JPS6113139A - 高い收集効率の光学装置とそれを利用した細胞蛍光光度計 - Google Patents

高い收集効率の光学装置とそれを利用した細胞蛍光光度計

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JPS6113139A
JPS6113139A JP60135220A JP13522085A JPS6113139A JP S6113139 A JPS6113139 A JP S6113139A JP 60135220 A JP60135220 A JP 60135220A JP 13522085 A JP13522085 A JP 13522085A JP S6113139 A JPS6113139 A JP S6113139A
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JP
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diopter
optical
light
axis
lens
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JP60135220A
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ジヤン‐クロード　ゴーシエ
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication date
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    • G01N15/1436—Electro-optical investigation, e.g. flow cytometers using an analyser being characterised by its optical arrangement the optical arrangement forming an integrated apparatus with the sample container, e.g. a flow cell
    • G01N15/149—
    • G01N2015/1019—
    • G01N2015/1024—

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。

Description

【発明の詳細な説明】 １里久實見 この発明は高い収集効率を持った光学装置と前記装置を
用いた細胞蛍光光度計（ＣＹＴＯＦＬυＯＲＩＭＥＴＥ
Ｒ）に関するものである。さらに詳しくは、生物細胞の
流れあるいは流動の分析に用いられるものである。
細胞蛍光光度計は、生物細胞の流れを通して出され、レ
ーザーによって照射された光が調査すべき細胞の流れか
ら相当の距離に置かれた小口径の対物顕微鏡によって収
集されるということにおいて知られており、それゆえに
細胞から届く僅少の光線を収集するに過ぎな％、Ｎもの
である。
発明の概要 この発明の目的は、物質の流れ、例えば生物細胞の流れ
の光学的分析のための光学装置を提供することによって
この不和を取り除くことであり、この光学装置は物質の
流れの照射点の像を有利な構造的形状に再形成を許容し
ている間は高い収集効率を持っている。
この発明は、さらに特定的に物質の流れの発光励起が光
軸に沿って向けられて分析され、物質の流れが光を受け
るとき光を出すことおよびまたは前記流束を通して出さ
れた光を集めることができるように許容している光学装
置に関するものである。前記光学装置は、第一光学部材
を含み、以下の特徴を有する。光学装置は物質の流れを
貫通させ、第一光学部材によって限定され、かつ対称中
心を与えている球状分析室を含み、第一光学部材はその
室の中心を通過する対称光の軸を与える凸レンズ球状デ
ィオプトリーを有し、そして第一光学部材は物質の流れ
の軸が室の中心を通過す゛るように位置が定められてい
る。
明らかに、第一光学部材は前記他のディオプトリを経由
して第一部材を貫通する光線が凸レンズ球状ディオプト
リーを経由して同様に通り過ぎることができ、それから
出力ディオプトリーとして役立つように、前述の室の壁
の少なくとも一部によって構成された他のディオプトリ
ーを有している。その逆も同様である。
「光を出す」という表現は一般的な意味で理解されねば
ならないし、光線、例えば適当な印付けられた生物学的
細胞の蛍光性の光の衝突のもとに「光を作ること」を意
味するだけでなく、光を伝導し、回折することもまた意
味する。
発明によれば、光学装置は調査される流れを取り巻き、
後者である（調査される）流れに大変近くにあり、一方
球状ディオプトリーが同じものを装置した結果として大
きな口径を有している。このことは全て、高い収集効率
を持つこの発明による光学装置を提供する。
なるべくなら、分析室がその室の中心に関してディオプ
トリーの反対側に位置させられた光学的な反射壁を有え
ている。これは装置における収集効率において一層増大
に導びいている。
なるべくなら、発明による装置はまたそれぞれに凹レン
ズ及び凸レンズの第−及び第二球状ディオプトリーによ
って限定され、第一ディオプトリーが第一光学部材のデ
ィオプトリーと対面し、かつ共通の対称軸が第一光学部
材のディオプトリーの対称軸に合致するように置かれた
第２光学部材で構成されている。
この発明による装置の好ましい実施例によれば、第一光
学部材のディオプトリーの第一ワイエルシュトラース（
Ｉｄｅｉｅｒｓｔｒａｓｓ）点は、分析室の中心に合致
し、このディオプトリーの第二ワイエルシュトラース点
は第二光学部材の第一ディオプトリーの中心と前記第二
光学部材の第二ディオプトリーの第一ワイエルシュトラ
ース点との両方で構成されている。
このようにして、いかなる、球面収差からも影響を受け
ることがない。二つの光学部材のこの構体の出現光線の
口径は比較的小さく１通常のレンズ（ｃｏｎｖｅｎｔｉ
ｏｎａｌ　１ｅｎｓ）を使用することを可能にし、第二
部材の端部に位置されている。従って、最少限の球面収
差で、第二部材から届く光から平行光線を得ることが可
能である。
発明による装置の好ましい実施例によれば、発明はまた
第二光学部材の第二ディオプトリーに対面して置かれた
収束レンズを含み、その光学軸は前記第二ディオプトリ
ーの対称軸に合致しそして前記第二ディオプトリーから
それを収束した光線からの平行光線を形成する−のに役
立つ。
さらにまた、調査すべき物質流れの照射点の像を再形成
するための前記レンズの端部に置かれた二つの球面の屈
折面を持つ光学的手段を具えることは単に必要である。
この発明はまた、軸に沿って向けられている生物細胞の
流れを形成するための手段、これらの細胞を励起するた
めの少なくとも一つの光線を形成する手段、細胞の流れ
によって出射された光の励起および収束を許容する光学
装置、該光線の分析のための手段から構成された細胞蛍
光光度計で、光学装置はこの発明による光学装置の通り
であり、物質の流れは細胞の流れであり、そして第一光
学部材は上記細胞の流れによって横切られている。
発明による細胞蛍光光度計の特有な実施例によれば、第
一光学部材の外表面は励起光線の入口のために少なくと
も一部は平らとなっている。
別の特有な実施例によれば、発明による細胞蛍光光度計
はまた、−細胞の流れによって拡散された光の一部と、
光学装置から出されて前記励起の後に残留している励起
光線の光とを捕獲するため、および、上記残留光すなわ
ち上記拡散した光の一部から平行光線を形成するための
光の反射鏡を含んでいる。
発明による細胞蛍光光度計の好ましい実施例によれば、
同じものを備えつけである光学装置は、前述の収束レン
ズを有しており、一方、細胞蛍光光度計もまた収束レン
ズによって形成された平行光線を収束光線に変えるため
の光学的構体を有している。
発明に従った細胞蛍光光度計の他の特別な実施　　例に
よれば、細胞の流れの軸は第一部材のディオプトリーの
対称の軸に垂直であり、励起光線はその分析室の中心か
ら隔った点で細胞の流れを突き通すレーザー光線であり
、細胞蛍光光度計の光学装置は光学的な反射壁と前記の
収束レンズからなる一方、細胞蛍光光度計はまた光学的
構体につづき、該構体から出現する光から２本の平行光
線層を作ることができる円柱レンズ、該円柱レンズに続
いて置かれそれを横切るように転置できる上記層のため
の少なくとも一つの分析スリット、および該分析スリッ
トの後に置かれる光検知手段とから構成されている。
その結果、細胞によって拡散された光を大きな角度に従
って調査することが可能である。
光学的構体の後に続けて、励起光線の波長と同様の波長
の光（線）を反射し、蛍光発光に相当する波長のみを通
過させるダイクロイックミラーを装備することは任意に
可能であり、ダイクロインクミラーによって反射せられ
た光線の行路中に分析スリットに伴われた円柱レンズを
位置させることは可能であり、スリットそれ自身は、光
検知手段によって伴われ、このため、大きな角度におけ
る拡散及びまたは単数または複数の蛍光発光を同時に調
査することが可能である。
別の特有な実施例によれば、細胞の流れの軸は第一部材
のディオプトリーの対称軸に対して垂直であり、細胞の
励起は、分析室の中心と該中心から離れた点において細
胞に衝突している第一、第二のレーザー光線の各々の助
けによって達成されており、細胞蛍光光度計の光学装置
は、反射壁と上文で言及した収光レンズとを備えている
。
別の実施例によれば、発明に従った細胞蛍光光度計は第
一光学部材の平面に対向して配置された平行な面と凸球
状ディオプトリーとによって限定された第一レンズと、
凸球状ディオプトリーと第一レンズの凸ディオプトリー
に対面している凹球状ディオプトリーとによって限定さ
れた第二レンズと、励起光線を大きい直径の収束光線に
変えるため及び第二レンズの凸ディオプトリーを精々覆
うための望遠鏡とからなり、その点で第一レンズのディ
オプトリーの第一ワイエルシュトラース点は分析室の中
心に合致し、その点でディオプトリーの第二ワイエルシ
ュトラース点は第二レンズの凹ディオプトリ゛−の中心
と上記第二レンズの凸ディオプトリーの第一ワイエルシ
ュトラース点との両方を構成する。
この特有の実施例は、輪郭計測すなわちポーションワイ
ズ法（ｐｏｒｔｉｏｎｗｉｓｅ　ｍａｎｎｅｒ）におけ
る細胞の調査を行うことを可能にする。
発明の特有の実施例によれば、励起光線を形成するため
の手段は、励起光線が前記光学装置の第一光学部材のデ
ィオプトリーに衝突するように、光学装置に励起光線を
送り込むために講じられている。
最後に、別の特有なぐれた実施例においては、この発明
による細胞蛍光光度計はまた細胞を電気的に分析する手
段も含んでおり、そのため、上記細胞、蛍光光度計はコ
ールタ−（ＣＯＵＬＴＥＲ）型式の計測に適合している
。
好ましい実施例の詳細な説明 発明は以下に非限定的実施例と添付図面に関連してより
詳細に述べられる。
第１図は、発明による細胞蛍光光度計の特有な実施例の
概略を表わすものである。
それは、生物細胞の軸方向の流れ３を形成するための手
段２から成っている。
これらの手段２は、サポート４中で生物細胞の懸濁液を
循環するためのチューブ５、及び細胞の流れを形成する
ことを可能にするノズル７を端部に備え、混入液を入れ
る流出室６とから成っている。
細胞蛍光光度計は、なるべくなら溶融シリカのような物
質かあるいは商標ｒｓＵＰＲＡｓＩＬＪの呼称で市販さ
れている物質から作られた第一部材９及び第二部材ｉｏ
（第２図及び第３図）から形成された光学装置８から成
っており、その結果、これらの部材はなかんずく細胞の
光線励起のために用いられる紫外線が通過することがで
きる。第一光学部材９は内部に球状分析室１２を備えて
おり、該球状分析室！２の中心を１１で示しである。こ
の分析室１２は直径上両端において開放されている。ノ
ズル７は分析室の両端のうちの一端を通して分析室中に
出され、それから形成された細胞の流れは分析室の中心
を通過するように第一光学部材はサポート４に固定され
ている。別のノズル１３は分析室の他端部を通して分析
室１２と連結するため、第一光学部材９に固定され、か
つノズル７に対面して置かれている。形成された細胞の
流れは分析室１２を通過　−した後このようにして他の
ノズル１３を経由して大気に流出する。
細胞蛍光光度計はまた。細胞の流れ上に合焦し、光線が
第一光学部材の外表面に作られた平面１５（第３図）を
通って貫通する分析室１２の中心１１に合焦する光線を
出すことができるレーザー１４とレーザニ光線の経路上
にある平面１５に対面して位置させられている合焦レン
ズ１６とを有している。
光線が大気中を通過するとき、手段は示されていないが
、既知のように細胞の流れは小滴に分裂される。
細胞蛍光光度計はまた、小滴が通過できるように外気中
に他のノズル１３と対面して置かれた環状の電極Ｅを経
て小滴の電荷および電荷の符号を制゛御し、レーザー光
の衝突によって適当にしるしを付けられた細胞によって
出される蛍光を検知するための異なる光検知手段から受
は取られる信号の関数として制御するための電子手段１
７を有している。
一対の誘導板１８．１９は夫々高陽電圧と高陰電圧とに
高められて細胞流の各々の側方に位置しており、このよ
うにして細胞流が大気に流出したときに電気的に帯電し
た小滴を容器２０に選択して通過させて入れる。
第１図に示された細胞蛍光光度計はコールタ−（ＣＯＩ
ＪＬＴＥＲ）型式の電気的計測に適合できる。こうして
細胞の数を電気的に計数すること及びチューブ５に接続
された電子的計測手段２１の助けを受けて容量を計測す
ることが可能であり、と同様に電極２２はアースに接続
されサポート４によって限定された容積中に置かれてお
り、該容積と分析室１２は生物学的液体で満たされて連
絡されている。
第一光学部材９（第２図及び第３図）は外的に凸球状デ
ィオプトリ−２３で限定され、該第−光学部材９は凸球
状ディオプトリー２３を半球体の輪郭にさせている。半
球体である凸球状ディオプトリー２３は細胞の流れの軸
を結合させている分析室１２の直径平面の一方の側に置
かれており、一方平面１５はこの面（直径平面１５）の
他の側に置かれている。
なお、光学装置を細胞蛍光光度計に挿入可能であるため
に、半球体は分析室１２の開口のある第一光学部材９の
表面の側方が２つの平らな面で限定されている。ディオ
プトリ−２３は光学装置８の光軸を構成し、細胞の流れ
の軸に対して垂直であり、分析室１２の中心１１を通過
している対称軸２４を有している。
レーザー光線の衝突のもとて細胞の流れによって伝導さ
れ、拡散され、そして多分作られた光は、第一光学部材
を貫通しディオプトリ−２３を通って同様に出ていく。
分析室１２の中心に関してディオプトリ−２３と反対側
に位置した該分析室１２の壁の部分２５は光学装置の後
方に向かった細胞の流れによって放射された光を反射さ
せるために金属化処理がされている。すなわち、チャン
バーの中心から金属化処理がされている部分２５に向か
って伝播方向が変位するようになっている。光放射点に
おいて、そこで装置の前方に向かって放射された光流に
付加される。すなわち、伝播方向によって分析室の中心
からディオプトリ−２３に向かうよう−変える。これは
光学装置の収集効率の増加をもたらす。明らかに金属化
処理した部分２５の範囲は、分析室１２を貫通している
点上にレーザー光線があるときにレーザー光線を計数し
ないために限定されている。
第二光学部材ｌＯは、第−凹球状ディオプトリ−２６と
、対称の共通軸を与える第二凸球状ディオプトクー２フ
とによって限定されている。第二光学部材１０は、この
共通の対称軸が光軸２４に合致し凹ディオプトリ−２６
がディオプトリ−２３に対面するように位置されている
。
光学部材−９，１０の球面収差を妨げるには、光学部材
９，１０がワイエルシュトラース点の性質を利用するこ
とによって作られる。ディオプトリ−２３の第一ワイエ
ルシュトラース点と該ディオプトリー２３の第二ワイエ
ルシュトラース点Ｗとで構成される分析室１２の中心１
１は第一ディオプトジー２６の中心と第二ディオプトク
ー２フの第一ワイエルシュトラース点との両方で構成す
る。上記第二デイオプトリ−２７の第二ワイエルシュト
ラース点は第３図においてｖ２で示されている。第二デ
ィオプトジー２フにおいて、出現光線の口径が段々に縮
少していくためピ、連続するディオプトリーが光を放射
した細胞の流れの点から像を段々に離して動かすのを見
ることが可能である。このようにして、２つの光学部材
９と１０にディオプトリ−２７に対面して置かれている
通常の集光レンズ２８を付加することは可能である。細
胞の流れを通して放射された光線を変えて第二ディオプ
トクー２フを通って第二部材１０から離れて最少球面収
差で平行光線２９にするために対面して置かれている。
集光レンズ２８は、例えばいわゆるｒｂｅｔｔｅｒ　ｆ
ｏｒｍＪレンズあるいは修正されたフレネル（Ｆｒｅｓ
ｎｅｌ）レンズ（これは球面収差がなく、大きな口径を
持っている）あるいは非球面レンズからなる。
２ｃｍの直径をもち放射点から２ａｎに位置されたレン
ズの効率がおおよそわずかに５％であるのに対して、こ
のようにして、このようにして得られた光学装置はおお
よそ１８％の収集効率を得ることを可能にした。
小角度に従って、細胞の流れを通って伝導されたレーザ
ー１４の光線の部分３１とこの流れを通って拡散された
光の部分３２とを捕獲し、同様に検知構体３３を配置し
て軌道上で平行光線に変化させるために、例えばトロイ
ダルミラーによって構成される光反射器３０は、第二デ
ィオプトクー２フに対面して適当に位置されている。
小角度拡散方法の実施のためには、この検知構体３３は
光線３２の通路を許容している間のみ、光線３１あるい
は直接光線を吸収するためのマスク３４とともに光線３
２がレンズ３６を経由して合焦する光吟知器３５（例え
ばシリコン光検知器）とからなる。
レンズ３６とマスク３４との間に、拡散作用を考卒する
ことが望まれる最大角度の値を調節するためのアイリス
絞り３７を置くことが可能である。光検知器３５は明ら
かにそれが発する信号を調査分析するための手段に接続
されている。該調査分析手段は、電子手段１７に結合す
ることができる。
カーストシャドー法（ｃａｓｔ　ｃｈａｄｏｗ　ｍｅｔ
ｈｏｄ）の実施のために、レーザー光の断片が光ファイ
バーを通してマスク３４で同等の見本が取られ、ミラー
あるいは他の手段がシリコン光検知器３８によって分析
され、適当な手段３９で調査分析されているこの光検知
器３８で信号が発せられる。
適当に印を付けた細胞の流れの蛍光発光の調査の達成の
ために、集光レンズ２８からの平行光線２９の集中をな
し遂げるための光学的構体４０（第４図）が該集光レン
ズ２８につづいて位置させられている。
この光学的構体４０は例えば平凸収光レンズ４１からな
り、その凸面は集光レンズ２８に向かった状態とし、集
光レンズ２８の光軸を光軸２４に合致させ、同様に平凹
発散レンズ４２の平らな面を平凸レンズ４１に向かった
状態としその光軸を上記光軸２４に合致させである。そ
のような光学的構体は、減少された容量を占領している
間、十分な拡大を得ることを可能にする。
単にレーザーを伴って２つの蛍光波長がある場合の蛍光
発光の調査の場合には、光学的構体４０から現れている
光線の経路中に、光学的構体４０と集光ゾーンとの間に
ダイクロイックミラー４３が置かれてあり、このミラー
は２つの波長のうちの一方の波長に相当する光の通過を
許容し、一方他の波長に相当する光の反射を許すのみで
ある。このことは、夫々２つの波長に相当している２つ
の集光ゾーン４４．４５に案内することになり、上記ゾ
ーンは絞り４６．４７によって限定されており、それら
は、レーザー光線と細胞の流れとの間にある相互の影響
点からの光の通過を許すだけである。彼方の選択は、夫
々絞り４６．４７の入口に位置させられている光ファイ
バＦ□ｌ　Ｆ２によって仕上げられる。２つの光検知手
段４８．４９は夫々適当な波長を有する光を集光するた
めの絞り４６．４７の端部に位置させられている。その
ような光検知手段４８．４９は電子手段１７に細胞の分
類を可能にする信号を供給するために、該電気的手段１
７に接続されている。
大きな角度の拡散の調査を達成するために、ダイクロイ
ックフィルタ５０（第４図）が発散レンズ４２の出口側
の面に向かって光軸２４上で４５６に位置が定められて
いる。このフィルタは、単に光を反射させるもので、そ
の光の波長は細胞の流れを励起させるためのレーザー光
線の波長と等しいものである。スリットマスク５１はダ
イクロイックフィルタ５０の後に続いて位置が定められ
、その位置によって光学装置８のＯｏと最大口径の角度
との間の角度で拡散した光を分析することを可能にする
ことができ、上記最大口径はおおよそ９５°である。
スリットの幅員は分析の角度的口径Δαを限定する。適
当な光検知手段５５はスリットマスク（分析スリット）
５１の後に続いて位置が定められている。
こうして、分析室１２（第２図及び第３図）の反射部分
２５を考慮に入れて分析スリットの位置を与えるために
夫々角度・αと角度π＋αに相当する二つの拡散した光
の流れの和が計測される。分析室１２の中心と異なる位
置で細胞の流れにレーザー光線が衝突するようにレーザ
ー１４（第３図）が位置している間に、光軸２４に合致
した光軸を有するレンズ４２の端部に置かれた円柱レン
ズ５２によってこれら：、つの流れを分離して分析する
ことが可能である。
これらの状態の下で、前記分析室の金属化処理された部
分は、レーザー光線と細胞の流れとの間で相互の影響点
の対称像５３を形成し、円柱レンズ５２は二つの平行層
を形成する。この平行層のうちの一つは前方の放射に相
当し、他の一つは後方の拡散した光により形成され、金
属化処理された部分２５によって反対方向に反射させら
れた像に相当している。その上一方ではおおよそ０６と
９５°との間で拡散した光流束と、他方ではおおよそ９
０゜と１６０°との間で拡散した光流束を分離して分析
することが可能である。これら二つの分析は、選ばれた
流束に対面させて位置を定めるために光軸２４に対して
垂直に転置されたスリット５１によって達成される。明
らかに、分析スリットの後には適当な光接続手段５５が
続いて位置させである。単一のスリットの代わりに、二
つのスリットを用いることも可能で、その（二つのスリ
ットの）後には光検知手段を続け、それ（光検知手段）
により、二つの拡散した流れあるいは流束を同時に分析
することを可能にすることができる。
上文に述べたように、光学的構体４０を備えつけである
発明による光学装置は、レーザー光線と細胞の流れとの
間の相互の影響点の像を再形成することを可能にする。
このことは、第一レーザー５６と第二レーザー５７（第
４図）とを用いることによって適当に印を付けた細胞の
蛍光発光を調査したい場合には特に重要である。
細胞は、夫々波長λ□とλ２とによって励起され、寄生
レーザー光λ２から蛍光発光Δλ３を分離するのが不可
能なために通常はλ２を含んでいる夫々の波長帯Δλ３
とΔλ４を再放射する蛍光色素Ａ。
Ｂによって特徴づけられる。染色性の漏れてくるものは
別として、幾何学上の選別がそのころには達成される。
こうして、この目的にとって、利用される基礎装置は、
単一のレーザー作用（第４図）のために利用される基礎
装置と実質上同一となる。第一レーザーは、波長λ１で
放射するよ゛うに選定され、分析室１２内で光軸２４に
集中されるので、その光線が細胞の流れの上に合焦され
る。第二レーザーは波長λ２で放射し、第一レーザーに
関して極点方向に転置されるので、第二レーザーからの
光線の衝突による細胞の流れ上の放射点は、第一レーザ
ーからの光線の衝突による細胞の流れ上の放射点に関し
て極点方向に転置される。金属化処理された部分２５を
記憶しているが、そこには第二レーザーに相当する放射
点の像点かあり、該像は分析室の中心に関して上記放射
点に対称的に位置している。
レンズ２８．４０及び４２はもちろん第一部材９、第二
部材１０からなっている光学系は、光検知手段４８．４
９（波長λ２と波長帯Δλ３を反射させ、波長帯Δλ。
を伝導するためにダイクロイックミラー４３が備えられ
ている。）の付近に、三つの前述の点の拡大した像を再
形成する。
絞り４７．４６は、光検知手段４９上の蛍光色素Ａ（単
一点）の放射に相当する像と、光検知手段４８上の蛍光
色素Ｂの放射に相当する二重像との出現を許すにすぎな
いマスクによってとって代えられる。フィルターＦ１と
Ｆ２を利用した補足的な光学的濾過作用はなお可能であ
る。
細胞の流れにおける外形計測を成し遂げるため、すなわ
ち部分的な細胞の分析のためには、細胞の長さと比較し
て制限された厚さを有する光の層によって細胞の流れを
照らすことは適切である。この場合には、単一レンズ１
６は、細胞の大きさくおおよそ１０ミクロン）と比較し
てその過大な球面収差のために、利用することができな
い。その上、対物レンズは、その過大な総合的な寸法の
ために、もはや利用することができない。平面７１と凸
球状ディオプトリーフ２によって限定された第一レンズ
７０、第一光学部材９の外表面に形成された平面１１０
に対向している平面７１、同様に凸球状ディオプトリー
フ４と第一レンズ７０の凸ディオプ・トリー７２に対面
して置かれた凹球状ディオプトリーフ５とによって限定
された第二レンズ７３とから構成される構体を利用する
。レンズ７０及び７３は、球面収差を採り入れることな
しに光線の最終的口径の縮小を保証するためにワイエル
シュトラース点の性質を利用している。換言すれば、凸
ディオプトリーフ２の第一ワイエルシュトラース点は分
析室１２の中心と合致し、一方凸ディオプトリ−７２の
第二ワイエルシュトラース点％／２は凹ディオプトリー
フ５の中心と凸ディオプ１−リーフ４の第一ワイエルシ
ュトラース点との両方で構成される。
サポート４から構成される装置 ズ７０．７３を備えた装置の外に位置させることのでき
る望遠鏡７６は、励起レーザー光線７７を光学的構体７
３．　７０の口径の最大適用範囲を与えている収束光線
７８に変えるのに役立っている。この光線７８はそれか
ら二つのレンズ７０．　７３によって分析室１２の中心
１１上に合焦する。これら二つのレンズ７０．　７３の
解像力は４８８ナノメータ（ｎｍ）の励起波長に対し０
、８より小さく紫外線の範囲内の０．６ミクロンとおお
よそ等しくできる。
前述した細胞蛍光光度計は、上皇に示されたものとして
付加された適当な手段を備えた多くの数の分析方法の実
施を許す。機能が特定で制限された数の細胞蛍光光度計
を高価にしないで製造することが可能である。この目的
のため、レーザーあるいは細胞蛍光光度計のレーザーは
、例えば人工太陽灯７９（第７図）によって構成された
適当な位置にある非干渉性の光源にとって代わられる。
明による光学装置８は、コールタ−（ＣＯＩＪＬＴＥＲ
）型式の電気的計測の実施をなお許している細胞蛍光光
度計のような電灯の利用に申し分なく応用される。
人工太陽灯７９の後に集光レンズ系８０が続いており、
該菜光レンズ系８０の後には水銀発光スペクトル中の条
を分離するためのフィルタ８１が続いている。例えばフ
レネルレンズによって構成されたレンズ２８（第３図）
は、この場合には、紫外線の光を伝導し得る通常のレン
ズ８２によってとって代わられる。ダイクロイックレン
ズ８３はレンズ８２に向かって光軸２４の４５°で、前
記レンズ８２に関して第二部材１０に対し反対側に位置
させである。後にレンズ８０とフィルタ８１とが続いて
いる人工太陽灯７９は、ダイタロイックミラー８３に光
を伝導するよう位置が定められている。ダイクロイック
ミラー８３は、人工太陽灯７９によって放射された光を
反射するように選択されて、灯７９によって放射された
光による相互作用によって蛍光性の光を伝導す゛る。灯
７９によって放射された光は、こうしてレンズ８２、第
二部材】Ｏ及び第一光学部材９登連続的に透過した後に
分析室１２に入る。この光は、細胞の流れが放射してい
る蛍光性の光と相互に作用する。こうして蛍光性の光は
、第一部材９、第二部材１０、レンズ８２及びダイクロ
イックミラー８３を連続的に通過する。こうしてダイク
ロイックミラー８３から出て来る光線８４における蛍光
計測をなし遂げることが可能となる。上記光線８４の分
析を基礎としてなし遂げられた細胞を分離することは今
まで通り可能である。
変形例中、′明らかに人工太陽灯はレーザーによって取
って代えられ得る。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による細胞蛍光光度計の特有な実施例
の概略図を示すもので、この発明による光学装置を備え
つけである。 第２図は光学装置の概略斜視図である。 第３図は上記装置と細胞蛍光光度計の補足的な光学的手
段の概略断面図である。 第４図は前記装置に続いて置かれた光学的構体の概略図
を示すもので、さらに詳しくは生物細胞の蛍光発光の調
査を可能にするものである。 第５ａ図及び第５ｂ図は夫々光学的構体に続いて置かれ
た手段の側面及び平面の概略図を示すもので、細胞によ
って大きな角度に拡散した光線を調査することを可能に
したものである。 第６図は、細胞の輪郭計測を成し遂げることを可能にし
たこの発明による細胞蛍光光度計の特有な実施例の概略
図を示すものである。 第７図は別の特有な実施例の概略図を示すもので、細胞
蛍光光度計を備えている光学装置の出口面を通して送り
込まれた非干渉性光線の光源どころか−またはそれ以上
のレーザーも用いていない別の特有な実施例の概略図を
示すものである。 ４・サボー１〜　　　５・・・チューブ６・・流出室　
　　　　７・・ノズル ８・・光学装置　　　　９・・第一光学部材１０・・・
第二光学部材　　１１・・・分析室の中心Ｉ２・・・分
析室　　　　　Ｉ３・・・ノズル１４・・レーザー　　
　　１６・・・合焦レンズ１７・・・電子手段　　　　
１８．１９・・・誘導板、２０・・・容器　　　　　　
２１・・電子的計測手段２２・・−電極

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）物質の流れの発光励起が光軸に沿って向けられて
    分析され、物質の流れが光を受けるとき光を出すことお
    よびまたは前記流束を通して出された光を集めることが
    できるように許容しており、第一光学部材からなり、物
    質の流れを貫通させ、前記第一光学部材によって限定さ
    れかつ対称中心を与えている球状分析室からなり、前記
    第一光学部材は該分析室の中心を通る対称軸を得る凸球
    状ディオプトリーを有し、さらに前記第一光学部材は物
    質の流れの軸が前記分析室の中心を通過するように位置
    決めされたことを特徴とする光学装置。
  2. （２）分析室は該分析室の中心に関してディオプトリー
    と反対に位置された光学的反射壁を有していることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
  3. （３）対称軸を与えかつ第一ディオプトリーが第一光学
    部材のディオプトリーと対面するように位置決めされた
    第二光学部材で構成され、一方、第二光学部材の対称軸
    は第一光学部材のディオプトリーの対称軸と一致するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
  4. （４）第一光学部材のディオプトリーの第一ワイエルシ
    ュトラース点が分析室の中心と一致することを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の光学装置。
  5. （５）第二光学部材は第二光学部材の対称軸である共通
    対称軸を与える第一および第二のそれぞれの凹および凸
    の球状ディオプトリーによって限定されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第３項記載の光学装置。
  6. （６）第一光学部材のディオプトリーの第二ワイエルシ
    ュトラース点は第二光学部材の第一ディオプトリーの中
    心と前記第二光学部材の第二ディオプトリーの第一ワイ
    エルシュトラース点とから構成されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第４項記載の光学装置。
  7. （７）第二光学部材の第二ディオプトリーと対面して位
    置決めされた集光レンズからなり、集光レンズの光軸は
    前記第二ディオプトリーの対称軸と合致し、かつ集光レ
    ンズは第二ディオプトリーから集められた光から平行光
    線を形成することを特徴とする特許請求の範囲第５項記
    載の光学装置。
  8. （８）特許請求の範囲第１項記載の光学装置であって、
    物質の流れが細胞の流れであり、第一光学部材は細胞の
    流れを横切っており、しかも、軸に沿って向う生物細胞
    の流れを形成する手段と、前記細胞のために少なくとも
    １本の励起光線および細胞の流れを通過して出される光
    の励起および収集を許容する光学装置を形成する手段と
    、前記光を分析する手段とからなることを特徴とする細
    胞蛍光光度計。
  9. （９）第一光学部材の外表面は励起光線の入射のため少
    なくとも１個の平面を有することを特徴とする特許請求
    の範囲第８項記載の細胞蛍光光度計。
  10. （１０）細胞の流れによって拡散される光および光学装
    置から出されたとき前記励起の後に依然として存在して
    いる励起光線の一部を捕獲するための光反射鏡から構成
    されたことを特徴とする特許請求の範囲第８項記載の細
    胞蛍光光度計。
  11. （１１）光学装置は特許請求の範囲第７項記載のもので
    あって、細胞蛍光光度計はまた集光レンズによって形成
    された平行光線を収束光線に変えるための光学構体を有
    することを、特徴とする特許請求の範囲第８項記載の細
    胞蛍光光度計。
  12. （１２）細胞の流れの軸は第一部材のディオプトリーの
    対称軸に対して垂直であり、励起光線は分析室の中心か
    ら離れた点で細胞の流れに衝突するレーザー光線であり
    、光学装置は特許請求の範囲第７項記載のものであり、
    分析室は部屋の中心に関してディオプトリーと反対に位
    置決めされた光学的反射壁を有し、細胞蛍光光度計はま
    た、構体につづいて置かれ、該構体から出現する光から
    ２本の平行光線層を作ることができる円柱レンズ、該円
    柱レンズにつづいて置かれ、前記層に関して横切るよう
    に転置できる上記層のための少なくとも一つの分析スリ
    ット、および該分析スリットの後に置かれる光検知手段
    とから構成されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１１項記載の細胞蛍光光度計。
  13. （１３）細胞の流れの軸は第一部材のディオプトリーの
    対称軸に対し垂直であり、細胞の励起はそれぞれ分析室
    の中心においておよび該中心から離れた点で細胞の流れ
    に衝突する第一および第二のレーザー光線の助けで達成
    され、光学装置は特許請求の範囲第７項に記載されたも
    のであり、分析室は該分析室の中心に関してディオプト
    リーの反対側に配設された光学的反射壁を有しているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の細胞蛍光
    光度計。
  14. （１４）第一光学部材の平面に対して置かれている平面
    および凸球状ディオプトリーによって限定された第一レ
    ンズと、凸球状ディオプトリーおよび第一レンズの凸デ
    ィオプトリーに対面している凹球状ディオプトリーによ
    って限定された第二レンズと、励起光線を大きい直径の
    収束光線に変換するためおよび第二レンズの最もよい凸
    ディオプトリーを覆うための望遠鏡とから構成され、第
    一レンズのディオプトリーの第一ワイエルシュトラース
    点は分析室の中心に合致しており、このディオプトリー
    の第二ワイエルシュトラース点は、第二レンズの凹ディ
    オプトリーの中心および該第二レンズの凸ディオプトリ
    ーの第一ワイエルシュトラース点の両方から構成されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の細胞
    蛍光光度計。
  15. （１５）励起光線の形成手段は、光学装置の第一光学部
    材のディオプトリーに励起光線が衝突するように光学装
    置に励起光線を送り込むことに役立つことを特徴とする
    特許請求の範囲第８項に記載された細胞蛍光光度計。
  16. （１６）前記細胞を電気的に分析するための手段をも含
    んでいることを特徴とする特許請求の範囲第８項に記載
    された細胞蛍光光度計。
JP60135220A 1984-06-20 1985-06-20 高い收集効率の光学装置とそれを利用した細胞蛍光光度計 Pending JPS6113139A (ja)

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