JPH09126989A - フロー式粒子画像解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は粒子の数え落としによる粒子解
析精度の低下や粒子画像の画質の低下を避けるのに適し
たフロ−式粒子画像解析装置を提供することにある。 【解決手段】よく撹拌された試料液１は試料液吸引部２
により吸引され、試料液吐出部５によりフローセル８の
上部から押し出されるが、その前に、予め設定された測
定条件で、試料液粘性測定部３でもって、試料液の粘性
条件を測定する。試料液の粘性係数が推定できたら、こ
れから通常のフロー系設定状態での粘性係数からの変化
具合を計算し、シース液流量条件を計算する。これらの
計算は、フロー制御部４にて行い、その条件でシース液
フロー条件を設定し、粒子画像計測を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフロー式粒子画像解
析装置、特に、流れている液体サンプル中に懸濁した粒
子の静止画像を撮像し、粒子解析する、血液または尿中
の細胞や粒子の解析に好適なフロー式粒子画像解析装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のフロー式粒子画像解析では、粒子
を懸濁した試料液をフローセル中に流し、連続して流れ
ているその試料液中の静止粒子画像を撮像し、それぞれ
の静止粒子画像から粒子分類および解析する試みが行わ
れている。その試みの例は特表昭５７−５００９９５号
公報、特開昭６３−９４１５６号公報、特開平４−７２
５４４号公報等に記載されている。これらの公報では、
フロー式粒子画像解析装置における試料液流れの形状と
して、画像撮像系の光軸方向に対しては厚さを非常に薄
くした扁平な形状必要とすることが述べられている。

【０００３】厚さの薄い扁平流れの必要性は、粒子画像
を撮像させるための顕微鏡対物レンズの焦点深度以内に
試料液流れの厚さにしないと、鮮明な画像が得られない
ためである。このような特殊な試料液流れの形状を実現
させるための特殊形状のフローセルについても、上記し
た公報中に記載がなされている。また、このような試料
液の扁平な流れを安定にするためには、試料液をシース
液で包み込んで、流れを乱さない層流状態でフローセル
を通過させなければならないことが述べられている。

【０００４】また、フロ−セルの試料液入り口付近に試
料液流れの幅方向の大きさを規制するガイドを設け、広
範囲の流量条件であっても、試料液流れの幅方向の大き
さを一定に保つ方法が試みられている。このフローセル
は試料液をシース液で包むよいにしたもので、その断面
形状が次のようになっていることが特徴である。

【０００５】粒子が懸濁されている試料液は、試料液入
り口から供給され、ガイド付きノズルの内側を通ってそ
の先端からフローセル内部に流し込まれる。この試料液
は、シース液入り口から流れ出たシース流れによって包
み込まれ、シース液と混合することなくフローセル内を
流れる。フローセル内ではシース液とサンプルを含む流
体の流れは、始め一定の深さ（厚さ）を保つが、途中か
ら深さ（厚さ）が直線的に減少する断面形状変化に伴っ
て縮流され、その後、深さ（厚さ）が一定な浅くて（薄
くて）幅広の区間を流れる。試料液の幅方向は始めから
終わりまで変化しない。シース液に囲まれた試料液は、
浅くて（薄くて）幅広の区間に設けられた静止画像取り
込み領域を通過し、最後に、シース液と共に排出され
る。その結果、試料液は静止画像撮像位置では、幅が広
く厚さが非常に薄い断面形状を有する試料液流れが得ら
れる。しかも、ノズルの先端に設けられたガイドのた
め、試料液およびシース液の流量条件が変化しても、試
料液流れの幅は比較的安定で一定である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したフロ
ーセルは静止画像撮像位置の試料液の幅方向の寸法が比
較的安定であるが、それはあくまで限定された範囲にお
いてのみ成立するものである。すなわち、試料液のシー
ス液に対する流量比の影響を受ける。さらに、流体特有
の試料液の粘性の影響を大きく受け、また、粘性は温度
の関数であるから、温度の影響も考えなければならな
い。

【０００７】このため、実際の粒子を懸濁した試料液を
上述のようなフローセルに流した場合には、試料液の温
度、粘性の影響を受けて静止画像撮像領域でのサンプル
断面形状が変化する。そのため、サンプルの厚さおよび
幅の寸法が変化する結果になる。このために、撮像領域
の幅よりも広いサンプル流れが起こったり、反対に焦点
深度より厚いサンプル流れになり、粒子の数え落としに
より粒子解析の精度が低下したり、粒子画像の画質が低
下するという問題が発生する。

【０００８】したがって、本発明の目的は粒子の数え落
としによる粒子解析精度の低下や粒子画像の画質の低下
を避けるのに適したフロ−式粒子画像解析装置を提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、粒子が
懸濁している試料液をシ−ス液と共にフロ−セルに流す
手段と、前記粒子が前記フロ−セルの粒子画像撮像領域
を通るとき、その粒子の静止画像を光学的に撮像する手
段と、前記静止画像を用いて前記粒子の粒子解析を行う
手段とを備え、前記粒子画像撮像領域を流れる前記試料
液の、その流れの方向に対して直角な方向の寸法を試料
液幅としたとき、前記粒子画像撮像領域の、前記試料液
の流れの方向に対して直角な方向の寸法を前記試料液幅
の変動の上限として定めると共に前記試料液幅の変動の
下限を前記光学的撮像手段の焦点深度にもとづいて定め
て、前記試料液幅が前記上限及び下限で規定される範囲
を越えて変動しないように前記試料液及びシ−ス液の流
量条件が設定されていることを特徴とするフロ−式粒子
画像解析装置が提供される。

【００１０】本発明のもう一つの側面によれば、粒子が
懸濁している試料液をシ−ス液と共にフロ−セルに流す
手段と、前記粒子が前記フロ−セルの粒子画像撮像領域
を通るとき、その粒子の静止画像を光学的に撮像する手
段と、前記静止画像を用いて前記粒子の粒子解析を行う
手段とを備え、前記粒子画像撮像領域を流れる前記試料
液の、その流れの方向に対して直角な方向の寸法を試料
液幅としたとき、前記粒子画像撮像領域の、前記試料液
の流れの方向に対して直角な方向の寸法を前記試料液幅
の変動の上限として定めると共に前記試料液幅の変動の
下限を前記光学的撮像手段の焦点深度にもとづいて定め
て、前記試料液幅が前記上限及び下限で規定される範囲
を越えないように前記試料液及び／又はシ−ス液の流量
を制御することを特徴とするフロ−式粒子画像解析装置
が提供される。

【００１１】本発明のフロ−式粒子画像解析装置によれ
ば、試料液幅が上述のように定められた上限及び下限で
規定される範囲を越えないように試料液及びシ−ス液の
流量条件が設定され、または試料液及び／又はシ−ス液
の流量が制御されるので、粒子の数え落としによる粒子
解析精度の低下や粒子画像の画質の低下が避けられるよ
うになる。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施例の詳細説明に先立って、試
料液の粘性変化及び温度に伴う粘性変化に起因する試料
液の断面形状の影響について説明する。

【００１３】図３は、フローセルの撮像領域を通る試料
液の流速を変化させたときの流量比（試料液流量／シー
ス流量）に対する試料液幅の変化特性を示す。これは実
測されたものの一例であり、この図３によれば、次の事
実が分かる。

【００１４】一般に、流量比を小さい方から徐々に増加
させると、試料液幅は一定か、幾分減少傾向を示すが、
途中から急に増大するようになる。立ち上がる位置は流
速によって異なる。試料液流速が小さい条件では、流量
比が大きい範囲まで試料液幅は一定値を保つが、流速が
大きい条件では、比較的流量条件の小さな領域から試料
液幅が増加する傾向になる。

【００１５】この流量比増加に伴う試料液幅の変化傾向
の原因は、流量比の小さなところでは、試料液幅はほと
んどノズル出口での寸法およびノズル先端に設けられた
ガイドによって一定になっているが、試料液量を増大さ
せ流量比を大きくすると、ノズルからの試料液流量が大
きいためガイドの外にまで試料液が出てしまう点にあ
る。

【００１６】流量比を一定に保ち流速を変化させると、
試料液幅は流速の小さな範囲では安定に一定値を維持す
るが、流速が増大するにつれて試料幅が増大傾向を示
し、この傾向は流量比の小さな領域でも変わらないこと
が図３から理解される。

【００１７】一般に流体の流れを議論するときには、レ
イノルズ数が重要である。このレイノルズ数Ｒｅは次の
ように定義されている。

【００１８】Ｒｅ = νｄ／η この式で、νは流体の流速、ｄは流体が流れている管内
の代表寸法を表し、ηは流体の動粘性係数であり、粘性
係数を流体の密度で割った値である。この式は、もし今
問題にしている場合のように管内の代表寸法が同じなら
ば、流れの条件として流速または粘性が変化しても、レ
イノルズ数を同じ値になるように条件設定されておれ
ば、流れの状態は同じものと考えてよいということを意
味する。

【００１９】よって、試料液の粘性の変化に起因する試
料液断面形状の変化の様子は、粘性を一定と見立てて、
流速の変化で知ることができることになる。特に、試料
液の粘性の変化は、主に、ノズル付近の試料液流れの条
件で決まっていると考えられ、シース液の粘性に比べて
影響が大きい。粘性の変化による試料幅の変化は、図３
の速度の変化から推定することができる。レイノズル数
を一定にするにはν／ηを一定にすることであるから、
粘性係数が大きくなることは、試料液流速の減少に、粘
性の減少は試料液流速の増大にそれぞれ対応する。

【００２０】事実、試料液にグリセリンを溶かし粘性係
数を増加させると、試料液の流速を減速したのと同じ効
果を示し、結果として、試料液流れの幅を減少させる。
反対に、粘性係数の減少は、試料液流速の増加と対応
し、試料液幅の増加を起こす。このことは、試料液の温
度を変化させたときにも、試料液の粘性係数の増減と、
試料液幅の関係で説明できる。

【００２１】粘性効果の影響は、図３に示した例からも
明らかなように、流量比の大きなところで顕著に起こる
ことも実測結果から確かめられた。

【００２２】よって、粒子を懸濁した試料液における、
各試料液ごとの粘性変化及び温度に伴う粘性変化に起因
する試料液断面形状の影響を次のようにして小さくする
ことができる。

【００２３】測定対象になっている試料液の粘性の小さ
いものに先ず着目する。この条件での試料液流れの幅方
向のサイズを、画像入力系の許容される大きさに定め
る。これにより図３の試料液幅の上限が定められる。

【００２４】試料液幅の下限として、試料液の粘性が増
大すると、試料液幅が減少し、試料液厚さが増加する。
試料液厚さの増大は、撮像系で使っている顕微鏡対物レ
ンズによって決まる焦点深度内に設定することが、撮影
された粒子画像の画質低下を起こさないための必要条件
である。ここから、画像の焦点深度から決まる試料液厚
さの最大値を定め、サンプル流量条件から決まるサンプ
ル流れ幅の最小条件から、図３の試料幅の下限が定めら
れる。

【００２５】ここで決められた試料液幅の条件の上限値
と下限値の間に試料液及びシース液の流量条件を設定す
ることで、粘性条件が異なる試料液を計測する場合に測
定精度および画像を最良の状態に維持することができ
る。

【００２６】さらに、試料液の温度変化による粘性変化
も考慮して試料液及びシース液の流れ条件を設定するこ
とができる。

【００２７】また、試料液幅の上限と下限の間に存在す
る試料液及びシース液の流量条件において、流量比即ち
（試料液流量）／（シース流量）を最大になる値に設定
することによって、測定試料液体積を最大にすることが
できる。

【００２８】また、画質優先で考え、粘性の大きい試料
液での焦点深度を考慮した試料液幅の下限の条件に設定
することで、ボケの少ない粒子画像を得ることができ
る。

【００２９】予め試料液をフローセルに流す前に、試料
液の粘性係数を測定する手段を設け、標準的な試料液に
対する粘性係数増加減少割合を知ることにより、この変
化割合を使って試料液の測定ごとにシース液流量を変更
し、試料液幅を一定に保つことができる。

【００３０】この場合、粘性増加の場合には、シース液
流量を増加させ、粘性減少の場合にはシース液流量を減
少させる。このようにシース液流量を増減させると、試
料液流速と流量比及び試料液幅の関係から、試料液幅が
常に一定になるようにすることができる。

【００３１】粘性変化を測定する手段としては粘度計を
使用してもよい。粘性を知る別の手段としては、予め温
度による粘性係数増加割合データを測定しておき、サン
プル試料の温度を測定することによって、間接的に試料
液試料の粘性係数を推定することもできる。また、予め
試料液の粘性変化によるフロー系の圧力損失との関係を
測定し、各試料液の圧力損失データを測定しそれから粘
性係数増加減少割合を知って、試料液の測定ごとにシー
ス液流量を変更することにより、試料液幅を一定に保つ
ことができる。

【００３２】試料液の粘性係数の変化割合をシース液流
速変化の割合に換算する手段を用いることによりその値
を使ってシース流速を制御すれば、試料液幅を一定に保
つことができる。

【００３３】さらに、試料液の粘性係数の変化から、シ
ース液の流量条件を例えば図３のフロー系特性およびレ
イノルズ数の関係を使って計算する手段を設けることに
よって、流れの系を制御することができる。

【００３４】上述した方法を用いれば、試料液幅ばかり
でなく、試料液厚さを一定に保つこともできる。

【００３５】また、試料液の粘性変化に従って、連続的
にシース液流量を制御するのではなく、代表的な複数の
流速条件でシース液流量を制御するようにしてもよい。

【００３６】また、別な測定手段でサンプル試料の粘性
条件を知ることが出来る場合には、その測定値を基にし
て、シース液流量を制御するようにしてもよい。たとえ
ば、尿検査の場合の蛋白定量データと粘性の関係を予め
測定し、蛋白定量データから間接的に粘性係数の推定を
行うことができる。

【００３７】また、粘性測定手段において測定した結果
において、その値が試料液及びシース液の流量条件を制
御できる範囲を超えている場合には、その旨をオペレー
タに知らせるようにするとよい。

【００３８】試料液中の粒子は、生物細胞、血液細胞、
尿沈渣成分などの粒子であってよい。

【００３９】

【発明の実施の形態】本発明の全体構成について図１を
使って説明する。

【００４０】図において１は測定されるべき試料液、２
は試料液吸引部である。３は試料液粘性測定部、４はフ
ロー系制御部、５は試料液吐出部を表す。７はシース
液、６はシース液シリンジ、８はフローセルを表す。９
は中央制御部、１０はストロボランプ駆動部、１１はス
トロボランプ、１２はコンデンサレンズを示す。１３は
対物レンズ、１５はＴＶカメラ、１６は特徴抽出回路、
１７は粒子分析部である。１４は出力部、１８は外部デ
ータ部である。

【００４１】動作を説明するに、よく撹拌された試料液
１は、試料液吸引部２により吸引され、試料液吐出部５
によりフローセル８の上部から押し出される。試料液を
吐出すると同時に、シース液７がシース液シリンジ６を
介して同じくフローセル８に押し出される。その結果、
測定液はシース液によって包み込まれる流れとなって、
フローセル８の中心を流れを乱すことなく流れ下る。

【００４２】粒子静止画像はフローセル８の所定の位置
で行われる。顕微鏡光源であるストロボランプ１１を点
灯させ、コンデンサレンズ１２を介して、フローセル８
中の粒子に照射される。粒子の透過画像は、対物レンズ
１３を通って、ＴＶカメラ１５の撮像面に投影され、電
気信号に変換される。

【００４３】撮像された粒子画像は、特徴抽出回路１６
にて画像処理及び特徴抽出処理を受け、最後に、これら
粒子特徴量を使って粒子分析部１７で試料液中の粒子の
自動分類が行われる。中央制御部９は装置全体の制御、
データ計算、分析結果の判定を行う。外部データ部１８
からは、測定に必要なデータが送られてくる。

【００４４】次に、図２を用いて、フローセルの形状と
フローセル内の試料液流れの形状変化を説明する。

【００４５】図２において、２１はフローセル８の最上
流に当たるサンプル入り口、２２はシース液入り口を表
す。２３はシース液流れを示し、２４がガイド付きノズ
ルである。２５はフローセル内における試料液流れ（斜
線部分）を示す。２６は粒子検出領域、２７が静止画像
取り込み領域（粒子画像撮像領域）を示し、２８は試料
液流れの方向を示す矢印である。２９は測定粒子を表
し、３０はフローセル外への排出を意味する。粒子検出
領域２６は、粒子検出を行い粒子が検出されたときだけ
ストロボランプ１１を点灯させる場合には、この位置に
粒子検出用のレーザ光束を照射する。

【００４６】染色された粒子が懸濁されている試料液は
試料液吐出部から吐出され、ガイド付きノズル２４の内
側を通って先端からフローセル８内部に流し込まれる。
この試料液はシース液入り口２２から流れ出たシース液
流れ２３によって包み込まれ、シース液と混合すること
なくフローセル内を流れる。フローセル８内ではシース
液と試料液を含む流体の流れは、はじめ一定の深さ（厚
さ）を保つが、途中から深さ（厚さ）が直線的に減少す
る断面形状変化に伴って縮流され、その後、深さ（厚
さ）が一定な浅くて（薄くて）幅広の区間を流れる。試
料液幅方向は始めから終わりまで変化しない。シース液
に囲まれた尿試料液は、浅くて（薄くて）幅広の区間に
設けられた静止画像取り込み領域２７を通過し、最後に
排出３０から、シース液と共に排出される。ガイド付き
ノズル２４から排出３０までの試料液流れを２５として
斜線で示す。

【００４７】図１および図２を用いて粒子静止画像の撮
影について説明する。フローセル８中を測定粒子を含む
試料液が流れると、顕微鏡光源であるストロボランプ１
１を点灯させ、コンデンサレンズ１２を介して、フロー
セル８中の粒子に照射される。粒子の透過画像は、対物
レンズ１３を通って、ＴＶカメラ１５の撮像面に投影さ
れ、電気信号に変換される。

【００４８】以上の操作を測定時間繰り返し、試料液全
部の処理が終わるまで静止粒子画像が集められる。

【００４９】図１により粒子画像自動分類について説明
する。撮像された粒子画像は、特徴抽出回路１６にて画
像処理及び特徴抽出処理を行い、最後に、これら粒子特
徴量を使って粒子分析部１７で粒子成分の自動分類が行
われ、最終的な検査結果は中央制御部９にて纏められ
る。

【００５０】画像処理では、１枚１枚の粒子静止画像毎
にリアルタイムで画像処理する。画像処理の内容は、２
値化処理、ラベリング処理、粒子特徴抽出演算等の処理
が特徴抽出回路１６にて高速に実行される。次に、得ら
れた各粒子毎の複数の特徴量を組み合わせ、粒子分析部
１７でパターン認識処理を実行する。測定時間中に撮像
された全粒子についてパターン認識処理され、粒子分類
処理が終了すると、これら分類結果をもとに、中央制御
部９にて測定サンプル中の粒子濃度に換算して分類結果
が集計される。

【００５１】粒子分類結果は、出力部１４に出力され
る。また、外部で測定した結果を、本装置の測定条件に
反映させる場合には、外部データ部１８を介して中央制
御部９に送られる。

【００５２】図２の形状をしたフローセルにおける試料
液流速をパラメータにした、流量比とサンプル流れ幅の
関係を測定した一例を図３示す。３０％グリセリン水溶
液とグリセリンを含まない０％水溶液を考える。３０％
グリセリン水溶液の粘性係数は温度２０°Ｃの条件で約
１．８ｃＰ（センチポアーズ）であり、これは０％の水
溶液の粘性係数約１．０ｃＰの１．８倍である。一方、
図２のフローセルを使った実験で０％グリセリン水溶液
のサンプル流れの幅に一致させるには、３０％グリセリ
ン水溶液の流速を約１．５〜２倍速くすることが必要で
あることを確かめた。この事実は、フローセルの形状は
一定であるから、上述したように、流速の変化割合は粘
性の変化割合と同じになることを表し、結果としてレイ
ノズル数一定ならばサンプルの流れ形状は同じになるこ
とを示している。このことは、さらに、今回考えている
フローセル中を流れる試料液流れに着目する場合、シー
ス液流れよりも試料液の粘性が大きく影響していること
も分かる。試料液流れの幅及び試料液幅を制御するに
は、試料液の粘性条件を考慮して、試料液及びシース液
の流れ条件を制御することにより達成できることが分か
る。

【００５３】以上の事実から、試料液の粘性の増加によ
る試料液断面形状の変化は、粘性を一定とみなし１／
（粘性増加率）の流速減少または増大割合での条件で推
定できることになる。試料液はシース液に包まれてフロ
ーセルの中心を流れるから、試料液の流速はシース液流
速の最大流速に相当する。

【００５４】一方、常に試料液流量を一定に流している
場合には、試料液はシース液とは混合されず層流状態を
維持するから、試料液断面形状は粘性が一定ならば変化
しない。粘性が変化した場合には、試料液幅が変化し、
おおよそ１／（粘性変化）の割合でサンプル厚さが変化
することになる。粘性の増加は、試料液幅を減少させ、
その結果、試料液厚さを増大させる傾向がある。

【００５５】よって、これらの事実を考慮すると、各種
粘性条件の異なる試料液を図２の形状をしたフローセル
に流して粒子計測する場合には、以下に述べるような試
料液流れ条件、シース液流れ条件を粘性の影響を考慮し
て設定しなければならない。

【００５６】測定対象になっている試料液の粘性の小さ
いものに先ず着目する。この条件での試料液幅方向のサ
イズを、画像入力系の許容される大きさ、すなわち粒子
画像撮像領域に、試料液な流れる方向に対して直角な方
向の大きさに定める。画像入力系の許容される大きさを
越える試料液幅を設定すると、試料液中の粒子が、撮像
されない画面の外側を流れることは避けなければならな
いからである。これから、図３の試料液幅の上限が決め
られる。

【００５７】試料液幅の下限は、次のように決める。試
料液の粘性が増大すると、試料液幅が減少し、試料液厚
さが増加する。試料液厚さの増大は、撮像系で使ってい
る顕微鏡対物レンズによって決まる焦点深度内に設定す
ることが、撮影された粒子画像の画質低下を起こさない
ための必要条件である。ここから、画像の焦点深度から
決まる試料液厚さの最大値を定め、試料液流量条件から
決まる試料液幅の最小条件から、図３の試料液幅の下限
が決まる。

【００５８】ここで決められた試料液幅の条件の上限値
と下限値の間に試料液及びシース液の流量条件を設定す
ることにより、粘性条件が異なる試料液を計測するとき
の測定精度および画像を最良の状態に維持することがで
きる。

【００５９】上述した例では、試料液の粘性が試料液毎
に異なる場合について述べたが、試料液の温度変化によ
る粘性変化も考慮しなければならないことは明らかであ
る。よって、試料液の粘性と温度による粘性変化を考慮
して試料液及びシース液の流れ条件を設定することが必
要である。

【００６０】また、上述した試料液幅の上限と下限の間
に存在する試料液及びシース液の流量条件において、流
量比すなわち（試料液流量）／（シース流量）の最大に
なる値に設定することによって、測定サンプル体積を最
大にすることができる。

【００６１】しかし、試料液体積を最大にする条件は、
流速増大による乱流の発生、粒子画像のブレ、ストロボ
ランプの点灯条件によって制約が発生することがあるの
で注意しなければならない。

【００６２】また、画質優先で考える場合には、粘性の
大きい試料液での焦点深度を考慮した上述した試料液幅
の下限の条件に設定するのがよい。この場合、粘性の小
さな試料液では、試料液の流れ幅が、画像取込範囲より
大きくなる場合が起こるが、通常試料液中の粒子は流れ
の中心を流れようとするため撮像範囲の外側を流れるよ
うな問題になる粒子数は少ない。

【００６３】これまでの説明では、個々の試料液の粘性
を調べその最大および最小条件から、試料液及びシース
液の流量条件を設定する場合について述べた。

【００６４】次に、個々の試料液の粘性を測定し、粘性
条件から試料液幅及び試料液厚さを所定の範囲にすべ
く、シース液の流量条件を変更する手段について述べ
る。

【００６５】予め試料液をフローセルに流す前に、試料
液の粘性係数を測定する手段を設け、標準的な試料液に
対する粘性係数増加減少割合を知ることにより、この変
化割合を使って試料液の測定ごとにシース液流量を変更
することにより、試料液幅を一定に保つ手段を設けるこ
とができる。この場合、上述したように、粘性増加の場
合には、シース液流量を増加させ、粘性減少の場合には
シース液流量を減少させる。シース液流量の増減は、試
料液流速と流量比及び試料液幅の関係から、試料液幅が
常に一定になるように変化させる。

【００６６】また、試料液幅が上記上限及び下限で規定
される範囲の一定値に保たれるようにというよりも、そ
の範囲を越えないように、つまり、その範囲内におさま
るように試料液及び／又はシ−ス液の流量を制御するよ
うにしてもよい。

【００６７】粘性変化を測定する手段としては粘度計が
一般的である。粘性を知る別の手段としては、予め温度
による粘性係数増加割合データを測定しておき、試料液
の温度を測定することによって、間接的に試料液の粘性
係数を推定することができる。また、予め試料液の粘性
変化によるフロー系の圧力損失との関係を測定し、各試
料液の圧力損失データを測定しそれから粘性係数増加減
少割合を知って、試料液の測定ごとにシース液流量を変
更することにより、試料液幅を一定に保つ方法もある。

【００６８】試料液の粘性係数の変化割合をシース液流
速変化の割合に換算する手段を用いることにより、その
値を使ってシース流速を制御することにより、試料液幅
を一定に保つこともできる。

【００６９】さらに、試料液の粘性係数の変化から、シ
ース液の流量条件を例えば図３のフロー系特性およびレ
イノルズ数の関係を使って計算する手段を設けることに
よって、流れの系を制御することもできる。

【００７０】上述した方法を用いれば、試料液幅ばかり
でなく、試料液厚さを一定に保つこともできる。

【００７１】また、試料液の粘性変化に従って、連続的
にシース液流量を制御するのではなく、代表的な複数の
流速条件でシース液流量を制御する手段を有するように
すれば、流れの制御をより簡単にすることができる。

【００７２】また、別な測定手段で試料液の粘性条件を
知ることができる場合には、その測定結果を基にして、
シース液流量を制御することができる。このような例と
して、尿検査の場合の蛋白定量データと粘性の関係を予
め測定してあれば、蛋白定量データから間接的に粘性係
数の推定が可能である。

【００７３】また、粘性測定手段において測定した結
果、その値が試料液及びシース液の流量条件を制御でき
る範囲を超えている場合には、その旨をオペレータに知
らせる手段を設けてもよい。

【００７４】次に、具体的に図１を使っての粘性データ
からシース液流量条件を制御する方法について説明す
る。

【００７５】よく撹拌された測定液１は試料液吸引部２
により吸引され、試料液吐出部５によりフローセル８の
上部から押し出されるが、その前に、予め設定された測
定条件でもって、試料液粘性測定部３でもって、試料液
の粘性係数を測定する。試料液の粘性測定方法は、上述
したように、粘度計のように直接試料液の粘性係数を測
定するものから、試料液の温度を測定する場合や、粘性
によるフロー系の圧力損出の変化から粘性の変化を推定
する手段で行う。

【００７６】試料液の粘性係数が推定できたら、これか
ら通常のフロー系設定状態での粘性係数からの変化具合
を計算し、シース液流量条件を計算する。これらの計算
は、フロー制御部４にて行う。フロー制御部には初期設
定でのフロー条件および試料液の粘性条件が設定されて
いてる。

【００７７】また、試料液中の蛋白質などの測定データ
が試料液毎に知られている場合には、外部データ１８か
ら中央制御部９に転送され、その結果を基にフロー制御
部４において、シースフロー条件を決定させることもで
きる。

【００７８】シース流れ条件が決定されると、その条件
でシース液シリンジ６からシース液が押し出される。シ
ース液流れ条件は連続的に試料液幅一定になるように制
御してもよいし、複数点数の流量条件設定だけしか持た
ないようにしてもよい。

【００７９】また、これまでの説明では、試料液幅を粘
性変化の影響を小さくする手段について述べたものであ
るが、結果的には、粘性変化による試料液の厚さ方向へ
の影響を小さくする手段に拡張できる。

【００８０】上述した試料液幅を一定に制御する手段に
より、粘性条件が異なる試料液を計測する場合に測定精
度および画像を最良の状態に維持することができる。

【００８１】これまでの説明では、試料液としては粒子
を含むものにに関し述べてきたが、粒子としては、生物
細胞、血液細胞、尿沈渣成分などの粒子を対象とするこ
とができる。

【００８２】図２と同じように試料液幅が大きく、試料
液厚さが小さな流れを実現する同様なフローセルに対し
ても、本発明の方法により試料液幅と厚さを制御するこ
とができる。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、粒子の数え落としによ
る粒子解析精度の低下や粒子画像の画質の低下を避ける
のに適したフロ−式粒子画像解析装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すフロ−式粒子画像解析
装置の全体構成図。

【図２】フローセルの構成とサンプル流れの状態を示す
説明図。

【図３】図２のフローセルにおける流速をパラメータに
したときの流量比と試料液幅の関係を示すグラフを示す
図。

【符号の説明】

１．試料液、２．試料液吸引部、３．試料液粘性測定
部、４．フロー系制御部、５．試料液吐出部、６．シー
ス液シリンジ、７．シース液、８．フローセル、９．中
央制御部、１０．ストロボランプ駆動部、１１．ストロ
ボランプ、１２．コンデンサレンズ、１３．対物レン
ズ、１４．出力部、１５．ＴＶカメラ、１６．特徴抽出
回路、１７．粒子分析部、１８．外部データ部、２１．
試料液入り口、２２．シース液入り口、２３．シース液
流れ、２４．ガイド付きノズル、２５．試料液流れ（斜
線部分）、２６．粒子検出領域、２７．静止画像取り込
み領域（粒子画像撮像領域）、８．試料液流れの方向、
９．測定粒子、３０．排出。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粒子が懸濁している試料液をシ−ス液と共
   にフロ−セルに流す手段と、前記粒子が前記フロ−セル
   の粒子画像撮像領域を通るとき、その粒子の静止画像を
   光学的に撮像する手段と、前記静止画像を用いて前記粒
   子の粒子解析を行う手段とを備え、前記粒子画像撮像領
   域を流れる前記試料液の、その流れの方向に対して直角
   な方向の寸法を試料液幅としたとき、前記粒子画像撮像
   領域の、前記試料液の流れの方向に対して直角な方向の
   寸法を前記試料液幅の変動の上限として定めると共に前
   記試料液幅の変動の下限を前記光学的撮像手段の焦点深
   度にもとづいて定めて、前記試料液幅が前記上限及び下
   限で規定される範囲を越えて変動しないように前記試料
   液及びシ−ス液の流量条件が設定されていることを特徴
   とするフロ−式粒子画像解析装置。
2. 【請求項２】前記試料液及びシ−ス液の流量条件は前記
   試料液の性質を考慮して設定されていることを特徴とす
   る請求項１に記載されたフロ−式粒子画像解析装置。
3. 【請求項３】前記試料液の性質は粘性及び該粘性の温度
   変化であることを特徴とする請求項２に記載されたフロ
   −式粒子画像解析装置。
4. 【請求項４】前記試料液の前記シ−ス液に対する流量比
   が最大となるように前記試料液及びシ−ス液の流量条件
   が設定されていることを特徴とする請求項１、２又は３
   に記載されたフロ−式粒子画像解析装置。
5. 【請求項５】粒子が懸濁している試料液をシ−ス液と共
   にフロ−セルに流す手段と、前記粒子が前記フロ−セル
   の粒子画像撮像領域を通るとき、その粒子の静止画像を
   光学的に撮像する手段と、前記静止画像を用いて前記粒
   子の粒子解析を行う手段とを備え、前記粒子画像撮像領
   域を流れる前記試料液の、その流れの方向に対して直角
   な方向の寸法を試料液幅としたとき、前記粒子画像撮像
   領域の、前記試料液の流れの方向に対して直角な方向の
   寸法を前記試料液幅の変動の上限として定めると共に前
   記試料液幅の変動の下限を前記光学的撮像手段の焦点深
   度にもとづいて定めて、前記試料液幅が前記上限及び下
   限で規定される範囲を越えないように前記試料液及び／
   又はシ−ス液の流量を制御することを特徴とするフロ−
   式粒子画像解析装置。
6. 【請求項６】粒子が懸濁している試料液をシ−ス液と共
   にフロ−セルに流す手段と、前記粒子が前記フロ−セル
   の粒子画像撮像領域を通るとき、その粒子の静止画像を
   光学的に撮像する手段と、前記静止画像を用いて前記粒
   子の粒子解析を行う手段とを備え、前記粒子画像撮像領
   域を流れる前記試料液の、その流れの方向に対して直角
   な方向の寸法を試料液幅としたとき、前記粒子画像撮像
   領域の、前記試料液の流れの方向に対して直角な方向の
   寸法を前記試料液幅の変動の上限として定めると共に前
   記試料液医幅の変動の下限を前記光学的撮像手段の焦点
   深度にもとづいて定めて、前記試料液幅が前記上限及び
   下限で規定される範囲内の実質的な一定値を示すように
   前記試料液及び／又はシ−ス液の流量を制御することを
   特徴とするフロ−式粒子画像解析装置。
7. 【請求項７】前記試料液の粘性を測定する手段を備え、
   その測定結果にもとづいて前記試料液及び／又はシ−ス
   液の流量を制御することを特徴とする請求項５又は６に
   記載されたフロ−式粒子画像解析装置。
8. 【請求項８】前記粘性測定手段は粘度計、前記試料液の
   温度を測定する手段、前記試料液及びシ−ス液をフロ−
   セルに流す手段の圧力損失を測定する手段、又は前記試
   料液中の蛋白量を測定する手段を含むことを特徴とする
   請求項７に記載されたフロ−式粒子画像解析装置。
9. 【請求項９】前記試料液の粘性の測定結果にもとづいて
   前記試料液の厚さを制御することを特徴とする請求項７
   に記載されたフロ−式粒子画像解析装置。