JPH10206421A - 走査型細胞測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特定のデータ領域内の各細胞又は各細胞内物
質を、効率よく正確に採集できる走査型細胞測定装置を
提供する。 【解決手段】 細胞集団標本７上で光ビームを顕微鏡対
物レンズ６で集光して二次元走査し、該光ビームによっ
て励起された細胞からの蛍光、反射光又は透過光を検出
器で検出し、検出した光電信号によって形成された走査
画像データを取り込み、該走査画像データに対する画像
処理によって細胞集団標本７内の各細胞の細胞内成分量
を定量測定する走査型細胞測定装置において、前記細胞
集団標本７内の各細胞の走査画像データを基にこれらの
座標位置データを求めるコンピュータ９０と、前記各細
胞又は各細胞内物質を操作又はマーキングする操作針３
１を用いた微小操作手段とを有し、前記座標位置データ
を基に各細胞と前記操作針３１との位置関係を制御する
よう構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、走査型細胞測定装
置に関する。

【０００２】スライドグラス上の細胞集団を光ビーム
（レーザ光線）を収束させたスポット光で走査し、該細
胞集団の個々の細胞が発する蛍光を検出し、走査画像デ
ータを画像処理して個々の細胞データを抽出して測定す
る「生物標本の複数の光学的特性を測定する方法及び装
置」（以下、「走査型サイトメータ」と称する）が、特
開平３−２５５３６５号公報に開示されている。

【０００３】この走査型サイトメータは、レーザ及び該
レーザビームを収束させたスポット光が固定され、単離
細胞浮遊液標本の細胞集団が、超音波振動で毎秒数万個
の水滴に分断されたジェット水流としてレーザスポット
光上を流れて通過するフローサイトメータに対し、スラ
イドグラス上に細胞が静置されており、レーザスポット
光が光学的及び／又は機械的に走査される点で、基本構
成に差がある。

【０００４】しかし、走査型サイトメータは、蛍光色素
で生化学的に標識された細胞集団にレーザスポット光を
照射、励起し、個々の細胞の発する蛍光を測光して高速
に測定し、個々の細胞の測定結果を細胞集団の免疫学的
特性、遺伝学的特性、細胞増殖性等を表す統計的なデー
タとして提示することを目的としている点においては、
フローサイトメータと同様である。

【０００５】走査型サイトメータは、スライドグラス上
の各細胞の座標位置を記録し、かつ座標位置の再現が可
能である。これにより、フローサイトメータに比べて、
統計データの中の特定のデータ領域内に細胞データを提
示した個々の細胞を顕微鏡視野内で再現し、顕微鏡観察
像と細胞データとを対応付けることができるという特徴
をもつ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特定の
データを提示した個々の細胞又は細胞内成分の採取、分
類を効率よく行う装置は未だ実現されていない。

【０００７】一方、フローサイトメータでは、例えば免
疫学的な陽性細胞と陰性細胞とを分離して成分分析する
等、特定の性質を持った細胞を分類するソーティング機
能がある。フローサイトメータによる細胞分類は、レー
ザスポット光を予め荷電された水滴に含まれる細胞が通
過した直後に、選別分類すべき細胞を測光値の大小で認
識し、ディフレクションプレートと称される偏向板に電
荷をかけ、該当する細胞を含んだ水滴を静電気による吸
引力又は反発力を利用して流路を分岐させ、別途用意さ
れた収集容器に収納することで達成される。

【０００８】従来のフローサイトメータによる細胞分類
作業においては、 １．動作原理上流路の分岐数に限りがあり（通常、吸引
側、反発側の二つ）、分類する種類の数を増やせない。 ２．測定細胞を含んだ水滴が、レーザ光路を通過して測
光後、ディフレクションプレートを通過するまでの遅延
時間（ｄｒｏｐ ｄｅｌａｙ ｔｉｍｅ）の調整状態に
よって、回収率の低下や誤入率の増加を引き起こす。 ３．測定中及び分類中に細胞形態を観察できず、分類す
る細胞を形態的に確認して選別することができない。即
ち、誤入率の増加を引き起こす可能性があっても、誤入
した細胞を確認して除外することができない。 という種々の課題がある。

【０００９】本発明は、サイトメータによる細胞集団の
自動測定時に、特定のデータ領域内の各細胞又は各細胞
内物質を、効率よく正確に採集できる走査型細胞測定装
置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
細胞集団標本上で光ビームを顕微鏡対物レンズで集光し
て二次元走査し、細胞からの蛍光を反射光または透過光
の少なくとも１つ検出器で検出し、検出器で検出した光
電信号によって形成された走査画像データを取り込み、
該走査画像データに対する画像処理によって細胞集団標
本内の各細胞の細胞内成分量を定量測定する走査型細胞
測定装置において、前記細胞集団標本内の各細胞の走査
画像データを基にこれらの座標位置データを求める座標
位置管理手段と、前記各細胞又は各細胞内物質を操作又
はマーキングする微小操作手段とを有し、前記座標位置
データを基に各細胞と前記微小操作手段との位置関係を
制御するよう構成したことを特徴とするものであるる。

【００１１】請求項２記載の発明は、請求項１記載の走
査型細胞測定装置において、前記微小操作手段が前記顕
徴鏡対物レンズに結合されていることを特徴とするもの
である。

【００１２】請求項３記載の発明は、細胞集団標本上で
光ビームを顕微鏡対物レンズで集光して二次元走査し、
細胞からの蛍光、反射光または透過光の少なくとも１つ
を検出器で検出し、検出器で検出した光電信号によって
形成された走査画像データを取り込み、該走査画像デー
タに対する画像処理によって細胞集団標本内の各細胞の
細胞内成分量を定量測定する走査型細胞測定装置におい
て、前記細胞集団標本内の各細胞の走査画像データを基
にこれらの座標位置データを求める座標位置管理手段
と、前記顕微鏡対物レンズの視野内に至らない領域に操
作先端が配置され、前記各細胞又は各細胞内物質を操作
又はマーキングする微小操作手段と、前記微小操作手段
の操作先端による操作又はマーキング位置を観察する実
体顕微鏡とを有し、前記座標位置データを基に各細胞と
前記微小操作手段との位置関係を制御しつつ前記実体顕
微鏡により前記微小操作手段の操作先端による操作又は
マーキング位置を観察可能に構成したことを特徴とする
ものである。

【００１３】本発明によれば、細胞集団標本を光ビーム
を収束させたスポットで走査し、例えば個々の細胞が発
する蛍光を検出し、走査画像データを画像処理して個々
の細胞データを抽出して測定する走査型サイトメータに
よる細胞集団の自動測定後に、座標位置管理手段により
特定の細胞データ領域内の各細胞の座標位置データを順
次再現し、顕微鏡で観察しながら前記微小操作手段を操
作することにより、各細胞又は各細胞内物質を効率よく
正確に採集したりマーキングすることができる。

【００１４】また、本発明によれば、前記微小操作手段
が前記顕徴鏡対物レンズ又は前記顕微鏡対物レンズと同
形状の部品に結合されている構成としたので、前記微小
操作手段を駆動する駆動機構を格別に設けなくても顕微
鏡の合焦により代用することが可能となり、顕微鏡対物
レンズ回りの構成の簡略化が図れる。

【００１５】さらに、本発明によれば、前記座標位置デ
ータを基に、各細胞と前記顕微鏡対物レンズの光軸から
所定の距離だけ離れた位置に操作先端が配置された前記
微小操作手段との位置関係を制御しつつ対物レンズから
離間した前記実体顕微鏡により前記微小操作手段の操作
先端による操作又はマーキング位置を観察可能に構成し
たので、前記実体顕微鏡により前記微小操作手段の操作
先端を立体的に観察しつつ確実に各細胞の採取等を実現
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態で用
いる走査型サイトメータの基本構成と基本動作を説明す
る。図１に機械−光学系を、図２に走査型サイトメータ
の電気系のブロック図を、図３に測定処理の大まかな流
れを表すフローチャートを各々示す。

【００１７】図１に示す走査型サイトメータの蛍光測光
光学系において、レーザ１より出射したレーザビーム
は、ビームスプリッタとして例えばダイクロイックミラ
ー２で反射され、図２の紙面に直交する図示されていな
い回転軸を中心に回動するガルバノメーターミラー３で
反射し、偏向される。ガルバノメーターミラー３で反
射、偏向されたレーザビームは、瞳投影レンズ４で対物
レンズ像面２５上に結像され、紙面上で上下方向に走査
される走査スポット光を形成する。該走査スポット光
は、対物レンズ６によって標本７上に投影され、微小ス
ポット光として標本７上の細胞集団を紙面上で左右方向
に走査する。該微小スポット光によって励起された個々
の細胞からの蛍光は、ガルバノメーターミラー３まで光
路を逆行する。

【００１８】ここで、ガルバノメーターミラー３は、瞳
投影レンズ４によって対物レンズ６の瞳と共役の関係に
なっているため、標本７面からの蛍光は、ガルバノメー
ターミラー３の走査偏向角度に依存することなく、レー
ザ光路へ通って行く。標本７面からの蛍光は、ダイクロ
イックミラー２を透過し、光電子増倍管１５に入射して
光電検出される。

【００１９】また、前記レーザビームをガルバノメータ
ーミラー３による光路偏向手段で標本７面上で紙面上の
左右方向に走査しながら、走査ステージ１７で標本７を
紙面に直交する方向に移動させる。これにより、標本７
面をレーザスポット光で二次元走査することができ、蛍
光色素標識された細胞成分の蛍光測光が可能となる。

【００２０】ここで、光路切換ミラー５は光路から挿脱
可能に設けられており、光路から取り除くことにより、
標本像を顕微鏡観察光学系１６ヘ導くことができ、透過
照明光学系１２や落射蛍光投光管１９による照明を用い
て通常の顕微鏡として用いることができ、標本７の面を
透過顕微鏡像や落射蛍光顕微鏡像を接眼レンズを通して
肉眼で顕微鏡観察したり、テレビカメラや写真撮影装置
で撮影したりすることができる。

【００２１】また、光路切換ミラー５をビームスプリッ
ターに置き換え、走査、測光光路と顕微鏡光路とを同時
に使用可能に構成してもよい。

【００２２】次に、図２に基づき、前記走査型サイトメ
ータの電気系の構成と作用を説明する。光電子増倍管Ｐ
ＭＴ１，ＰＭＴ２で検出した光電信号は、各々の検出信
号（チャンネルと呼ぶ）毎に設けられた信号処理系統で
処理され、コンピュータ９０内の拡張スロット上のメモ
リーボード９１に設けられた各チャンネルｃｈ．１、ｃ
ｈ．２毎のメモリー回路に転送され記憶されていく。

【００２３】即ち、光電子増倍管ＰＭＴ１，ＰＭＴ２で
検出した光電信号は、ヘッドアンプ（Ｈｅａｄ Ａｍ
ｐ）７２ａ、７２ｂで増幅された後、アナログ積分器
（Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｔｅｇ．）７３ａ、７３ｂでノイ
ズを除去し、アナログ／ディジタル変換器（Ａ／Ｄ）７
４ａ、７４ｂで１２ビットのディジタル信号に変換さ
れ、ディジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）（ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭを含む）７５ａ、７５ｂによって信号処理さ
れ、メモリーボード９１に設けられた各チャンネルｃ
ｈ．１、ｃｈ．２に転送される。

【００２４】コンピュータ９０の拡張スロットには、Ｉ
ＥＥＥ−４８８規格に基づくＧＰＩＢ（Ｇｅｎｒａｌ
Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｂｕｓ）制御を
行うＧＰＩＢボード９２が設けられており、装置側のＧ
ＰＩＢインタフェース制御回路（ＧＰＩＢ Ｉ／Ｆ）８
４を介して、装置側のＣＰＵ８０（中央演算処理装置）
とコンピュータ９０の間で通信を行うようになってい
る。

【００２５】装置側のＣＰＵバス（ＣＰＵ Ｂｕｓ）８
１には、走査ステージのＸ軸、Ｙ軸を各々駆動する二つ
のステッピングモータ８５ａ、８５ｂの駆動制御を行う
モータコントローラ８２ａ、８２ｂ及び二つのステッピ
ングモータ８５ａ、８５ｂを駆動するモータドライバ８
３ａ、８３ｂ、ガルバノメータミラー３を駆動するガル
バノメータモータ３ａの駆動波形を生成する波形発生回
路であるディジタル／アナログ変換器（Ｄ／Ａ）８７、
８８、それぞれの光電子増倍管ＰＭＴ１、ＰＭＴ２の陰
極への印可電圧を発生し増倍率を制御するディジタル／
アナログ変換器（Ｄ／Ａ）７６ａ、７６ｂ及び、それぞ
れの光電子増倍管ＰＭＴ１、ＰＭＴ２で検出した光電信
号のオフセット調整電圧を発生するディジタル／アナロ
グ変換器（Ｄ／Ａ）７７ａ、７７ｂが接続されている。
さらに、ＣＰＵバス８１には、リモーコントロールユニ
ット（ＲＣＵ）８９、入出力ユニット（Ｉ／Ｏ）７９等
が接続されている。

【００２６】本実施の形態で用いるコンピュータ９０
は、例えばＩＢＭ社ＰＣ／ＡＴ又はそのコンバチブル機
であり、コンピュータモニタディスプレイ用のビデオ・
グラフィック・アダプター（ＶＧＡ）ボード以外に、少
なくとも二つの拡張スロットを有していることが必要で
ある。二つのスロットには、１枚のメモリーカードとＧ
ＰＩＢボード９２を実装するようになっている。

【００２７】以上の光学系及び電気系の構成において、
コンピュータ９０からのＧＰＩＢ制御コマンドによっ
て、走査及び信号処理等、装置の動作を包括的にコント
ロールし、標本をレーザビームで二次元走査して複数の
蛍光を検出し、走査画像データを得ることができる。

【００２８】図３に、走査型サイトメータによる測定の
流れを示す。まず、標本７を走査ステージ１７上にセッ
トし（ステップＳ１）、標本走査領域、ゲイン、オフセ
ット等の測定条件をコンピュータ９０に入力する（ステ
ップＳ２）。次に、コンピュータ９０により細胞データ
リストを初期化し（ステップＳ３）、前記レーザビーム
により標本７を走査画像メモリ１枚分のメモリ容量で限
定される小走査領域ごとに区切って二次元走査しながら
光電信号をディジタル化してコンピュータ９０上のメモ
リボード９１に走査画像データを転送する（ステップＳ
４）。

【００２９】各小走査領域毎の走査画像データは、その
都度コンピュータ９０によって処理され（ステップＳ
５）、各細胞毎に相当する領域を抽出し、細胞の座標位
置を算出すると同時に、細胞内の測光値の総和である積
算測光値（Ｖａｌｕｅ）、細胞内の測光値の最大値であ
る最大測光値（Ｐｅａｋ）、面積（Ａｒｅａ）、外周長
（Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）等の細胞情報を算出し、細胞の
細胞データリストを作成し追記して行く（ステップＳ
６）。そして、所定の走査領域全体の細胞データリスト
を作成し終わったところで（ステップＳ７）測定は終了
する（ステップＳ８）。

【００３０】このような測定の結果得られた細胞データ
リストは、データファイルとして保存され、ドットヒス
トグラム表示等、統計的な演算処理を受けながらコンピ
ュータ９０の表示画面に表示される（ステップＳ９）。

【００３１】走査型サイトメーターによる測定結果の一
例として、リンパ球の表面抗原を蛍光標識して測定した
データの、コンピュータ表示画面に表示されたドットヒ
ストグラムを図４に示す。

【００３２】ここで、コンピュータソフトウエアによっ
て、コンピュータ表示画面上でデータの領域Ａ（図４に
示す）を設定し、細胞のリコールを指示すると、測定さ
れた順番に細胞データリストを開きながら、領域Ａに該
当する細胞データが出てきた時点で該当する細胞の座標
位置データをＧＰＩＢ制御コマンドとしてコンピュータ
９０から走査ステージ１７のモータコントローラ８２
ａ、８２ｂヘ送り、走査ステージ１７のＸ軸、Ｙ軸の位
置を再現することができる。

【００３３】このとき、図１に示す光路切換ミラー５を
光路から外すことにより、顕微鏡観察光学系１６によっ
て、位置再現された標本７の細胞を観察し撮影すること
ができる。図４に表示状態を示す標本７の場合、細胞集
団内に面積が大小に異なる２つの部分集合が存在するこ
とが分かるが、それぞれの部分集合に属する個々の細胞
を順次位置再現しながら顕微鏡観察、撮影することで形
熊的な解析を行うことができる。

【００３４】このように本実施の形態に用いられる走査
型サイトメータは、順次位置再現された個々の細胞観察
・撮影し形態解析する装置である。

【００３５】次に、本発明の具体的な実施の形態１乃至
５を説明する。 （実施の形態１）図５に実施の形態１の走査型サイトメ
ータを示す。顕微鏡本体２１内部には、既述した走査型
サイトメータの光学系が構成されており、光切換レバー
２２の操作によって、光路切換ミラー５の挿脱を行い、
顕微鏡観察光学系１６へ光路を切り換えることが可能と
なっている。また、顕微鏡観察光学系１６においては、
接眼レンズ２３を通して肉眼観察することもできるし、
ＴＶカメラ２０で撮影することも可能である。

【００３６】ＴＶカメラ２０の映像信号は、コンピュー
タ９０ヘ接続して、コンピュータモニタ９０ａ上で映像
を観察することができる。顕微鏡本体２１の右側には、
支持台３３、駆動機構３２、操作針３１によって構成さ
れる微小操作手段としてのマイクロマニピレータが配置
されている。前記操作針３１の先端は、顕微鏡対物レン
ズ６の光軸中心に達するように構成されており、標本７
の細胞を順次位置再現して顕微鏡観察しながら、駆動機
構３２よって操作針３１を操作し、細胞を採取すること
ができるようになっている。

【００３７】尚、前記操作針３１には、用途に応じて吸
引装置や注入装置、マーキング装置等を付加して、細胞
に対する種々の操作を行ったり、微小電極を取り付けて
電気生理学的な実験を行うことも可能である。また、取
り付けるマイクロマニピレータの数は一個に限定される
ものではなく、複数のマイクロニピレータを組み合わせ
て使用することで、複数種類の細胞を採取したり、より
高度な実験を行うことを可能とする構成としてもよい。

【００３８】前記駆動機構３２は、操作針３１を三次元
駆動させることが望ましいが、顕微鏡本体２１の合焦機
構によって、走査ステージ１７が対物レンズ６の光軸方
向（図５の紙面上、上下方向）に位置調整が可能であれ
ば、該当方向への駆動は顕微鏡本体２１の合焦機構によ
る代用が可能である。また、走査ステージ１７はＸ−Ｙ
二次元に移動可能であり、走査ステージ１７の微小移動
によって駆動機構３２の動作を代用することもできる。

【００３９】前記駆動機構３２の制御は、油圧機構や機
械的減速機構を介して顕微鏡を観察しながら手動で操作
してもよいし、電動機構を採用してコンピュータ９０と
接続し、コンピュータモニタ９０ａ上に映されるＴＶカ
メラ２０の映像を観察しながらコンピュータ９０を介し
て操作してもよい。ここで、ＴＶカメラ２０の画像をコ
ンピュータ４１で画像認識し、コンピュータ９０からの
指令によって電動機構を制御することも可能であり、自
動化によって細胞採取をより容易に行うこができる。

【００４０】前記標本７は、スライドグラス標本であ
り、細胞採取時にはカバーグラスを取り外しておく。本
実施の形態１においては、顕微鏡本体２１を正立型顕微
鏡として図示したが、同様の構成は倒立型顕微鏡によっ
ても構成可能であることは言うまでもない。倒立型顕微
鏡による場合、マイクロマニピレータはステージ上面
（対物レンズの反対側）から標本７を操作することにな
り、シャーレ等の培養容器やマイクロテストプレート
等、上面解放型の容器の中の標本７の細胞を操作するこ
とが可能になる。

【００４１】本実施の形態１によれば、順次位置再現さ
れた個々の細胞を顕微鏡で観察し、その形態を確認しな
がら細胞を採集することができる。このため、細胞の誤
入の虞れがなく正確に分類できる。また、顕微鏡による
拡大倍率を上げて細胞内の一部分、例えば、染色体、ミ
トコンドリア、細胞膜、細胞質等を観察しながら選択的
に採集し分類することも可能であり、より精度の高い実
験が可能になる。

【００４２】（実施の形態２）図６に、本発明の実施の
形態２を示す。本実施の形態２では、操作針３１の針先
は顕微鏡対物レンズ６の光軸から所定の距離だけ離間し
た顕微鏡本体２１の右側に配置されている。これによ
り、操作針３１の突き出し量が減少して剛性を高めるこ
とができるとともに、顕微鏡対物レンズ６の作動距離に
よる高さ方向のスペースの制約から解放される。

【００４３】走査ステージ１７は、右側へのストローク
を拡張し、順次位置再現する個々の細胞の再現位置が操
作針３１の直下になるように、顕微鏡対物レンズ６の光
軸中心と操作針３１の先端との位置ズレ量を予めコンピ
ュータ９０に設定し、個々の細胞の再現位置を補正す
る。

【００４４】また、本実施の形態２では、順次位置再現
された個々の細胞と操作針３１の先端部を観察するため
に、対物レンズ６と干渉しないように実体顕微鏡２４を
離間して設置している。これにより、マイクロマニピレ
ータの操作針３１を立体的に観察しながら操作でき、細
胞採取が容易になる。また、作動距離の長い実体顕微鏡
２４を用いることにより、対物レンズから試料までの距
離を長くできるから、マイクロマニピレータの操作空間
が増大し、複数のマイクロマニピレータによるより複雑
な実験を実行することが容易となるとともに、操作針３
１の傾斜角度を大きく設定できるので、細胞採取等の操
作性が向上する。

【００４５】（実施の形態３）図７（ａ），（ｂ）に本
発明の実施の形態３を示す。本実施の形態３において
は、実施の形態１における操作針３１と駆動機構３２を
一体化したマイクロマニピレータ６１（図７（ｂ）参
照）を、固定アーム５１を介して顕微鏡対物レンズ６に
取り付けた構成（図７（ａ）参照）が特徴である。この
場合、操作針３１の先端を対向レンズ６の焦点位置に合
致させ、操作時以外の通常の状態では駆動機構３２によ
り試料面から離れる方向に退避せしめられている。駆動
機構３２は、圧電アクチュエータによって構成する。対
物レンズ６と走査ステージ１７上の標本７との間隔は合
焦機構によって調整されるので、合焦時に駆動機構３２
により操作針３１の先端を対物レンズ６の焦点位置まで
復帰させることにより操作針３１が光軸上の細胞に自動
的に操作される。

【００４６】また、本実施の形態３においては、顕微鏡
の側面にマイクロマニピレータの支持台を設置する必要
がなくなるので、机上占有面積が小さくてすむ他、標本
から針先までの機構保持部品の距離が短縮されるため、
マイクロマニピレータの剛性及び機械的安定度が向上す
る。

【００４７】さらに、マイクロマニピレータ６１の駆動
機構３２を省略しても、顕微鏡の合焦機構と走査ステー
ジ１７の二次元移動とを併用することによって、操作針
３１と標本７とを相対的に三次元的に微小移動させるこ
ともできる。また、合焦した状態で標本７をＸＹ方向に
移動させても、操作時以外は操作針３１が標本７から離
間しているので操作針３１により標本７にキズを付ける
ことがない。

【００４８】（実施の形態４）図８に本発明の実施の形
態４を示す。本実施の形態４においては、実施の形態３
におけるマイクロマニピレータ６１を、対物レンズ６光
軸上に配置した以外は同一構成を成している。これによ
り、突端の形態３と同様作用効果の他に操作針３１の針
先は、顕微鏡視野の中央の一点として顕微鏡で観察でき
るので、操作位置を確認しながら所望する細胞を観察す
ることができるとともに、素早く操作を開示できる。

【００４９】また、コンピュータ９０からの指令によっ
て走査ステージ１７の二次元移動と合焦機構を電動制御
して各細胞の座標位置を記録しておくことにより、合焦
機構と走査ステージ１７を予めプログラムした細胞採取
動作にしたがって三次元的に駆動させる、各細胞の座標
位置を順次再現することで、細胞採取を完全に自動化す
ることができる。このことは、上記実施の形態３にも有
効であり、同様の作用効果が得られることはいうまでも
ない。

【００５０】（実施の形態５）図９に本発明の実施の形
態５を示す。本実施の形態５においては、倒立型顕微鏡
２１に搭載された走査ステージ１７を、コンピュータ９
０によって制御するように構成している。ここで、コン
ピュータ９０と走査ステージ１７は、上述した走査型サ
イトメータと互換性を持つように構成されている。

【００５１】即ち、コンピュータ９０は走査型サイトメ
ータで得られたデータを受け取ってコンピュータモニタ
９０ａ上で図４に示すようなドットヒストグラムを表示
することができ、ゴンピュータソフトウエアによって、
コンピュータ画面上でデータの領域Ａ（図４に示す）を
設定し、細胞のリコールを指示すると、既述したごとく
測定された順番に細胞データリストを開きながら、領域
Ａに該当する細胞データが出てきた時点で該当する細胞
の座標位置データをＧＰＩＢ制御コマンドとしてコンピ
ュータ９０から走査ステージ１７のＸ軸、Ｙ軸用の前記
モータコントローラ８２ａ、８２ｂへ送り、走査ステー
ジ１７のＸ軸、Ｙ軸の位置を再現することができる。

【００５２】即ち、測定に用いた標本と同一の標本７を
走査ステージ１７に載置しておけば、走査型サイトメー
タ内での動作と同様に、図４に示す領域Ａに入る細胞デ
ータを示した個々の細胞が、顕微鏡対物レンズ６の視野
中央に順次位置再現されることになる。また、前記倒立
型顕微鏡２１の傍らにおいて、支持台３３、駆動機構３
２、操作針３１によって構成されるマイクロマニピレー
タを構成している。このマイクロマニピレータによっ
て、順次位置再現された細胞又は細胞物質を採集し分類
することができることはいうまでもない。

【００５３】本実施の形態５では、倒立型顕微鏡２１を
用いて動作を説明したが、実体顕微鏡２４や正立型顕微
鏡を用いても、同様にして走査型サイトメータと互換性
のある細胞採取専用のシステムを構成可能である。

【００５４】また、実施の形態１の場合と同様に、駆動
機構３２の制御に電動機構を採用してコンピュータ９０
と接続し、ＴＶカメラ２０の画像をコンピュータ９０で
画像認識し、コンピュータ９０からの指令によって電動
機構を制御する自動化システムを構築することも可能で
ある。

【００５５】さらに、実施の形態１のシステムで標本７
上の個々の細胞をマーキングしておけば、走査ステージ
１７とコンピュータ９０とに依存せずに、接眼レンズ２
３を通して細胞を観察しながら走査ステージ１７とマイ
クロマニピレータを手動で操作することによって、マー
キングされた細胞を採集することも可能である。この場
合、コンピュータ９０や、電動システムは不要であり、
マイクロマニピレータの付いたどのような顕微鏡を用い
ても、採集・分類を行うことが可能となる。

【００５６】以上、本発明の実施の形態１乃至５の説明
においては、微小操作手段として、操作針を用いて細胞
を機械的に操作・分類するメカニカルなマイクロマニピ
レータを用いる場合を示した。

【００５７】しかしながら、本発明の趣旨は機械的な構
成の微小操作手段を用いる場合に限定されるものではな
く、レーザを用いて細胞を焼き切るレーザマニピュレー
タやレーザの屈折力によって細胞を保持するレーザトラ
ッピング法等、光学的に細胞を操作する場合、あるい
は、電気的引力・反発力を利用して細胞を移動させる場
合等、非接触方式による微小操作手段を用いる場合にも
同様に適用することが可能である。

【００５８】以上説明した本発明の実施の形態によれ
ば、以下の構成を付記することができる。 （１）請求項１記載の装置において、前記微小操作手段
をレーザ又は電気的引力・反発力を利用した非接触方式
で構成する。この構成によれば、コンピュータ９０によ
る制御でメカニカルな操作針を使用しない細胞の採集・
分類を行う自動化システムを構築することが可能とな
る。 （２）請求項１記載の装置の基本的構成を利用し、個々
の細胞にマーキングを施し、顕微鏡を用いてその接眼レ
ンズを通して細胞を観察しながら走査ステージとマイク
ロマニピレータを手動で操作する細胞測定方法。この細
胞測定方法によれば、コンピュータ制御に依存すること
なく細胞の採集・分類を行うことが可能となる。

【００５９】（３）前記微小操作手段の操作針の駆動機
構を顕微鏡の合焦機構を用いて構成し、標本を載置する
ステージの２次元移動と顕微鏡の合焦機構とにより前記
操作針を３次元に駆動可能とした走査型細胞測定装置。
この構成により、微小操作手段のスペースが簡略化し省
スペースを図れ、かつ、操作針の剛性強化、安定性の向
上が可能となる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、標本の細
胞集団の自動測定後に、特定のデータ領域内に入る細胞
データを提示した各細胞又は各細胞内物質を、効率よく
正確に採取し、所望の細胞分類を行うことが可能な走査
型細胞測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の走査型細胞測定装置の機
械−光学系を示す概略図である。

【図２】本発明の実施の形態の走査型サイトメータの電
気系のブロック図である。

【図３】本発明の実施の形態の走査型サイトメータの測
定処理の大まかな流れを表すフローチャートである。

【図４】本発明の実施の形態における特定領域の積算測
光値と面積との関係を示すヒストグラムである。

【図５】本発明の実施の形態１の走査型サイトメータの
構成を示す正面図である。

【図６】本発明の実施の形態２の走査型サイトメータの
構成を示す正面図である。

【図７】（ａ）は、本発明の実施の形態３の走査型サイ
トメータの微小操作手段及び走査ステージを示す概略
図、（ｂ）は、本発明の実施の形態３の走査型のサイト
メータの微小操作手段としてのマイクロマニピレータの
側面図である。

【図８】本発明の実施の形態４の走査型サイトメータの
微小操作手段及び走査ステージを示す概略図である。

【図９】本発明の実施の形態５の走査型サイトメータの
構成を示す正面図である。

【符号の説明】

１ レーザー ２ ダイクロイックミラー ３ ガルバノメーターミラー ４ 瞳投影レンズ ６ 対物レンズ ７ 標本 １２ 透過照明光学系 １５ 光電子増倍管 １６ 顕微鏡観察光学系 １７ 走査ステージ １８ スポット投影レンズ １９ 落射蛍光投光管 ２１ 顕微鏡本体 ２３ 接眼レンズ ２５ 対物レンズ像面 ３１ 操作針 ３２ 駆動機構 ３３ 支持台 ８０ ＣＰＵ ９０ コンピュータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ０２Ｂ 21/32 Ｇ０２Ｂ 21/32

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細胞集団標本上で光ビームを顕微鏡対物
   レンズで集光して二次元走査し、細胞からの蛍光、反射
   光または透過光の少なくとも１つを検出器で検出し、検
   出器で検出した光電信号によって形成された走査画像デ
   ータを取り込み、該走査画像データに対する画像処理に
   よって細胞集団標本内の各細胞の細胞内成分量を定量測
   定する走査型細胞測定装置において、 前記細胞集団標本内の各細胞の走査画像データを基にこ
   れらの座標位置データを求める座標位置管理手段と、 前記各細胞又は各細胞内物質を操作又はマーキングする
   微小操作手段とを有し、 前記座標位置データを基に各細胞と前記微小操作手段と
   の位置関係を制御するよう構成したことを特徴とする走
   査型細胞測定装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の走査型細胞測定装置にお
   いて、前記微小操作手段が前記顕徴鏡対物レンズに結合
   されていることを特徴とする走査型細胞測定装置。
3. 【請求項３】 細胞集団標本上で光ビームを顕微鏡対物
   レンズで集光して二次元走査し、細胞からの蛍光、反射
   光または透過光の少なくとも１つを検出器で検出し、検
   出器で検出した光電信号によって形成された走査画像デ
   ータを取り込み、該走査画像データに対する画像処理に
   よって細胞集団標本内の各細胞の細胞内成分量を定量測
   定する走査型細胞測定装置において、 前記細胞集団標本内の各細胞の走査画像データを基にこ
   れらの座標位置データを求める座標位置管理手段と、 前記顕微鏡対物レンズの光軸から所定の距離だけ離れた
   位置に操作先端が配置され、前記各細胞又は各細胞内物
   質を操作又はマーキングする微小操作手段と、 前記顕微鏡対物レンズから離間し、前記微小操作手段の
   操作先端による操作又はマーキング位置を観察する実体
   顕微鏡とを有し、 前記座標位置データを基に各細胞と前記微小操作手段と
   の位置関係を制御しつつ前記実体顕微鏡により前記微小
   操作手段の操作先端による操作又はマーキング位置を観
   察可能に構成したことを特徴とする走査型細胞測定装
   置。