JPS60248164A - 生体細胞分析装置 - Google Patents
生体細胞分析装置Info
- Publication number
- JPS60248164A JPS60248164A JP10455984A JP10455984A JPS60248164A JP S60248164 A JPS60248164 A JP S60248164A JP 10455984 A JP10455984 A JP 10455984A JP 10455984 A JP10455984 A JP 10455984A JP S60248164 A JPS60248164 A JP S60248164A
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- JP
- Japan
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- cell
- cells
- flow
- dna
- light
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は生体細胞の分析装置に係り、特に生細胞を取扱
うのに好適な細胞の検出法に関する。
うのに好適な細胞の検出法に関する。
生体細胞分析装置とは、細胞浮遊液を同方向に流れる速
い流れの中に静かに注入することにより細胞の流れる軸
を定め、流れ中の個々の細胞からの光学的、電気的信号
を検出して、細胞の性質、栂造を分析するものである。
い流れの中に静かに注入することにより細胞の流れる軸
を定め、流れ中の個々の細胞からの光学的、電気的信号
を検出して、細胞の性質、栂造を分析するものである。
さらにその分析結果に基づき、液滴化した上記流れを帯
電させ、落下途中で静電場による偏向を加え、各細胞の
性状に応じた複数の容器に分離収集する分離装置を付加
することもある。
電させ、落下途中で静電場による偏向を加え、各細胞の
性状に応じた複数の容器に分離収集する分離装置を付加
することもある。
細胞の分析手法は、電子技術総合研究所業報、４４巻、
３号、２２〜５８頁（１９８０） 、野口義夫「種々の
フロー・サイトメータの現状についての調査」ｌに示さ
れている。とくにその４７〜４９頁に示されるように従
来、レーザ光を照射した時の散乱光、螢光の測定が主に
行われてきた。散乱光の測定では細胞の散乱断面積、す
なわち大きさしか分らず、細胞内のＤＡＮ量、たん白質
量等といった細胞の詳しい性質を測定するには螢光量の
計測が必要であった。しかるに、ＤＮＡ、たん白質等の
物質は螢光を発しないものが多いため、螢光体による染
色が必要となる。しかし、生細胞を染色できる螢光染料
はあまり多くなく、またこういった染料では螢光の発光
強度が不十分である。
３号、２２〜５８頁（１９８０） 、野口義夫「種々の
フロー・サイトメータの現状についての調査」ｌに示さ
れている。とくにその４７〜４９頁に示されるように従
来、レーザ光を照射した時の散乱光、螢光の測定が主に
行われてきた。散乱光の測定では細胞の散乱断面積、す
なわち大きさしか分らず、細胞内のＤＡＮ量、たん白質
量等といった細胞の詳しい性質を測定するには螢光量の
計測が必要であった。しかるに、ＤＮＡ、たん白質等の
物質は螢光を発しないものが多いため、螢光体による染
色が必要となる。しかし、生細胞を染色できる螢光染料
はあまり多くなく、またこういった染料では螢光の発光
強度が不十分である。
さらに、分析分離後に細胞から染料を取り除く処理も必
要となる。しかも染色、脱染色の処理は複雑で長時間を
要するものである。このため、染色。
要となる。しかも染色、脱染色の処理は複雑で長時間を
要するものである。このため、染色。
脱染色の処理を必要とせず、生きたままの細胞の取扱い
を容易にする、非染色での細胞内ＤＮＡ、たん白質量の
計測手法が望まれている。
を容易にする、非染色での細胞内ＤＮＡ、たん白質量の
計測手法が望まれている。
本発明の目的は、生体細胞分析装置において非染色で細
胞のＤＮＡ量、たん白質量等の計測が可能な手段を提供
することにある。
胞のＤＮＡ量、たん白質量等の計測が可能な手段を提供
することにある。
従来の生体細胞分析装置では、細胞内のＤＮＡ、たん白
質量を光で直接励起しても螢光を発しないため、″これ
らの物質と選択的に結合する螢光体で染色し、螢光体か
らの螢光により該物質の量を計測していた。本発明は、
ＤＮＡあるいはたん白質を光で励起した時に発生する熱
を液体内の圧力変化として検出しようとするものであり
、これによれば、染色することなくＤＮＡあるいはたん
白質の計測が可能となる。液体内の圧力変化を検出する
センサとしては、例えばＰＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛
系セラミックス）などの圧電素子がある。
質量を光で直接励起しても螢光を発しないため、″これ
らの物質と選択的に結合する螢光体で染色し、螢光体か
らの螢光により該物質の量を計測していた。本発明は、
ＤＮＡあるいはたん白質を光で励起した時に発生する熱
を液体内の圧力変化として検出しようとするものであり
、これによれば、染色することなくＤＮＡあるいはたん
白質の計測が可能となる。液体内の圧力変化を検出する
センサとしては、例えばＰＺＴ（ジルコン・チタン酸鉛
系セラミックス）などの圧電素子がある。
以下で光音響効果を検出するセンサとしてＰＺＴを用い
た場合の感度の検討を行う。
た場合の感度の検討を行う。
生体細胞分析装置における細胞浮遊溶液の流れの径は１
００μｍ程度なので、ＰＺＴとしては内径１００μｍの
ドーナツ状円盤を用いる。この形状のＰＺＴは１００ｎ
ｂａｒの圧力変化に対して出力電圧の変化はｉｎＶ程度
である。一方、細胞１個に含まれるＤＮＡの塩基数をヒ
トの細胞の場合の３Ｘ１０”個とし、これを出力１ｍＷ
、波長２５７ｎｍのレーザ光（Ａｒ＋イオンレーザ５１
５ｎｍの倍波）で励磁する場合を考えると、細胞浮遊溶
液の流れの速度を１０ ｍ ／ ｓｅｃとして、その圧
力変化は１４０ｎｂａｒと見積れる。したがってＰＺＴ
からの信号は１ｎＶ以上得られ十分検出可能である。す
なわち、一般の生体細胞分析装置における流れの条件（
流れの径１００μｍ、流速１０ｍ／秒）下で、ヒトの細
胞を検出できる。
００μｍ程度なので、ＰＺＴとしては内径１００μｍの
ドーナツ状円盤を用いる。この形状のＰＺＴは１００ｎ
ｂａｒの圧力変化に対して出力電圧の変化はｉｎＶ程度
である。一方、細胞１個に含まれるＤＮＡの塩基数をヒ
トの細胞の場合の３Ｘ１０”個とし、これを出力１ｍＷ
、波長２５７ｎｍのレーザ光（Ａｒ＋イオンレーザ５１
５ｎｍの倍波）で励磁する場合を考えると、細胞浮遊溶
液の流れの速度を１０ ｍ ／ ｓｅｃとして、その圧
力変化は１４０ｎｂａｒと見積れる。したがってＰＺＴ
からの信号は１ｎＶ以上得られ十分検出可能である。す
なわち、一般の生体細胞分析装置における流れの条件（
流れの径１００μｍ、流速１０ｍ／秒）下で、ヒトの細
胞を検出できる。
次に細胞の処理個数の検討を行う。細胞を直径１０μｍ
の球形とすると、その熱伝導率、熱容量から、細胞内に
均等に吸収された熱の放出に要する時間が５０μｓｅｃ
と見積れる。すなわち流速１０ ｍ ／ ｓｅｃでは、
流れ方向０．５＋＋ｎ の長さにわたって圧力変形が立
ち上がる。したがってＰＺＴの流れ方向の長さを０．５
ｍとすると、細胞の通過個数の分布はポアソン分布と仮
定できるので１％の細胞の同時通過の確率の時に、細胞
の処理個数は１００個／ｓｅｃとなる。
の球形とすると、その熱伝導率、熱容量から、細胞内に
均等に吸収された熱の放出に要する時間が５０μｓｅｃ
と見積れる。すなわち流速１０ ｍ ／ ｓｅｃでは、
流れ方向０．５＋＋ｎ の長さにわたって圧力変形が立
ち上がる。したがってＰＺＴの流れ方向の長さを０．５
ｍとすると、細胞の通過個数の分布はポアソン分布と仮
定できるので１％の細胞の同時通過の確率の時に、細胞
の処理個数は１００個／ｓｅｃとなる。
本発明では、細胞内のＤＮＡあるいはたん白質を直接励
起するため、紫外域のレーザを用いる。
起するため、紫外域のレーザを用いる。
特にＤＮＡの直接励起には上記のＡｒ＋イオンレーザ５
１５ｎｍの２倍波２５７ｎｍが好適である。
１５ｎｍの２倍波２５７ｎｍが好適である。
しかし、紫外域の吸収は広がりをもつため、１つのレー
ザ光でＤＮＡのみを励磁することは困難である。このた
め、ＤＮＡとたん白質の量を分離して測定する必要があ
る場合には、２つの波長のレーザ光を用いて、それぞれ
に対する信号比から分析を行うことが可能である。例え
ば、２５７ｎｍのほかに、Ａｒ＋レーザ４８８ ｎｒｎ
の２倍波２４４ｎｍを併せて用いることができる。
ザ光でＤＮＡのみを励磁することは困難である。このた
め、ＤＮＡとたん白質の量を分離して測定する必要があ
る場合には、２つの波長のレーザ光を用いて、それぞれ
に対する信号比から分析を行うことが可能である。例え
ば、２５７ｎｍのほかに、Ａｒ＋レーザ４８８ ｎｒｎ
の２倍波２４４ｎｍを併せて用いることができる。
Ｃ発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。加圧
した細胞浮遊液】をノズル３を通してセル５内に噴出す
ると、これより若干圧力の低い生理食塩水２が送り込ま
れているために、細胞浮遊液１の流れは生理食塩水２に
包み込まれる状態で一直線にセル５内の中央を流れ、検
出部４を流下する。検出部４には、ＰＺＴから形成され
た圧電素子６が取り付けられている。圧電素子６の内径
は１００μｍでたとえば放電加工により穿孔する。
した細胞浮遊液】をノズル３を通してセル５内に噴出す
ると、これより若干圧力の低い生理食塩水２が送り込ま
れているために、細胞浮遊液１の流れは生理食塩水２に
包み込まれる状態で一直線にセル５内の中央を流れ、検
出部４を流下する。検出部４には、ＰＺＴから形成され
た圧電素子６が取り付けられている。圧電素子６の内径
は１００μｍでたとえば放電加工により穿孔する。
電極は蒸着により円筒の内側と外側に形成する。
圧電素子６の流れ方向の長さは０．５＋ｎ＋ｎ程度でよ
い。Ａｒ＋イオンレーザ７から出た５１５ｎｍの光をダ
ブラ８により２５７ｎｍに変換し、石英レンズ９により
流れに照射する。照射位置は圧電素子６の上流方向０．
５＋ｍｎ以内が望ましい。圧電素子６で検出されて圧力
波は増幅器１０を介して、信号処理回路１１で解析され
１個々の細胞の分析を行う。
い。Ａｒ＋イオンレーザ７から出た５１５ｎｍの光をダ
ブラ８により２５７ｎｍに変換し、石英レンズ９により
流れに照射する。照射位置は圧電素子６の上流方向０．
５＋ｍｎ以内が望ましい。圧電素子６で検出されて圧力
波は増幅器１０を介して、信号処理回路１１で解析され
１個々の細胞の分析を行う。
次に本発明の一実施例を第２図により説明する。
本実施例は、２つの波長の異なるレーザ光で励起した場
合の例で、検出部４に２つの圧電素子６゜６′を取り付
け、圧電素子６の上流側では、２５７ｎｍのレーザ光を
、圧電素子６′の上流側では、Ａｒ＋イオンレーザ７′
から出た４８８ｎｍの光をダブラ８′で２４４ｎｍの光
に変換して照射する。それぞれの圧電素子で検出された
圧力波形は増幅器１０．１０’ を介して信号処理回路
１１で解析され、個々の細胞の分析を行う。本実施例に
よれば、紫外吸収が重なっている物質の存在比の解析を
行うことが可能となる。
合の例で、検出部４に２つの圧電素子６゜６′を取り付
け、圧電素子６の上流側では、２５７ｎｍのレーザ光を
、圧電素子６′の上流側では、Ａｒ＋イオンレーザ７′
から出た４８８ｎｍの光をダブラ８′で２４４ｎｍの光
に変換して照射する。それぞれの圧電素子で検出された
圧力波形は増幅器１０．１０’ を介して信号処理回路
１１で解析され、個々の細胞の分析を行う。本実施例に
よれば、紫外吸収が重なっている物質の存在比の解析を
行うことが可能となる。
次に本発明の一実施例を第３図により説明する。
本実施例は、分析装置のほかに分離装置も付加したもの
である。検出部４を通過した細胞浮遊液は振動子１２に
より液滴化される。この時、信号処理回路１１により分
析された結果に基づき、目的の細胞を含んだ液滴を帯電
させ、偏向板１３゜１３′間の静電場１〜２ＫＶ／Ｃｍ
により偏向させ、収集容器１４．．１４’に分別して収
集する。本実施例によれば、分別収集された細胞は染色
されていないため、何の処置をほどこす必要もなく、ま
た細胞の死滅を心配することなく、培養などの処理を行
うことができる。
である。検出部４を通過した細胞浮遊液は振動子１２に
より液滴化される。この時、信号処理回路１１により分
析された結果に基づき、目的の細胞を含んだ液滴を帯電
させ、偏向板１３゜１３′間の静電場１〜２ＫＶ／Ｃｍ
により偏向させ、収集容器１４．．１４’に分別して収
集する。本実施例によれば、分別収集された細胞は染色
されていないため、何の処置をほどこす必要もなく、ま
た細胞の死滅を心配することなく、培養などの処理を行
うことができる。
本発明によれば、Ｈ１胞を染色することなく、流れの中
で分析し、さらに分離精製することが可能となるため、
細胞を生きたまま取り扱うことが容易になると同時に、
染色、°脱染色の過程が不必要となるため、分析分離の
高速化が達成できる。
で分析し、さらに分離精製することが可能となるため、
細胞を生きたまま取り扱うことが容易になると同時に、
染色、°脱染色の過程が不必要となるため、分析分離の
高速化が達成できる。
第１図、第２図、第３図とも本発明の一実施例を示す構
成図である。 １・・・細胞浮遊液、２・・・生理食塩水、３・・・ノ
ズル、４・・・検出部、５・・・セル、６，６′・・・
圧電素子、７゜７′・・・Ａｒ＋イオンレーザ、８，８
′・・・ダブラ、９．９′・・・石英レンズ、１０．１
０’・・・増幅器、１１・・・信号処理回路、１２・・
・振動子、１３．１３’矛１図 第２図 第 ３ 口 、−、−Ｅｌ囲７４・
成図である。 １・・・細胞浮遊液、２・・・生理食塩水、３・・・ノ
ズル、４・・・検出部、５・・・セル、６，６′・・・
圧電素子、７゜７′・・・Ａｒ＋イオンレーザ、８，８
′・・・ダブラ、９．９′・・・石英レンズ、１０．１
０’・・・増幅器、１１・・・信号処理回路、１２・・
・振動子、１３．１３’矛１図 第２図 第 ３ 口 、−、−Ｅｌ囲７４・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、細胞浮遊液の流れにレーザ光を照射する照射手段、
細胞からの信号を検出する検出手段、及び検出信号を解
析する解析手段を有し細胞の分析を行う装置において、
前記検出手段は光音響効果を用いて前記細胞の光吸収の
結果生じる圧力波を検出することを特徴とする生体細胞
分析装置。 ２、前記検出手段は前記レーザ光の照射位置の近傍に設
けられた圧電素子であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の生体細胞分析装置。 ３、前記照射手段は前記細胞浮遊液の流れの異なる位置
にそれぞれ波長の異なるレーザ光を照射し、前記検出手
段は各々のレーザ光照射により生ずる圧力波をそれぞれ
検出することを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の生体細胞分析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10455984A JPS60248164A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 生体細胞分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10455984A JPS60248164A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 生体細胞分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60248164A true JPS60248164A (ja) | 1985-12-07 |
Family
ID=14383813
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10455984A Pending JPS60248164A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 生体細胞分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60248164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0790299A3 (en) * | 1990-02-15 | 2002-08-28 | bioMérieux, Inc. | Device and methods for detecting microorganisms |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP10455984A patent/JPS60248164A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0790299A3 (en) * | 1990-02-15 | 2002-08-28 | bioMérieux, Inc. | Device and methods for detecting microorganisms |
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