JPH0661360B2

JPH0661360B2 - 細胞の選択的破壊装置

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Publication number: JPH0661360B2
Application number: JP63063045A
Authority: JP
Inventors: クラッツァーミカエル
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-03-16
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1994-08-17
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH01242069A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、細胞の選択的破壊装置に関する。

＜従来の技術＞ DE−OS5331969により、未知の粒子試験中の関心対象に
になっている生物学的粒子を検出する貫流式サイトメト
リー装置は公知である。この装置では、光源から光線を
粒子に当てて、当った場合の光学的データを測定装置に
より把握する。この場合、測定装置は特に一定の粒子か
ら発する蛍光を捕捉する。

DE−PS3331017によれば、種々の細胞区分（サブポプレ
ーション）を識別する方法が示される。これによると、
抗体蛋白は蛍光色素でマークされ、マークされた抗体蛋
白は、それの固有レセプターと推測される細胞試料と結
合される。そして、蛍光色素は適当な技術を使って励起
され、細胞は放出する蛍光を通じて分析して分類され
る。

＜発明が解決しようとする課題＞本発明の課題は、治療法を確立するかまたは血液細胞の
相互作用を研究するために、細胞、特に血液を光学的に
特徴ずけ、選択的に光線で破壊する装置を提供すること
である。

＜課題を解決するための手段＞上記課題は、下記の本発明の細胞の選択的破壊装置によ
り解決される。

すなわち、本発明は、細胞が、少なくとも１個の光源
（11、12）から発生するところの細胞には無害な出力を
持つ光線（61、62）により順次照射を受け、その際照射
により一定の細胞から放出される蛍光あるいは輻射線が
検出ユニット（７）により検知されるような細胞を選択
的に破壊または不活性化する装置であって、前記検出ユ
ニット（７）は少なくとも１個のセンサー（71、72）を
持ち、それがある一定の細胞から発する蛍光もしくは前
記一定の細胞から少なくとも反射、散乱、放出または伝
達される輻射線を探知し、予め決められた輻射線または
蛍光を探知した場合には、検知シグナル（75、76）を発
生するものであり、また、該検知シグナル（75、76）が存在すれば、細胞の
破壊または不活性化に適した出力と波長を持つ別の光線
（10）を発するもう１つ別の光源（32）が連結され、さらに、また、前記細胞を載置する物体（23、28）の表
面によって形成される写像平面（21）と、この写像平面
（21）上に前記少なくとも１個の光源（11、12）から発
された光線（61、62）および前記別の光源（32）から発
された光線（10）を、焦点を合わせて照射するととも
に、この写像平面（21）上で第１の方向に偏向走査さ
せ、かつこの第１の方向と異なる第２の方向にこの写像
平面（21）に対して相対的に走査させる光学システムと
を有し、前記光線（10、61、62）の第２の方向への相対
的走査は、前記光学システムによる前記光線（10、61、
62）の走査もしくは前記写像平面（21）の移動によって
行なうことにより、前記細胞が存在する写像平面（21）
上を２次元的に走査する走査装置（２）を備え、前記別
の光線が走査装置を提供するものである。

また、前記光源（11、12）としてレーザー光源が取付け
られているのが好ましい。

また、前記別の光源として、レーザー光源が取付けられ
ているのが好ましい。

また、前記光源と別の光源が単一の光源（15）から成
り、細胞にとって無害な低出力の光線（14）が、検知シ
グナル（75、76）が発生した場合には細胞にとって有害
な高出力に切替えられるようになっているのが好まし
い。

また、単一光源（15）がレーザー光源であるのが好まし
い。

また、前記レーザー光源としてアルゴンレーザー光源を
取付けてあるのが好ましい。

また、前記走査装置（２）の光学システムが、光線（6
1、62）および別の光線（10）または共通光源（15）か
らの光線（14）をデカルト座標系の（Ｘ、Ｙ）方向に方
向転換するところの方向転換鏡（27′、28′）あるいは
電気光学的またはホログラフィ式のデフレクターを持っ
ているのが好ましい。

また、前記走査装置（２）の光学システムが、光線（6
1、62）および別の光線（10）または共通の光源（15）
からの光線（14）を、第一の方向に方向転換する方向転
換鏡あるいは電気光学的またはホログラフィ式のデフレ
クターを持ち、写像平面（21）が第二の方向に動き得る
のが好ましい。

また、前記走査装置（２）の光学システムが、方向転換
鏡（27′、28′）またはデフレクターの手前に球面収差
を補正するためにダイナミックレンズ（91）を持つのが
好ましい。

また、前記走査装置（２）の光学システムが、球面収差
を補正するために、写像平面（21）と方向転換鏡または
デフレクターとの間に平面視野レンズ（92）を持つのが
好ましい。

また、前記走査装置（２）の光学システムが光線を写像
平面（21）の一点に投射し、写像平面（21）が一方向に
動き得るのが好ましい。

また、前記写像平面（21）が、細胞を載せた容器（28）
の内側底面に相当し、その底面が静止板（27）上に配置
されるかまたは板が容器内に組込まれているのが好まし
い。

また、前記容器（28）としてプラスチック製の袋または
それに準ずるものが使われているのが好ましい。

また、少なくとも前記容器（28）の底面と板（27）が透
明な材料から成り、光線（61、62）および別の光線（1
0）または単一光線（15）からの光線（14）が、容器（2
8）の底面と向い合っている板（27）の面から照射され
るのが好ましい。

また、前記写像平面（21）が、少なくともベルトコンベ
ア（22）のベルト（23）の表面の一部を形成しているの
が好ましい。

また、前記ベルトコンベア（22）の傍に、細胞をベルト
（23）の表面に供給する貯蔵容器（24）を取付けてある
のが好ましい。

また、前記ベルト（23）が透明な材料から成り、検出ユ
ニット（７）が写像平面（21）に向い合ったベルト（2
3）側に配置されているのが好ましい。

また、前記ベルト（23）の側面に立ち上がっている側壁
（26）が取付けてあり、それによって貯蔵容器（24）か
ら細胞が送り込まれるための通路が形成され、細胞はそ
の通路内で貯蔵容器（24）と、光線（61、62）、別の光
線（10）または単一光源（15）からの光線（14）がベル
ト（23）面に当ることになってるところの容器と距離を
おいて設けた地点（25）との間で沈降して、ベルト（2
3）の送り速度を適切に選ぶことにより、細胞が写像平
面（21）の該地点（25）に良い状態で到達するのが好ま
しい。

また、前記検出ユニット（７）が少なくとも一個のセン
サー（71、72）を持ち、これが細胞で反射または散乱、
または伝達される一定の輻射線、あるいは細胞から発射
される一定の蛍光および時としてその分極度を検知し
て、検知シグナル（75、76）を発生させるのが好まし
い。

また、前記センサー（71、72）に供給される輻射線また
は蛍光（78）が、走査装置（２）の光学システムの輻射
線から連結を外されるのが好ましい。

また、前記センサー（71、72）として、一定の輻射線ま
たは一定の蛍光だけを通過させるフイルター（79）を手
前に連結してあるところの光電子増倍管を取付けるのが
好ましい。

また、前記活性部（３）が一個の制御装置（31）を持
ち、この制御装置が検知シグナル（75、76）から、別の
光源（32）を短時間スイッチオンするか、または単一の
光源（15）を低出力から高出力に切替えるところの活性
化シグナル（34）を作り出すのが好ましい。

また、前記写像平面（21）に、患者の血液循環系（1
1′）から採った血液細胞を細胞供給装置（４）を通し
て送り込むのが好ましい。

また、前記細胞供給装置（４）の手前に予備細胞セレク
ター（５）が連結されており、この予備細胞セレクター
が血液細胞を分別して、一定の病型の原因になる細胞を
特に含んでいる細胞グループに属する血液細胞を細胞供
給装置（４）に送り込むこと、およびこのグループの細
胞を写像平面（21）の後ろから（通路13）、またグルー
プに属さない細胞を予備細胞セレクター（５）の後ろか
ら（通路12′）、血液循環系（11′）に再び戻すのが好
ましい。

また、前記ある一定の病型の原因になっている当該細胞
の選択が、蛍光性抗体、DNAゾンデ、RNAゾンデまたは他
のマーキング手段により行われるのが好ましい。

また、前記細胞が、細胞供給装置（４）を通って必要な
媒質を使って送り込まれるのが好ましい。

また、前記写像平面（21）の手前の光学システムが少な
くとも回転可能な対物レンズ（83）を持ち、このレンズ
が回転可能な円板（81）に偏心的に固定されているこ
と、および光線（61、62）と別の光線（10）または共通
光源（15）からの光線（14）が第一と第二の方向転換鏡
（27′、28′）の揺動またはデフレクターの駆動および
円板（81）の回転数の周期連動により、常に対物レンズ
（83）に当るようにするのが好ましい。

また、前記円板（81）が２個の対物レンズ（83、83′）
を持ち、これらが円板（81）の直径に沿って回転軸から
等距離に配置されていること、および光線（61、62）と
別の光線（10）および共通光源（15）からの光線（14）
が、円板が半回転する間次々に対物レンズ（83、83′）
に追従するのが好ましい。

また、前記写像平面（21）の手前にある光学システムが
対物レンズ（87）を付けた振動板（88）を持ち、振動板
（88）がある方向（89）に振動できること、および光線
（61、62）と別の光線（10）および共通光源（15）から
の光線が、振動板（88）の振動と方向変換鏡の振動また
はデフレクターの駆動を周期連動させることにより、常
に振動板上の対物レンズ（87）に当るのが好ましい。

また、光学システムが光線伝達用のグラスフアイバーを
持っているのが好ましい。

また、光線（61、62）と別の光線（10）が時間的空間的
に分かれて細胞を検知し、破壊または不活性化するのが
好ましい。

以下に、実施例の細胞の選択的破壊装置をより詳細に説
明する。

要約すると本発明は主として以下に述べる過程で特徴づ
けられる。この場合血液は”細胞サスペンション”の形
で説明に使う。

１）患者の血液を、例えば体外循環系により循環系から
分岐する。

２）血液から個々の細胞グループ、例えば赤血球、白血
球、リンパ球または血小板といったグループを取り出
す。というのはこれらがある一定の病型に関連する細胞
を含むことがあるからである。残りの血液細胞は循環系
に再び戻す。

３）取り出したグループは病型に関連する細胞および関
係のない細胞を含むが、これらは形態学的または物理的
に区別できない。従って、関連する血液細胞の選別は、
蛍光性抗体、DNAゾンデ、RNAゾンデまたは他のマーキン
グ物質を使って直接間接に行われる。

４）血液細胞グループの全細胞は光学システムの照射面
または写像平面に送られ、血液細胞は無害な程度の出力
を持つ光線で次々に照射される。このマーキング作用に
より、関連する血液細胞は蛍光を発する。

５）マークされた血液細胞から発する光はセンサーで捕
捉される。

６）血液細胞を破壊するに十分な出力を持つ光線を光学
システム内に照射することにより、病型の原因になって
いるところのマークされた関連細胞が破壊される。この
場合、低出力の光線により励起された後で、マークした
関連細胞の蛍光が検知されて活性化シグナルが作られる
という方法により高出力の光線が活性化される。

以下に、本発明の細胞の選択的破壊装置を添付の図面に
示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。

先ず第１図のブロックダイヤフラムを参照して、本発明
の細胞の選択的破壊装置の機能を詳しく説明する。

第１図に示すように、本発明の細胞の選択的破壊装置は
主として分析部１、走査装置２、活性化部３、細胞供給
装置４および検出ユニット７から成る。

ここで細胞供給装置４の前に細胞セレクター５を連結す
るのが好ましい。

分析部１は、細胞特に血液細胞は無害な出力の光線６を
少なくとも１本は作り出す。

この光線６は、走査装置２により光学システムの写像平
面に投射される。そして写像平面自体が固定してればデ
カルト座標系のＸとＹの２方向から走査される。また写
像平面が一方向に動く場合には、上記座標系の他の一方
向だけから走査される。光線６を走査装置２により写像
平面に投射し、写像平面はある決められた方向にだけ運
動して、上記のケースのように光線６は平面ではなく１
本の線だけを捕捉する方法も考えられる。

検出ユニット７は、写像平面で光線６により順次励起さ
れた個々の細胞から発する蛍光および／またはこれらの
細胞から反射する光線および／またはこれらの細胞で散
乱する輻射線および／またはこれの細胞から送信される
輻射線を検出する。第１図では、上記蛍光および輻射線
は８で表示している。検出ユニット７は、少なくとも１
個の検知シグナル９を作る。このシグナルは検知された
蛍光および／または散乱または反射した輻射線８に対応
している。

少なくとも１本の検知シグナル９は、活性化部３の制御
装置に入り、ここではその中に含まれる光源を活性化す
るところの活性化シグナルが作られる。この光源が、細
胞の破壊または不活性化を行うに充分な出力を持つ光線
10を作る。この光線10は特に走査装置２の光学システム
に供給され、それにより光線６と同一の写像平面上の点
に投射される。このことは、光線６による細胞の励起が
行われ、またはこの細胞から発する一定の蛍光あるいは
細胞で反射または散乱する一定の輻射線を受け入れる
と、上記活性化シグナルと光線10が作られるということ
を意味する。というのは、この細胞が病型の原因となっ
ているマークされた関連細胞だからである。そしてこの
細胞は、組込んだ光線10により破壊される。分析（光線
６の投射）過程と活性化処理（光線10）の過程を空間的
時間的に分離して実施することも考えられる。

細胞供給装置４は調べる必要のあるまたは治療すべき細
胞を走査装置２の写像平面に送り込む。

この場合送り込む細胞が血液細胞であれば、略図的に示
した方法で患者の血液循環系11′から採取できる（通路
16）。そして治療または診断後に循環系に再び戻すこと
ができる。

ここに図示する予備細胞セレクター５を使うことも可能
である。この装置は、例えば遠心力の作用で治療すべき
病型に関連する細胞を含む個々のグループを、供給血液
から取り出す。

この場合には、取出した関連血液細胞だけが供給装置４
を通って、走査装置の写像平面に送り込まれる。循環系
から分岐した血液の残り細胞は、予備セレクター５のう
しろから直ちに戻される（通路12′）。一方治療すべき
血液細胞は写像平面から再び循環系に帰って行く（通路
13）。予備選択を行うことにより、血液のすべての細胞
でなく、特に治療すべき病型の原因になっている細胞を
含む個別グループだけが写像平面で走査されるので、全
走査工程が著しく早められる。

次に、第２図を参照しながら本発明の望ましい実施態様
について説明する。既に、第１図を参照して説明した第
２図の構成要素は同様な表示をしてある。

分岐ユニット１の中で、光源11として特にレーザー光源
が使われる。その理由は走査装置２の写像平面21上で非
常に鋭く小さ焦点を作り得るからである。これにより写
像平面21で順次走査を受ける細胞に明確な蛍光が生成す
る。

レーザー源としては、例えば励起周波数が488nmのアル
ゴンレーザーは特に適している。

488nmに相当する励起周波数で励起されるとフルオレセ
インイソチオシアネートでマークした抗体は550nmで蛍
光を発する。

レーザー光源を使えば、直径約10μｍ以下の焦点は容易
に作ることができる。

単一の光源11に変えて、例えば光源11、12のように複数
の光源を備え、出力が細胞に無害の光線61、62を作るこ
ともできる。２個の光源11、12を使えば、細胞は写像平
面上で同時に異なる周波数により励起されるので、例え
ば波長の異なる２つの蛍光が発生する。これは特殊な診
断または治療にとって有利なこともある。それに加え
て、例えば蛍光シグナルに相当するところの、検出ユニ
ット７の対応センサーで検出したシグナルを控除するこ
とでバックグランドシグナルを除去できるので、非常に
妨害の少ない検知シグナル９を作り出せるという利点が
ある。

両光線61、62は、１本光線に括めて走査装置の光学シス
テムで同時に受入れることもできる。走査装置２の光学
システムは、光源11のまたは光源11と12の焦点を写像平
面21に投射する。走査装置２は、例えば、それ自体公知
の２個の方向転換鏡27′、28′を持つ。それらの鏡の１
つは駆動装置によりＸ方向に、もう１つは別の駆動装置
によりＹ方向に振動できる。方向転換鏡27′、28′の代
わりに、同様に公知のいわゆる電気光学的デフレクター
を取付けてもよい。更、ＸおよびＹ方向での方向転換
は、公知の回転ホログラムを使って実施することも可能
である。

写像平面21自体がもう一方の方向（例えばＹ方向）に運
動できる場合には、１個の方向転換鏡または電気光学的
デフレクターを取付けて、光線61または61、62の方向転
換鏡を単に１つの方向（例えばＸ方向）行わせるだけで
よい。写像平面の運動は第２図に略図で示すベルトコン
ベヤ22により行わせるのが望ましい。この場合、写像平
面21はベルト23の表面部分に相当し、光線61または61、
62の方向転換は特にベルト23の運動方向に垂直に行われ
る。

透明なベルト23を取付けると、後で詳しく説明する検出
ユニット７のセンサー装置71を写像平面21と向い合った
ベルト23側に取付けることができる。ベルトコンベヤ22
を使う場合には、血液を適当な貯蔵容器24から、必要に
応じて細胞の生命を維持する栄養物と一緒に光線61、62
を走査する地点の手前のベルト23上に送り込む。

次に第３図を参照して、ベルトコンベヤについて説明す
る。この場合血液は、ベルト23の片方の端に送り込まれ
て、ベルト23が走査地点25まで動く間に血液細胞は沈降
して、丁度写像平面の走査地点25に、つまりベルト表面
に配置が完了するようになっている。これを可能にする
には、ベルト23の運動速度を沈降過程に合わせて調整す
る。血液がベルト23の横から流れ落ちないように、側壁
26が設けてある。従ってベルト表面はＵ字形溝に似た形
状になっている。

本発明の別の望ましい態様では、第４図に示すように写
像平面が透明な板27で作られている。この場合走査装置
の構成は、光線61、62が下から上向きに板27に当たるよ
うになっている。そして板27の反対側表面に、透明なプ
ラスチック袋28またはそれに準じるものに入った血液ま
たは上述の袋28に入っており、予備細胞セレクター５で
選別した血液細胞が置かれる。すると光線61、62は袋28
またはそれに準じるものの底に位置する細胞の面に焦点
を結ぶ。この場合、個々の細胞面で焦点を結ぶところの
関連細胞破壊をもたらす高い出力の光線10は、袋28の壁
を通過して入って来る領域内では未だ焦点を結ばない方
が有利である。そうすれば出力は低くて袋が破壊や損傷
を受けないからである。

光線61、62も写像平面の一定の地点で焦点を結ばせるこ
とができる。この時血液または血液細胞は、いわゆるフ
ローチャンバーとして公知になっているように、その地
点を通って流れる。

検出ユニット７は光線61、62の数に等しいセンサー71、
72を持つ、これらは細胞から発する蛍光または反射散乱
する輻射線73、74を受信して、ある一定の蛍光または輻
射線を受信した場合には検知シグナル75、76を作り出
す。細胞から発した蛍光または反射した輻射線は、走査
装置２の光学システムを介して戻されるが、この場合蛍
光シグナルまたは反射光シグナル73、74は好都合にも光
線分割装置77、78により光学システムの光線パスからセ
ンサー71、72に導かれる。しかし、センサー71、72また
は検出ユニット７を写像平面21の横に配置することも考
えられる。この方式は特に細胞で散乱した輻射線の調査
に適している。

光線の伝達には公知のグラスファイバーを使うこともで
きる。

検知シグナル75または75、76は、活性化部３の制御装置
31に送られる。この装置は例えば検知シグナルから活性
化シグナル34を作り出すロセッサー（CPUユニット）に
なっている。センサー71、72としては、特に光電子増倍
管（フォトマルチプライヤー）が使われる。これらの手
前にフイルター79を配置して、例えば正確に放出される
蛍光の波長だけを通過させるようにする。

活性化シグナル34は活性化部３の光源32に送られる。こ
れが細胞の破壊または不活性化に適した出力波長の光線
10を作る。この光源32もまたレーザー光源、特にアルゴ
ンレーザーである。この光源32によりUV光線（紫外線）
を作ることも可能である。レーザー光源32の光線10は、
好ましくは光線分割装置33を介して走査装置２の光学シ
ステムのパスにつなぎ込む。

低出力の光源11と高出力の光源32の代わりに、単一の光
源15を取付けることもできる。これは通常細胞に無害な
低出力の光線14を作る。

この場合には、この光線14の出力は活性化シグナルが存
在するとCPUユニット31により短時間だけ細胞の破壊ま
たは不活性化に充分な増幅が行われる。例えば、約30〜
40nsecに相当する設定時間が過ぎると、レーザー光線14
のエネルギーは低レベルまで下り、走査過程が断続され
る。

例えば、レーザ光源14としては、いわゆるアコースト−
オブティック−キャビティーダンピングタイプの光源が
使われる。これは活性化シグナルが存在すると立上り時
間7nsecで36nsecの高エネルギーパルスを発生し得る。

次に、写像平面21における光線またはレーザー61、62、
10の焦点が大きく偏向した場合でも球面収差の補正がで
きる方法について説明する。

この問題を解決する新規な考え方は、円板上で回転する
対物レンズを使用することである。

このレンズは方向転換鏡27′、28′の運動また電気光学
的デフレクターの操作と連動している。第５図にこの種
の配置を示す。対物レンズを偏心的に支持している円板
81を回転させ、方向転換鏡27′、28′または電気光学的
デフレクターを駆動させて、走査装置２の光学システム
を通って導かれた光線61、62、10が常に設定した時間だ
け対物レンズ83の回転に確実に追従する仕組になってい
る。この回転により円が描かれてるので、Ｘ−Ｙ座標内
での偏向が必要になる。そこで写像平面21には焦点の偏
向線84が円形に生成される。もう１つの方向（Ｙ方向）
の走査は、写像平面21を偏向線84に対して矢印80方向に
移動させることにより行われる。これは例えば前述のベ
ルトコンベヤ22を使うと可能である。

この場合、回転円板81の直径上に中心から等間隔に２個
の対物レンズ83、83′を配置する実施方向が特に望まし
い。それにより、円板81と方向転換鏡27′、228′また
は電気光学的デフレクターが適切に運動する時には、初
期位置Ａに戻った光線61、62、10に最終位置Ｅまで追従
するために対物レンズ83または83′が常に正しくこれら
の光線内で回転する。破線86は最終位置Ｅから初期位置
Ａまでの光線の戻りを示す。

対物レンズ83、83′を付けた回転円板の代わりに、第６
図に示すように矢印89の方向に直線的往復運動をする揺
動板88の上に対物レンズ87を取付けることも考えられ
る。この場合には単に１個の方向転換鏡または１個の電
気光学的デフレクターが必要になるだけである。そして
これらが板88の運動と同期連動するので、光線は常に対
物レンズ87を通過して入射する。そうすると写像平面21
に直線的方向転換線80′が生じる。

この回転円板の利点は、高い絞り（アパーチャー）を持
つ対物レンズを使用することが可能で、それにより高い
感度が得られる点である。

さらに、光線パスの球面収差を補正するために公知のダ
イナミックレンズを配置することも考えられる。これは
焦点が写像平面上に結ばれていないことを示すシグナル
に応じて光線方向の平行運動が可能である。このように
して、焦点が常に正しく写像面21上にあるようにダイナ
ミックレンズ91は自動的に調整される。

この種のダイナミックレンズは、例えばCDレコードプレ
イヤーに取付けられて公知になっている。このようなレ
ンズの配置は第２図から明らかである。

回転円板81の代わりに光線パス内の写像平面21の手前に
いわゆる平面視野レンズ（Ｆ−θ−レンズ）を取付ける
こともできる。このレンズの特性は、方向修正した焦点
が常に写像平面21上にあることを保証するような形で、
Ｘおよび／またはＹ修正方向で変化する。

第２図にこの種の平面視野レンズを略図で示し、92の数
字を付けている。

先述のレーザー光線10の代わりに衝撃波発生源を使用す
ることもできる。その外には、適切な波長とエネルギー
を持つ光が光線10として当たると、細胞内の毒を開放す
る感光性物質で一定の細胞をマークすることもできる。

血液細胞で反射または散乱する光を検出評価する場合に
は、画像または特殊な光学的に認識可能な特徴を記録
し、一定の破壊すべき血液細胞を識別するところの前以
て記憶していた画像または光学的特徴と比較することが
できる。これらのデータが一致すれば、丁度存在する血
液細胞の破壊が活性化シグナルの発生を通じて開始され
る。

以下に述べるのは、例として考えられるエイズの治療で
ある。

HTLV−IIIウィルスに襲われたT4リンパ球は（イナター
レンシンＩと光源による活性化よりウイルスたん白をT4
−細胞膜に取組む。従って、感染した細胞をウィルスた
ん白に対する蛍光マークした抗体により識別することが
考えられる。

この場合例えべ１μあたり8000の白血球を含む５の
血液を治療すると仮定する。これはつまり５の血液中
には５×10^６×8000＝４×10^１ ^０の白血球が含まれるこ
とである。さらに、その内の50％つまり、２×10^１ ^０の
リンパ球、さらに50％つまり１×10^１ ^０のＴ−リンパ球
が含まれると考えられる。これらの血液細胞は約10μｍ
の直径を持つ。このことは、選択的細胞破壊に使用する
レーザー光線10の焦点は約10μｍの直径を持つべきであ
るということを意味する。この焦点の大きさは容易に実
現可能である10^１ ^０個の細胞が密に隣接し合って存在す
ると仮定すればおよそ10^１ ^０×10×10⁻ ^６×10×10⁻ ^６
＝1m^２の面積を占める。各細胞を選択的に10,000秒以
内、つまり約2.7時間内で照射すべきである。これは10
^１ ^０細胞／10^６すなわち10^６ヘルツの周波数に相当す
る。従って１個の血液細胞の走査には１μsecの時間が
使われることになるが、これは技術的に可能である。

走査の最中に、細胞は図示していない恒温装置により例
えば４℃に冷却することがてきる。

これにより蛍光が安定化する。

＜発明の効果＞本発明の主な利点は、一定の病型または問題点に応じ
て、病型にマイナスに作用するかまたはその原因になる
一定の細胞、特に血液細胞を選択的に死滅させることに
より、病状の改善または治療を達成することが初めて可
能になったという点にある。特に、これは一種の血液洗
浄法として次のように行われる。すなわち、血液を患者
の体から分岐して抜き取り、本発明の装置に供給する。
この装置内では、例えば、リンパ球群から成るところの
病気の原因となっているかまたは病気に影響を及ぼして
いる血液細胞が選択的に破壊される。そしてその後で血
液は再び患者の血液循環系に送り込まれる。これらの血
液細胞が破壊されることにより、病状は快方に向うか治
癒する。特に、本発明の装置を使うことにより、白血
病、移植の場合の拒否反応現象、エイズおよび自己免疫
性発病のような病気も初めて完全に治癒すると考えられ
る。

また、本発明の装置は次の利点を持つ。すなわち、例え
ば、化学療法の場合に見られるような副作用に基き患者
の健康を危険に陥しいれることなく、上記の病型を治癒
できる。

本発明は、種々の病型を同一の装置だけを使用して治療
できるという利点があり、こ場合単に治癒すべき病気に
応じて、個々の血液細胞の特性を利用することと、種々
の抗体、RNAゾンデまたは他のマーキング物質を使うこ
とが要求されるだけである。

本装置は、好都合にも統計的に停滞している血液でも流
動している血液でも使用できる。さらに、本装置を使っ
て細胞サスペンションを大量に処理することも考えられ
る。

本発明はバイオ技術的に使用可能な細胞サスペンション
の洗浄に適している。それに加えて、本発明の利点とし
て、細胞の染色体分析法的分離の領域でも使用できる。

もう１つの利点は、本発明の装置が主として市販されて
いるコンポーネントから製作できることである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の細胞の選択的破壊装置の機能を解説
するブロックダイヤグラムである。第２図は、本発明の細胞の選択的破壊装置の好ましい実
施態様を示すブロックダイヤグラムである。第３図および第４図は、本発明の細胞の選択的破壊装置
の他の実施態様を示す線図的断面図である。第５図および第６図は、本発明の細胞の選択的破壊装置
の他の実施態様を示す斜視図である。符号の説明１……分析部、２……走査装置、３……活性化部、４……細胞供給装置、５……細胞セレクター、６……光線、７……検出ユニット、８……蛍光（輻射線）、９……検知シグナル、10……光線、 11、12、16……光源、11′……血液循環系、 12′、13……通路、14……光線、 15……光源、21……写像平面、 22……ベルトコンベア、23……ベルト、 24……貯蔵容器、25……走査地点、 26……側壁、27……板、 27′、28′……方向転換鏡、 28……袋、 31……制御装置（CPUユニット）、 32……光源、33……光線分割装置、 34……活性化シグナル、 61、62……光線、 71、72……センサー、 73、74……輻射線（蛍光シグナル）、 75、76……検知シグナル、 77、78……光線分割装置、 79……フイルター、80、89……矢印、 80′……方向転換線、81……円板、 83、83′……対物レンズ、 84……偏向線、86……破線、 87……対物レンズ、88……揺動板、 91……ダイナミックレンズ、 92……平面視野レンズ（ｆθレンズ）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細胞が、少なくとも１個の光源（11、12）
から発生するところの細胞には無害な出力を持つ光線
（61、62）により順次照射を受け、その際照射により一
定の細胞から放出される蛍光あるいは輻射線が検出ユニ
ット（７）により検知されるような細胞を選択的に破壊
または不活性化する装置であって、前記検出ユニット
（７）は少なくとも１個のセンサー（71、72）を持ち、
それがある一定の細胞から発する蛍光もしくは前記一定
の細胞から少なくとも反射、散乱、放出または伝達され
る輻射線を探知し、予め決められた輻射線または蛍光を
探知した場合には、検知シグナル（75、76）を発生する
ものであり、また、該検知シグナル（75、76）が存在すれば、細胞の
破壊または不活性化に適した出力と波長を持つ光線（1
0）発するもう１つ別の光源（32）が連結され、さらに、また、前記細胞を載置する物体（23、28）の表
面によって形成される写像平面（21）と、この写像平面
（21）上に前記少なくとも１個の光源（11、12）から発
された光線（61、62）および前記別の光源（32）から発
された光線（10）を、焦点を合わせて照射するととも
に、この写像平面（21）上で第１の方向に偏向走査さ
せ、かつこの第１の方向と異なる第２の方向にこの写像
平面（21）に対して相対的に走査させる光学システムと
を有し、前記光線（10、61、62）の第２の方向への相対
的走査は、前記光学システムによる前記光線（10、61、
62）の走査もしくは前記写像平面（21）の移動によって
行なうことにより、前記細胞が存在する写像平面（21）
上を２次元的に走査する走査装置（２）を備え、前記別
の光線が走査装置（２）の光学システムを通過して、細
胞が存在している写像平面（21）上に投射されることを
特徴とする細胞の選択的破壊装置。
【請求項２】前記光源（11、12）としてレーザー光源が
取付けられていることを特徴とする請求項１に記載の細
胞の選択的破壊装置。
【請求項３】前記別の光源として、レーザー光源が取付
けられていることを特徴とする請求項１または２に記載
の細胞の選択的破壊装置。
【請求項４】前記光源と別の光源が単一の光源（15）か
ら成り、細胞にとって無害な低出力の光線（14）が、検
知シグナル（75、76）が発生した場合には細胞にとって
有害な高出力に切替えられるようになっていることを特
徴とする請求項１に記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項５】単一光源（15）がレーザー光源であること
を特徴とする請求項４に記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項６】前記レーザー光源としてアルゴンレーザー
光源を取付けてあることを特徴とする請求項２ないし５
のいずれかに記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項７】前記走査装置（２）の光学システムが、光
線（61、62）および別の光線（10）または共通光源（1
5）からの光線（14）をデカルト座標系の（Ｘ、Ｙ）方
向に方向転換するところの方向転換鏡（27′、28′）あ
るいは電気光学的またはホログラフィ式のデフレクター
を持っていることを特徴とする請求項１ないし６のいず
れかに記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項８】前記走査装置（２）の光学システムが、光
線（61、62）および別の光線（10）または共通の光源
（15）からの光線（14）を、第一の方向に方向転換する
方向転換鏡あるいは電気光学的またはホログラフィ式の
デフレクターを持ち、写像平面（21）が第二の方向に動
き得ることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに
記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項９】前記走査装置（２）の光学システムが、方
向転換鏡（27′、28′）またはデフレクターの手前に球
面収差を補正するためにダイナミックレンズ（91）を持
つことを特徴とする請求項７または８に記載の細胞の選
択的破壊装置。
【請求項１０】前記走査装置（２）の光学システムが、
球面収差を補正するために、写像平面（21）と方向転換
鏡またはデフレクターとの間に平面視野レンズ（92）を
持つことを特徴とする請求項７または８に記載の細胞の
選択的破壊装置。
【請求項１１】前記走査装置（２）の光学システムが光
線を写像平面（21）の一点に投射し、写像平面（21）が
一方向に動き得ることを特徴とする請求項１ないし６の
いずれかに記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項１２】前記写像平面（21）が、細胞を載せた容
器（28）の内側底面に相当し、その底面が静止板（27）
上に配置されるかまたは板が容器内に組込まれているこ
とを特徴とする請求項１ないし11のいずれかに記載の細
胞の選択的破壊装置。
【請求項１３】前記容器（28）としてプラスチック製の
袋またはそれに準ずるものが使われていることを特徴と
する請求項12に記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項１４】少なくとも前記容器（28）の底面と板
（27）が透明な材料から成り、光線（61、62）および別
の光線（10）または単一光源（15）からの光線（14）
が、容器（28）の底面と向い合っている板（27）の面か
ら照射されることを特徴とする請求項12または13に記載
の細胞の選択的破壊装置。
【請求項１５】前記写像平面（21）が、少なくともベル
トコンベア（22）のベルト（23）の表面の一部を形成し
ていることを特徴とする請求項１ないし10のいずれかに
記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項１６】前記ベルトコンベア（22）の傍に、細胞
をベルト（23）の表面に供給する貯蔵容器（24）を取付
けてあることを特徴とする請求項15に記載の細胞の選択
的破壊装置。
【請求項１７】前記ベルト（23）が透明な材料から成
り、検出ユニット（７）が写像平面（21）に向い合った
ベルト（23）側に配置されていることを特徴とする請求
項15または16に記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項１８】前記ベルト（23）の側面に立ち上がって
いる側壁（26）が取付けてあり、それによって貯蔵容器
（24）から細胞が送り込まれるための通路が形成され、
細胞はその通路内で貯蔵容器（24）と、光線（61、6
2）、別の光線（10）または単一光源（15）からの光線
（14）がベルト（23）面に当ることなっているところの
容器と距離をおいて設けた地点（25）との間で沈降し
て、ベルト（23）の送り速度を適切に選ぶことにより、
細胞が写像平面（21）の該地点（25）に良い状態で到達
することを特徴とする請求項15ないし17のずれかに記載
の細胞の選択的破壊装置。
【請求項１９】前記検出ユニット（７）が少なくとも一
個のセンサー（71、72）を持ち、これが細胞で反射また
は散乱、または伝達される一定の輻射線、あるいは細胞
から発射される一定の蛍光および時としてその分極度を
検知して、検知シグナル（75、76）を発生させることを
特徴とする請求項１ないし18のいずれかに記載の細胞の
選択的破壊装置。
【請求項２０】前記センサー（71、72）に供給される輻
射線または蛍光（78）が、走査装置（２）の光学システ
ムの輻射線から連結を外されることを特徴とする請求項
19に記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項２１】前記センサー（71、72）として、一定の
輻射線または一定の蛍光だけを通過させるフイルター
（79）を手前に連結してあるところの光電子増倍管を取
付けることを特徴とする請求項19または20に記載の細胞
の選択的破壊装置。
【請求項２２】前記活性部（３）が一個の制御装置（3
1）を持ち、この制御装置が検知シグナル（75、76）か
ら、別の光源（32）を短時間スイッチオンするか、また
は単一の光源（15）を低出力から高出力に切替えるとこ
ろの活性化シグナル（34）を作り出すことを特徴とする
請求項１ないし21のいずれかに記載の細胞の選択的破壊
装置。
【請求項２３】前記写像平面（21）に、患者の血液循環
系（11′）から採った血液細胞を細胞供給装置（４）を
通して送り込むことを特徴とする請求項１ないし22のい
ずれかに記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項２４】前記細胞供給装置（４）の手前に予備細
胞セレクター（５）が連結されており、この予備細胞セ
レクターが血液細胞を分別して、一定の病型の原因にな
る細胞を特に含んでいる細胞グループに属する血液細胞
を細胞供給装置（４）に送り込むこと、およびこのグル
ープの細胞を写像平面（21）の後ろから（通路13）、ま
たはグループに属さない細胞を予備細胞セレクター
（５）の後ろから（通路12′）、血液循環系（11′）に
再び戻すことを特徴とする請求項23に記載の細胞の選択
的破壊装置。
【請求項２５】前記ある一定の病型の原因になっている
当該細胞の選択が、蛍光性抗体、DNAゾンデ、RNAゾンデ
または他のマーキング手段により行われることを特徴と
する請求項１ないし24のいずれかに記載の細胞の選択的
破壊装置。
【請求項２６】前記細胞が、細胞供給装置（４）を通っ
て必要な媒質を使って送り込まれることを特徴とする請
求項11ないし25のいずれかに記載の細胞の選択的破壊装
置。
【請求項２７】前記写像平面（21）の手前の光学システ
ムが少なくとも回転可能な対物レンズ（83）を持ち、こ
のレンズが回転可能な円板（81）に偏心的に固定されて
いること、および光線（61、62）と別の光線（10）また
は共通光源（15）からの光線（14）が第一と第二の方向
転換鏡（27′、28′）の揺動またはデフレクターの駆動
および円板（81）の回転数の周期連動により、常に対物
レンズ（83）に当るようにすることを特徴とする請求項
１ないし26のいずれかに記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項２８】前記円板（81）が２個の対物レンズ（8
3、83′）を持ち、これらが円板（81）の直径に沿って
回転軸から等距離に配置されていること、および光線
（61、62）と別の光線（10）および共通光源（15）から
の光線（14）が、円板が半回転する間次々に対物レンズ
（83、83′）に追従することを特徴とする請求項27に記
載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項２９】前記写像平面（21）の手前にある光学シ
ステムが対物レンズ（87）を付けた振動板（88）を持
ち、振動板（88）がある方向（89）に振動できること、
および光線（61、62）と別の光線（10）および共通光源
（15）からの光線が、振動板（88）の振動と方向変換鏡
の振動またはデフレクターの駆動を周期連動させること
により、常に振動板上の対物レンズ（87）に当ることを
特徴とする請求項１ないし26のいずれかに記載の細胞の
選択的破壊装置。
【請求項３０】光学システムが光線伝達用のグラスフア
イバーを持っていることを特徴とする請求項１ないし29
のいずれかに記載の細胞の選択的破壊装置。
【請求項３１】光線（61、62）と別の光線（10）が時間
的空間的に分かれて細胞を検知し、破壊または不活性化
することを特徴とする請求項１ないし30のいずれかに記
載の細胞の選択的破壊装置。