入力面２６ａに結像される。イメージファイバ
２６の出力面２６ｂの蛍光像は、入力面２６ａの像より
も拡大され、その蛍光像Ｉｆは、ダイクロイックミラー
２８、リレーレンズ３０、フィルタ３２を介して、イメ
ージインテンシファイヤ３４の入力面（光電面）に結像
される。ダイクロイックミラー２８およびフィルタ３２
の波長特性は、レーザ光の波長と蛍光波長スペクトルに
適合される。すなわち、ダイクロイックミラー２８及び
フィルタ３２は、レーザ光の波長以下の光を反射する。

【００１５】イメージインテンシファイヤ３４で数万倍
に増倍された蛍光像は、一次元イメージセンサ、例えば
ラインセンサ３６によってスキャンニングされ、図６に
示すような検出信号Ｓｆ（ｉ）が得られる。ｉは走査番
号を示す。図４は蛍光像Ｉｆを示し、図５は透過光像Ｉ
ｔを示している。図３に示すように、レーザビームの照
射エリアＡ１に対して、ラインセンサ３６による撮像エ
リアＡ２はその照射エリアＡ１の中心位置に来るように
しており、粒子２２がレーザ照射エリアＡ１を横切るこ
とによって励起される蛍光が、ラインセンサ３６に結像
される。この蛍光像は、ラインセンサ３６によって数十
μsec ごとにスキャンニングされ、蛍光によって数十μ
sec の間、各絵素ごとに露光された量に応じて信号が順
次出力される。全絵素に対する信号を出力するのに要す
る時間は、絵素数およびシフトクロック周波数によって
決まるが、例えば２５６絵素で１２ＭＨｚのクロックの
場合、約２０μsec となる。この時間が１ライン分の粒
子像を走査するのに要する時間、すなわちスキャンサイ
クルとなる。一方、ダイクロイックミラー２８で反射さ
れた粒子透過光像Ｉｔは、リレーレンズ３８によって第
２の一次元イメージセンサ、例えばラインセンサ４０に
結像され、図７に示すような検出信号が得られる。レー
ザ照射領域を横切る粒子によって、ラインセンサに対す
る露光が妨げられ、各絵素ごとの露光量に応じた信号が
順次出力される。

【００１６】ラインセンサ３６より得られた蛍光検出信
号Ｓｆ（ｉ）は、図８に示すような信号処理ブロックを
有する信号処理装置４４によって処理され、個々の粒子
の蛍光量、蛍光発光部の面積（核の面積）、円形度、複
雑度、蛍光輝度分布幅等のパラメータを実時間で求める
ことができる。ラインセンサ４０により得られる透過光
検出信号も、同様に、別途信号処理装置４６で処理する
ことにより、個々の粒子の吸光量、粒子全体の面積、円
形度、複雑度等を求めることができる。図８の回路につ
いては後述する。以上のようにして求められたパラメー
タによって、さらに細胞全体に対する核の占める比率、
単位面積当りの蛍光強度及び吸光度等をも求めることが
できる（図８には図示していない）。本実施例では、受
光系に、テーパ形に絞ることによって像の拡大作用を持
たせたイメージファイバ２６を使用しており、その分、
対物レンズ２４の倍率を落とすことができるので、焦点
深度を深くすることができ、粒子全体に従来よりピント
の合った像をラインセンサに結像させることができる。
なお、テーパ型ではなく、ストレート型のイメージファ
イバを用いても、焦点深度を深くすることは可能であ
る。

【００１７】実施例２図２は、実施例２における粒子分析装置を示している。
実施例２では、粒子の透過光像を得るための光源とし
て、別の光源４８、例えばＳＬＤ（スーパールミネッセ
ンスダイオード）というコヒーレンシーの低い光源を使
用し、実施例１に比べて、より干渉縞の少ない粒子像を
得ようというものである。蛍光励起用の第１の光源（レ
ーザ光源）１０からの光と透過光像を得るための第２の
光源４８から発せられコリメータレンズ５０を経た光
は、ダイクロイックミラー５２によって重ね合わされ、
シリンドリカルレンズ１４とコンデンサレンズ１６の組
み合わせにより、フローセル１８中の扁平なサンプル流
２０に対して、図３のエリアＡ１と同様に細長く絞られ
て照射される。第１の光源１０と第２の光源４８による
照射領域は、波長が異なるので重なり合っていてもかま
わず、同一の光軸上に形成することができる。

【００１８】粒子がレーザ照射領域を横切ることによっ
て得られる蛍光は、対物レンズ２４で集光され、フィル
タ３２によって光源１０による励起光がカットされ、さ
らにダイクロイックミラー５４によって蛍光波長領域の
光だけが透過され、蛍光像Ｉｆがイメージファイバ５６
の入力面５６ａ（径の小さい側）に結像される。イメー
ジファイバ５６の出力面５６ｂは、イメージインテンシ
ファイヤ３４の光電面（入力面）３４ａと密着されてお
り、さらにイメージインテンシファイヤ３４の出力面３
４ｂは、ラインセンサ３６の受光面３６ａと密着されて
いる。この様にして、粒子蛍光像Ｉｆが拡大および増倍
されてラインセンサ３６に結像され、図６に示すような
蛍光検出信号Ｓｆ（ｉ）が得られる。

【００１９】本実施例では、上記のラインセンサ３６に
よって検出する波長領域以外の蛍光Ｌｆも、粒子全体の
蛍光強度として検出することもできるように、ダイクロ
イックミラー５８とフォトマル６０を付加している。第
２の光源４８による粒子透過光は、ダイクロイックミラ
ー５４で反射され、さらにダイクロイックミラー５８を
透過し、イメージファイバ６２の入力面６２ａに入り、
透過光像Ｉｔが結像される。イメージファイバ６２の出
力面６２ｂは、ラインセンサ４０の受光面４０ａと密着
されている。このようにして粒子透過光像がラインセン
サ４０に結像され、図７に示すような透過光検出信号Ｓ
ｔ（ｉ）が得られる。以上のようにして得られた検出信
号Ｓｆ（ｉ）、Ｌｆ、Ｓｔ（ｉ）は、信号処理装置６３
によって処理され、前述したような各種のパラメータが
実時間で求められる。

【００２０】実施例３図９は、実施例３における粒子分析装置を示している。
この実施例は、実施例２をモディファイして、光源１０
による励起光の照射方式を落射式にしたものであり、実
施例２と比べると、よりＳ／Ｎ比の良い蛍光像をスキャ
ンニングすることができる。図９における構成機器の番
号は、実施例２（図２）における構成機器の番号と同じ
である。

【００２１】つぎに、図８に示す信号処理回路の一例に
ついて、概略を説明する。以下、図６の蛍光検出信号Ｓ
ｆ（ｉ）を例にとり説明する。ラインセンサ３６からの
検出信号Ｓｆ（ｉ）は、まず増幅器６６にて増幅され、
ラインセンサのシフトクロックと同じ周波数のサンプリ
ングクロックＡ／Ｄ変換器６８でＡ／Ｄ変換され、その
データをバックグラウンド補正部７０でバックグラウン
ド補正処理する。バックグラウンド補正部７０では、粒
子がラインセンサ撮像エリアＡ２を横切っていない時に
得られる１ライン分のデータ（バックグラウンドデー
タ）をあらかじめメモリに保持しておき、計測中に得ら
れるＡ／Ｄ変換データとの差を導き出す処理を、リアル
タイムで行っている。この処理の目的は、レーザ光によ
る照射強度むらやラインセンサの各絵素の感度のバラツ
キ等を補正することである。

【００２２】補正されたデータは、蛍光像に対応する信
号の範囲を切り出すために、２値化処理部７２に入力さ
れ、ある適当な基準レベルのデータと比較して２値化さ
れる。２値化処理されたデータは、２値化データ処理部
７４で小さなゴミ信号を除去するための処理や、１個１
個の粒子に対応する２値化データの範囲を区分する。す
なわち、領域分割のための前処理が行なわれる。ここで
いう領域分割処理とは、連続した複数ラインデータ中に
現われる１個の粒子に対応する２値化データの範囲（タ
イミング）を切り出すことであり、後述の個々の粒子の
蛍光量、形態情報等をリアルタイムで演算するためのタ
イミング制御信号を作り出すのに必要となる処理であ
る。この領域分割処理および演算制御回路８２からの制
御信号によって、蛍光量、複雑度および円形度等の形態
情報を求めるための演算部７６、８０、８４がコントロ
ールされ、ラインセンサ撮像エリアＡ２を次々に通過す
る各粒子２２に対して、上記パラメータが実時間で求め
られる。なお、粒子の透過光像から吸光量、複雑度、円
形度を求めることについては、特願平３−２７０１０６
号、３−２７０１０７号の明細書に詳しく説明されてい
る。

【００２３】本発明において、励起光や迷光の影響の少
ないＳ／Ｎ比の良い蛍光像を得るため、ラインセンサ４
０による透過光検出信号Ｓｔ（ｉ）が得られているスキ
ャンサイクルの期間に限定して、蛍光増倍用のイメージ
インテンシファイヤ３４を動作させるということができ
る。そのためには、シャッター機能付きのイメージイン
テンシファイヤを用いればよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。（１）従来のＦＣＭ（フローサイトメータ）で得られ
る各粒子の散乱光強度、蛍光強度等の光学的特徴に加え
て、各粒子の形態情報および蛍光像に関する面積、円形
度、輝度分布等の情報も、実時間で得ることができ、よ
り精度の高い粒子分析ができる。（２）一次元イメージセンサ（ラインセンサ）によっ
て粒子像をスキャンニングするので、サンプル流速は速
くできないが、サンプル流を扁平に幅広く流してやるこ
とによって解析粒子を多くすることができる。（３）一次元イメージセンサ（ラインセンサ）による
受光系にイメージファイバを用いる場合は、焦点深度を
深くすることができ、サンプル流の厚みをある程度厚く
しても、ピントの合った粒子像をラインセンサに結像さ
せることができ、より精度の高い粒子像に関する情報が
得られる。（４）本発明をセルソータに適用した場合には、ソー
ティングの判定のための情報として、従来の散乱光強
度、蛍光強度等のパラメータに加えて、粒子の形態情報
および蛍光像の面積、円形度等も加味することができ、
より精度の高い粒子の分離をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の粒子分析装置の一実施例を示す構成説
明図（平面図）である。

【図２】本発明の粒子分析装置の他の実施例を示す構成
説明図（平面図）である。

【図３】図１及び図２におけるビーム照射エリア及び一
次元イメージセンサ（ラインセンサ）の撮像エリアを示
す説明図である。

【図４】粒子スキャンニングにおける蛍光像Ｉｆの一例
を示す図である。

【図５】粒子スキャンニングにおける透過光像Ｉｔの一
例を示す図である。

【図６】ラインセンサにおける蛍光検出信号Ｓｆ（ｉ）
の一例を示す図である。

【図７】ラインセンサにおける透過光検出信号Ｓｔ
（ｉ）の一例を示す図である。

【図８】ラインセンサ検出信号処理回路の一例を示すブ
ロック図である。

【図９】本発明の粒子分析装置のさらに他の実施例を示
す構成説明図（平面図）である。

【図１０】従来の粒子分析装置の一例を示す構成説明図
（平面図）である。

【符号の説明】

１０レーザ光源１２低コヒーレント化手段（光ファイバ）１８フローセル２０試料液流２２粒子２６イメージファイバ３４イメージインテンシファイヤ３６一次元イメージセンサ（ラインセンサ）４０一次元イメージセンサ（ラインセンサ）４２信号処理手段４８光源５６イメージファイバ６２イメージファイバ６３信号処理手段Ｓｆ（ｉ）撮像信号Ｓｔ（ｉ）撮像信号Ａ１照射領域Ａ２撮像領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】フローセルのノズルから被検粒子を含む
試料液を吐出するとともに、試料液の周囲にシース液を
流すことによりシースフローを形成させ、この試料液流
に光を照射し、粒子からの光を検出し、この検出信号に
基づき粒子の分析を行う粒子分析装置において、厚みが薄く幅が広い扁平な流れの試料液流（２０）を形
成するフローセル（１８）と、試料液に光を照射する光源（１０）と、上記光により励起され試料液流（２０）の幅の広い面側
から出射された粒子蛍光像を入力面に結像するイメージ
インテンシファイヤ（３４）と、イメージインテンシファイヤ（３４）の出力面側に粒子
の流れ方向と垂直な方向に延設され、イメージインテン
シファイヤで増幅された蛍光画像を走査し、走査（ｉ）
ごとに撮像信号（Ｓｆ（ｉ））を出力する一次元イメー
ジセンサ（３６）と、一次元イメージセンサ（３６）からの撮像信号（Ｓｆ
（ｉ））に基づき、信号処理や演算等を行う信号処理手
段（４２）と、を備えたことを特徴とする粒子分析装
置。
【請求項２】粒子の流れ方向と垂直な方向に延設さ
れ、試料液流（２０）の幅の広い面側から出射された粒
子透過光像を走査し、走査（ｉ）ごとに撮像信号（Ｓｔ
（ｉ））を出力する第２の一次元イメージセンサ（４
０）を設けたことを特徴とする請求項１記載の粒子分析
装置。
【請求項３】照射光を低コヒーレント化する手段（１
２）を設けたことを特徴とする請求項２記載の粒子分析
装置。
【請求項４】粒子像の焦点深度を深くするためにイメ
ージファイバ（２６）を設けたことを特徴とする請求項
１、２又は３記載の粒子分析装置。
【請求項５】フローセルのノズルから被検粒子を含む
試料液を吐出するとともに、試料液の周囲にシース液を
流すことによりシースフローを形成させ、この試料液流
に光を照射し、粒子からの光を検出し、この検出信号に
基づき粒子の分析を行う粒子分析装置において、厚みが薄く幅が広い扁平な流れの試料液流（２０）を形
成するフローセル（１８）と、試料液に第１の光を照射する第１の光源（１０）と、第１の光により励起され試料液流（２０）の幅の広い面
側から出射された粒子蛍光像を入力面に結像するイメー
ジインテンシファイヤ（３４）と、イメージインテンシファイヤ（３４）の出力面側に粒子
の流れ方向と垂直な方向に延設され、イメージインテン
シファイヤで増幅された蛍光画像を走査し、走査（ｉ）
ごとに撮像信号（Ｓｆ（ｉ））を出力する第１の一次元
イメージセンサ（３６）と、第１の光と波長の異なる第２の光を試料液に照射する第
２の光源（４８）と、粒子の流れ方向と垂直な方向に延設され、試料液流（２
０）の幅の広い面側から出射された粒子透過光像を走査
し、走査（ｉ）ごとに撮像信号（Ｓｔ（ｉ））を出力す
る第２の一次元イメージセンサ（４０）と、第１の一次元イメージセンサ（３６）からの撮像信号
（Ｓｆ（ｉ））及び第２の一次元イメージセンサ（４
０）からの撮像信号（Ｓｔ（ｉ））に基づき，信号処理
や演算等を行う信号処理手段（６３）と、を備えたこと
を特徴とする粒子分析装置。
【請求項６】第２の光源が低コヒーレント光を出射す
る光源であることを特徴とする請求項５記載の粒子分析
装置。
【請求項７】粒子像の焦点深度を深くするためにイメ
ージファイバ（５６）、（６２）を設けたことを特徴と
する請求項５又は６記載の粒子分析装置。
【請求項８】一次元イメージセンサ（４０）からの信
号（Ｓｔ（ｉ））を信号処理し、粒子が撮像領域（Ａ
２）を通過中のみ動作状態にするように、イメージイン
テンシファイヤ（３４）を制御することを特徴とする請
求項２又は５記載の粒子分析装置。