JPH0560751A - 細胞分析装置 - Google Patents

細胞分析装置

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JPH0560751A
JPH0560751A JP22594591A JP22594591A JPH0560751A JP H0560751 A JPH0560751 A JP H0560751A JP 22594591 A JP22594591 A JP 22594591A JP 22594591 A JP22594591 A JP 22594591A JP H0560751 A JPH0560751 A JP H0560751A
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JP
Japan
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laser
light
cell
particles
filter
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JP22594591A
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English (en)
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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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高感度の蛍光検出能力を有する細胞分析装置
を提供することである。 【構成】 レーザ1から放射されるレーザ光Lを、フロ
ーセル3内を流れる試料細胞の粒子4に、レーザ照射レ
ンズ2を介して照射し、粒子4が放射するレーザ励起蛍
光Fを、集光レンズ8で集光し、蛍光検出フィルタ9で
分光し、更に光電子増倍管10で検出して電気信号に変
換するようにした細胞分析装置において、レーザ1とフ
ローセル3との間の光路に、粒子4に照射する光を選別
するフィルタ手段11を設けた。 【作用】 フィルタ手段11が、レーザ光Lに含まれる
不要光を除去し、分析に必要なレーザ光だけを透過させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、レーザを光源とするフ
ローサイトメトリーに代表される細胞分析装置におい
て、レーザからのレーザ光を試料細胞の粒子に照射する
までの光学系に特徴がある細胞分析装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、レーザを光源とするフローサイ
トメトリーを適用した細胞分析装置は、細胞等の分析対
象の粒子を、細胞整列手段であるフローセル内で一列に
して流し、この流れてくる粒子にレーザ光を照射し、粒
子より生ずる前方散乱光、蛍光等を検出して電気信号に
変換し、これらの電気信号に基づいて粒子(即ち細胞)
を分析するものであり、多数の粒子を高速で分析できる
特長を有する。
【0003】この細胞分析装置の光学系の構成を図9に
示す。光源1はレーザであり、レーザ1から放射される
レーザ光Lは、細胞整列手段であるフローセル3の流路
の中心を流れる試料粒子4にレーザ照射レンズ2で集光
・照射される。フローセル3を透過したレーザ光Lは、
その進行がブロッカ5で阻止される。粒子4が放射する
レーザ励起蛍光Fは、レーザ光Lに直角に進み、集光レ
ンズ8で集光され、蛍光検出フィルタ9で分光された
後、光電子増倍管10で検出され、電気信号に変換され
る。
【0004】蛍光検出フィルタ9の光透過特性例を図8
に曲線aで示す。このフィルタ9は、蛍光染色用色素P
E(phyloerythrim )及びPI(propidium I )からの
蛍光の検出に用いられる。又、図8の曲線b、cは、そ
れぞれAr+ レーザからの波長488nmのレーザ光d
で励起した時の蛍光色素PE、PIの蛍光スペクトルを
示す。
【0005】一方、試料粒子4で前方方向に散乱された
レーザ散乱光Sは、散乱光集光レンズ6で集光され、散
乱光検出器7で電気信号に変換される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、フロ
ーサイトメトリーを適用した細胞分析装置では、レーザ
1からのレーザ光Lを、レーザ照射レンズ2でフローセ
ル3の流路中心を流れる試料粒子4に直接集光・照射す
るため、レーザ光Lの中に含まれる不要光も試料粒子4
に照射されることになる。不要光が蛍光検出フィルタ9
の光透過領域にある場合、粒子4により散乱された不要
光も光電子増倍管10で検出されてしまうため、誤信号
が出力されるという問題がある。この問題は、レーザ1
のレーザ出射部共振器ミラーとフローセル3とが接近し
ている場合に特に顕著である。
【0007】この問題につき更に詳細に説明すると、一
般にフローサイトメトリーによる装置で光源として多用
されるレーザは、HeNeレーザ、Arレーザのような
気体放電励起型レーザであり、特にArレーザが多用さ
れている。このArレーザは、そのプラズマ放電チュー
ブの構造を図7に示すように、放電チューブ20と、放
電チューブ20の両端にそれぞれ取付けた後部共振器ミ
ラー21及び出射部共振器ミラー22と、放電開始時に
通電するヒータ23と、放電電極及び冷却機構(共に図
示せず)とで構成されている。レーザ光L0 は、共振器
ミラー21、22の間を往復し、放電レーザ物質からエ
ネルギーを供給され、その一部が出射部共振器ミラー2
2からレーザビームL1 として放射される。この時に、
不要光である放電プラズマPや、赤熱したヒータ23か
らの光Hも、出射部共振器ミラー22からレーザビーム
1 と一緒に放射される。
【0008】この不要光P、Hに対しては、通常は特に
出射部共振器ミラー22の光透過特性を不透過性にする
ことで、その放射を減らすことができる。しかし、たと
え共振器ミラー22を不透過性にしても、一般に共振器
ミラー22は、多層膜構造を有する干渉フィルタと同様
に、光軸に平行に入射する光に対しては不透過特性が有
効であるが、プラズマ発光のように無方向性の光に対し
ては不透過特性の効果が期待できないという短所を有す
る。
【0009】図6に、波長488nmのレーザ光を放射
するArレーザの近赤外域に現れる不要発光スペクトル
を示す。当然、これらの発光強度は488nmのレーザ
光に比べて極めて弱いのであるが、図6に示すような不
要光は、図8に示す蛍光検出フィルタ9の光透過領域
(曲線a参照)に含まれている。このため、本来蛍光を
発しない試料粒子からも疑似蛍光信号が得られ、その結
果、微量の蛍光色素が付着した試料粒子と無蛍光性粒子
との弁別が極めて困難になる。
【0010】かかる問題点の解決策として、フローセル
3に入射する無方向性の不要光を減らすために、レーザ
1とフローセル3とを離して配置し、両者の距離を長く
する対策も考えられる。しかし、この場合は、レーザ1
が微動すると、フローセル3の位置ではレーザビームL
1 が照射点から大きくずれることになり、安定な測定が
困難になる。
【0011】以上述べたことは、レーザを光源とするフ
ローサイトメトリーを適用した細胞分析装置に限らず、
スライドグラス上の細胞にレーザ光を集光・照射し、細
胞が発する蛍光を顕微鏡を通して分析する細胞分析装置
や、更に一般にはレーザからのレーザ光を細胞に照射
し、細胞から放射されるレーザ励起蛍光の蛍光量を測定
して、細胞を分析する細胞分析装置にも相当する。
【0012】従って、本発明の目的は、上記に鑑み、高
感度の蛍光検出能力を有する細胞分析装置を提供するこ
とにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の細胞分析装置は、従来の装置において、レ
ーザと細胞整列手段(フローセル)との間の光路に、試
料細胞の粒子に照射する光を選別するフィルタ手段を設
けたことを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明の細胞分析装置では、レーザからのレー
ザ光以外の不要光を検出可能な蛍光領域から除外するフ
ィルタ手段を備えるため、試料細胞の粒子から雑音蛍光
が発することがなく、分析精度が向上する。このため、
微弱な蛍光を従来よりも高S/N比で検出できる。又、
雑音光が減少するため、より低出力のレーザでも従来の
装置と同等以上の蛍光検出能力を持つことができ、装置
を低コスト化できる。しかも、低出力のレーザを用いれ
ば、消費電力が少なくなり、レーザからの発熱も減少
し、装置を小型化できるだけでなく、装置の運転維持も
容易になる。更に、レーザとフローセルを接近して配置
できるため、光学系がコンパクトになり、動作も安定す
る。
【0015】
【実施例】以下、本発明の細胞分析装置を実施例に基づ
いて説明する。但し、装置の光学系の構成は従来と殆ど
変わらず、レーザとフローセルとの間の光路にフィルタ
手段を設けた点だけが異なる。即ち、フローサイトメト
リーを適用した装置の場合、その光学系は図1に示すよ
うになり、フィルタ手段11を除いては図9の構成と全
く同じ構成である。
【0016】この実施例では、光源であるArレーザ1
は発振波長488nmのレーザ光を放射し、この488
nmの波長は蛍光染色を施した試料細胞の蛍光を誘起す
るに必要な波長である。レーザ1から放射されるレーザ
光Lは、一緒に放射されるプラズマ発光等の不要光がフ
ィルタ手段11で除去された後、レーザ照射レンズ2に
よってフローセル3の流路の中心を流れる試料細胞の粒
子4に集光・照射される。なお、レーザ1の出射部共振
器ミラー(図示せず)とフローセル3との距離は、本実
施例では120mmであり、両者は接近して配置されて
いる。
【0017】本実施例では、フィルタ手段11は、図2
に曲線eで示すように、レーザ1の発振波長(488n
m)dの光を透過し、約520〜850nmの光を遮断
する光透過特性を有する。レーザ1からフィルタ手段1
1及びレーザ照射レンズ2を経てフローセル3に至るま
での光路構成の例を図3〜図5に示す。まず、図3にお
いて、レーザ1の放電チューブ20の一端(レーザ光L
の出射側)に取付けてある出射部共振器ミラー22とレ
ーザ照射レンズ2との間の光路に配したフィルタ手段1
2は、干渉フィルタであり、光軸に対して約3°傾けて
配置されている。これは、干渉フィルタ12の面で反射
されたレーザ光Lの成分La が放電チューブ20に入射
して、レーザ1の動作が不安定になるのを防ぐためであ
る。レーザ1の出射部共振器ミラー22と干渉フィルタ
12との距離は、本実施例では約20mmであるが、こ
の距離は一般に長い方が好ましい。
【0018】図1に戻り、フローセル3内を流れる試料
細胞の粒子4から放射されるレーザ励起蛍光Fは、集光
レンズ8で集光され、図8の光透過特性aを持つ蛍光検
出フィルタ9で分光され、更に光電子増倍管10で検出
されて、電気信号に変換される。なお、この実施例で
は、光電子増倍管10は、850nmよりも長波長の光
は検出できないので、本光学系で検出できる蛍光の波長
は、約550〜850nmになる(図8の曲線a参
照)。これに関して付言するなら、フィルタ手段12と
して図2の特性eを持つフィルタを用いた場合は、85
0nmよりも長波長の光を透過することになるが、光電
子増倍管10がこの波長領域では感度を持たないため、
レーザ1から放射される不要光の中にこの波長領域の光
が存在しても不都合は生じない。
【0019】図4に示す光路構成では、フィルタ手段と
してダイクロイックミラー13を用いてあり、レーザ1
からレーザ光Lと共に放射される不要光Lbは、ダイク
ロイックミラー13を透過し、フローセル3には入射し
ない。又、図5に示す例では、フィルタ手段をプリズム
14とピンホール15で構成してある。レーザ1からの
レーザ光Lはプリズム14で分光されて、不要光Lc
取り除かれ、分析に必要なレーザ光のみがピンホール1
5を通過し、フローセル3に到達する。
【0020】
【発明の効果】本発明の細胞分析装置は、以上説明した
ように、レーザと細胞整列手段との間の光路に、試料細
胞の粒子に照射する光を選別するフィルタ手段を設けた
ことにより、レーザからレーザ光と一緒に放射される不
要光が細胞整列手段に達する前に除去され、分析に必要
なレーザ光だけが試料細胞の粒子に照射されるので、下
記の効果を有する。 (1)細胞からの雑音光が減少し、分析精度が高くな
る。特に、微弱な蛍光も低雑音レベルで精度良く検出で
きる。 (2)低出力のレーザでも従来の装置と同等以上の蛍光
検出能力を持つことができ、装置を低コスト化できる。 (3)低出力のレーザを用いることにより、消費電力が
少なくなり、レーザからの発熱も減少し、装置を小型化
できる。 (4)低出力のレーザを用いれば、装置の運転維持が容
易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るフローサイトメトリー
を適用した細胞分析装置の光学系の構成を示す模式図で
ある。
【図2】本発明の装置に使用するフィルタ手段の光透過
特性と、レーザからのレーザ光との関係を示す図であ
る。
【図3】本発明の装置における光学系の要部の一例を示
す構成図である。
【図4】本発明の装置における光学系の要部の別例を示
す構成図である。
【図5】本発明の装置における光学系の要部の更に別例
を示す構成図である。
【図6】Arレーザの近赤外域に現れる不要光のスペク
トルを示す図である。
【図7】気体放電励起型レーザの構造を示す図である。
【図8】蛍光検出フィルタの光透過特性と、蛍光色素P
E、PIの蛍光スペクトルと、レーザからのレーザ光と
の関係を示す図である。
【図9】従来例に係るフローサイトメトリーを適用した
細胞分析装置の光学系の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
1 レーザ 3 フローセル(細胞整列手段) 4 試料細胞 11 フィルタ手段 12 干渉フィルタ 13 ダイクロイックミラー 14 プリズム 15 ピンホール L レーザ光 La 、Lb 、Lc 不要光
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年7月21日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】この細胞分析装置の光学系の構成を図9に
示す。光源1はレーザであり、レーザ1から放射される
レーザ光Lは、細胞整列手段であるフローセル3の流路
の中心を流れる試料粒子4にレーザ照射レンズ2で集光
・照射される。フローセル3を透過したレーザ光Lは、
その進行がブロッカ5で阻止される。粒子4が放射する
レーザ励起蛍光Fは、その光軸がレーザ光Lに直角に配
置された集光レンズ8で集光され、蛍光検出フィルタ9
で分光された後、光電子増倍管10で検出され、電気信
号に変換される。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】蛍光検出フィルタ9の光透過特性例を図8
に曲線aで示す。このフィルタ9は、蛍光染色用色素P
E(phycoerythrin )及びPI(propidium I )からの
蛍光の検出に用いられる。又、図8の曲線b、cは、そ
れぞれAr+ レーザからの波長488nmのレーザ光d
で励起した時の蛍光色素PE、PIの蛍光スペクトルを
示す。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】図4に示す光路構成では、フィルタ手段と
してダイクロイックミラー13を用いてあり、レーザ1
からレーザ光Lと共に放射される不要光Lbは、ダイク
ロイックミラー13を透過し、フローセル3には入射し
ない。又、図5に示す例では、フィルタ手段をプリズム
14とピンホール15で構成してある。レーザ1からの
レーザ光Lはプリズム14で分光されて、不要光Lc
取り除かれ、分析に必要なレーザ光のみがピンホール1
5を通過し、フローセル3に到達する。なお、図3にお
いてレーザ照射レンズ2の光透過特性を図に示すフィル
タ特性としてもよい。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源であるレーザと、試料細胞の粒子を流
    す細胞整列手段とを備え、レーザからのレーザ光を細胞
    整列手段内を流れる粒子に照射し、粒子から放射される
    信号光に含まれるレーザ誘起蛍光の蛍光量を測定して、
    細胞を分析する細胞分析装置において、レーザと細胞整
    列手段との間の光路に、試料細胞の粒子に照射する光を
    選別するフィルタ手段を設けたことを特徴とする細胞分
    析装置。
  2. 【請求項2】前記フィルタ手段は、波長600〜800
    nmの範囲の光を阻止率90%以上でもって遮断するこ
    とを特徴とする請求項1記載の細胞分析装置。
  3. 【請求項3】前記フィルタ手段は、レーザのレーザ共振
    器を構成するミラーのうち、レーザが出射する側の出射
    部共振器ミラーの外部に配置されることを特徴とする請
    求項1又は2記載の細胞分析装置。
  4. 【請求項4】前記レーザの出射部共振器ミラーと細胞整
    列手段との距離が30cm以内であることを特徴とする
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の細胞分析装置。
JP22594591A 1991-09-05 1991-09-05 細胞分析装置 Pending JPH0560751A (ja)

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JP22594591A JPH0560751A (ja) 1991-09-05 1991-09-05 細胞分析装置

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JP22594591A JPH0560751A (ja) 1991-09-05 1991-09-05 細胞分析装置

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JPH0560751A true JPH0560751A (ja) 1993-03-12

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ID=16837359

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JP (1) JPH0560751A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8307746B2 (en) 2007-04-19 2012-11-13 Mori Seiki Co., Ltd. Machine tool
WO2017022885A1 (ko) * 2015-07-31 2017-02-09 가톨릭대학교 산학협력단 다수의 레이저를 사용하는 세포 분석 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8307746B2 (en) 2007-04-19 2012-11-13 Mori Seiki Co., Ltd. Machine tool
WO2017022885A1 (ko) * 2015-07-31 2017-02-09 가톨릭대학교 산학협력단 다수의 레이저를 사용하는 세포 분석 장치
US10429293B2 (en) 2015-07-31 2019-10-01 The Catholic University Of Korea Industry—Academic Cooperation Foundation Cell analysis apparatus using plurality of lasers

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