JPH0769325B2 - Cell analyzer - Google Patents

Cell analyzer

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JPH0769325B2
JPH0769325B2 JP19307288A JP19307288A JPH0769325B2 JP H0769325 B2 JPH0769325 B2 JP H0769325B2 JP 19307288 A JP19307288 A JP 19307288A JP 19307288 A JP19307288 A JP 19307288A JP H0769325 B2 JPH0769325 B2 JP H0769325B2
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JP
Japan
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cell
light information
sample
fraction
straight line
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晃史 山本
昌弘 花房
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Omron Corp
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【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、フローサイトメトリーを適用した細胞分析
装置に関し、詳しく言えば、試料中の特定細胞集団につ
いての細胞光情報を選別収集する処理に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cell analyzer to which flow cytometry is applied, and more specifically, a process for selectively collecting cell light information about a specific cell population in a sample. Regarding

(ロ)従来の技術 フローサイトメトリーは、例えば蛍光色素で標識された
細胞(又はこれに準ずる粒子)を、細い液流中に流し、
流体力学的焦点合わせ効果により1列になって流れる細
胞の一つ一つにレーザ光を照射し、細胞より生じる散乱
光や蛍光の強度、すなわち細胞光情報を瞬時に測定し、
細胞を分析するものである。このフローサイトメトリー
は,大量の細胞を高速度かつ高精度に分析できる特長を
有している。
(B) Conventional technology In flow cytometry, for example, cells labeled with a fluorescent dye (or particles equivalent thereto) are caused to flow in a thin liquid flow,
By irradiating laser light to each cell flowing in a row by the hydrodynamic focusing effect, the intensity of scattered light or fluorescence generated from the cell, that is, cell light information is instantaneously measured.
It analyzes cells. This flow cytometry has the feature that it can analyze a large number of cells at high speed and with high accuracy.

上記フローサイトメトリーを適用した細胞分析装置とし
ては、細い液流を形成するためのフローセルと、このフ
ローセル内を流れる細胞に光ビームを照射する光源(例
えばレーザ)と、この光ビームが照射された細胞より細
胞光情報を検出し電気信号に変換する光検出器と、この
電気信号に変換された細胞光情報の解析処理等を行うコ
ンピュータを備えてなるものが知られている。
As a cell analysis device to which the above flow cytometry is applied, a flow cell for forming a fine liquid flow, a light source (for example, a laser) for irradiating a light beam to cells flowing in the flow cell, and this light beam are irradiated. 2. Description of the Related Art There is known a device including a photodetector that detects cell light information from cells and converts the cell light information into an electric signal, and a computer that performs analysis processing of the cell light information converted into the electric signal.

この従来の細胞分析装置は、蛍光色素で染色した細胞浮
遊液(試料)をシース液と共にフローセル内に流す。フ
ローセル内には、シースフローが形成され、流体力学的
焦点合わせ効果により、細胞はフローセル中心軸上を一
列になって流れていく。
In this conventional cell analyzer, a cell suspension (sample) dyed with a fluorescent dye is made to flow in a flow cell together with a sheath liquid. A sheath flow is formed in the flow cell, and cells flow in a line on the central axis of the flow cell due to the hydrodynamic focusing effect.

これら細胞に光ビームが照射されることにより生じる散
乱光及び蛍光の強度は、細胞光情報を構成するパラメー
タとして、光電子増倍管等の光検出器により検出され
る。
The intensity of scattered light and fluorescence generated by irradiating these cells with a light beam is detected by a photodetector such as a photomultiplier tube as a parameter constituting cell light information.

さて、細胞浮遊液中に複数の細胞集団が含まれている時
に、これら細胞集団の1つについて分析を行いたい場合
がある。例えば、人体血液中のリンパ球サブセットの分
析の場合には、試料として血液を溶血したものが使用さ
れるが、この試料中には、リンパ球の他に、単球、顆粒
球が含まれており、測定により得られた細胞光情報よ
り、リンパ球についてのものを選別する必要が生じる。
Now, when a plurality of cell populations are contained in the cell suspension, it may be desired to analyze one of these cell populations. For example, in the case of analysis of lymphocyte subsets in human blood, hemolyzed blood is used as a sample, and this sample contains monocytes and granulocytes in addition to lymphocytes. Therefore, it is necessary to select lymphocytes from the cell light information obtained by the measurement.

そこで、必要な細胞集団の細胞光情報を選別して収集す
る方法としては、いわゆるウインドゥ法が知られている
(例えば特開昭62-134559号公報参照)。このウインド
ゥ法は、細胞光情報のうちの1又は2以上のパラメータ
を座標系とする空間に、ウインドゥと呼ばれる分析領域
を操作者が設定し、この領域に属する細胞の光情報を目
的の細胞集団の細胞光情報として収集していた。
Therefore, a so-called window method is known as a method of selecting and collecting cell light information of a necessary cell population (see, for example, JP-A-62-134559). In this window method, an operator sets an analysis area called a window in a space having one or more parameters of cell light information as a coordinate system, and the light information of cells belonging to this area is used as a target cell population. Cell light information was collected.

例えば、上記リンパ球のサブセットの分析の場合には、
細胞光情報のうち、90°散乱光強度I90及び前方散乱光
強度I0の2つのパラメータを用いる。第6図は、I90
横軸に、I0を縦軸にとったサイトグラムの模式図を示し
ている。bはリンパ球の分布、cは単球の分布、dは顆
粒球の分布をそれぞれ示している。なお、aはデブリス
の分布を示しているが、このデブリスは、赤血球の膜成
分等より構成されるもので、通常ノイズ処理の段階で取
除かれることが多い。
For example, in the case of analysis of a subset of the above lymphocytes,
Of the cell light information, two parameters of 90 ° scattered light intensity I 90 and forward scattered light intensity I 0 are used. FIG. 6 shows a schematic diagram of a cytogram with I 90 on the horizontal axis and I 0 on the vertical axis. b shows the distribution of lymphocytes, c shows the distribution of monocytes, and d shows the distribution of granulocytes. It should be noted that a represents the distribution of debris, but this debris is composed of the membrane components of red blood cells and the like, and is usually removed in the stage of noise processing.

リンパ球について分析を行うには、対照試料(健常者の
試料)を用いて、第6図に二点鎖線で示すように、ウイ
ンドゥeを設定する。このウインドゥeに属する細胞光
情報を、測定された全細胞光情報より収集し、蛍光特性
について解析処理を行い、結果をCRTに表示し、また、
プリンタより出力する。
To analyze lymphocytes, a control sample (a sample of a healthy person) is used to set a window e as shown by a chain double-dashed line in FIG. Cell light information belonging to this window e is collected from the measured whole cell light information, analysis processing is performed for fluorescence characteristics, and the results are displayed on the CRT.
Output from the printer.

しかし、上記ウインドゥ法では、試料によっては操作者
がウインドゥの変更をしなければ、目的の細胞集団の細
胞光情報を収集することができないことがある。例え
ば、リンパ球サブセットの分析において、第6図に示す
リンパ球の分布bの位置、大きさや形状が試料によって
変化し、ウインドゥeをそれに応じて操作者が変更しな
ければならない。このようなウインドゥの変更は、多く
の試料を効率良く自動的に測定するのを妨げている。
However, in the window method, it may be impossible to collect the cell light information of the target cell population unless the operator changes the window depending on the sample. For example, in the analysis of lymphocyte subsets, the position, size, and shape of the distribution b of lymphocytes shown in FIG. 6 change depending on the sample, and the operator has to change the window e accordingly. Such window changes prevent efficient and automatic measurement of many samples.

そこで、細胞光情報の収集を、操作者がウインドゥを設
定することなく自動的に行える細胞分析装置が、本願出
願人によりすでに出願されている(特願昭62-22884
号)。この細胞分析装置は、細胞光情報の内、1又は2
以上のパラメータについてヒストグラムを作成し、これ
らヒストグラムの極小点を抽出し、この極小点に基づい
て細胞集団を分画し、1又は2以上の画分を分析領域と
して、これに属する細胞の光情報を、目的の細胞集団の
細胞光情報として収集する。
Therefore, the applicant of the present application has already applied for a cell analyzer that can automatically collect cell light information without the operator setting a window (Japanese Patent Application No. 62-22884).
issue). This cell analysis device uses 1 or 2 of the cell light information.
Histograms are created for the above parameters, the minimum points of these histograms are extracted, the cell population is fractionated based on these minimum points, and one or more fractions are set as an analysis region, and the optical information of the cells belonging to this is extracted. Are collected as cell light information of the target cell population.

例えば、上記リンパ球サブセットの分析の場合には、90
°散乱光強度I90及び前方散乱光強度I0のヒストグラム
を作成する〔第7図(a)及び第7図(b)参照〕。そ
して、I90のヒストグラムより極小点p1、p2、p3、I0
ヒストグラムより極小点P4、P5を抽出する。これら極小
点p1〜p5をI90、I0サイトグラム上に表せば、第6図に
破線で示す画分に分画される。リンパ球の分布bは、画
分Bに含まれているので、この画分Bに属する細胞の光
情報、すなわち、I90がp1以上p2以下、かつI0がp4以上p
5以下となるような細胞の光情報を、測定された全細胞
の細胞光情報より検索し、リンパ球の細胞光情報を収集
する。
For example, in the case of the analysis of the above lymphocyte subset, 90
A histogram of the scattered light intensity I 90 and the forward scattered light intensity I 0 is created [see FIGS. 7 (a) and 7 (b)]. Then, the minimum points p 1 , p 2 , p 3 , and the minimum points P 4 and P 5 are extracted from the histogram of I 0 from the histogram of I 90 . If these minimal points p 1 to p 5 are represented on the I 90 and I 0 cytograms, they are fractionated into the fractions shown by the broken line in FIG. Since the lymphocyte distribution b is included in the fraction B, the light information of cells belonging to this fraction B, that is, I 90 is p 1 or more and p 2 or less, and I 0 is p 4 or more p
The light information of cells that is 5 or less is retrieved from the measured light information of all cells, and the light information of lymphocytes is collected.

(ハ)発明が解決しようとする課題 上記従来の細胞分析装置においては、細胞光情報収集手
段が目的細胞集団の細胞光情報を画分に基づいて収集す
るが、この画分は第6図に示すように、サイトグラム上
で方形の領域である。従って、この画分は目的細胞集団
の分布の形状に完全には適合しておらず、不要な細胞の
光情報が、収集された目的細胞集団の光情報に含まれ
て、分析精度が低下する問題点があった。
(C) Problem to be Solved by the Invention In the above-described conventional cell analyzer, the cell light information collecting means collects cell light information of the target cell population based on the fractions. This fraction is shown in FIG. As shown, it is a rectangular area on the cytogram. Therefore, this fraction does not perfectly match the shape of the distribution of the target cell population, and the optical information of unnecessary cells is included in the collected optical information of the target cell population, and the accuracy of analysis decreases. There was a problem.

より目的細胞集団の分布の形状に適合する分析領域を求
める方法としては、輪郭追跡法が知られているが、演算
処理に時間を要し、分析の効率化の面から好ましくな
い。
A contour tracking method is known as a method for obtaining an analysis region more suited to the shape of the distribution of the target cell population, but it requires time for calculation processing and is not preferable in terms of efficiency of analysis.

この発明は、上記に鑑みなされたものであり、より目的
細胞集団の分布に適合する画分を短い処理時間で決定で
きる細胞分析装置の提供を目的としている。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a cell analyzer that can determine a fraction more suitable for the distribution of a target cell population in a shorter processing time.

(ニ)課題を解決するための手段 上記課題を解決するため、この発明の細胞分析装置は、 フローセルに流れる細胞浮遊液に光ビームを照射してそ
れぞれの細胞から得られる細胞光情報から目的とする細
胞集団の細胞光情報を抽出して細胞光情報収集手段で収
集し、分析処理する細胞分析装置において、 前記細胞光情報収集手段で収集された細胞光情報につい
て、前記細胞集団の分画に係るサイトグラム上で最高度
数値点を抽出する最高度数値点抽出手段と、 前記サイトグラム上で、前記最高度数値点抽出手段で抽
出された最高度数値点より放射上に直線を形成する直線
形成手段と、 この直線形成手段で形成されたそれぞれの直線上につい
てのヒストグラムより、境界点を抽出する境界点抽出手
段と、 この境界点抽出手段で抽出された境界点を結んで形成さ
れる領域を最終画分とし、この最終画分に基づき目的細
胞集団の細胞光情報を収集する第2の細胞光情報収集手
段とを備えたことを特徴とするものである。
(D) Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the cell analysis device of the present invention aims at observing cell light information obtained from each cell by irradiating a cell suspension flowing in a flow cell with a light beam. In the cell analyzer that collects the cell light information of the cell population to be collected by the cell light information collecting means, and performs the analysis processing, the cell light information collected by the cell light information collecting means, in the fraction of the cell population. Highest degree numerical point extraction means for extracting the highest degree numerical point on the relevant cytogram, and a straight line forming a straight line on the cytogram from the highest degree numerical point extracted by the highest degree numerical point extraction means Forming means, boundary point extracting means for extracting boundary points from the histograms on the straight lines formed by the straight line forming means, and boundary points extracted by the boundary point extracting means A final fraction an area formed by connecting, is characterized in that a second cell light information collecting means for collecting cell light information of interest cell population based on the final fraction.

(ホ)作用 この発明の細胞分析装置の作用を、実施例に対応する第
1図及び第2図を用いて説明すると、光ビームの照射に
より細胞から得られた細胞光情報に関する画分Bについ
て、細胞光情報収集手段が目的細胞集団の細胞光情報を
収集した後、サイトグラム(第1図参照)上で最高度数
値点qが抽出され、この点qより放射上に直線l1〜l12
が形成される。この直線l1〜l12上でのヒストグラム
は、例えば第2図(a)(b)(c)に示すようにな
る。このヒストグラムが所定のしきい値と交わる点、あ
るいはヒストグラムの極小点X等を境界点rとして抽出
し、各直線l1〜l12についての境界点r1〜r12を結ぶと、
より目的細胞集団の分布により適合した画分B′が得ら
れる。この画分に基づいてさらに目的細胞集団の光情報
を第2の細胞光情報収集手段で収集すれば、不要な細胞
等の光情報が収集された細胞光情報中に含まれず、分析
精度の向上が期待できる。
(E) Action The action of the cell analyzer of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. 2 corresponding to the embodiment, with respect to the fraction B relating to cell light information obtained from cells by irradiation of a light beam. After the cell light information collecting means collects the cell light information of the target cell population, the highest numerical point q is extracted on the cytogram (see FIG. 1), and from this point q, the straight lines l 1 to l are radiated. 12
Is formed. The histograms on the straight lines l 1 to l 12 are, for example, as shown in FIGS. 2 (a), (b) and (c). When a point at which this histogram intersects with a predetermined threshold value or a minimum point X of the histogram is extracted as a boundary point r and the boundary points r 1 to r 12 for the respective straight lines l 1 to l 12 are connected,
A fraction B'more suited to the distribution of the target cell population is obtained. If light information of the target cell population is further collected by the second cell light information collecting means based on this fraction, the light information of unnecessary cells and the like is not included in the collected cell light information, and the analysis accuracy is improved. Can be expected.

即ち、前記特願昭62−22884号に記載された細胞分析装
置では方形の画分内において目的細胞集団の領域外に存
在する不要な細胞の光情報(雑音)までも目的細胞集団
の光情報と共に収集されてしまうが、本発明では境界点
を結んで形成される最終画分に基づいて第2の細胞光情
報収集手段により目的細胞集団の細胞光情報を収集する
ので、最終画分は最初の方形の画分より狭い領域とな
り、より目的細胞集団の領域に近づいたものとなり、画
分内において目的細胞集団の領域外に含まれる雑音は第
2の細胞光情報収集手段によって抽出されず、必要な情
報のみが抽出され、上記従来の細胞分析装置より雑音除
去能力に優れており、分析精度が向上する。
That is, in the cell analyzer described in the above-mentioned Japanese Patent Application No. 62-22884, the optical information (noise) of unwanted cells existing outside the area of the objective cell population within the rectangular fraction is also the optical information of the objective cell population. However, in the present invention, since the cell light information of the target cell population is collected by the second cell light information collecting means based on the final fraction formed by connecting the boundary points, the final fraction is initially The region becomes narrower than the rectangular fraction of, and is closer to the region of the target cell population, and noise contained outside the region of the target cell population in the fraction is not extracted by the second cell light information collecting means, Only the necessary information is extracted, the noise removal capability is superior to that of the above-described conventional cell analyzer, and the analysis accuracy is improved.

(ヘ)実施例 この発明の一実施例を、図面に基づいて以下に説明す
る。
(F) Embodiment One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

この実施例細胞分析装置は、細胞光情報(以下単にデー
タという場合がある)として、前方散乱光強度I0、90°
散乱光強度I90、異なる二色の蛍光強度Ir、Igの計4つ
のパラメータを採用している。
In this embodiment, the cell analysis device uses forward scattered light intensity I 0 , 90 ° as cell light information (hereinafter sometimes simply referred to as data).
The scattered light intensity I 90 , the fluorescence intensity I r of two different colors, and the total of four parameters of I g are adopted.

第3図は、実施例細胞分析装置の構成を示す図である。
2は、オートサンプラーであり、その試料ラック2aには
複数の試料容器3、…、3が装填されている。この試料
ラック2aは、図示しない駆動機構により駆動され、指定
の試料を、試料吸引チューブ4直下に位置させる。さら
に、このオートサンプラー2は、図示しない振とう機
構、冷却機構を備えており、定時的に試料を振とうする
と共に、装填された試料容器3、…、3内の試料を低温
(例えば4℃〜10℃)に保持する。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the cell analyzer of the example.
Reference numeral 2 is an auto sampler, and the sample rack 2a is loaded with a plurality of sample containers 3 ,. The sample rack 2a is driven by a drive mechanism (not shown) to position a designated sample directly below the sample suction tube 4. Further, the auto sampler 2 is provided with a shaking mechanism and a cooling mechanism (not shown), and shakes the sample at regular intervals, and the samples in the loaded sample containers 3, ... Hold at ~ 10 ° C).

前記試料吸引チューブ4は、三方弁5の1つのポートに
接続されている。三方弁5の他の2つのポートには、試
料送液チューブ6a、6bがそれぞれ接続されており、試料
送液チューブ6aと試料吸引チューブ4、あるいは試料送
液チューブ6aと6bとを連通させることができる。試料送
液チューブ6aの他端には、試料ポンプ7が設けられてい
る。一方、試料送液チューブ6bの他端は、シース液送液
チューブ8内に開口している。
The sample suction tube 4 is connected to one port of the three-way valve 5. Sample feeding tubes 6a and 6b are respectively connected to the other two ports of the three-way valve 5, and the sample feeding tube 6a and the sample suction tube 4 or the sample feeding tubes 6a and 6b are connected to each other. You can A sample pump 7 is provided at the other end of the sample liquid feeding tube 6a. On the other hand, the other end of the sample liquid feeding tube 6b is opened inside the sheath liquid feeding tube 8.

このシース液送液チューブ8は、一端が送液ポンプ9に
接続され、他端がフローセル10に接続されている。フロ
ーセル10は、石英ガラス等により構成され、内部のフロ
ーチャネル10a内にシースフローが形成され、流体力学
的焦点合わせ効果により、試料中の細胞又は粒子がフロ
ーチャ10a中心軸上を一列になって流される。
The sheath liquid feeding tube 8 has one end connected to the liquid feeding pump 9 and the other end connected to the flow cell 10. The flow cell 10 is made of quartz glass or the like, a sheath flow is formed in the flow channel 10a inside, and cells or particles in the sample flow in a line on the central axis of the flower 10a by the hydrodynamic focusing effect. Be done.

フローセル10より流出した液は、廃液チューブ11に導か
れて、廃液タンク12に収容される。なお、この細胞分析
装置は、図示しないシース液タンクを備えており、前記
試料ポンプ7、送液ポンプ9にシース液が補充される。
また、オートサンプラー2、ポンプ7、9等を含む送液
系は密閉可能で、バイオハザードを防止できる。
The liquid flowing out from the flow cell 10 is guided to the waste liquid tube 11 and stored in the waste liquid tank 12. The cell analyzer is equipped with a sheath liquid tank (not shown), and the sample pump 7 and the liquid feed pump 9 are replenished with the sheath liquid.
Further, the liquid feeding system including the auto sampler 2, the pumps 7, 9 and the like can be hermetically sealed, and biohazard can be prevented.

フローセル10の周囲には、レーザ(光源)14、光検出器
(細胞光情報検出手段)15a、15b、15c、15dが配設され
る。レーザ14よりのレーザビームlは、フローチャネル
10aを流れる細胞(又は粒子)1に照射される。この細
胞(又は粒子)1よりは、信号光が発生するが、その内
前方方向のものは、前方散乱光として、 レンズ16aに集光されて、光検出器15aに入射する。17
は、レーザビームlが直接光検出器15aに入射するのを
防止するビームブロッカである。
A laser (light source) 14 and photodetectors (cell light information detecting means) 15a, 15b, 15c, 15d are arranged around the flow cell 10. The laser beam l from the laser 14 is a flow channel
The cells (or particles) 1 flowing through 10a are irradiated. Signal light is generated from the cells (or particles) 1, of which the light in the forward direction is focused on the lens 16a as forward scattered light and is incident on the photodetector 15a. 17
Is a beam blocker that prevents the laser beam 1 from directly entering the photodetector 15a.

一方、細胞1よりの90°方向の信号光は、レンズ16bで
集光される。この信号光はその一部がダイクロイックミ
ラー18aで反射されて、90°散乱光検出用の光検出器15b
に入射する。ダイクロイックミラー18aを透過した信号
光は、さらにその一部がもう一つのダイクロイックミラ
ー18bにより反射されて、フィルタ19aを透過して、緑色
蛍光用の光検出器15cに受光される。ダイクロイックミ
ラー18bを透過した信号光は、フィルタ19bを透過して赤
色蛍光用の光検出器15dに受光される。なお、例えばレ
ーザ14には、アルゴンレーザやヘリウムネオンレーザ、
前方散乱光用の光検出器15aにはホトダイオード、その
他の検出器15b、15c、15dには光電子増倍管が適用され
る。
On the other hand, the signal light in the 90 ° direction from the cell 1 is condensed by the lens 16b. A part of this signal light is reflected by the dichroic mirror 18a, and a photodetector 15b for detecting 90 ° scattered light is provided.
Incident on. A part of the signal light transmitted through the dichroic mirror 18a is reflected by another dichroic mirror 18b, transmitted through the filter 19a, and received by the photodetector 15c for green fluorescence. The signal light transmitted through the dichroic mirror 18b passes through the filter 19b and is received by the photodetector 15d for red fluorescence. Incidentally, for example, the laser 14 is an argon laser or a helium neon laser,
A photodiode is applied to the photodetector 15a for the forward scattered light, and a photomultiplier tube is applied to the other detectors 15b, 15c, and 15d.

光検出器15a、15b、15c、15dの受光信号は、図示しない
アナログ/デジタル変換器によりデジタル信号に変換さ
れて、MPU21に取込まれる。MPU21は、前方散乱光強度
I0、90°散乱光強度I90についてのサイトグラム及びそ
れぞれのヒストグラムを作成する機能、このヒストグラ
ムより極小点を抽出し、細胞光情報を各画分に分画する
機能、この画分に属する細胞光情報を収集する機能、さ
らに、この収集された細胞光情報について最終の画分を
決定する機能、この最終画分に属する細胞光情報を収集
し、蛍光特性を解析する機能、前記試料ポンプ7、送液
ポンプ9及びオートサンプラー2を制御する機能等を有
している。
The received light signals of the photodetectors 15a, 15b, 15c, 15d are converted into digital signals by an analog / digital converter (not shown) and taken into the MPU 21. MPU21 is the forward scattered light intensity
I 0 , 90 ° scattered light intensity I 90 A function to create cytograms and histograms for each, a function to extract local minimum points from this histogram and fractionate cell light information into each fraction, belonging to this fraction A function of collecting cell light information, a function of determining a final fraction of the collected cell light information, a function of collecting cell light information belonging to this final fraction, and analyzing fluorescence characteristics, the sample pump 7. It has a function of controlling the liquid sending pump 9 and the auto sampler 2.

MPU21には、キーボード22、CRT23、プリンタ24が接続さ
れている。キーボード22は、プロトコル(測定条件)の
選択・設定あるいはその他の指令をMPU21に入力するた
めのものである。CRT23は、測定をモニタするものであ
り、プリンタ(出力手段)24は、MPU21の処理結果、例
えばサイトグラムやヒストグラム等をプリントアウトす
るためのものである。
A keyboard 22, a CRT 23, and a printer 24 are connected to the MPU 21. The keyboard 22 is for inputting selection / setting of protocols (measurement conditions) or other commands to the MPU 21. The CRT 23 is for monitoring the measurement, and the printer (output means) 24 is for printing out the processing result of the MPU 21, for example, a cytogram or a histogram.

次に、実施例細胞分析装置の動作を説明する。Next, the operation of the embodiment cell analyzer will be described.

まず、分析目的に応じた処理が施された試料が、それぞ
れ試料容器3に入れられて、試料ラック2aに装填され
る。例えば、リンパ球サブセットの解析を行う試料は、
患者の血液にフルオレセインイソチオシアネート(FIT
C)で標識したOKT4モノクローナル抗体及びファイコエ
リスリン(PE)で標識したOKT8モノクローナル抗体を反
応させた後、溶血処理して得られる。
First, the samples that have been processed according to the purpose of analysis are placed in the sample containers 3 and loaded into the sample rack 2a. For example, a sample for analysis of lymphocyte subsets
Fluorescein isothiocyanate (FIT
It is obtained by reacting the OKT4 monoclonal antibody labeled with C) with the OKT8 monoclonal antibody labeled with phycoerythrin (PE) and then subjecting to hemolysis.

細胞分析装置の電源がオンされると、図示しないROMよ
りMPU21にプログラムが読込まれ、システムが立上がる
〔ステップ(以下STという)1、第4図(a)参照〕。
次に、測定する試料に適合するプロトコルが選択、設定
される。このプロトコルには、光検出器15a、15b、15
c、15dの検出ゲインや補正演算等の測定条件を内容とす
るものである。これは、試料の処理方法が測定目的に応
じて異なるためであり、例えば各処理に用いられるモノ
クローナル抗体の細胞との反応性はそれぞれ異るため、
光検出器15a、15b,15c、15dの検出ゲインを変更する必
要があり、また各モノクローナル抗体と蛍光色素の結合
様式がそれぞれ異なるため補正演算もそれに応じて変更
する必要がある。
When the power of the cell analyzer is turned on, the program is read from the ROM (not shown) into the MPU 21, and the system starts up (step (hereinafter referred to as ST) 1, see FIG. 4 (a)).
Next, a protocol suitable for the sample to be measured is selected and set. This protocol includes photodetectors 15a, 15b, 15
It includes the measurement conditions such as the detection gain of c and 15d and correction calculation. This is because the treatment method of the sample differs depending on the measurement purpose, for example, because the reactivity of the monoclonal antibody used for each treatment with cells is different,
It is necessary to change the detection gain of the photodetectors 15a, 15b, 15c, and 15d, and since the binding modes of each monoclonal antibody and the fluorescent dye are different, the correction calculation also needs to be changed accordingly.

ST2の処理が終了すると、試料ラック2aが駆動され、最
初に測定を行う試料が入れられた試料容器3を、試料吸
引チューブ4直下に位置させる。そして、三方弁5が試
料吸引チューブ4と試料送液チューブ6aとが連通するよ
うに切換えられ、試料吸引チューブ4が試料容器3内に
降下し、試料ポンプ7が吸引側に駆動されて、試料が試
料送液チューブ6aに吸引される(ST3)。
When the process of ST2 is completed, the sample rack 2a is driven, and the sample container 3 in which the sample to be measured first is placed is positioned directly below the sample suction tube 4. Then, the three-way valve 5 is switched so that the sample suction tube 4 and the sample solution feeding tube 6a communicate with each other, the sample suction tube 4 descends into the sample container 3, and the sample pump 7 is driven to the suction side to Is sucked into the sample delivery tube 6a (ST3).

次に、三方弁5が、試料送液チューブ6aと6bを連通する
ように切換えられ、試料ポンプ7が送液側に駆動され、
試料が送液チューブ8に送られる。一方、送液ポンプ9
が送液側に駆動され、シース液がフローセル10に送られ
る。フローチャネル10a内では、シースフローが形成さ
れ、流体力学的焦点合わせ効果により、細胞はフローチ
ャネル10a中心軸上を一列になって流れていく。この細
胞の一つ一つについてレーザビームlが照射され、前方
散乱強度I0、90°散乱光強度I90、緑色蛍光強度Ig、赤
色蛍光強度Irがそれぞれ測定されていく(ST4)。
Next, the three-way valve 5 is switched so as to connect the sample delivery tubes 6a and 6b, and the sample pump 7 is driven to the delivery side,
The sample is sent to the liquid sending tube 8. On the other hand, the liquid delivery pump 9
Is driven to the liquid sending side, and the sheath liquid is sent to the flow cell 10. A sheath flow is formed in the flow channel 10a, and cells flow in a line on the central axis of the flow channel 10a due to the hydrodynamic focusing effect. The laser beam 1 is irradiated to each of the cells, and the forward scattered intensity I 0 , the 90 ° scattered light intensity I 90 , the green fluorescent intensity I g , and the red fluorescent intensity I r are measured (ST4).

ST5では、MPU21は、前方散乱光強度I0、90°散乱光強度
I90を直交軸とするサイトグラム(第6図参照)、及び
それぞれのヒストグラム〔第7図(a)(b)参照〕が
作成される。そして、ST6では、I90ヒストグラムより極
小点が抽出できるか否かを判定する。
In ST5, MPU21 is forward scattered light intensity I 0 , 90 ° scattered light intensity
A cytogram with I 90 as the orthogonal axis (see FIG. 6) and respective histograms (see FIGS. 7 (a) and (b)) are created. Then, in ST6, it is determined whether the minimum point can be extracted from the I 90 histogram.

試料が正常である場合には、I90ヒストグラムより3つ
の極小点p1、p2、p3が抽出できる〔リンパ球サブセット
分析の場合、第7図(a)参照〕。この場合には、ST9
へ分岐するが、試料が異常であり、極小点が抽出できな
い場合には、ST7に分岐し、操作者に異常を報知する。
この報知はCRT23への表示、あるいは音声等により行わ
れる。そして、操作者による画分の手動補正が行われて
(ST8)、ST9へ進む。
When the sample is normal, three minimal points p 1 , p 2 , and p 3 can be extracted from the I 90 histogram [in the case of lymphocyte subset analysis, see FIG. 7 (a)]. In this case, ST9
If the sample is abnormal and the local minimum point cannot be extracted, the process branches to ST7 to notify the operator of the abnormality.
This notification is performed by displaying on the CRT 23 or by voice. Then, the operator manually corrects the fraction (ST8), and proceeds to ST9.

ST9では、I90ヒストグラムより極小点p1、p2、p3を抽出
し、I90がp1とp2との間であるデータを、その試料につ
いての全測定データより選別収集する。第5図(a)
(b)は、この選別収集されたデータについて、I90
びI0のヒストグラムを示している。さらに、第5図
(b)に示すI0のヒストグラムより、極小点を抽出し、
これら極小点に基づいて最終的に画分Bが決定される
(ST10、第6図も参照)。
In ST9, the minimum points p 1 , p 2 , and p 3 are extracted from the I 90 histogram, and the data with I 90 between p 1 and p 2 are selected and collected from all the measurement data of the sample. Fig. 5 (a)
(B) shows a histogram of I 90 and I 0 for this sorted and collected data. Furthermore, the minimum point is extracted from the histogram of I 0 shown in FIG.
The fraction B is finally determined based on these minimum points (ST10, see also FIG. 6).

続くST11では、ST10で決定された画分内のデータについ
て、最終画分のための演算が行われる。この演算を、第
4図(b)を参照しながら説明すると、まず、ST10で決
定された画分内のデータより、最高度数値点qを抽出す
る(ST111)。そして、この点qより、一定角度θごと
に放射状に直線lを形成する(ST112)。例えば、リン
パ球サブセット分析の場合には、第1図に示すように、
画分B内において最高度数値点qを抽出し、この点qよ
り30°ごとに放射状に直線l1〜l12を形成する。なお、
角度は30°に限定されるものではなく、また、非等角度
で直線を形成することも可能である。
In subsequent ST11, the calculation for the final fraction is performed on the data in the fraction determined in ST10. This calculation will be described with reference to FIG. 4 (b). First, the highest numerical value point q is extracted from the data in the fraction determined in ST10 (ST111). Then, from this point q, straight lines 1 are radially formed at constant angles θ (ST112). For example, in the case of lymphocyte subset analysis, as shown in FIG.
The highest numerical value point q is extracted in the fraction B, and straight lines l 1 to l 12 are formed radially from this point q every 30 °. In addition,
The angle is not limited to 30 °, and it is also possible to form straight lines at unequal angles.

次に、各直線l上でヒストグラムを作成する(ST11
3)。第2図(a)(b)(c)は、このヒストグラム
の例を説明する模式図である。次に、ST113で得られた
ヒストグラムより極小点が抽出できるか否かを判定し、
この判定がYESの場合には、ST115へ分岐し、NOの場合に
は、ST116へ分岐する(ST114)。ST115では、さらに極
小点が1つか否かを判定し、YESの場合には、ST117に分
岐し、NOの場合(極小点が2以上ある場合)にはST118
に分岐する。
Next, a histogram is created on each straight line l (ST11
3). 2 (a), (b) and (c) are schematic diagrams for explaining an example of this histogram. Next, it is determined whether the minimum point can be extracted from the histogram obtained in ST113,
If this determination is YES, the process branches to ST115, and if NO, the process branches to ST116 (ST114). In ST115, it is further determined whether or not there is one minimum point, and if YES, the process branches to ST117, and if NO (when there are two or more minimum points), ST118.
Branch to.

第2図(a)は、ヒストグラムに極小点がない場合を示
している。この場合には、ST116に進みしきい値nthと交
わる点を境界点rとする。第2図(b)は、一つの極小
点Xがある場合を示しているが、この場合には、ST117
へ進み、その1つの極小点を境界点rと決定する。第2
図(c)は、2つの極小点X1、X2がある場合を示してい
るが、この場合にはST118へ進み、最高度数値点qに最
も近い極小点X1を境界点rとする。
FIG. 2 (a) shows a case where there is no minimum point in the histogram. In this case, the process proceeds to ST116 and the point intersecting the threshold value n th is set as the boundary point r. FIG. 2B shows the case where there is one minimum point X, but in this case, ST117
Then, the one minimum point is determined as the boundary point r. Second
FIG. 7C shows the case where there are two local minimum points X 1 and X 2. In this case, the procedure proceeds to ST118, and the local minimum point X 1 closest to the highest numerical value point q is set as the boundary point r. .

ST119では、すべての直線lについて境界点rが決定さ
れたか否かを判定し、この判定がNOの場合には、ST113
へ進み次の直線についてヒストグラムを作成し、YESの
場合には、第4図(a)のメインルーチンにリターンし
て、ST12の処理へ進む。なお、第1図には、最終画分演
算により得られた。各直線l1〜l12に対する境界点r1〜r
12が示されている。
In ST119, it is determined whether or not the boundary points r have been determined for all straight lines l, and if this determination is NO, ST113
A histogram is created for the next straight line, and if YES, the process returns to the main routine of FIG. 4 (a) and proceeds to the process of ST12. In FIG. 1, the final fraction was calculated. Boundary points r 1 to r for each straight line l 1 to l 12
Twelve are shown.

ST12では、ST11で得られた境界点rを直線で結んで得ら
れた領域を最終画分に決定する。第1図の場合には、境
界点r1〜r12を直線で結んで得られる領域B′を最終画
分に決定する。この最終画分B′は、ST10で得られた画
分Bよりも、リンパ球の分布に適合する形となってい
る。また、ST11、12の処理は、輪郭追跡法に比べて処理
時間を短くすることができる。
In ST12, the region obtained by connecting the boundary points r obtained in ST11 with a straight line is determined as the final fraction. In the case of FIG. 1, the area B ′ obtained by connecting the boundary points r 1 to r 12 with a straight line is determined as the final fraction. This final fraction B'is more compatible with the distribution of lymphocytes than fraction B obtained in ST10. In addition, the processing time of ST11 and ST12 can be shortened as compared with the contour tracking method.

ST12で決定された最終画分に属するデータについては、
さらに蛍光特性解析が行われる(ST13)。この蛍光特性
解析では、例えば緑色蛍光強度Ig、赤色蛍光強度Irにつ
いてそれぞれヒストグラムを作成し、陽性率の算出等が
行われる。この蛍光特性解析の結果は、CRT23に表示さ
れ(ST14)、プリンタ24よりプリントアウトされる(ST
15)。
For the data that belongs to the final fraction determined in ST12,
Further, fluorescence characteristic analysis is performed (ST13). In this fluorescence characteristic analysis, for example, a histogram is created for each of the green fluorescence intensity I g and the red fluorescence intensity I r , and the positive rate is calculated. The result of this fluorescence characteristic analysis is displayed on the CRT 23 (ST14) and printed out from the printer 24 (ST
15).

ST16では、測定すべき試料があるか否かが判定される。
この判定がYESの場合には、ST2へ戻り、次の試料の測定
を行い、NOの場合には、測定を終了する。
In ST16, it is determined whether or not there is a sample to be measured.
If this determination is YES, the procedure returns to ST2 to measure the next sample, and if NO, the measurement is terminated.

なお、上記説明では、リンパ球サブセットの分析を例に
とっているが、この発明はこれに限定されるものではな
く、各種細胞(あるいはこれに準ずる粒子)集団、例え
ば赤血球、網赤血球、血小板等の分析に広く適用可能な
ものである。また、用いるパラメータも、前方散乱光強
度、90°散乱光強度、緑色蛍光強度、赤色蛍光強度の4
種類に限られるものではない。さらに、この発明はウイ
ンドゥ法を用いる細胞分析装置にも適用可能であり、こ
の場合には、ウインドゥ内で最終画分を決定する。
In the above description, the analysis of lymphocyte subsets is taken as an example, but the present invention is not limited to this, and analysis of various cell (or particle equivalent thereto), for example, red blood cells, reticulocytes, platelets, etc. It is widely applicable to. Also, the parameters to be used are 4 of forward scattered light intensity, 90 ° scattered light intensity, green fluorescence intensity, and red fluorescence intensity.
It is not limited to types. Furthermore, the present invention can be applied to a cell analyzer using the window method, and in this case, the final fraction is determined in the window.

(ト)発明の効果 以上説明したように、この発明の細胞分析装置は、細胞
光情報収集手段で収集された細胞光情報について、前記
細胞集団の分画に係るサイトグラム上で最高度数値点を
抽出する最高度数値点抽出手段と、前記サイトグラム上
で、前記最高度数値点抽出手段で抽出された最高度数値
点より放射上に直線を形成する直線形成手段と、この直
線形成手段で形成されたそれぞれの直線上についてのヒ
ストグラムより、境界点を抽出する境界点抽出手段と、
この境界点抽出手段で抽出された境界点を結んで形成さ
れる領域を最終画分とし、この最終画分に基づき目的細
胞集団の細胞光情報を収集する第2の細胞光情報収集手
段とを備えてなるものであるから、より目的細胞集団に
適合する画分を、短い処理時間で決定でき、分析精度の
向上を図れる利点を有している。
(G) Effect of the Invention As described above, the cell analysis device of the present invention has the highest numerical value point on the cytogram relating to the fractionation of the cell population for the cell light information collected by the cell light information collecting means. The highest degree numerical point extracting means for extracting, on the cytogram, a straight line forming means for forming a straight line on the radiation from the highest degree numerical point extracted by the highest degree numerical point extracting means, and this straight line forming means Boundary point extraction means for extracting the boundary points from the histogram on each of the formed straight lines,
An area formed by connecting the boundary points extracted by the boundary point extracting means is defined as a final fraction, and second cell light information collecting means for collecting cell light information of the target cell population based on the final fraction. Since it is provided, it has an advantage that a fraction more suitable for the target cell population can be determined in a short processing time and the accuracy of analysis can be improved.

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

第1図は、この発明の一実施例に係る細胞分析装置の最
終画分演算を説明する等高線表示したサイトグラムの要
部を示す図、第2図(a)、第2図(b)及び第2図
(c)は、同細胞分析装置の最終画分演算をそれぞれ説
明するヒストグラムの模式図、第3図は、同細胞分析装
置の構成を説明するブロック図、第4図(a)は、同細
胞分析装置の全体動作を説明するフロー図、第4図
(b)は、同細胞分析装置の最終画分演算を説明するフ
ロー図、第5図(a)及び第5図(b)は、同細胞分析
装置の画分抽出演算を説明するためのそれぞれ90°散乱
光強度、前方散乱光強度のヒストグラム、第6図は、前
方散乱光強度、90°散乱光強度のサイトグラムの一例を
示す模式図、第7図(a)及び第7図(b)は、それぞ
れ90°散乱光強度と前方散乱光強度のヒストグラムの一
例を示す図である。 10:フローセル、14:レーザ、15a・15b・15c・15d:光検
出器、21:MPU、23:CRT、24:プリンタ。
FIG. 1 is a diagram showing a main part of a cytogram displayed in contour lines for explaining the final fraction calculation of the cell analyzer according to one embodiment of the present invention, FIGS. 2 (a), 2 (b) and FIG. 2 (c) is a schematic diagram of a histogram for explaining the final fraction calculation of the cell analyzer, FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the cell analyzer, and FIG. 4 (a) is , A flow chart for explaining the overall operation of the cell analyzer, FIG. 4 (b), a flow chart for explaining the final fraction calculation of the cell analyzer, FIGS. 5 (a) and 5 (b). Is a histogram of 90 ° scattered light intensity and forward scattered light intensity for explaining the fraction extraction calculation of the cell analyzer, and FIG. 6 is an example of a cytogram of forward scattered light intensity and 90 ° scattered light intensity. Fig. 7 (a) and Fig. 7 (b) show the 90 ° scattered light intensity and forward scattering, respectively. Is a diagram showing an example of a histogram of intensity. 10: Flow cell, 14: Laser, 15a ・ 15b ・ 15c ・ 15d: Photodetector, 21: MPU, 23: CRT, 24: Printer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】フローセルに流れる細胞浮遊液に光ビーム
を照射してそれぞれの細胞から得られる細胞光情報から
目的とする細胞集団の細胞光情報を抽出して細胞光情報
収集手段で収集し、分析処理する細胞分析装置におい
て、 前記細胞光情報収集手段で収集された細胞光情報につい
て、前記細胞集団の分画に係るサイトグラム上で最高度
数値点を抽出する最高度数値点抽出手段と、 前記サイトグラム上で、前記最高度数値点抽出手段で抽
出された最高度数値点より放射上に直線を形成する直線
形成手段と、 この直線形成手段で形成されたそれぞれの直線上につい
てのヒストグラムより、境界点を抽出する境界点抽出手
段と、 この境界点抽出手段で抽出された境界点を結んで形成さ
れる領域を最終画分とし、この最終画分に基づき目的細
胞集団の細胞光情報を収集する第2の細胞光情報収集手
段とを備えたことを特徴とする細胞分析装置。
1. A cell suspension flowing in a flow cell is irradiated with a light beam to extract cell light information of a target cell population from cell light information obtained from each cell, and the cell light information collecting means collects the cell light information. In the cell analysis device for analysis processing, the cell light information collected by the cell light information collecting means, the highest degree numerical point extraction means for extracting the highest degree numerical point on the cytogram relating to the fractionation of the cell population, On the cytogram, straight line forming means for forming a straight line on the radial line from the highest degree numerical point extracted by the highest degree numerical point extracting means, and a histogram for each straight line formed by this straight line forming means , The boundary point extraction means for extracting the boundary points and the region formed by connecting the boundary points extracted by the boundary point extraction means are defined as the final fraction, and the target cell collection is performed based on this final fraction. And a second cell light information collecting means for collecting cell light information of the group.
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