JPH05508910A - 液体中に懸濁した粒子を分析するための装置及び方法 - Google Patents

液体中に懸濁した粒子を分析するための装置及び方法

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JPH05508910A JP91508731A JP50873191A JPH05508910A JP H05508910 A JPH05508910 A JP H05508910A JP 91508731 A JP91508731 A JP 91508731A JP 50873191 A JP50873191 A JP 50873191A JP H05508910 A JPH05508910 A JP H05508910A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 液体中に懸濁した粒子を分析するための装置及び方法この発明は、放射光(ra diation)に暴露されると粒子特有の放射光を発生する流体媒質あるいは 液体中に懸濁した粒子を分析するための装置及び方法に関するものである。 この発明は特に、流動−血球(flow cytoa+etry)計算による生 物細胞の分析に関し、より詳細には、蛍光抗体で標識されたあるいは抗−蛍光性 の生物細胞を流動−血球計算的に分析することに関する。 本発明の適用範囲のよりよい理解のために、最初に、細胞群の生物学的に関連す るパラメータの定量の生物学的背景の簡単な記載をする。 循環及び°固定”された細胞のどちらの細胞の中にも、問題となっている細胞に 対し特異的な、いわゆる抗原決定因子と呼ばれる表面上の構造を有するものがあ る。更に、多くの抗原決定因子は異なる細胞に対しては普通であり、このため、 抗原決定因子は一般の分類の基礎として使用されている。 この技術に於いてよく知られており、実験のために動物を免疫化させ、血清中に 存在する抗体を分離し、その後適当な吸収手順を行う方法に従うと、高い特異性 により、上記の特異的な及び普通の決定因子に結合する抗体を得ることができる 。70年代中ごろから、モノクローナル抗体を得ることが可能である。モノクロ ーナル抗体はその後、一様に分子群を構成すると考えられることが明確になって いる。この種のモノクローナル抗体の開発は非常に迅速であり、今日では、例え ば人間の血液細胞及びその個々のサブグループと反応するモノクローナル抗体と 接触することができる。更に、異なる癌細胞と特異的に反応することができる抗 体のクローンが作成されている。 上記の両方の型の抗体は、適当な蛍光色素と結合させた後、蛍光−微視的分析細 胞に対して使用することができる。とりわけ、緑及び赤色の蛍光、濁えば、それ ぞれ、FITC(イソチオシアン酸フルオレセイン)、TRITC(イソチアン 酸トリメチルロダミン)、を有する型のものはそうである。同時に2つの異なる 抗体(それぞれ、”緑”及び”赤”)の生物細胞への結合を明視化するために蛍 光顕微鏡に適当なフィルタの組み合わせを採用することが知られている。他の蛍 光試験が、細胞成分を明視化し定量するために適用することができる。このよう に、リポ核酸はアクリジンオレンジ、臭化エチジン、あるいは他のDNA/RN A−結合発色剤に結合することで検出することができる。細胞内酵素は基質類似 物と反応した後、その基質の開裂により蛍光物質(フルオレセインニ酢酸、メチ ル轍形フロン)が生成することにより、証明される。更に、い(っかの細胞は配 位子が結合できる特異的なレセプタを有する。これらの配位子はしばしば細胞内 認識及び制御作用に含まれる。蛍光−標識配位子(あるいは配位子類似物)はこ の型のレセプタを検出するために使用することができる。最終的に、いくっがの 細菌及び藻類は自己−蛍光特性を有する。 蛍光分光側光学の使用は、抗体により明視化された表面標識によってのみ互いに 識別される型の細胞のサブグループの実験に特に関連している。この分野では、 抹消の血液のリンパ球の実験に多くの注意が注がれてきた。これらのリンパ球は T及びBリンパ球に分けることができるが、形態学的な基準を基に互いに区別す ることはできない。しかしながら、機能及び抗体の違いを基に区別することがで きる。これらの抗体は細胞の表面上に現れ、抗−抗体を使用することによる分類 に利用することができる。T細胞は、免疫器官の制御及び細胞免疫の直接的な実 行の両方において、多くの異なる機能をする。同様に、T細胞はモノクローナル 抗体により多くのサブグループに分けることができる。その結果、様々なサブグ ループ上の分布の試験は、広範囲の免疫器官の機能を含む全ての例に於いて関連 している。上記のサブグループは一部互いに重なっている。結論として、同時に 2つ以上の表面決定因子の試験を行うこと、すなわち上記の2つ以上の蛍光色素 のそれぞれの刺激と検出、が重要である。 これらの種類の試験が興味深い状況は、とりわけ、免疫不全、自己免疫疾患、白 血病及び他の悪性疾患の状況である。 上記の及び他の対応する細胞群の分析をするために、現在市販されている装置は たいへん複雑で経費がかかり、またそれらは一般に流体媒質が小さな開口、その 中では分析される流体媒質蛍光−標識生物粒子が懸濁し、その開口の周りではキ ャリヤ流体が分析される粒子が懸濁する流体媒質のキャリヤー流体安定化層流を 生成するために通過している、を通過することに従う一般原理に基づくものであ る。層流は、定常的に発光する、アルゴンレーザなどのレーザランプにより流体 媒質の流れの向きに関しである角度を規定する方向の放射光にさらされ、レーザ の単色光により影響された時に発する全ての粒子の蛍光が、例えば90度の角度 で、採集され、分析される。従来技術の装置により十分な光エネルギーを得るた めには、レーザランプを使用する必要があり、これにより本質的に装置が高価な ものとなっている。更に、上記の層流の使用に基づ(システムは、上記の層流と して運搬するために、生物粒子が懸濁している流体媒質が小さな開口、その開口 は妨害する傾向にある、を有する進入バイブから放出されなければならないので 、理想的ではない。更に、分析は通常、分析される細胞の大きさに対応する大き さであろうとなかろうと、全ての蛍光粒子を含む。上記の型の装置は、例えばU SL’F第3946239号、US特許第3989381号、SE特許第429 479号、EP特許第0036404号、EP特許第0279000号、などの 特許文献に開示されている。 更に、いわゆるCoulter原理に従って液体中に懸濁した粒子の数をめる技 術内で知られている。その原理は、粒子が懸濁している流体媒質が通過する開口 間の一定の電界あるいは一定の電圧の発生に基づくものである。粒子がその開口 を通過するときに、流体の導電率の変化が電流測定により記録され、それにより 粒子が開口を通過したことが示される。この測定はある程度、粒子の大きさを示 すものであるが、この測定は、かなり精度が悪く、とりわけ、それは粒子が開口 の中心を通過するかあるいは開口の周囲に近い部分を通過するかにより決定され る。Counter原理に基づいて粒子を分析することに関連する特許文献ほか なり経費がかかる。ここでは例として、W、H,Coulterによる基本的な Us特許第2656508号、DE−O32344427、US特許第3714 565号、DE−AS1673279について述べる。Coulter−原理に 基づ(従来の粒子分析は、特にこの流体が小さな開口を通過するようにした場合 この種の層流を実行することは非常に困難なため、上記の層流及びレーザ光に基 づく装!には適していない。上記のEP特許第0068404号は、層流と結合 させた2つの電極を適用した例を開示している。しがしながら、2つの電極間の 電圧の生成により確立される電界は明確ではなく、精度の高い計数及び大量の流 体定量の可能性を提供しない。 キャピラリー通路の型のフロー領域を有するキュベツトはこの分野ではよく知ら れており、キャピラリー通路を妨害する粒子を含まない流体の色吸収を測定する のに使用することができる。この型のキュベツトの例はEP特許第015894 8号で開示されている。この特許は、均一な表面を有し、キュベツトが組み立て られる際に互いに近接して置かれ、結合表面の表面溝を有し、中央部に配された 水平チャンバを含む、2つのキュベツト等分体から組み立てられるフローキュベ ツトを開示する。この従来の技術によるキュベツトは、上記特許に明確に記述さ れるように、ナノリットルの大きさの体積に対するものであり、特に一方向の分 析チャンバの小さな次元のため、粒子の存在しない流体の分析をするためにのみ 使用することができる。2つの部分のキュベツトはスプリング装置により固定さ れ、スプリング装置をゆるめることにより2つのキュベツト等分体はランダムに 落ち、キュベツトが再び組み立てられる時には手により置かれなければならない 。US特許第4823168号から、フローセルは接合表面に溝を有する2つの キュベツト等分体の永久接合により提供される小さなフロー通路を含むことが知 られている。この従来のフローセルはフロー通路を妨害する粒子を含まない液体 を測光的に分析するためだけのものであり、2つのフローセル等分体はいったん 組み立てられると分離しないように適合されている。測光的測定は液体の流れの 向きと一致した向きのフロー通路に光を通すことにより行われる。 この発明は液体中に懸濁した細胞の蛍光−標識あるいは自己蛍光粒子を分析する ために適した装!及び方法を提供するものであるが、その装置は上記のような、 高価なレーザランプを用い、流体媒質が小さな開口を有する給送バイブから送ら れ、流体媒質が外部キャリヤ流体により支持される、従来装置の持つ欠点がない 。 従って、この発明は低−エネルギー光源、例えばたった100Wのよう素石英フ ラッドランプ、あるいはキセノンフラッシュランプなどのフラッシュランプを使 用することができる。 本発明にかかる装置及び方法の実施例によれば、分光測光蛍光−分析技術と分析 する粒子の計数及び大きさ決定とを結合することができる。この粒子の計数及び 大きさ決定は改良Coulter−原理を基本とする。 更に、本発明にかかる装置及び方法の実施例によれば、分析する際に、生物粒子 が懸濁している流体媒質を含む流体媒質をキャピラリー通路の広がりを有する通 路を通すことができ、通路を妨害する危険が大きく低減し、妨害が生じたときに は簡単に洗浄することができる。分析する時には、小さな断面範囲を有する通路 を使用すると、分析する粒子がそれぞれ測定領域に順に到達するという点で特に 利点がある。これは前述のキャリヤ流体を含む層流技術では不可能である。 更に、本発明にかかる装置及び方法の実施例によれば、粒子は一致、すなわちよ り多(の粒子からの測定の一致、することなくできるだけ互いに近寄って、測定 領域に到達し、このため、従来技術に比べ測定速度が増加する。 本発明にかかる装置及び方法の実施例によれば、分析する粒子を含む液体は、キ ャリヤを用いずに、一定速度の層流としてフローシステム中を通過する。 更に、本発明の利点、様相、特徴及び対象は以下の記述により明らかになるだろ う。 以下にこの発明の詳細について説明する。特に照明を当てると特徴的な蛍光放射 を有する生物細胞を分析する流動−血球計算に関して述べる。しかしながら、こ の発明はまた、入射放射光に基づ(、いわゆる光散乱あるいは他の分析方法と結 合させて適用することができる。入射放射光により関係する粒子はこれらの粒子 に特異的な放射光を放射する。 更に、本発明は特に分析する生物細胞が懸濁する流体媒質に関連して説明する。 この流体媒質は細胞の大きさに適合させた断面積範囲を有する通路を通過させら れ、個々の細胞に照明を当てるために光にさらされる。結果的には、キャピラリ ー通路の範囲を有する細長いフロー領域の存在は強制的なものであるが、通路の 妨害に関しては問題を引き起こす。本発明にかかる原理及び技術は、粒子が放射 光に暴露された時に特異的な放射光を発することができるならば、実質上より大 きい、非−生物粒子に対して使用することができると一般に考えられる。 本発明にかかる装置及び方法の好ましい実施例によれば、この実施例は特に生物 細胞の分光測光学的蛍光−分析に関する、独特の技術が提供される。この技術は 前述の、抗体に暴露された表面標識によってのみ互いに区別することのできる細 胞型のサブグループを含む特別な細胞群の分析に適する。 第1の観点では、本発明による装置は:通路の形を有する細長いフロー領域が、 粒子が懸濁している流体媒質を第1の方向に導くために設けられたキュベツトと 、粒子が懸濁している流体媒質を細長いフロー領域に送るための手段と、粒子が 懸濁している流体媒質を細長いフロー領域から放出する手段と、粒子が懸濁して いる流体媒質を、流体媒質が細長いフロー領域を通って導かれる第1の方向に対 しである角度を規定する第2の方向の放射光に暴露するための手段と、 粒子に特有で、放射光に暴露された時に粒子から発生られる放射光の少なくとも 一部を採集する手段とを含み、 上記細長いフロー領域はキュベツト内に備えられた通路の形を有し、該キュベツ トは平坦面を有する第1の部材と平坦面を有する第2の部材とを含み、該第1及 び第2の部材は、平坦面が液密接触様式で互いに近接して置かれる第1の位置及 び平坦面が間隔を空けて置かれる第2の位置間で相対的に移動し、少なくとも第 1の部材の表面は部材が第1の位置にあるとき、第2の部材の平坦面と近接して 共に通路を構成する細長いフロー領域を明確にする細長い溝を有し、 更に、粒子が懸濁する流体媒質を、部材の1つに設けられた入り口を有し、キュ ベツトの外側から通路の入り口の開口まで延びている細長いフロー領域に送り込 む手段と、 上記部材の1つに設けられた出口を有し、通路の出口の開口からキュベツトの外 側まで延びている、粒子が懸濁する流体媒質を放出する手段とを含み、上記部材 の少なくとも1つは流体媒質が暴露される放射光及び粒子により発せられる放射 光に対し透過性があるものである。 本発明によれば、細長いフロー領域は2つの構成部材からキュベツトの組立をす ることにより提供されるものであり、2つの構成部材はそれぞれの平坦面を通し て互いに近接して置かれるように適合されている。そして、細長い溝の少な(と も1つは明確にされ、例えばフライス加工により提供される。細長い溝は表面の 1つにのみ備えられるのが好ましい。結論としては、細長いフロー領域は溝及び 第2の部材の近接した表面により明確にされる。しかしながら、両方の部材の平 坦面に、逆の及び協同する溝を設けることはこの発明の範囲内である。しかしな がら、2つの協同溝が設けられた実施例は、両方の部材の溝を相対的に非常に精 度良く位置させるように2つの部材を組み立てるときに起こり易い、その複雑性 のために適していないことが見い出されている。 2つの部材は液密接触様式で平坦面が互いに隣接して置かれた第1の位置と、平 坦面が離して置かれた第2の位置との間を移動するように適合されている。流体 媒質がキュベツトから漏れないように第1の位置に部材を配置するので、2つの 平坦面が円滑に磨かれることが好ましい。本発明にかかる装置の好ましい実施例 によれば、逆の部材の表面に対し垂直なスプリング力により部材の少なくとも1 つを活性化するスプリング付勢手段が備えられ、該スプリング付勢手段は更に、 スプリング付勢手段により装てんされた部材の角度を傾斜あるいは変化させるこ とができる。 部材の平坦面が互いに隣接して配列された第1の位置では、分析は以下に記述さ れるより詳細な様式で実行される。分析を終了すると、以下に説明されるように 、平坦面は、平坦面及び更に給送、放出手段が磨かれ、水洗され、あるいは洗浄 される第2の位置に対し相対的に移動させられる。部材の平坦面はまた、細長い フロー領域が意図無しに妨害された場合、清掃され、洗浄されあるいは水洗され る。 本発明にかかる装置の好ましい実施例によれば、平行に2つの部材の少なくとも 1つを、部材の平坦面に対し垂直方向に置換することにより、第1及び第2の部 材は相対的に移動することができる。 本発明にかかる装置の好ましい実施例によれば、停止手段が備えられ、該停止手 段は、スプリング付勢部材の表面が反対の表面と実質的に平行であるように維持 される明確な位置にスプリング付勢部材を維持するために、部材が第2の位置に 移動されたときにスプリング付勢部材を受け入れる。 粒子が懸濁している流体媒質の給送手段は、キュベツトに対し外部から細長いフ ロー領域の入り口の開口まで延びる給送チャネルあるいは通路により構成される ことが好ましい。粒子が懸濁する流体媒質を放出する手段は、同じあるいは別の 部材に設けられた放出チャネルあるいは通路を含むことが好ましい。この放出通 路は細長いフロー領域の出口の開口からキュベツトに対し外部まで延びる。理解 されるように、給送通路及び放出通路は異なる部材に設けられてもよい。しかし ながら、給送通路及び放出通路は排他的に部材の1つに設けられ、問題の部材の 外表面と細長いフロー領域間に延びたそれぞれのボアにより構成されるのが好ま しい。 ボアは、その表面に細長い溝が設けられた第1の部材に備えられるのが好ましい 。給送通路及び放出通路が細長い溝を有しない第2の部材に設けられた場合、こ れらの通路が、部材が開かれたり再び閉じられたりしたときに正確に細長いフロ ー領域に導かれることが非常に困難であり、以下の記述かられかるような光学的 な問題を引き起こすことj二なる。 液体中に懸濁する粒子に放射光を暴露するために、部材の少なくとも1つは粒子 に当てられる放射光に対し透過性を有し、部材の少なくとも1つは粒子から発生 られる放射光に対し透過性を有す。結論として、部材の少なくとも1つは透明で あることが好ましく、石英ガラスから作られていることが好ましい。 本発明にかかる装置の好ましい実施例によれば、第1の部材、すなわちその表面 に細長い溝が設けられた部材及び給送と放出通路を含むことが好ましい部材は透 明である必要はないが、これもまた石英ガラスで作られるのが好ましい。 本発明にかかる装置の好ましい実施例に於いては、キュベツトの2つの部材間で 形成される細長いフロー領域は上記のキャピラリー通路を育し、1mmを越えな い、好ましくは100μmを越えない、最も好ましくは50μmである曲率半径 の円断面を有し、1mmを越えない、好ましくは100μmを越えない、最も好 ましくは30−35μmである深さを有する直円筒の幾何学的なセクションの形 を有することが好ましい。この大きさの通路は、いくつかのリンパ球の通常の大 きさである8−15μの大きさの直径を有する生物細胞に適している。上記の細 長いフロー領域の大きさは、粒子が可能な場合いつでも個々に測定領域に到達す ることを基本にして定義されたものであり、細長いフロー領域の断面積の大きさ は、分析される粒子の大きさを考慮して、結果的に決定される。粒子が給送通路 を個々に、連続して通過することは必要ない。しかしながら、給送通路の妨害に 関する問題を最小限に抑えるために、給送通路は細長いフロー領域よりずっと大 きな大きさを有することが好ましい。しかしながら、実験により、大きさが大き いと粒子が一様に細長いフロー領域に到達することを確実にすることが困難なた め、給送通路を構成するボアは例えば3mmを越えないことが好ましいことが明 らかにされている。給送通路の直径が3mm未満である場合、キャピラリー通路 効果が生じ、給送通路の妨害の危険性が存在する。 本発明にかかる装置の代わりのあるいは付加的な実施例に於いては、給送通路の 妨害を減少させる問題が撹拌手段により解決されている。本発明にかかる装置の この実施例によれば、給送経路は3mmを越えない、好ましくは2mmを越えな い、特に1mmの大きさの直径のボアから構成され、部材の1つ、好ましくは第 1の部材、を通って延びている。このボアを通って、その長軸に関し回転できる 可撓性のワイヤが延び、そのワイヤの1つの終端部がワイヤ回転手段と結合され 、ワイヤの逆の終端部が細長いフロー領域内に延びている。ワイヤは細長いフロ ー領域の入り口開口と反対の細長いフロー領域チャネルの表面と接触するのが好 ましい。 可撓性のワイヤは非−円形断面、特に多角形の、特に四角形あるいは三角形の断 面であってよく、好ましくは給送通路を構成するボアが1mmのオーダーの直径 を有する場合0.2−0.5mmのオーダー、特に0.3mm、の横寸法を有す る角形断面を有するのがよい。 代わりになるべきものとして、可撓性のワイヤは0.2−0.5mm、特に03 mm、の断面の大きさの円形断面を有するものであってよい。このワイヤは好都 合な撹拌を提供することが見い出されており、多角形のワイヤに比べ、機械的あ るいは電気的妨害あるいはノイズを引き起こしにくい、均一な動作を提供するこ とにより区別される。 可撓性のワイヤは一般の条件下で水中に於いてわずかに膨らむだけのプラスチッ ク材料、例えばナイロン、ポリプロピレン、ポリカーボネートあるいはテフロン で作られることが好ましい。 その長袖の回りに回転することができ、上記の大きさのボアにより構成される給 送通路内に配置された、ワイヤを備えるこの型の撹拌手段は、液体中に懸濁する 粒子を撹拌するための撹拌装置を構成する従来技術には開示されていない。驚い たことに、このワイヤは生物細胞の凝集を防止することができ、通路の表面に粒 子が固着するのを防ぐことができ、確実に粒子が細長いフロー領域の入り口開口 に一様に分散することができることが証明されている。この効果はワイヤが非− 円形断面、特に多角形、好ましくは四角形あるいは三角形断面、最も好ましくは 上記の大きさの角形断面を有する場合に、改善される。その長軸の周りに回転す ると、ワイヤは多かれ少なかれ、螺旋形になると仮定される。ワイヤは時計方向 あるいは反時計方向にあるいは両方の方向に代わるかわる回転してよい。 細長いフロー領域で構成されるキャピラリー通路内に突出し、好ましくはキャピ ラリー通路の入り口開口の反対側の表面と接触するワイヤを備えることにより、 キャピラリー通路の妨害を避けることができる。キャピラリー通路内に突出した ワイヤの終端部は通常、キャピラリー通路の大きさより実質的に大きい断面を有 する。可撓性のワイヤに対するワイヤ回転手段は、以下により詳細に記述されて いるようなマグネット撹拌器であり、このマグネット撹拌器からワイヤは重力に より吊り下がっている。 粒子が粒子に特異的な放射光を発するのを引き起こすように、液体に懸濁する粒 子に暴露するために、レーザランプ、例えばアルゴンレーザ、が適用でき、その レーザランプの放射光は細長いフロー領域の予め決められた領域に向けられる。 しかしながら、上記に示されるように、レーザランプの適用は好ましくなく、本 発明の教示による細長いフロー領域(その領域では粒子が個々に通過するのが好 ましい)により構成されるキャピラリー通路を備えることにより、独特の方法で 、かなり低エネルギー消費の放射光源、例えば、白熱電灯、好ましくはメタルハ ライドランプ、例えばたった100ワツトの定格の例えばよう素石英ランプを用 いることができる。また閃光ランプ、例えばキセノン閃光ランプを使用すること もできる。この種の放射光源を使用することにより、装置は以下に詳細に説明さ れる光学システムを備える。このシステムにより、粒子に当てられる放射光の焦 点を細長いフロー領域の予め決定した細区分(サブセクション)及び特定領域に 合わせることができる。レーザ手段もしくは本質的に低エネルギーの光源手段に より供給されたものであろうと、この種の放射光により、蛍光−標識粒子あるい は自己−蛍光粒子は刺激され、特異的な蛍光放射光を発する。この明細書に於い ては、粒子が放射光により刺激されるサブセクションは、光学的に焦点を合わさ れた光に関しあるいはレーザランプから発せられた平行入射光に関してであろう と、焦点領域と呼ばれる。光学的に焦点を合わされた光に関しては、液体中に懸 濁する粒子C予め決定されたサブセクションに焦点を合わせるための放射作用の 最終部分は、本発明によれば、平坦面を有する対物レンズにより構成されること が好ましい。この光−伝達関係に於ける対物レンズは部材の1つの表面(この表 面は部材の平坦面と平行である)に固定される。 粒子から発生された放射光の最大の検出を得るために、本発明にかかる装置の好 ましい実施例によれば、流体媒質あるいは液体中に呼濁し、放射光に暴露された 粒子から発せられた放射光を反射するための反射面をキュベツト内に、少なくと も焦点領域の後ろに設ける。本発明によれば、反射面は、キャピラリー通路によ って構成された細長いフロー領域内の、粒子力壜露される放射光の伝達方向で見 られるように焦点領域の後ろに!かれた領域に備えられることが好ましい。反射 面は、キャピラリー通路内に平面取り付けされた金属部あるいは体の研磨表面に より構成されることが好ましい。 基本的に記述された装置は、従前の市販されている、液体中に懸濁した粒子を中 心的に給送し、この粒子が層流により支持され、蛍光−標識粒子はレーザランプ により刺激される従来技術装!に関して、実質的な進歩を提供する。以下に記述 される本発明にかかる装置によれば、キャピラリー通路と結合させた低エネルギ ー源を利用することができ、同時に予期される妨害問題を解決することができる ということを特に指摘するものである。 本発明の別の観点によれば、より精巧に作成された装置が提供される。その装置 では、光学的な測定の他に、改良Coulter原理に基づく電気測定を行うこ とができる。以下により詳細に記述するこの原理によれば、液体中に懸濁する粒 子が焦点領域に到達する前にその粒子の大きさを定量する事ができ、結果的に、 その大きさに関する特異的な及び予め決定した基準を満たす特異的な粒子に、暴 露し、特異的な粒子の蛍光を記録することができる。例えば、血液サンプルには 、8−15μmのオーダーの大きさのリンパ球とはかけ離れた様々な大きさの多 くの粒子が存在し、その他の粒子はリンパ球のサブ群を決定するための分析を考 慮すると無関係である。以下により詳細に記載され、改良Coulter原理に 基づく、本発明の更に進んだ面によれば、キャピラリー経路を通過する多くの異 なる粒子の中から、例えば8−15μmの関連する大きさの1つの粒子の存在を 検出することができる。この型の粒子を決定し、この粒子に放射光を当てると、 特異的な蛍光−標識抗体が粒子の抗原決定因子に結合した場合、粒子は焦点領域 に到着するとすぐに粒子特性の蛍光放射光を発する。しかしながら、関係する大 きさの範囲外の外側の大きさを有する粒子あるいは、関係する大きさの範囲内の 外側の大きさを有する粒子、前述の粒子、は、非−蛍光性であり、検出されない 。 上記のように、せん光を使用するのが、この明細書では特に興味があるものであ る。放射光あるいは光を生成するためにせん光を使用すると、電界により検出さ れ、関係する大きさの範囲内の外側の大きさを有する粒子として評価される粒子 が細長いフロー領域の特異的な領域あるいは焦点領域、その特異的な領域あるい は焦点領域では粒子がせん光により生成された放射光あるいは光に暴露される、 を通過する特異的な時間に、粒子が暴露される放射光あるいは光を発するために せん光を活性化することができる。 本発明にかかるより精巧に作られた装置を構成する、上記のこの発明の更に進ん だ面によれば、流体媒質が細長いフロー領域を通って導かれるときに通る電界を 発生させるための少なくとも2つの電極が備えられる。この電極を適当な様式で 配列することにより、細長いフロー領域の導電率の測定が、いわゆるCoult er原理に従うそれ自体知られている様式で実行される。しかしながら、この発 明の更に進んだ面によるこの発明の教示によれば、特異的な外側の大きさの粒子 が細長いフロー領域を通過するのを検出することができ、更に流体媒質を暴露す るための手段により発生された放射光に粒子を暴露することにより、蛍光性粒子 の存在が記録あるいは検出される。本発明、及び上記のこの発明の更に進んだ面 による装置の好ましい実施例によれば、電極は細長いフロー領域の暴露電極面を 提供する第1あるいは第2の部材内に固定される。電極は、細長いフロー領域の 一部に実質的に一様に延び、かつ第1の方向と実質的に平行な何本ものフラック スを有する電界を発生させるために、流体媒質が細長いフロー領域を通って導か れる第1の方向に関連して連続的に配列されることが好ましい。 技術自体に於いてはよく知られたCoulter原理によれば、電極間の電気イ ンピーダンスが、例えば電極に一定の電圧あるいは一定の電流が供給され、これ により、それぞれ発生する電流あるいは電圧を測定することにより、あるいは、 結合された電圧及び電流信号の発生と結合した電圧と電流の信号の検出を含む結 合技術に従い、検出される。粒子が個々に細長いフロー領域を通過(これは本発 明の教示により実行されることが好ましい)した場合、以下により詳細に開示さ れるが、電気信号が電極間で生じ、この電気信号は電界が供給される媒質の電気 導電率あるいはインピーダンスの測定を構成する。この電気信号は直接、粒子の 体積、結果的には電界が与えられた粒子の外側の大きさあるいは大きさと相関性 がある。結論として、電気信号は問題の粒子の体積あるいは外側の大きさを表す 測定値に蘭単に変換することができる。 電極が第1あるいは第2の部材内に固定され、流体媒質が細長いフロー領域を通 って導かれる第1の方向に関して連続的に配列された場合、及び、更に細長いフ ロー領域がキャピラリー通路を構成する場合、電極間の最適間隔はキャピラリー 経路の大きさに関連して決定され、電界が発生される細長いフロー領域内の一様 な、実質的に平行な電界の提供に必要である。本発明によれば、電極は0.05 0.3mm、例えば0.08−0.2mm、好ましくは釣108mmのオーダー の最小間隔を規定する細長いフロー領域に離して置かれるのが好ましい。 以上の数値は、細長いフロー領域により構成されるキャピラリー通路が1mm未 満、好ましくは100μm未満、最も好ましくはおよそ50μmの曲率半径の円 形断面を有する円筒形のシリンダーの幾何学的なセクションの形を有する場合、 特に適している。電極がキュベツトの部材の1つに専ら設けられた場合、電極は 第2の部材内に固定されてもよいが、その代わりに細長い溝が備えられた第1の 部材内に固定されるのが好ましい。 以上で議論したように、粒子を放射光に暴露する手段は連続光を発生させる、よ り好ましくは断続的に光を発生させる光源から構成されるのがよい。連続的にあ るいはそのかわりにより好ましくは断続的に光を発生させる光源から発生される 光は、例えば光源の必要な一部を構成するレンズを備えることにより、あるいは その代わりにまたは好ましくは、キュベツトと直接光学的に伝達するように配列 され、対物レンズにより構成される焦点手段を備えることにより、細長いフロー 領域の特異的な領域に焦点が合わせられるのが好ましい。このようにして細長い フロー領域の特異的な領域に焦点が合わされた放射光あるいは光に、細長いフロ ー領域を通過する流体媒質の粒子が暴露される。 本発明の上記の、更に進んだ面によれば、光反射手段は、光源あるいは流体媒質 を放射光に暴露するための手段からの光あるいは放射光に粒子が暴露された時に 、その粒子から発せられる放射光を、その粒子から発生された放射光を採集する ための手段に反射するために設けられることが好ましい。本発明による装置の上 記の好ましい実施例によれば、電極は部材の1つに固定され、細長いフロー領域 の暴露される電極表面を規定し、光反射手段は暴露される電極表面の1つで構成 されると都合が良く、更に、流体媒質が細長いフロー領域を通って導かれる第1 の方向に関して連続して配列された対の電極の下流部の電極を構成する電極の暴 露される電極表面に構成されることが好ましい。 より詳細に以下に記述されるように、本発明による装置は、妨害が生じた際に、 給送手段及び更にキュベツトの細長いフロー領域の妨害を、非常に簡単に迅速な 様式で、除去することができる。更に、上記のように、電界に粒子を渡し、更に 個々に放射光あるいは光に暴露することが最も重要である。個々に、粒子を電界 に独立して存在させ、更に粒子が個々に暴露される光あるいは放射光にさらすた めには、装置には更に、細長いフロー領域に存在する流体媒質に希釈液を添加す ることを可能とする、細長いフロー領域に希釈液を給送する手段を備えるのが好 ましい。以上で示し議論したように、粒子は電界に及び放射光に個々にさらされ るべきであり、結論として間隔の空いた状態で細長いフロー領域を通るように導 かれるべきである。しかしながら、いかなる近接した2つの粒子間の距離も、広 すぎてはいけない。2つの粒子間の距離が大きすぎると、測定速度が減少し、結 果として、近接した粒子間の距離が大きすぎると、その距離が小さい場合に比べ て、電界、さらには光や放射光にさらされる速度が減少するので、測定装置の能 力が減少する。 希釈液を細長いフロー領域に給送する手段を備えることにより、細長いフロー領 域を通過する粒子の流速を制御することができ、また、細長いフロー領域に希釈 液を供給するのを制御する手段を備えることが好ましい。以上で議論したように 、装置は、細長いフロー領域に希釈液を供給するのを制御する手段に更に結合さ れ、制御することが好ましい、制御手段を備えることが好ましい。このように、 制御手段が最大濃度を越える、細長いフロー領域内の濃度を有する粒子の存在を 検出した場合、制御手段は、細長いフロー領域に希釈液を添加し、その結果細長 いフロー領域内の粒子濃度を減少させるために、細長いフロー領域に希釈液を供 給するのを制御する手段にアドレスする。希釈液を細長いフロー領域に給送する ための手段は電極に関して上流に配置されることが好ましい。更に、希釈液を細 長いフロー領域に供給するのを制御するための手段を制御する制御手段は、細長 いフロー領域の予め決定された粒子の流速あるいは細長いフロー領域内の粒子の 予め決定された濃度を提供するために、あるいはその代わりに粒子を個々に、1 秒につき100粒子などの予め決定した最大速度未満の速度で、暴露手段にさら すために、制御を実行する。 更に、流体媒質が一定の速度の層流として細長いフロー領域に導かれ、あるいは 通過させられる場合に、最適な分析及び測定が確立されることが確認されている 。結論として、本発明の特異的な特徴及び観点によれば、装置は更に、細長LA フロー領域を通過する流体媒質の流れを制御するフロー制御手段を備える。フロ ー制御手段は細長いフロー領域から流体媒質を放出するための手段と結合された ポンプにより構成され、実質的に一定の流速の、細長いフロー領域を通る流体媒 質を生成することが好ましい。 以上で示されるように、本発明による装置の特別な特徴及び利点は簡単で迅速に 、流体媒質を細長いフロー領域に給送するための手段あるいは細長L)フロー領 域の妨害が起きた場合にその妨害を除去することかできることである。このよう に、妨害は、第1及び第2の部材を互いの向きに関連しであるいは第2の位置に 向けて移動させることにより、好ましくは20m5のオーダーの短い期間で、簡 単に除去することができる。これにより、第1及び第2の部材からなるキュベツ トが開き、キュベツトの細長いフロー領域内に存在する流体媒質及びその中に懸 濁した粒子が細長いフロー領域から放出され、この放出により、妨害も除去され る。 キュベツトの洗浄及びすすぎを簡単に行うために、この洗浄はキュベツトの部材 が上記の第2の位置にあるときに行われる、装置は更に回転すすぎブラシを備え ることが好ましい。このブラシは、部材が第2の位置にあるときに、その部材の 平坦面を機械的に洗浄することができるように、部材の平坦面を通過する部材に 関連して移動することができる。 本発明の上述した観点は、すなわち、特異的な及び関連ある大きさの範囲内の外 側の大きさあるいは体積を有する粒子の存在の検出に応じて、キュベツトの細長 いフロー領域を通って導かれる粒子の暴露を制御する可能性は、独立した、発明 概念を構成すると考えられる。 放射光あるいは光に暴露される粒子に十分な間隔を与え、更に十分な粒子密度と 細長いフロー領域を通るように導かれた粒子の十分な流速を与えるために、粒子 が懸濁する流体媒質が、キュベツトの細長いフロー領域に希釈液を導入すること により、フロー領域を通るように導かれるときに、”オン−ライン”希釈液操作 を行う可能性は、また、独立した、発明概念を構成すると考えられる。 本発明は更に、本発明による装置を用いて液体中に懸濁する粒子を分析する方法 に関し、本発明にかかる装置の上記の面及び実施例による上記の特徴及び利点を 随意に有するものである。このように、本発明の更に進んだ面によれば、液体中 に懸濁した粒子を分析する方法は、本発明による装置を用いることにより提供す ることができ、この方法は: 粒子が懸濁する流体媒質を、流体媒質を細長いフロー領域に給送するための手段 により、細長いフロー領域に給送する工程と、キュベツトの細長いフロー領域を 通って第1の方向に流体媒質を導く工程と、粒子が懸濁する流体媒質を第1の方 向に対しである角度を規定する第2の方向の放射光に暴露する工程と、 放射光が暴露された時に、粒子から発せられる、粒子特有の放射光の少なくとも 一部を、放射光が!露された時に粒子から発せられる粒子特有の放射光の少な( とも一部を採集する手段により、採集する工程と、流体を細長いフロー領域から 放出する手段により、流体を細長いフロー領域から放出する工程と、 細長いフロー領域あるいは細長いフロー領域に流体を給送する手段の妨害が生じ た場合に、流体媒質を細長いフロー領域から、更に細長いフロー領域に流体媒質 を給送する手段から放出するために、第1及び第2の部材を第2の位Iに移動し 、妨害を除去する工程とを含むものである。 本発明による方法は、本発明による装置の特異的な面及び実施例の、上記の面、 利点、特徴を有するものであることが好ましい。 本発明を図面に関連して更に詳細に説明する。 図1は本発明による測定システムの概略図である。 図2は図1に示された測定システムのキュベツトの詳細を図示した等距離図面で ある。 図3はキュベツト及び試料を提供するためのサンプル貯蔵の一部を図示した断面 図である。 図4は試料給送通路の断面図である。 図5は図3に示されたキュベツトの断面図である。 図6はキュベツト及び洗浄プラン及び対物レンズの一部の等距離の及び一部分解 した図面である。 図7は本発明による測定システムのホースポンプの第1の実施例の透視図である 。 図8は測定領域を図示した、キュベツトの測定通路の縦断面図である。 図9は測定通路の縦軸に垂直で、光学軸と同一水準の測定通路の断面図である。 図10は本発明による測定システムのホースポンプの第2の実施例を図示した透 視図である。 図11は本発明による測定システムの、ピストン−型のポンプが使用されている 一部を図示した概略図である。 図12は図11に示されたピストン−型のポンプの断面図である。 図13は図 11.12に示されたピストン−型のポンプの透視図である。 図14は好都合な製造技術を図示したキュベツト平面及び対物レンズアセンブリ の概略及び断面図である。 図15は図8と同様の縦断面図である。しかしながら、この図に於いては図14 に示されたアセンブリが含まれている。 図16は本発明による測定システムのパーソナルコンピュータ及び電子装置を含 むテストベンチセットアツプの概略図である。 図17.18.19.20.21は本発明による測定システムの電子回路を図示 するダイヤグラムである。 図22は本発明による測定システムにより実行されるテストルーチンのプリント アウトを図示するダイヤグラムである。 最初に図1について説明する。図1は本発明による測定システムの概略図を示し ている。粒子が懸濁している流体媒質は、図1の中心の右手部分に図示されたサ ンプルカップ24から、図1の中心の上部に示されたサンプル貯蔵部14、さら には2つの部分3.4からなる測定キュベツトへ運搬される。試料は、図1の下 側の右手の部分に示される排出ポンプ80により、2つの一部分からなる測定キ ュベツト3.4から放出される。キュベツトでは、測定ブロック86に含まれる 電気回路により、試料の電気測定が実行される。キュベツトでは、試料はまた、 図1の下部に示されるランプ90が、鏡97及び対物レンズ65を通るようにキ ュベツトに向けて光を発し、その光の一部はキュベツトから反射されるので、光 学測定にもかけられる。キュベツトから反射あるいは発せられた光は光検出器9 4゜96により検出される。光検出器94.96及びブロック86により発生さ れた測定信号はコンピュータ88に送られる。コンピュータ88はシステムの運 転を随意に制御し、測定システムの運転の指示を発生する。測定システムを共に 構成する個々の構成成分は以下に更に詳細に記述される。 次に図2について説明する。図2はキュベツトの中心部を図示した透視図である 。このように、図2では、キュベツトの2つの部分あるいは半体の1つを構成す る板3の平坦面10が開示されている。板3は石英ガラスにより作成することが できる。板3の平坦面では、チャネル−型の溝1が備えられ、これは例えば切削 工具などによる、例えば切りとりあるいはフライス削り操作により作成すること ができる。本発明によるシステムの好ましい実施例においては、溝1は約50μ mの曲率半径の円形断面、平坦面から約40μm未滴の、例えば30−35μm の深さ、平坦面で約100μmの幅を有する直線状の円筒部を構成する。この構 成は約8−15μmあるいはそれ未満の全直径を有する粒子を測定するのに適し ていることが見いだされている。 3つの連続するあるいは通過するボア7、 8. 9及び2つの円筒形の電極部 5゜6は板3の平坦面10に対して垂直に延びるように設けられ、溝1に対し調 整される。図2の上部に見られる連続ボア8は希釈液を給送するあるいは供給す るための給送通路を構成し、連続ボア7は分析される試料を給送あるいは供給す るための給送通路を構成し、図2の下部に見られる連続ボアは排出通路を構成す る。 3つの通路は全て例えば約1mmの断面の大きさを有することができる。電極は 、通過するボア内に圧入あるいは鋳込みした2つの円筒形のロッドを構成する。 電極5及び6は、例えば約0.4mmの直径の白金ロッドにより構成され、ロッ ドの外表面間の間隔は約0.2mm未満、例えば0.08mmである。図2から れかるように、溝1は電極5及び6を通って延びている。このように、溝1は、 ロッド5及び6が通過ボア内に圧入された後あるいはロッド5及び6が凝固され た後に、あるいは表面10が表面研削を受けた後に、切除あるいはフライス削り されることが好ましい。連続ボア7及び8は表面10の表面研削の前トニ適当に 機械加工することができる。 次に図3について説明する。図3は2つの部分からなるキュベツト3,4を更に 詳細に開示している。板3は、静止したカラー27に関して移動あるいは置き換 えることのできる、移動カラー26に受け止められ、固定される。0−リング2 8は移動カラー26の周囲を囲むように配置される。石英ガラスなどの透明な材 料からなる平面状の板4は板3の暴露される、表面10に隣接して配置される。 板4は表面が研摩され、平行な外表面を有することが好ましい。その表面の1つ は参照数字25で表され、板3の表面10に面している。板4の他の外表面は対 物レンズ65の外表面に隣接して、接触して配置される。板4及び対物レンズ6 5は共に一体化したアセンブリを構成する。板4及び対物レンズ65により構成 されるアセンブリは、図3にその前の部分が示されたレンズホルダー61に配置 される。レンズホルダー61は、環状スリップガスケット32により、防御カラ ー31内に受け止められる。この防御カラー31は静止したカラー27にしっか りと取り付けられる。 図3では、レンズホルダー61は、キュベツト部が洗浄される通常の洗浄操作手 順中の場合のように、幾分、板3から引き返した位!に示される。図3では、フ ィッティング34が示されているが、このフィッティングは、いかに更に詳細に 説明するように液体を給送あるいは放出するための管あるいは管状物を有するボ アに接触させるため、3つのボア7、 8. 9のそれぞれに配置され、板3内 に収納される。図3では、たった1つの管あるいは管状物13、すなわち、試料 をボア7に供給するための給送通路を構成する管あるいは管状物、が示されてい る。 管あるいは管状物13の反対側の端は上記のサンプルの貯蔵層14の出力ソケッ ト20に結合されている。サンプル貯蔵層14の下側の右手部分には、入力ソケ ットが備えられている。サンプル貯蔵層14の中央左手部分及び上部左手部分に は、以下に更に詳しく記述されるようにすすぎ液及び加圧空気をそれぞれサンプ ル貯蔵層14及び測定システムに供給するために、2つの入力ソケット18.1 9がそれぞれ備えられている。 サンプル貯蔵層14は、一様な懸濁状態で流体媒質流に懸濁する粒子がサンプル 貯蔵層14から通路13を通って輸送されるのを確実にするために、更に粒子が 互いにくっつくあるいは通路を妨害することを避けるために、更に撹はんシステ ムを備える。撹はんシステムは、サンプル貯蔵層14の最も上の部分の上に配置 されたモーター駆動の撹はんマグネットを含み、このマグネット15は基本的に 水平軸の周りを回転し、撹はんマグネットの下のサンプル貯蔵層14内に配置さ れた電機子ヘッドに影響する。撹はんワイヤ11は電機子ヘッド16に結合され 、電機子ヘッド16からサンプル貯蔵層14を通り、出力ソケット20を通り、 通路13を通り、板3の通路7を通る。撹はんワイヤの出力端12は通路7から 突出し、通路2に入り(図8参照)、通路7に対し反対側に位置し、板4の表面 25の一部により構成される通路2の表面と接触するのが好ましい。サンプル貯 蔵層14を通って延びる撹はんワイヤの上部は、サンプル貯蔵層14中の粒子の  −どのような沈降も避けるために、同時に貯蔵層14中の粒子が懸濁する流体 媒質を撹はんする。 図4では、通路13の断面図が示されており、この図において、撹はんワイヤ1 1が収納され、撹はんワイヤが一般に正方形の断面を有することが示されている 。通路13が1mmの内部直径を有する場合、撹はんワイヤ13は約0.2−Q 、5mmの外側の横の大きさ、特に約0.3mmの外側の横の大きさを有するこ とが好ましい。ワイヤ13はナイロン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、テ フロン、あるいは同様の材料から作ることができ、これらの材料は水中で膨らま ない。これらの材料は、暴露される流体媒質あるいは液体に対し親和性があり、 弾力的で可塑性がある。一方、非常に強いため、撹はん運動あるいはその関連動 作中にねじれることはない。代わりの実施例によれば、ワイヤは多角形の断面の 代わりに円形断面(図示せず)を有し、直径は約0. 2−0. 5mm、好ま しくは釣13mmである。円形断面を有するワイヤによれば、より少ない音響及 び電気ノイズを生成することが見いだされており、これは結果的には特に臨床測 定に対しては好ましい。 以上で説明したように、2つの部分からなるキュベツトのレンズホルダー61は 図3において、キュベツトが洗浄され、洗浄ブラシが以下に詳細に記述される様 式で、回転している時には板3及び4の隣接した表面を横切って下に向かって移 動され、電極5及び6の溝1の外側の暴露表面を洗浄する位置に見られる。図3 においては、バネ受は金により支持されるスプリング37は更に調節ネジ上で支 持、載置され、以下に更に詳細に記述するように、中心支持球36及び移動カラ ー26の中心ピン30を通して力を働かせる。その中には板3が収納され、移動 カラー26が、静止したカラー27の対応するボア内に収納されている多くの位 置決め球29と接触するように置かれるようにしている。位置決め球29は、ス プリング付勢により、移動カラー26が正確ではっきりとした位置に置かれるこ とを確実にする。好ましい実施例では、全部で3つの球29が、移動カラー26 の外周囲に、相互に120度の角度の間隔で配置され、図3及び5に見られるよ うに静止したカラー27に固定される。 洗浄操作を完了すると、レンズホルダー61は前方へ、すなわち図3及び図5に おいて右側に、図5で示されるような位置に移動される。この移動により、左手 側のキュベツト体あるいは部分を構成する板4の表面25は、右手側のキュベツ ト体あるいは部分を構成する板3の表面10と隣接し、右手のキュベツト体ある いは板3及び移動カラー26に、図5に示されるようにスプリング37のバネ力 に対し幾分右に圧力をかける。この移動により、位置決め球29は装てんされな い。このように、測定される時に、キュベツト体あるいは板3及び4は、スプリ ングにより発生される力により隣接した配置となるように維持される。この力は 右手のキュベツト部材あるいは板3上では中心に向かって働き、その結果キュベ ツトアセンブリはわずかな変動や正確でない角度の補償をし、共にキュベツトを 構成する2つの板3及び4のそれぞれの表面10及び25間の完全で、しっかり と固定された表面接触を得ることができる。撹はんワイヤ11は、キュベツトが 、例えば1−3mm、開かれたときに、通路あるいはボア7から突出し、キュベ ツトアセンブリが閉じたときには反対のキュベツトの部材あるいは板4の表面2 5と接触することにより、通路あるいはボアに向かう方向に外端12を引き戻す ように適合されることが好ましい。 次に図6について説明する。図6はキュベツトの構造あるいは組立の機械的な詳 細を図示したものである。図6の中心部では、静止した、箱−型のキュベツトブ ラケット33が示され、この中には静止したカラー27が配置される。図6の上 左部では、板3が示され、これは移動カラー26に収納され固定されている。 図6では、置換可能なあるいは移動可能な部品が、2つの位置決め球29を開示 するために、完全に引き戻された位置で示されている。図6の一番上の左手の部 分に、スプリングブラケット39が図示されており、これは上記のようにスプリ ング37と、スプリング37の張力を調整する、その結果スプリング37により 発生された力をvli節するための調整ネジの固定された接触表面を構成してい る。 その操作位置では、スプリングブラケット39は、例えばネジあるいは他の適し た手段により、キュベツトブラケット33に関して固定される。 図6の下部では、板4及び対物レンズ65(図6では点線で示される)を支持す るレンズホルダーを特に含む光学システムの区画が示されている。レンズホルダ ー61はブラケット60内に収納され、固定される。ブラケット60は案内トラ ック63上にジャーナルされ、モーター64により、静止したブラケット62に 関し光学測定システムの光学軸67に平行な方向で置換あるいは移動できる。 図3及び図6に関して以上で述べたように、モータ64により、板4は隣接した 板3に向かって及びそれからの方向で置換あるいは移動することができる。 図6は更に洗浄ブラシを図示している。これはブラシアクチュエータ52により 回転が引き起こされるようになっており、ブラシーアクチュエータ支持ブラケッ ト53により支持されている。ブラケット53は案内トラック54上にジャーナ ルされ、置換アクチュエータ55により、それぞれ、板3及び4の表面10及び 25と実質的に平行な方向で上下に置換することができる。この配置により、キ ュベツト部材あるいは板3及び4の表面10及び25はそれぞれ、キュベツト部 材あるいは+fL3及び4が互いに分離された位置(図3参照)で、回転しなが ら、同時に板3及び4の表面間をかなりゆっくり下降し再び上昇する洗浄ブラシ 511;より洗浄される。洗浄操作中は、すすぎ液が板3及び4の表面に向けて 注入される。このすすぎ液は以下に議論されるように洗浄操作中に放出される。 次に図7について説明する。図7は本発明による測定システムで使用される型の ホースポンプを示している。ホースポンプ41は、図7に示されるように、回転 子44が回転軸45に関して回転するのを引き起こすモーター43を含む。回転 子44は加圧ローラ46を備え、その軸は回転子から放射状に延びている。ホー スポンプ41の静止した構成要素は回転子44の下に示されている。この構成要 素は、放射状に突出した、円形の取付カラー48を有する、一般に円筒形の部材 40を含む。取付カラー48はその中の穴47を通って広がるカラー42を支持 し、円筒形の部材40の上部表面の周囲に配置された溝の周りに固定される。 カラー42の移動は取付カラー48により、回転子軸の長軸の向きでは下方に、 カラー−保持縁50により回転子軸の長袖の向きでは上方に制限される。カラー 42は引っ張り応力により全周に沿って引っ張られるように、きつ(載置される 。 管は、適当な大きさ及び弾性の管が使用され、穴47がこの大きさ及び弾性に適 合された場合、穴47の摩擦にのみ因る引っ張り張力により保持することができ る。 加圧ローラ46は、個々のローラの下の部分で完全に管の内部開口を平にするた めに、回転子44が回転した場合に駆動ポンプ作用を生成するために、軸の方向 に管に影響する。管の引っ張り張力により、管は管−保持縁50及び全円周に渡 る取付カラー48間の摩擦力により影響され、完全に安定化される。これらの装 備により、公知の技術のホースポンプにより得られるポンプ作用及びポンプ過程 に比べ、より連続した、明確なポンプ作用及び、より連続したポンプ過程が達成 される。公知技術では、膨張した場合、ポンプ及び管は通常溝に関して移動する 傾向がある。図7に示される実施例に於いては、ホースポンプは全部で4つの加 圧ローラを含み、これらは90°の角度を離して配置される。 このホースポンプにより、連続した、よく制御できるポンピングが確立されるが 、ローラが放出穴47の区画を横切って回転する時はいつでも断続性は全体とし ては避けることができず、結果的に管が曲がる。加圧ローラが管の一端を離れて 反対側の端をたたく時、管圧が徐々に変動するのは避けられない。流速が完全に 一定であることが好ましい場合、これは加圧ローラが管の屈曲を横切って通過す る時間間隔中にのみ、すなわち、図7に示されるように回転子44の1回転につ き4期間で、測定することにより達成することができる。しかしながら、この時 間間隔はかなり短いが、この状態は、図10に示される特別なポンプホースによ り改善することができる。このポンプホースは全体として参照数字35で示され ているが、図7に示されたホースポンプとは、60−90°離して配置された軸 を有する、たった2つの加圧ローラが備えられているという点で、異なる。これ により、測定に適した時間は、約240−270”の回転子44の1回転中、す なわち270−300°マイナス放出穴47で管の屈曲を横切って加圧ローラが 移動するのに必要な期間、に、完全に連続した液体の流れで達成される。 次に図8について説明する。図8はキュベツトアセンブリの概略及び断面図であ る。図8においては、板が、それぞれ板3及び4の表面10及び25に対し垂直 な板4の表面26と共にキャピラリー通路2を規定する、溝の中心を通って縦に 延びている。図8は基本的には測定帯域を通過する粒子の移動を図示する目的を 果たしている。板3は篤1のキュベツト半部材を構成し、この中では溝1が機械 加工されており、図8の下部に示されている。板4は第2のキュベツト半部材を 構成し、図8の上部に示されている。対物レンズ65は上記のように板4と接触 されて配置される。図8においては、光学軸67も示されている。光学測定を実 行する場合、光が対物レンズを通って光学軸に沿って発せられる。この発光によ り、光学軸67の周りの通路2の区画に光が照射される。光検出器94及び96 により検出される光は光学軸67に沿って反射される反射光である。 図8の下左−手部分には、希釈液を給送するボアあるいは通路8、試料を給送す るためのボアあるいは通路7、第1の電極体5、第2の電極体6、放出通路を構 成するボアあSいは通路9が示されている。図8の下部には、フィッティング3 4が、上記の管あるいは管状物がこれらのフィッティング34に結合することが できるように、個々のボアあるいは通路に収納されている。撹はんワイヤ11の 一部がボアあるいは通路7内に見られ、この撹はんワイヤの外端は上記のように 板の表面25まで延び、これと接触している。図8では、多角形の断面を有する ワイヤがどのように、撹はん動作中にねじれるかが示されている。ボア7.8及 び9は1mmのオーダーの直径を有することが好ましく、溝1の深さ及び結果的 にはキャピラリー通路の深さは30−35μmのオーダーであることが好ましい 。こねにより、キャピラリー通路を妨害する危険性が存在することがわかる。 キャピラリー通路の妨害は粒子がキャピラリー通路2中に入り込もうとする区間 で特に起こり易(、従って撹はんワイヤ11がボア7の通路部分、すなわち、試 料の粒子がキャピラリー通路に導入される部分に影響を及ぼすことが不可欠であ る。 必要であれば、希釈液はボアあるいは通路8を通ってキャピラリー通路2の上流 端で添加され、キャピラリー通路2に沿って試料の下流と混合されることができ る。その1つが参照数字68で示された多くの矢が、ボア7及び8、キャピラリ ー通路2、ボア9を通る流れの道を示している。参照数字66は液体中に懸濁す る粒子を示し、この粒子はボア7を通ってキャピラリー通路2に導入される。 液体の流れ及びその中に懸濁する粒子は電界を受ける。この電界は、フラックス 69の線で示されるように電極5.6間で発生される。このフラックスは電極5 ゜6に隣接した2つの端部分を除(通路に沿って延びている。端の部分では、フ ッラクスの線は電極5,6の表面に向かって曲がっている。電極は、公知の技術 方法により、例えば電極に一定の電圧あるいは電流を供給し、電流を測定するこ とにより、液体の導電率を測定するために使用される。液体は導電性があり、粒 子66は、実質的には広がることな(、電界により移動することができるので、 電界内に入ると、粒子の体積を示唆し、それに比例する測定結果が得られる。 粒子が個々に通過し、1つの粒子のみが特定の時間に電界内にある場合、及び電 界が明確である場合、直接粒子の体積に変換できる電気信号が得られる。 測定は個々の粒子上に及び粒子の全ての部分上に全く同じ電界を発生させること を含み、このため、完全に一様ではない電界は、キャピラリー通路の上部を通過 する粒子は、通路の下部を通過する粒子に比べて、低い電界強度に暴露され、あ るいは短い期間電界中に存在することになるので、不正確な測定を引き起こすと 考えられる。しかしながら、驚くべきことに、上記の電極の実施例によれば、非 常に信頼性、再現性、精度が高い電気測定結果を達成することができることが見 いだされている。この測定結果は電界の端効果あるいは非均一性に実質的には影 響されていない。 この結果は、フラックスの線が粒子の流れの向きに平行な向きに向いているよう に電極間の部分では実質的に一様であるように電界が延びていることにより説明 することができる。測定システムのこの好ましい実施例では、電極間の最小距離 は0.08mmであり、一方、キャピラリー通路2の深さは以上で説明したよう に30−35μmである。このため、電気的な測定の結果は、約0. 12−0 ゜35mmの長さを有する一様な電界を通過する粒子に対応することは明きらか である。池の重要な点は、液体の流れは送流挙動を示すので、粒子は、液体の流 れの速度が最も早いキャピラリー通路の中心に向かって集中する傾向があること である。結論として、粒子は全く同じ道を追う傾向がある。 粒子の導電率をlN11定することにより粒子の体積を決定することは、もちろ ん、1度に単一の粒子が電界に暴露される場合にのみ可能である。実際の生物で は、粒子間の距離は統計学的に変動し、従って粒子が一致することは完全には避 けられない。しかしながら、粒子の一致の頻度は、試料を希釈することにより許 容レベル、例えば約2%まで引き下げることができる。二のため、粒子間の平均 距離は例えば2.5mmとなる。1m/sのオーダーの液体の流速により、上記 で示された平均距離は1秒につき400の粒子の通過のオーダーの粒子の流れに 対応する。粒子の導電率の測定により、特異的な区間内の体積を有することが見 いだされた粒子のみが光学測定を受けるようにすれば、測定された粒子の数は実 際の生物における場合よりも少なくなる。例えば、10番目毎の粒子のみが関連 する区間内の体積を有した場合、5000粒子の分析は約2分で実行され、この 期間において、50000の粒子がキャピラリー通路2を通過したことになる。 2つの粒子が間断な(続いた場合、これは粒子が電界に入るあるいは出る度に徐 々に変化を示す電気信号により検出することができる。結論として、他の全ての 測定信号が抑制されているので、単一の粒子が電界を通過したことに対応する測 定信号を受信することは電子工学的に可能である。 粒子が電界を通過した場合、粒子は矢68に示されるようにキャピラリー通路2 に沿って更に移動し、図8に示されるように光学軸67を通過する。ここでは、 その粒子は光線により光が照射され、光学軸67に沿って反射された光が光検出 器94及び96により検出される。光検出器94.96により発生された電気信 号は、粒子が蛍光を発生したかを決定するために分析される。蛍光の色はまた、 2つ以上の特異的なスペクトル帯内の光強度を測定する光学システムにより、決 定される。この配列は粒子を決定するあるいは分類する目的にかなう。結合され た電気的及び光学的測定から、液体の体積に関する情報と結合して、液体中に懸 濁する、関連する蛍光性の粒子の濃度が引き出される。 図8に示される実施例においては、電極6の暴露される外表面が光反射返として 作用し、図9の断面図から明らかなように、光が1点に集中するように、表面設 計により反射板効果が集中するようになっている。この手段により、強度の高い 光が測定領域で達成される。光−反射電極6を囲む板3の表面10は反射機能を 果たさないが、光を吸収するように適合されることが好ましい。図8及び9に示 される2つの一部分からなるキュベツト3.4の実施例において、通路2は50 μmの曲率半径、30−35μmの深さを有することができる。通路の幅は約1 00μmであり、これは、以上で説明されるように、8−15μmあるいはそれ 未満のオーダーの直径を有する粒子を分析するのに適している。 2つの部分からなるキュベツト3,4及び対物レンズ65を含む上記のアセンブ リでは、対物レンズ65が、第2の電極6の部分的な集光レンズ効果と協同して 、2つの部分からなるキュベント3.4の板4としつかり接触するように配置さ れる。このアセンブリにより、非常に好都合な光の利用が得られる。したがって 、100Wの能力のよう素石英写真用電球により光が発せられる時によい結果を 得ることができる。測定値は、粒子が電界を通過する時間はよくわかっており、 粒子が電界から光学軸まで移動するのに必要な時間もまたよくわかっているため 、個々の粒子と厳密に相関関係がある。 上記のように、よう素石英写真用電球は暴露ある(・は照射のために使用するこ とができる。しかしながら、レーザランプ、例えばアルゴンレーザもまた適用す ることができる。代わりの実施例によれば、照射システムは閃光ランプ、例えば キセノン型のもの、を含む。このランプは適当な大きさの粒子が導電率測定によ り検出された時に、予め決められた遅れの後に点火される。粒子が懸濁する流体 媒質の流速はわかっているので、閃光を、粒子が光学軸67にちょうど到達した 時にその粒子に照射されるように、遅れを適合することができる。これらの手段 により、非常に強力な粒子の照射が低コスト、制限された電力の消費で実行され る。このように、低−レベルの、光学信号が検出できる。電気回路は図1に示さ れるブロック86に含まれ、以下に図16−21を参照して説明されるように、 1秒に100回もの同期した閃光を発するように閃光ランプを活性するように適 合される。更に、周期的に点火あるいは活性化される閃光ランプを使用すること により、試料の加熱は、測定帯の一定の照射に比べて減少させることができる。 次に、図1に示される発明による測定システムのこの好ましい実施例の全体概略 図に戻ると、試料は、分析する粒子が懸濁する流体媒質あるいは液体を含むサン プルカップ24から導き出される。リフティング装置70及び、サンプルカップ 24の中に入れられる水中吸い込み管83を含む吸い込み装置により、水中吸い 込み管83は直接吸い込みダクト23に接続され、ここを通って試料は粒子フィ ルタ22に送られる。フィルタ22は予め決められた体積あるいは直径より大き い体積を有する粒子、例えば20μより大きい直径の粒子、を保持する目的を果 たす。その後、試料はサンプル貯蔵層14の入りロソケット17に対する入りロ バルブ89を通過する。 サンプル貯蔵層14の左−手側には、光源56、例えば発光ダイオードあるいは LED、が配置され、この光源56はサンプル貯蔵層14を通過する光を発する 。サンプル貯蔵層14は光−透過性材料で作成され、あるいは光2透過性材料で できた壁部分を含み、その壁部に隣接して、光源56が光検出器57に向けて配 置される。この光検出器57により、カップ24からサンプル貯蔵層14への流 体媒質あるいは液体の供給の制御が行われ、サンプル貯蔵層14の液体レベルが 光源56から光検出器57までの光学的な光経路により定義される液体レベルを 越えた場合、カップ24からサンプル貯蔵層14までの供給が停止される。 サンプル貯蔵層14のソケット18は流水ポンプ74、例えば図7を参照して以 上で記述した型のホースポンプに接続される。流水ポンプ74の入り口はバルブ −制御通気孔72及び、加熱液体容器79を通ってすすぎあるいは洗浄液を含む タンク73と接続されている。加熱液体容器から、バルブ−制御導管あるいは管 を通って、前もって加熱されたすすぎあるいは洗浄液がサンプル貯蔵層14のソ ケット18に供給される。流水ポンプ74は可逆ポンプであり、カップ24から 液体を吸収する際に適用される。その操作中には、加熱された液体容器79とソ ケット18との連絡を確立するバルブ−制御導管あるいは管が閉じられ、lくル ブー制御通気孔72は開かれる。 光源56から光検出器57までの光学的な光経路は、液体レベルがサンプル貯蔵 層14内で上昇した場合中断されるので、流水ポンプ74は停止され、入り口の バルブ89は閉じられ、バルブ−制御通気孔72もまた閉じられるかあるいは遮 られる。 サンプル貯蔵層14のソケット19は圧縮空気の源あるいは圧縮機71に、及び バルブ−制御通気孔72′ に接続される。サンプル貯蔵層14から2つの部分 からなるキュベツト3.4までの試料の輸送は、以下の3段階の手順において完 遂される。第1に、空気圧縮機71は圧縮空気、例えば大気圧より約1bar高 い、を生成するために活性化される。圧縮空気を発生させるために空気圧縮機7 1が活性化されている間は、バルブ−制御通気孔72°は、この空気圧縮機71 により生成された圧縮空気をサンプル貯蔵層14に供給するために、閉じられる 。 第2に、図3.4に関して以上で説明したように、板4を支持するレンズローラ 61が板3から離されるので、2つの部分からなるキュベツト3.4は20秒の オーダーの短い期間開かれる。開くことにより、試料は、通路13内にトラップ された空気を大気中に放出あるいは吐き出すために、給送通路を通過するように 強制される。第3に、2つの部分からなるキュベツト3,4は、通路13内にト ラップされた空気を吐き出し、通路13をサンプル貯蔵層14からの試料で満た すために、キュベツトの上記の開口後に閉じられた後、サンプル貯蔵層内に含ま れる試料は、排出通路21を通ってボアあるいは通路9と結合された排出ポンプ 80が活性化されるので、2つの部分からなるキュベツト3.4の図8に示され るキャピラリー通路2に、サンプル貯蔵層14から、給送通路13を通って、更 にボアあるいは通路7を通って、排水あるいは吸水される。排出ポンプ80は図 10を参照して以上で記述した型のホースポンプとして機能し、はっきりとした 速度で操作される。従って、2つの部分からなるキュベツト3.4の図8に示さ れるキャピラリー通路2を通る液体の流速を制御することができる。排出ポンプ 80は更に廃液容器81に接続される。 測定キュベツト3.4のボアあるいは通路8は希釈液を含むタンク75と連絡し ている。これはポンプ76により推進され、このポンプは図10を参照して以上 で記述した型のホースポンプとしても機能する。 測定段階においては、試料は、圧縮空気に推進され、サンプル貯蔵層14から、 サンプル貯蔵層14の出口ソケット20と連結された通路13を通り、測定キュ ベツト3,4のボアあるいは通路7を通って、測定キュベツト3,4の通路2に 供給される。圧縮空気は圧縮空気源あるいは圧縮機71からサンプル貯蔵層14 に供給される。キュベツト3.4の通路を通る液体の流れは排出ポンプ80によ り制御される。排出ポンプは測定キュベツト3,4の通路2を通る一定の流速を 発生させるために、一定の回転速度で操作される。測定段階中は、測定キュベツ ト3,4の通路2を通って輸送される試料の希釈率を変えるために、ポンプ76 はタンク75から測定キュベツト3.4の通路2に希釈液を供給するために活性 化することができる。ポンプ76は、通路2を通って輸送される試料のかなり一 定の希釈率を生成するために、あるいは少なくとも、通路2内の電極5及び6に より発生される電界を粒子が個々に受け、粒子が個々に閃光に暴露することがで きるように、試料の粒子が個々に、連続して、通路2を通って輸送されることが 確実に行われ、更に通路2を通る一定の流速、この一定の流速は通路2を通って 輸送される粒子が、予め決められ、固定された期間内に電界への暴露から閃光へ の暴露にシフトされるのを保証するために最も重要である、が確実に得られるの に、十分な希釈率を得るために、測定段階中は様々な回転速度で操作することが でき、加速、あるいは減速、あるいは停止することができる。 測定キュベツト3.4の通路2が妨害された場合、あるいは給送通路13が妨害 された場合、この妨害は、電極5及び6により発生される電界を通過する粒子の 検出の原点となる通路2を通って輸送される粒子がないとして検出されるが、こ の妨害は上記の第2段階の給送手順を実行することにより、すなわち短期間、例 えば20秒のオーダー、2つの部分からなるキュベツト3.4を開くことにより 、容易に除去することができる。このようにキュベツトを開くことにより、キャ ピラリー通路2あるいは給送通路3を妨害している粒子が、開かれた2つの部分 からなるキュベツトから、あるいは給送通路13から開かれた2つの部分からな るキュベツト3,4内に、放出されるので、妨害は除去される。このキャピラリ ー通路2あるいは給送通路3の妨害を除去する手順は、従来の技術による測定シ ステムに比べて、測定システムに対し非常に好都合な特徴を構成していると考え られる。従来の測定システムはこの好都合な特徴、あるいは可能性を有しおらず 、あるいは測定システムの通路のどんな妨害も簡単に除去することはできない。 開かれた2つの部分からなるキュベツト3.4から、及び給送通路13放出され た液体は、廃液容器に収容される。この廃液容器は、以下に更に詳細に記述され る流出通路77と連絡される。 測定操作が実行されると、排出ポンプ80は停止され、ポンプ76及び水中管8 3を持ち上げるためのリフティング装置70が活性化される。このリフティング 装置70は、カム84と協同し、水中管83がサンプルカップ24から引き上げ られた時に回転してその水中管84が流出コレクタ82に向く位置にあるように するカムフォロア85を含む。流出コレクタ82は流出導管77と連絡している 。インレットバルブ89は開かれると、サンプル貯蔵層14に供給された圧縮空 気は、サンプル貯蔵層14に含まれる試料の可能な残さがサンプル貯蔵層14か ら流され、水中管83から流出コレクタ82に放出されるように、導管23と水 中管83を乾燥噴射する。 その後、加熱容器79及び流水ポンプ74に接続された導管のバルブは開かれ、 流水ポンプ74は加熱容器79からの前もって加熱されたすすぎ液を吸収するた めに活性化される。加熱容器では、すすぎ液の洗浄効果を増加させるためにすす ぎ液が加熱される。すすぎ液はサンプル貯蔵層14に輸送され、粒子フィルタ2 2、導管23及び水中管83を通って流出コレクタ82に放出される。その後、 流水ポンプ74が停止され、圧縮機71が吸収導管23及び水中管83を空気乾 燥するために短時間活性化される。 インレットバルブ89が再び閉じられ、板4を支持するレンズホルダー61が左 に移動されるので測定キュベツト3.4は開かれる。流水ポンプ74は再び活性 化され、すすぎ液をサンプル貯蔵層14に輸送し、すすぎ液を給送通路13を通 って開かれた測定キュベツト3,4に放出する。測定キュベツトから、すすぎ液 が流出通路77を通って放出される。同時に、排水タンクからボアあるいは通路 9を通って開かれた測定キュベツト3.4に液体を放出するために、排水ポンプ 80は排水タンク81から液体を吸収するために活性化される。洗浄ブラシ51 はその後活性化され、電極5.6の暴露表面を含む表面10及び26、及び溝2 が、供給された液体で洗浄され、その後ブラシ51で掃除されるように、回転し ながら、それぞれ板3.4の表面10.25を横切って移動する。流出流体は流 出経路77を通って放出され、流出ポンプ78によりくみ出される。この流出ポ ンプは洗浄あるいはすすぎ操作中は連続して操作される。 洗浄すすぎ液は、上記の洗浄あるいは掃除操作あるいはルーチン中は、排水タン ク81から添加されることが指摘される。このように、測定する際の、測定キュ ベツト3.4を通って輸送される液体の量は非常に少なく、排水通路21を満た すことも洗浄すすぎ液と混合されることもないほど少ないことが好ましい。洗浄 すすぎ液は予め排水タンク81に満たされる。その代わりになるべきものとして 、廃液貯蔵層はボアあるいは通路9と排水ポンプ80とに接続された導管あるい は管内に設けることができる。洗浄操作を完了すると、タンク81からの、その 量が測定中に測定キュベツト3.4の通路2を通って輸送される液体の量より多 い、液体の量を輸送するために、排水ポンプ80は活性化される。排水ポンプ8 0の操作の総結果は、このように、排水タンク81から測定キュベツト3,4を 通って輸送する液体の正味の輸送をする事である。 最終的に、流水ポンプ74及び排水ポンプ80は停止され、圧縮空気源あるいは 圧縮機71がサンプル貯蔵層14と給送通路13を空気乾燥するためにしばらく 活性化される。この操作の後、続く測定操作の準備をするために、キュベツトは 再び閉じられる。 図1は更に、図6を参照して以上で記述された構成要素の他に、光源90及び検 出器94.96が配置された静止したハウジング構成要素を含む、光学システム を図示している。図1では、光源あるいはキセノン閃光ランプ90は開口91、 カラーフィルタ99を通過し、ダイクロイックミラー97に向かう光を発する。 ダイクロイックミラー97は光学軸67に沿った方向に、ハウジング構成要素8 9を通って縦に、それ自体この分野において通常の技術を有するものによく知ら れている焦点レンズ及びコリメータを含む適当な光学システムを通って対物レン ズ65に向かう光を放出する。光学軸67に沿った方向でキュベツトから反射さ れた光は対物レンズ65を通過する。予め決定されタスペクトル幅の反射光はダ イクロイックミラー97を通過し、更に光学軸67に沿って第2のミラーあるい はいわゆるビームスプリッタ92に送られる。このミラーにより、反射光の第1 の部分はまっすぐ第2のミラーあるいはビームスプロッタ92を通過し、この第 2のミラーあるいはビームスプリッタ92は反射光の第2の部分を偏向する。反 射光の第1の部分、すなわちビームスプリッタ92をまっすぐ通過する光、は、 光学軸67に沿って配置された第1のカラーフィルタ93及び第1の光検出器9 4に向かう。反射光の第2の部分、すなわちビームスプリッタ92により偏向さ れた光は実質的に光学軸に垂直に、第2のカラーフィルタ及び第2の光検出器9 6に向かう。ダイクロイックミラー97、ビームスプリッタ92、カラーフィル タ93.95はいわゆる干渉フィルタであり、関係する蛍光色を反射させ、光分 割させ、透過させるために適応される。関係する波長あるいは波長幅とは異なる 波長幅の光は実質的に妨害される。光学システムはこの分野において通常の技術 を有するものにとっては、それ自体よく知られたものであり、そのため、ここで は詳細に説明する必要はない。 光学システムの第1の実施例においては、カラーフィルタ99とキセノン閃光ラ ンプ90が、測定キュベツト3.41=475−495mmのスペクトル幅内の 光で照射するように適応される。カラーフィルタ93及び95及びビームスプリ ッタ92は第1の光検出器が575−640mmのスペクトル幅の光を記録し、 第2の光検出器が520−560mmのスペクトル幅の光を記録するように適応 される。 他の実施例においては、1.OOWのよう素石英写真用電球がキセノン閃光ラン プの代わりに使用され、カラーフィルタの配列は同じである。 第3の実施例では、アルゴンレーザが照射用に使用され、このレーザは480n mの波長の光を発する。 図1に示される測定ブロック86は第1及び第2の電極5.6にそれぞれ接続さ れ、ACあるいはDC電圧あるいは電流信号あるいはそれらの結合などの電気  ・信号、例えば9V、5O−100kHz、例えば8O−90kHzの周波数の AC電圧、を電極に供給するように適合される。測定ブロック86はまた、上記 の電気測定を実行するための、例えば、10−5もの小さいインピーダンスの変 化を測定するために10にΩ−50にΩのオーダーのインピーダンスなどにより 、インピーダンス変化を決定するための、回路を含む。 図1に示されるコマンドブロック87は、測定システムの様々な電気ユニット、 とりわけ、光学システム、測定ブロック86、光検出器94及び96など、によ り発生される電気信号を受信し、バルブ、ポンプ、アクチュエータなどの、全て 遠隔制御されるように適合された、測定システムの様々な構成要素の操作を制御 するための制御信号を発生する。コマンドブロック87は更にコンピュータ88 に対するインターフェースブロックを構成する。 次に、図11について説明する。図11は図1に開示された測定システムの流体 −輸送システムの別の実施例の概略図を示したものである。図1では、液体−輸 送システムの別の実施例、及び、流体あるいは液体を輸送するためのポンプの別 の好ましい実施例が採用されており、このポンプはピストン−型のポンプである 。図11では、第1のピストンポンプ176及び第2のピストンポンプ180が 、図1に示されるホースポンプ76及び80のそれぞれの代わりに採用されてい る。図1に示される容器75及び81は、図11では、それぞれ、加圧容器17 5及び181で置換されている。容器175及び181を加圧するために、図1 で示される圧縮空気源あるいは圧縮器71に連結された圧縮空気導管と貯蔵容器 14の入り口19が、加圧容器175及び181に圧縮空気を供給するために、 T−型コネクタと共に備えられる。圧縮器171から容器175及び181に圧 縮空気を供給する圧縮空気導管は、圧縮空気を容器175及び181に供給する のを制御するための制御バルブと共に備えられる。このように、容器175に結 合された圧縮空気導管は制御バルブ177と共に備えられ、圧縮空気を容器18 1に供給する圧縮空気導管は制御バルブ178と共に備えられる。ピストン−型 のポンプ176.180及び容器175,181にそれぞれ連結された導管もま た、それぞれ参照数字179,182で示される制御バルブと共に備えられる。 加圧容器175及び181を備えることで、基本的には、それぞれ容器175゜ 181内に含まれる液体をピストンポンプ176.180にそれぞれ送り込むこ とにより、ピストンポンプ176.180をそれぞれ排出することを可能とすS 目的を満たす。 しかしながら、ピストン−型のポンプ176及び180は、図1. 7. 10 を参照して以上で説明したホースポンプに比べ、非常に好都合である。図1.7 ゜10において、ピストン−型のポンプ176.180は精度が高く、簡単に制 御できる、液体の投与を可能とし、その結果、非常に精度が高く、簡単に制御で きる液体の輸送が可能となる。 図12.13においては、図11を参照にして以上で議論したように本発明によ る測定システムにおいて使用されることが好ましい、ピストン型ポンプは、それ ぞれ、正面、断面図において、透視図において示されている。ピストン型のポン プは参照数字141で、それ自身が示されている。ピストン型のポンプ141は 2つの静止したブロック142及び143を含み、これらは距離ロッド144及 び145により平行に分離した関係で維持されている。ドライブモータ146は スクリュ、スレッドあるいはその代わりの適当な固定手段により静止ブロック1 43に固定され、アウトプットシャフト147を有している。アウトプットシャ フトはドライブモータ146から、静止ブロックの貫通したボアを通って、静止 ブロック142及び143間で定義される空間に延びている。ピストンハウジン グは基本的に、内部ハウジング部148.外部ハウジング部149.端板150 の3つの構成要素から構成されている。端板150は、全部で4つのスクリュー 151で静止ブロックに固定されている。このスクリュー151は端板150と 外部ハウジング部149を静止ブロック142に対し組み立て、固定するために 外部ハウジング部149の貫通したボアを通って延びている。内部ハウジング部 148は外部ハウジング部149内に収納され、静止ブロック142の貫通した 、階段状のボアを通って延びている。 シーリング0−リング152は外部ハウジング部149の円周凹部に収納され、 外部ハウジング部149と端板150間の液密接触を提供する目的を満たす。外 部ハウジング部149内では、フラストコニカル空間が定義される。このフラス トコニカル空間153は2つの間154及び155と連絡しており、管154及 び155は、それぞれ、外部ハウジング部149の貫通したボア及び端板150 を通って延びている。管154及び155はフラストコニカル空間153を通し て相互に液体と連絡している。 全部で5つの環状シーリングガスケットが、4つの環状スペイサ−157により 互いに離れた関係を維持して、シーリングガスケットアセンブリとして共に、内 部ハウジング部148と外部ハウジング部148の間に保持される。環状シーリ ングガスケット156を通り、更に内部ハウジング部148及び静止ブロック1 42を通り、円筒形の通路が延びている。この円筒形の通路内では、ピストン部 材158が、より少ないあるいはより多い量のフラクトコニカル空間153のを 満たすために、端板に向かって及び端板から移動することができる。環状シーリ ングガスケット156はピストン部材158の液密接触ガイダンスを提供し、フ ラクトコニカル空間153からの流体あるいは液体の漏れを阻害する。 端板150の内表面に面したピストン部材158の端に対し反対側のピストン部 材158の端から、ブッシングあるいはソケット159が静止ブロック142と 143間で定義される内部空間内に延びており、カラー160に固定される。 ブッシングあるいはソケット159は内部スレッド161と共に備えられる。内 部スレッド161はねじ込みシャフト163の外部スレッド162と共に調整さ れる。ねじ込みシャフト163はクラッチ164により、駆動モーター146の 外部シャフト147に固定される。 ねじ込みシャフト153の外部スレッド152とかみ合う内部スレッド161と 共に備えられたブッシングあるいはソケット159が回転するねじ込みシャフト 153に関して移動するようにドライブモーター146のアウトプットシャフト 147を第1の回転方向であるいは反対の回転方向で回転することにより端板1 50の隣接した内表面から離しであるいは該内表面に向かってピストン部材15 8を移動することにより、非常に精度が高く、簡単に制御できる投与量の液体が 、ピストン型のポンプ14からあるいはピストン型のポンプまで、管154及び 155の1つを通って、輸送される。 図13から明らかなように、管160は、外側にあるいは上に向かって突き出た ロッドと共に備えられる。そのロッドはそれぞれ第1あるいは第2のマイクロス イッチ166.167を活性化する目的を満たす。これらのマイクロスイッチは カラー160の現在の端の位置を検出する目的を満たし、結果的にはフラストコ ニカル空間153内のピストン部材158の現在の端の位置を検出し、その結果 、ピストン部材158が端板150の内表面に接触して移動しようとした場合、 これにより、ピストン−型のポンプは機械的に傷つけられる、あるいは内部シー リングガスケット176からずっと離れたところまで引っ込もうとした場合、こ れにより、ピストン型のポンプから流体あるいは液体が漏れ出る、ドライブモー タ145を不活性化する。 図14では、図1. 3. 5. 6. 8を参照して以上で説明した、対物レ ンズ65と板4を含むレンズアセンブリと同じ目的を果たすレンズアセンブリを 共に構成する対物レンズ及び板部を含むレンズアセンブリを作成する好ましい方 法が示されている。上記のアセンブリは、光〜透過性ののりで接着された同じ構 成要素を含むが、図14で図示される製造技術は、対物レンズが固定された板と 対物レンズ間の光学界面から発生する光−散乱及び光−発散効果を除去するため に、非−光一透過性ののりで、実質的な程度で、対物レンズと板を組み立てるこ とを含む。図14に示される板は以上で説明された板4に代わるものであり、参 照数字104で示され、参照数字105で示される円錐凹部と共に備えられる。 図14で示されるアセンブリの対物レンズ106は以上で議論された対物レンズ とは、対物レンズが外部円周、対物レンズ106の凸表面と反対側の外部円錐表 面107と共に備えられる点で、異なる。板104と対物レンズ106は、石英 レンズなどの同じ材料、あるいは実質的には同一の、光学特性を有する材料で作 成されるのが好ましい。対物レンズ106はのりにより板104に接着され、こ ののりは光−不透過性層109を形成し、対物レンズ106の外部円錐表面10 7を板104の円錐凹部と結合させている。のり層は固化され、板104の実質 的な断片あるいは部分110が研磨過程で除去され、対物レンズ106の円錐表 面107で定義されるピラミッドの頂部111で対物レンズの一部もまた除去さ れる。 その結果、ウィンドウあるいは開口112が備えられ、これを通って、図15に 示されるように、対物レンズ106から隣接した通路2まで光が送られる。更に 、これを通って、光が通路から、すなわち、反射光が、対物レンズ106を通っ て送られる。 図15では、図14を参照して以上で議論したように作成された対物レンズ10 6及び板104を含むレンズアセンブリは2つの部分からなるキュベツトの提携 した板3に隣接して配置される。図15に示されるキュベツトアセンブリは更に 、以上で説明した図8で示される2つの部分からなるキュベツトとは、全部で3 つの電極、参照数字115,116.117で示される、が備えられる点で、異 なる。電極117は、本来、図8及び9を参照して以上で議論したように電極6 により定義される光−反射表面と、同一の光−反射表面を規定する目的を満たす ものである。3つ以上の電極を備えると、粒子が電極117により定義されるミ ラーに隣接した及びウィンドウあるいは開口112に隣接した位置にある、まさ にその時に、通路2内に存在する粒子に暴露するために点火される光源を正確に 制御することができる2つ以上の電界により通路2内の粒子の存在を正確に検出 することにより、入りロポア7から出口ボア9までの通路を通って粒子が輸送さ れるのを検出するのを確実にあるいは正確に行うことができる。このように、通 路2内の粒子の存在の検出は電極115及び116間の電界の発生により確立さ れ、付加的な電界は、ウィンドウあるいは開口112を通り過ぎて、及び、電極 117の暴露される、ミラ一定義端表面を通り過ぎて、通路2を通って粒子の輸 送を制御あるいは調査するために、電極116及び117間で発生される。 図16は、以上で説明した測定システムの電子回路のテストベンチセットアツプ の全体概略図である。このテストベンチセットアツプは上記のコンピュータ88 とキャビネット88を含み、この中には、4つの電子装置189,190,19 1.192が内蔵されている。キャビネット188及びその中に内蔵された電子 装置188−192はコンピュータ88に、バスケーブル193を通して接続さ れている。このバスケーブル193はプラグ194と共に備えられ、このプラグ はキャビネット189のはめあいのあるいは提携したソケット内に収納される。 コンピュータ88は基本的には3つのセクション、すなわち、キーボード195 、CPU (中央演算処理装置)196、ディスプレイあるいはCRT (ブラ ウン管)を含む。コンピュータ88は基本的にはパーソナルコンピュータあるい はPC型のものである。 電子装置189は測定システムの電子、アナログ、デジタル回路とPCあるいは コンピュータ88間インターフェースを構成する。テストベンチステップアップ では、IBM PC/XT/ATPCsに対するインターフェースは、IBMP C/XT/AT及び、PC−LabCard PC812型のコノバチプルコン ピュータに対する高性能、高速、多機能データ獲得カードにより確立された。こ のカードはCPUL96内に裁置されている。また、このインターフェースはP C−LabCard PCL−780型のねじ込み端子ボードにより確立される 。このカードはハウジング189内に裁置される。ハウジング190. 191 .192内に内蔵される電子装置は、それぞれ、ADコンバータ(アナログ−デ ジタル コンバータ)、24/4A電源、レベルディテクタを構成する。ADコ ンバータ及びレベルディテクタ190.192はそれぞれ、以下に更に詳細に説 明される。24 V/4 A電源は市販の電源ユニットである。 図17では、電子装置の電気回路の好ましい実施例のダイヤグラムが示されてお り、この電子装置は図3. 4. 8に示される電極体5及び6に接続され、連 絡される。図17のダイヤグラムは基本的には点線の境界線内に入れられた9つ の分岐回路セクションを開示しており、それらはそれぞれ参照数字200−20 8で示されている。 分岐回路200は、クリスタル210により制御される電子−オシレータ回路ブ ロック209を含むオシレータセクションを構成する。オシレータ回路ブロック 209は出力オシレータ信号を発生する。この信号は全部で4つのNANDゲー ト211−214により、より低いオフレータ周波数のオシレータ信号に分割さ れる。NANDゲート211−214により構成される周波数−分割回路の出力 は演算増幅器215の反転入力と結合され、その非−反転入力が接地される。 演算増幅器215の出力は、コンデンサ217により分岐されたフィードバック レジスタ216を逼って、その反転入力に結合される。 オシレータセクション200は更に2つのレジスタ218及び219と、2つの コンデンサ220及び221を含み、このレジスタ218及び219とコンデン サ220と221はクリスタル210の周りに従来の配置で接続されている。オ シレータ200は更に、以下の周辺要素を含む:NPN トランジスタ222、 レジスタ223.224.225.226、コンデンサ227,228.229 .230゜ 分岐回路セクション201は基本的には、上記の電極5.6に定−電流振動信号 を供給するための電流駆動装置を構成する。電極5及び6は、二位置、二端子継 電器234の出力端子に接続された端子232及び233を通して、分岐回路セ クション201に接続される。継電器234は、端子236及び237と接続さ れたコイル235により電圧が加えられる。継電器234が電圧を与えるコイル 235により活性化される場合、端子232及び233、結果的には電極5,6 、図15においてはその代わりに電極116,117、などの電極が平衡トラン スフォーマの出力巻線に接続される。この出力巻線は電極に対称で、平衡のとれ たドライブを供給する。平衡トランスフォーマ238の入力巻線はコンデンサ2 39により分流され、その非−反転入力が接地される演算増幅器240の出力及 び反転入力間に接続される。 演算増幅器240の反転入力は、レジスタ241及び上記のコンデンサ230の 一連の配列を通って、オシレータ上クシ3ン200の出力、すなわち演算増幅器 215の出力と接続される。結論として、外部電源からの電気ノイズの通常−モ ードの排除を行うために、電極5及び6、その代わりとして図15では電極11 6及び117、などの電極間のインピーダンスは、演算増幅器240の出力及び 反転入力間の、平衡な、対称的な配置で接続され、その結果フィードバックイン ピーダンスあるいはレジスタを構成する。 正確に理解されるであろうが、演算増幅器240の反転入力は、電流信号がレジ スタ241を通して供給される重要なアースを構成する。レジスタ241はオン レータ200から供給された電圧を電流信号に変換する。その結果、演算増幅器 240はその出力電圧信号を示し、これにより、演算増幅器は、レジスタ241 を通して演算増幅器240の反転入力に供給される電流信号を補償するためにそ の出力及び反転入力間に接続されたインピーダンスを通してその反転入力へ掃流 をドライブする。 演算増幅器240により発生される出力信号は端子232及び233に接続され た電極間のインピーダンスを示す。セクション201は更に、2つのレジスタ2 42.243及び3つのコンデンサ244,245.246を含み、このレジス タ242.243及びコンデンサ244.245.246は、端子247を通し て回路201に供給される使用可能信号を低域フィルタにかけるために、オシレ ータ200のNPNI−ランジスタに接続された低域フィルタ要素を構成する。 付加端子248はオシレータ200のオシレータ回路ブロック209がリセット されるために備えられる。継電器234が活性化されない場合、セクション20 1は更に2つのレジスタ249a、249bを含み、これらのレジスタは平衡ト ランスフォーマ238の出力巻線間に接続される。 セクション202は基本的には、2つの演算増幅器250及び251.2つの整 流ダイオード252及び253、全部で5つのレジスタ254,255゜256 .257.258、更に2つのコンデンサ259及び260を含む整流回路ブロ ックを構成する。整流器202は従来の回路配置のものであり、詳細に説明はし ない。 セクション203は2次、低域ベッセルフィルタを構成する演算増幅器260に より実行される低域フィルタを構成する。低域フィルタ203は更に、3つのレ ジスタ261,262.263及び4つのコンデンサ264.265゜266. 27を含む。セクション203の二次、低域ベッセルフィルタは従来の回路配I のものであり、詳細には説明しない。 セクション204及び207もまた、低域フィルタセクションを構成し、これら はセクション203の低域フィルタと同一である。そのため、セクション204 及び207については詳細な説明はしない。 セクション205は、演算増幅器270、更に入力コンデンサ271、入力レジ スタ272、フィードバックレジスタ273、フィードバック−レジスタ分流コ ンデンサ274、出力コンデンサ275、電圧−供給バイパスコンデンサ276 及び277を含む、低ノイズ、20dB ゲイン、反転増幅ステージを構成する 。 セクション206は、演算増幅器280、入力レジスタ281、フィードバック レジスタ282、フィードバック−レジスタ分流コンデンサ283、接地レジス タ284を含む、20dB ゲイン、非−反転増幅ステージを構成する。 セクション208は演算増幅器290、入力コンデンサ291、入力レジスタ、 フィードバックレジスタ293、フィードバック−レジスタ分流コンデンサ29 4を含む20dB ゲイン、反転−増幅ステージを構成する。 るようにキャピラリー通路の電極5及び6に隣接したセクションの導電率を変化 させる粒子の存在を検出する信号が発生される。このセクションは、図8に示さ れるように、フラックス69の線により表される電界に暴露される。 更に、実施例1について説明する。実施例1では、セクション200−208の 構成要素が列挙しである。 図7に示される電子回路の低域フィルタセクション203,204.207は、 端子232.233に接続された電極により発生される測定信号の電子的な遅延 を共することが重要である。この遅延は150μsのオーダーのものであり、そ の遅延は、図8に示される電極5における検出信号の発生の原因となる粒子の存 在に関するセクション208の演算増幅器290の出力295における検出出力 信号の発生の遅延を構成するため、全体的な測定システムセットアップにおいて 考慮されるべきである。この遅延中に、図8に示されるように、粒子は通路2を 通って電極6に向かって輸送されるあるいはシフトされる。 図18にはレベル検出回路を構成する電子回路が示されている。この回路には、 図17に示される電子回路の出力端子295における出力が入力される。 図18に示される電子回路は全体として参照数字300で示され、上記出力信号 を入力端子301で受信する。入力端子301で電子回路300に入力された入 力信号は、演算増幅器302.2つの入力レジスタ303,304.2つのコン デンサ307.308により構成される2次の低域フィルタに入力される。演算 増幅器302を含む2次の低域フィルタの出力は、2つの比較器307.308 の反転入力に入力される。この2つの比較器は、単位−ゲイン演算増幅器309 ,310、それぞれを含む電圧フォロアからのそれぞれの非−反転入力で参照電 圧を受信する。この参照電圧はそれぞれ、入力端子301への入力信号入力の、 上限及び下限を示し、更にそれぞれ、上記のように評価され、閃光に暴露される 粒子の大きさの最大及び最小に対応する。 それぞれ、電圧フォロア309,310から比較器307,308に供給される 参照電圧は、抵抗電圧−分割ネットワークにより発生される。ネツトワークはそ れぞれ、固定レジスタ311.312、可変レジスタ313,314を含み、こ れらの可変レジスタ313.314はそれぞれ、コンデンサ315゜316によ り分流される。 入力端子301への信号入力が可変レジスタ313及び314により決定される 電圧範囲内であれば、低−レベル比較器、すなわち比較器308は演算増幅器3 02の出力からそれに供給され、電圧フォロア310の出力から比較器308に 供給された参照電圧を越える入力信号を検出し、高−レベル比較器307は、演 算増幅器302の出力からの非−反転入力における入力信号、この入力信号は電 圧フォロア309の出力から比較器307の非−反転入力に供給される参照電圧 より低い、を受信する。その結果、比較器307及び308の出力はそれぞれ低 い、及び高い。比較器307及び308の出力は、全部で5つのNANDゲート 317−321.1つのNORゲート322を含む1組の論理ゲートへの入力と なる。この論理ゲートは比較器307.308により発生される論理レベルを、 関係する範囲内の大きさの粒子の存在の検出を示す制御信号に変化させる。この 制御信号は、更に出力323での信号処理のための出力であり、更にLED32 4により明視化される。このLED324は演算増幅器325及びレジスタ32 6を含むLEDドライバを通って正の供給レイルとNANDゲート321との間 に接続されている。 図18に示される電子回路の下部は、次のような目的を満たすためのタイマー回 路を構成する。一方では、検出された粒子が図8の電極5に隣接した検出位置か ら図8の電極6に隣接した位置に移動するまで閃光の活性化を遅らせ、他方では 、閃光の前の活性化から閃光が再び活性化されるまでの無駄な期間を最小に抑え る閃光の使用率を確立するという目的を満たす。結論として、図18に示される 電子回路は、4つのタイマーブロック330−333を含み、タイマーブロック 330.331.332は遅延を確立する目的を満たし、電子タイマー回路33 3は閃光の使用率を決定する。 電子タイマー回路330,331,332は更に、付加的な周辺構成要素、すな わち比較器334を備える。この比較器334はその非−反転入力で、端子30 1からの入力信号を受信し、2つのレジスタ335及び336を含む電圧−分割 ネットワークを通る電圧フォロアにより発生される参照電圧を受信する。電圧フ ォロア310の出力は更にコンデンサ337を通って接地される。 比較器334の非−反転入力、結果的には入力端子301はツェナーダイオード 338のカソードに接続され、ツェナーダイオードのアノードは接地される。 比較器334の反転入力はコンデンサ339を通して接地される。 電子−タイマー回路ブロック330は、周辺構成要素、すなわちレジスタ340 、可変レジスタ341、コンデンサ342を備える。一方、電子−タイマー回路 ブロック331及び332はそれぞれ、レジスタ343.’344及びコンデン サ345.346をそれぞれ含む周辺、受動RCネットワークを備える。 使用率決定電子−タイマー回路ブロック333はまた、レジスタ347及びコン デンサ348を含む受動RCネットワークを備え、2つのNANDゲート349 及び350に接続されている。NANDゲート349はまた、NORゲート32 2からの出力信号、すなわち出力端子323で現れる出力信号を受信する。一方 、NANDゲート350の出力は出力端子351に接続される。この出力端子3 51は閃光に供給された制御信号が示される出力端子を構成する。 これにより、以下では実施例2について説明する。実施例2では図18に示され た構成要素が列挙されている。 図19及び20はそれぞれ、フォトダイオード及び乗数管を含む光検出器の代わ りの実行を構成する2つの電子回路ダイヤグラムである。図19では、全体とし て参照数字360で示される電子回路ダイヤグラムが示されている。この電子回 路は、上記のフォトダイオード92あるいは94の1つのような、フォトダイオ ードを含む。電子回路360は更に、全部で5つの演算増幅器361−65を含 み、その内の演算増幅器361は接地ドライバを構成し、これはその出力で接地 電圧レベルを発生する電圧フォロアを構成し、これは電子回路360の内部接地 レベルを構成する。 演算増幅器362−365は、4一段階縦続増幅器を構成する。この段階のそれ ぞれは、反転増幅器として実行される。回路は従来の構成のものであり、以下の 実施例について説明する。実施例3では、図19において明らかにされる電子構 成要素が列挙されている。図19に示される電子回路360はその出力403で 、端子401.402を通して電子回路360に接続されるフォトダイオード9 2.94により発生される電流に応じた信号を発生する。この電流は、上記の演 算増幅器362−365を含む4一段階増幅器により、電圧信号に変換され増幅 される。 図20では、全体として参照数字420で示される電子−回路ダイヤグラムが示 され、この電子−回路ダイヤグラムは光−乗数管を含む光検出器の実行を説明し ている。この光検出器は上記のテストベンチセットアツプにおいて使用される。 図20に示される電子回路420は中心に、光−乗数管421を含み、この乗数 管は10個のレジスタ422−431及び3つのコンデンサ432−434を含 む抵抗ドライバネットワークに接続されている。光−乗数管421の出力はレジ スタ436を通して演算増幅器435の反転入力に接続される。 この演算増幅器435は反転増幅ステージを構成する。演算増幅器435の出力 は、コンデンサ438により分流されるフィードバックレジスタ437を通って 演算増幅器の反転入力に接続される。演算増幅器435により構成される反転増 幅ステージのゲインは、それぞれスイッチ441及び442により演算増幅器4 35の出力と演算増幅器435の反転入力とを横切るように1つ以上のレジスタ 43’9.440を接続することにより減少することができる。演算増幅器43 5の非−反転入力は接地され、演算増幅器435に接続された電力レールはコン デンサ443−446によりバイパスされる。演算増幅器435は、端子447 で接続されたその出力で、光乗数管421の出力から演算増幅器435の反転入 力に対する入力である信号に応じた電圧信号、結果的には上記のようにキュベツ トから伝達された光の検出に応じた電圧信号を発生する。 以下に実施例4の説明をする。実施例4では、電子回路ダイヤグラム420の構 成要素が列挙される。 図19に示される電子回路360の出力端子403における、あるいは、その代 わりに図20に示される電子回路の出力端子447における出力信号は、AD( アナログ/デジタル)コンバータ及び図21に示されるビーク−検出回路に入力 される。この回路は全体として参照数字451で示され、この端子を通して出力 端子403あるいは出力端子447で示される上記の出力信号が受信される。  入力端子451はレジスタ452を通して接地され、入力端子451は更に演算 増幅器453の非−反転入力に接続される。演算増幅器の出力はフィードバック レジスタ454を通して演算増幅器453の反転入力に接続され、演算増幅器4 53の反転入力はレジスタ455を通して接地される。演算増幅器453により 実行される増幅ステージは10進増幅器を構成し、複数の10道増幅ステージは 、多重10進ADコンバータ及びピーク−検出回路のセクションを構成する様に 備えられる。演算増幅器453の出力はレジスタ456を通して多重セクション あるいは多重ビットADコンバータの入力に接続される。ADコンバータ及びピ ーク検出器の個々のステージあるいはセクションは、点線で囲まれたブロック内 に内蔵される。このブロックの1つは詳細に示されており、参照数字457で示 されている。参照数字458−460で示される、3つの付加的なステージは概 略が示しである。 ADコンバータ及びピーク−検出ブロック457−460に供給される入力信号 は、4つの比較器461−464の非−反転入力に入力される。この比較器46 1−464は、その反転入力において、5つのレジスタ465−469を含む抵 抗分割ネットワークにより正の供給電圧から発生される個々の参照電圧を受信す る。比較器461−464の出力は、それぞれプルアップレジスタ470−47 3を通して、上記の正の供給レールに接続され、更に、4一段階セット−リセッ トフリップ−フロップ474の個々のセット入力に接続される。 フリッピフロップ474のリセット入力は、ブロック458−460の対応する セット−リセットフリップ−フロップのリセット端子とパラレルに、リセット端 子475に接続される。 セット−リセットフリップ−フロップ474の個々のステージの出力はレジスタ 476−479を通して総和−演算増幅器481の反転入力に接続される。 総和−演算増幅器481の出力はフィードバックレジスタ482を通して演算増 幅器481の反転入力に接続される。演算増幅器483、フィードバックレジス タ484、入力レジスタ485を含む付加的な反転ステージが、備えられる。4 一段階セット−リセットフリップ−フロップ484の個々のステージの出力はま た、デジタル符号化ネットワーク486に接続され、ここからアナログ入力信号 のデジタル表示が、更にデジタル信号処理に共せられる。 演算増幅器483の出力は、出力端子480に接続されるが、これは代わりにな るべきものとして、アナログ信号入力の波形処理された、アナログ表示を、入力 端子451を通して、ADコンバータ及びピーク検出回路460に入力する。出 力端子480は、上記の、ハウジング189内に内蔵された電子装置のねじ込み 端子ボードに接続される。この出力信号はPC88により実行された信号処理と 既に互換性がある。 更に実施例5について説明する。この中では、図21に示される電子回路460 の構成要素が列挙されている。 図22では、本発明による測定システムにより実行された、あるいは上記のテス トベンチセットアツプ及び上記の電子回路を参照にして以上で議論したように実 行されたテストルーチンからのプリントアウトあるいはダイヤグラムが示されて いる。このプリントアウトあるいはダイヤグラムは特異的な粒子の大きさの範囲 内の粒子の累積数を示したものである。このように、分析される粒子の全ての群 は粒子の大きさの範囲に分けられ、この範囲内で試料中に存在する粒子の数が数 えられる。 実施例1 図17に示される電子回路は以下の構成要素から実行された。 −オシレータ回路ブロック209は4060集積回路により構成され、−クリス タル210は3M579型のオシレータクリスタルにより構成され、−NAND ゲート211−214は4011型の単一の集積、電子回路により構成され、 一レジスタ225及び226は21.5にΩレジスタであり、−演算増幅器21 5及び240は0PA2107型の単一の二重−演算増幅器により構成され、 一レジスタ216は9.9にΩレジスタであり、−コンデンサ217は82pF コンデンサであり、−レジスタ218及び219はそれぞれIMΩ及び215に Ωレジスタであり、−コンデンサ220及び221はそれぞれ22pF及び10 0pFコンデンサであり、 −NPNトランジスタ222はBC109トランジスタであり、−レジスタ22 3は1.47にΩレジスタであり、−コンデンサ227.228.229.23 0及び245は0. 1μFコンデンサであり、 −レジスタ242は2.]、5にΩレジスタであり、−レジスタ243は1にΩ レジスタであり、−コンデンサ244及び246は10μFコンデンサであり、 −レジスタ241は5.62にΩレジスタであり、−コンデンサ239は820 pFコンデンサであり、−トランスフォーマ238は1:1トランスフオーマで あり、−継電器234は5D2−16型の継電器であり、−レジスタ249a及 び249bは12.1にΩレジスタであり、−演算増幅器250及び251は0 PA2107型の単一の二重−演算増幅器から構成され、 一ダイオード252及び253はBAT480型のものであり、−レジスタ25 4−258は5.62にΩレジスタであり、−コンデンサ259及び260は0 . 1μFコンデンサであり、−セクション203.204及び207のそれぞ れの演算増幅器260は0PA2107型の集積二重−演算増幅器の演算増幅器 により構成され、−レジスタ261は2.87にΩレジスタであり、−レジスタ 262は2.15にΩレジスタであり、−レジスタ263は11.OkΩレジス タであり、−コンデンサ264は8. 2nFコンデンサであり、−コンデンサ 265は6.8nFコンデンサであり、−コンデンサ263及び267は01μ Fコンデンサであり、−演算増幅器270及び280は0PA2107型の単一 の二重−演算増幅器から構成され、 −コンデンサ271は47μFコンデンサであり、−レジスタ272は1.47 にΩレジスタであり、−レジスタ273は14.7にΩレジスタであり、−コン デンサ274は100pFコンデンサであり、−コンデンサ275は直接ワイヤ 接続により短絡されており、−コンデンサ276及び277は領 1μFコンデ ンサであり、−レジスタ281もまた、直接ワイヤ接続により短絡されており、 −レジスタ282は316にΩレジスタであり、−レジスタ284は3.48に Ωレジスタであり、−コンデンサ283は100pFコンデンサであり、−演算 増幅器290はTLO72型の演算増幅器であり、−コンデンサ291は1μF コンデンサであり、−レジスタ292は21.5にΩレジスタであり、−レジス タ293は215にΩレジスタであり、−コンデンサ294は82pFコンデン サであった。 実施例2 図18に示される電子回路300は以下の構成要素から実行されたニー演算増幅 器302は1458型の集積演算増幅器により構成され、−レジスタ303は3 .83にΩレジスタであり、−レジスタ304は4.22にΩレジスタであり、 −コンデンサ305は4.7nFコンデンサであり、−コンデンサ306は2. 7nFコンデンサであり、−比較器307及び308はTCL3704型の集積 比較器回路により構成され、−演算増幅器309及び310は1458集積演算 増幅器により実行され、−レジスタ311及び312は19.6にΩレジスタで あり、−レジスタ313及び314は10にΩの直線形の電位差計であり、−コ ンデンサ315及び316は10μFコンデンサであり、−NANDゲート31 7−321は4011集積電子回路により実行され、−NORゲート322は4 001集積電子回路により実行され、−LED324は発光ダイオードであり、 −レジスタ326は560Ωレジスタであり、−演算増幅器325はLM339 型の演算増幅器であり、−タイマー回路330−333は4538型の集積電子 回路により構成され、−比較器334はTCL3704型の集積電子回路により 実行され、−レジスタ335及び336は5.11にΩレジスタであり、−コン デンサ337及び339は10μFコンデンサであり、−ツェナーダイオード3 38はBAT85型のツェナーダイオードであり、−レジスタ340は3.3に Ωレジスタであり、−レジスタ341は10にΩの直線形の電位差計であり、− コンデンサ342は100nFコンデンサであり、−レジスタ343は100に Ωレジスタであり、−レジスタ344は1.8にΩレジスタであり、−コンデン サ345及び346は10nFコンデンサであり、−レジスタ347は100に Ωレジスタであり、−コンデンサ348は100nFコンデンサであり、−NA NDゲート349及び360は4011型のNANDゲートにより構成された。 実施例3 図19に示される電子回路360は以下の構成要素から実行されたニー演算増幅 器361及び362は0PA2107型の単一の二重−集積演算増幅器により構 成され、 一演算増幅器363及び364はHA5222型の二重−集積演算増幅器により 構成され、 一演算増幅器365はAD845型の集積演算増幅器により構成され、−コンデ ンサ366a及び366bはそれぞれ、0.2μF及び10μFコンデンサによ り構成され、 一インダクタ367及び368は通常−モードのノイズ−除去コイルにより構成 され、 一コンデンサ369及び370は10nFコンデンサであり、−コンデンサ37 2及び373は0.1μFコンデンサであり、−レジスタ374は10にΩレジ スタであり、−コンデンサ375及び376はそれぞれ、0.1μF及び10μ Fコンデンサであり、 一コンデンサ377は10pFコンデンサであり、−レジスタ378は10にΩ レジスタであり、−レジスタ379は1にΩレジスタであり、−レジスタ380 は10にΩレジスタであり、−コンデンサ381は10pFコンデンサであり、 −コンデンサ382及び383は0. 1μFコンデンサであり、−レジスタ3 84は1にΩレジスタであり、−レジスタ385は10にΩレジスタであり、− コンデンサ386は10pFコンデンサであり、−コンデンサ387は0.1μ Fコンデンサであり、−レジスタ388及び390は46.4レジスタであり、 −レジスタ389は1にΩ直線型の電位差計であり、−レジスタ385は10に Ωレジスタであり、−レジスタ396は1にΩレジスタであり、−コンデンサ3 97は0. 1μFコンデンサであり、−コンデンサ393及び394はそれぞ れ、10μF及び0.1μFコンデンサであり、 一コンデンサ391及び392はそれぞれ、10μF及び0.1μFコンデンサ であり、 −レジスタ398は10にΩレジスタであり、−コンデンサ399は10pFコ ンデンサであり、−レジスタ400は470Ωレジスタであった。 実施例4 図20に示される電子回路420は以下の構成要素から実行されたニー光電子増 倍管421はR928HA、YM7923型の光電子増倍管により構成され、 一レジスタ422−431は330にΩレジスタであり、−コンデンサ432− 434は22nFコンデンサであり、−演算増幅器435は0PA627型の集 積演算増幅器により実行され、−レジスタ436は1にΩレジスタであり、−レ ジスタ437は1MΩレジスタであり、−コンデンサ438は15pFコンデン サであり、−レジスタ439は110にΩレジスタであり、−レジスタ440は 10にΩレジスタであり、−コンデンサ443及び445は100nFコンデン サであり、−コンデンサ444及び446は2.2μFコンデンサであった。 実施例5 図21に示される電子回路460は以下の構成要素から実行されたニー演算増幅 器453はAD845型の集積演算増幅器により構成され、−レジスタ452は 省略され、 一レジスタ454は3.18にΩレジスタであり、−レジスタ465は348Ω レジスタであり、−レジスタ456及び465は短絡接続により構成され、−レ ジスタ465は1.OOkΩレジスタであり、−レジスタ467は909Ωレジ スタであり、−レジスタ468は825Ωレジスタであり、−レジスタ469は 750Ωレジスタであり、−比較器461−464はTCL3704型の集積電 子比較器回路により構成され、 一レジスタ470−473は33にΩレジスタにより構成され、−集積電子回路 474は4044型のものであり、−レジスタ476−479は100にΩレジ スタであり、−演算増幅器481及び483はNE5512型の単一二重集積演 算増幅器により実行され、 一レジスタ482は12.1にΩレジスタとパラレルに接続された1、OOkΩ レジスタであり、 一レジスタ485は10.OkΩレジスタにより構成され、−レジスタ484は 10.0にΩレジスタにより構成された。 以上で説明された装置においては、新しく、独特な方法で液体中に懸濁する粒子 を分析することができる。この粒子は、放射光に暴露された時に、粒子特有の放 射光を発する様な様式のものとされ、あるいは準備されし、あるいは証明された 。好ましい実施例においては、この装!は特に、蛍光分光学により、小さな生物 細胞、例えば8−15μmのオーダーの大きさのリンパ球を分析するのに適して いる。市販されている、対応する適応分野を有する従来の装置はもっと複雑であ る。本発明による装置は全く新しい原理及び技術を基本としているので、発明は 多くの副発明を含み、これを結合させると最も良い結果を得ることができる。し かしながら、多くのこれらの副発明はまた、独立した発明であると考えられ、他 の装置と結合させたり、他の技術分野において使用することができる。このよう に、上記の流路の表面の2つの平面状の電極の連続的な配列は、液体中に懸濁す る粒子を数えたり、その大きさを決定するための一般的な原理として使用するこ とができる。この型の分析は、2つの部分あるいは部材を含む開口キュベツト内 に流路が備えられていることを前提としていない。 更に、上記の撹拌ワイヤは、液体中に懸濁する粒子に対するどんなに狭い給送通 路においても独立して使用することができ、このように適用することにより、給 送通路の表面に粒子が付着するのを防いだり、粒子の凝集を防ぐことができる。  更に、反射ミラー領域として、流路の表面に連続して配列された第2の電極を 使用する場合、一般に上記の閃光ランプと結合させて使用することができる。導 電率の測定を基本として、閃光ランプを作動させる原理は、カツヘル(Kach el)運により、組織化学及び細胞化学ジャーナル、1979年、第27巻、1 部、335−341ページ(Journal of Histochemist ry andCytochemistry、 vol、 27. no、 1.  p、 335−341.1979)において記述されているが、この原理は本 質的には異なる適用分野、すなわちフロー顕微鏡に関連するものである。フロー 顕微鏡においては、関連する粒子は照射され、視覚的に記録される、あるいは像 記憶システムとして記録される。像記憶システムでは、以後の、形態学的な像分 析のために、細胞の写真が撮られる。また、粒子の焦点合わせは、粒子が開口を 通過するようにさせることにより使用され、一方、細長い流路の層流が本発明に よって使用される。 更に、本発明による上記ホースポンプはまた、従来技術により可能であったもの より正確な液体投与が望まれる、他の適用分野でも使用できることに注意すべき である。 更に、本発明による上記ピストンポンプはまた、従来技術により可能であったも のより正確な液体投与が望まれる、他の適用分野でも使用できることに注意すべ きである。 本発明は、本発明及びその副発明の好都合な、好ましい実施例を示す図に関して 説明されているが、上記の説明は、本発明及びその副発明の保護範囲を制限する ものであると考えるべきではない。このため、多くの改良及び代替がこの技術範 囲において通常の技術を有する物には容易に認知することができ、これは本発明 及びその副発明の一部であると考えられる。 co a)p Fig、 9 Fig、 20 要約書 本装置は第1部材と第2部材からなるキュベツトを備え、各部材は平坦面を有し ている。この第1および第2部材は上記平坦面が互いに液密接触する第1ポジシ ヨンと上記平坦面が間隔をあける第2ポジシヨンとの間を相対移動可能である。 この第1ポジシヨンでは、細長いフロー領域が上記平坦面の一方に形成された溝 によって規定される。上記フロー領域に液体を供給する入り口と上記フロー領域 から上記液体を排出する出口が上記部材の一方に設けられる。この部材は粒子が 暴露される光に対し透過性を有するとともに、上記粒子により発せられる放射光 に対しても透過性を有する。2つの電極が上記液体中に懸濁される粒子の選定を 行うために設けられる。 国際調査報告 国際調査報告

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.流体媒質中に懸濁する粒子を分析する装置であり、該粒子は放射光(rad iation)に暴露されると該粒子特有の放射光を発することができ、その中 に、通路の形を有する細長いフロー領域が、その細長いフロー領域を通る第1の 方向に上記流体媒質を導くために備えられたキュベットと、上記流体媒質を上記 細長いフロー領域に給送するための手段と、上記流体媒質を上記細長いフロー領 域から放出する手段と、上記流体媒質に、上記第1の方向に対してある角度をな す第2の方向で、上記放射光を暴露するための手段と、 放射光に暴露された時に上記粒子から発せられる、該粒子に特有な上記放射光の 少なくとも一部を収集するための手段とを備え、上記キュベットが平坦面を有す る第1の部材と、平坦面を有する第2の部材を含み、 上記第1の及び第2の部材が、上記平坦面が互いに隣接するように置かれた第1 のポジションと、上記平坦面が離して置かれた第2のポジション間で相対的に移 動することができ、 上記第1の部材の少なくとも上記表面が、上記第2の部材の上記隣接した表面と 共に、該部材が上記第1のポジションにある時、上記通路の形を有する上記細長 いフロー領域を規定する細長い溝を備え、上記流体媒質を上記細長いフロー領域 に給送するための手段が、上記部材の1つに設けられた入り口を含み、上記キュ ベットに関して外部から上記細長いフロー領域の入り口開口まで延びており、上 記流体媒質を放出するための手段が上記部材の1つに設けられた出口を含み、上 記細長いフロー領域の出口開口から上記キュベットに関して外部まで延びており 、 上記部材の少なくとも1つは、上記流体媒質に暴露される上記放射光及び上記粒 子により発せされる上記放射光に対して透過性がある、流体媒質中に懸濁する粒 子を分析する装置。 2.上記細長いフロー領域はキャピラリー通路を構成する請求項1記載の装置。 3.上記キャピラリー通路は1mm未満、好ましくは100μm未満、最も好ま しくは約50μmの曲率半径の円断面を有する直円筒の幾何学的なセクションの 形を有する請求項2記載の装置。 4.更に、上記流体媒質が細長いフロー領域を通過するように導かれたときに、 該流体楳質を通過させる電界を発生させるための少なくとも2つの電極を含む請 求項1ないしは3のいずれかに記載の装置。 5.上記電極は第1あるいは第2の部材に埋め込まれ、上記細長いフロー領域で 暴露される電極表面を備える請求項4記載の装置。 6.上記電極が、実質的に一様に及び第1の方向に実質的にパラレルに上記細長 いフロー領域の一部で延びているフラックス線を有する電界を発生するために、 上記第1の方向に関して連続して配列される請求項5記載の装置。 7.上記電極が、0.08−0.2mmなどの、好ましくは約0.08mmの、 0.05−0.3mmのオーダーの最小空間距離を限定する、上記細長いフロー 領域で離してある請求項4ないし6のいずれかに記載の装置。 8.上記粒子に放射光を暴露するための上記手段が光源により構成される請求項 1ないし7のいずれかに記載の装置。 9.上記光源が上記細長いフロー領域の特異的な領域に焦点が合わせられる請求 項8記載の装置。 10.更に、上記特異的な領域に上記光の焦点を合わせるための、上記キュベッ トと直接光学的に接続されるように配列された対物レンズにより構成される焦点 手段を含む請求項9記載の装置。 11.上記電極及び上記特異的な領域が上記第1の方向に関して連続して配列さ れ、該電極が該特異的な領域に関し上流に配列される請求項4ないし7あるいは 9あるいは10記載の装置。 12.上記光源はフラッシュで構成され、上記装置は更に上記電極及び上記フラ ッシュに接続された制御手段を含み、上記電界を通過する粒子の検出に応答して 、上記フラッシュからの光を上記粒子に暴露するためにそれらの動作を制御する 請求項8−11のいずれかに記載の装置。 13.更に、上記光源からの光に暴露された時に、上記粒子から発せられる上記 放射光を、上記放射光を採集する上記手段に反射するための光反射手段を含む請 求項11あるいは12に記載の装置。 14.上記光反射手段は上記暴露される電極表面の1つにより構成される請求項 5及び13に記載の装置。 15.上記光反射手段を構成する上記暴露される電極表面は、上記細長い溝に配 列される請求項14記載の装置。 16.更に、ワイヤ及びワイヤ回転手段により構成される撹拌手段を含み、該ワ イヤが上記流体物質を上記細長いフロー領域に給送するための手段を通して及び 少なくとも一部が該細長いフロー領域内に延びるように配置され、該ワイヤが、 上記給送手段及び上記細長いフロー領域を妨害する危険性を除去するために、実 質的な程度で、上記ワイヤ回転手段によりその回転軸に関して回転される請求項 1ない15のいずれかに記載の装置。 17.上記ワイヤが、多角形断面などの円形断面あるいはその代わり非円形断面 を有する請求項16記載の装置。 18.上記ワイヤが、ナイロン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、あるいは テフロンなどの、上記流体媒質と化学反応を起こさない材料のものであり、水中 で実質的には膨張しないものである請求項17記載の装置。 19.更に上記細長いフロー領域に希釈液を給送するための手段を含む請求項1 ないし18のいずれかに記載の装置。 20.更に上記希釈液を上記細長いフロー領域への供給を制御するための手段を 含む請求項19記載の装置。 21.希釈液を上記細長いフロー領域への供給を制御するための上記手段が上記 制御手段に接続され、制御される請求項12及び19あるいは20記載の装置。 22.上記希釈液を上記細長いフロー領域に給送するための手段が上記電極に対 し上流に配列され、上記制御手段が、上記細長いフロー領域を通る粒子一流速を 予め決められたものとするために上記希釈液を上記細長いフロー領域への供給を 制御する手段を制御する請求項4ないし21のいずれかに記載の装置。 23.上記希釈液を上記細長いフロー領域に給逸するための上記手段が上記電極 に対し上流に配列され、上記制御手段が、上記粒子が個々に、100粒子/秒の 速度のような予め定められた最大速度より低い速度で上記暴露手段に送られるよ うに、上記細長いフロー領域への上記希釈液の供給を制御する手段を制御する、 請求項4ないし21のいずれかに記載の装置。 24.更に上記細長いフロー領域を通る上記流体媒質の流れを制御するための流 れ制御手段を含む請求項1ないし24のいずれかに記載の装置。 25.上記流れ制御手段は上記細長いフロー領域から上記流体媒質を放出するた めの上記手段に接続されたポンプにより構成され、実質的に一定の流速の流体媒 質が上記細長いフロー領域を通過するようにする請求項24記載の装置。 26.更に、上記部材の上記表面に対し垂直なバネ力により上記部材の少なくと も1つを作動させるスプリング付勢手段を含む請求項1ないし25のいずれかに 記載の装置。 27.上記第1及び第2の部材は、該部材の平坦面に対し垂直な方向に該2つの 部材の少なくとも1つを平行移動させることにより、相対的に移動することがで きる請求項26記載の装置。 28.更に、明確な規定のポジションに上記スプリング付勢部材を維持するよう に上記部材が上記第2のポジションに移動される時に、上記スプリング付勢部材 を収納する停止手段を含む請求項26あるいは27に記載の装置。 29.更に、上記部材が上記第2のポジションにあるときに、該部材の平坦面に すすぎ液を導くための手段を含む請求項1ないし28のいずれかに記載の装置。 30.更に、機械的に上記平坦面を洗浄するように、上記部材が上記第2のポジ ションにある時に、該部材に対してその平坦面を横切るように移動することので きる回転すすぎブラシを含む請求項29記載の装置。 31.上記装置が蛍光粒子、とりわけ1−20μmのオーダーの大きさの、好ま しくは2−15μmの、8−15μmなどの粒子、の流動−血球計算分析を実行 するために適合される請求項1ないし30のいずれかに記載の装置。 32.請求項1ないし31のいずれかに記載の装置により、流体媒質中に懸濁す る粒子を分析する方法であって、 上記粒子が懸濁する流体媒質を、上記細長いフロー領域へ上記流体媒質を給送す るための上記手段により、該細長いフロー領域に給透する工程と、上記流体媒質 を上記キュベットの細長いフロー領域を通って上記第1の方向に導く工程と、 上記粒子が懸濁する上記流体媒質に、上記第1の方向に対しある角度をなす第2 の方向で上記放射光を暴露する工程と、放射光に暴露された時に、上記粒子によ り発せされ、該粒子に特有の上記放射光の少なくとも一部を収集する上記手段に より、放射光に暴露された時に、上記粒子により発せされ、該粒子に特有の上記 放射光の少なくとも一部を収集する工程と、 上記流体媒質を上記細長いフロー領域から放出する上記手段により、上記流体を 上記細長いフロー領域から放出する工程と、上記細長いフロー領域あるいは上記 流体媒質を上記細長いフロー領域に給送するための上記手段の妨害が生じた場合 、上記第1及び第2の部材を第2のポジションに移動させ、上記流体媒質を上記 細長いフロー領域から、更に上記細長いフロー領域に該流体媒質を給送する手段 から排出するようにし、これにより上記妨害を除去する工程とを含む流体媒質中 に懸濁する粒子を分析する方法。
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