JPS61165637A - 粒子解析装置 - Google Patents

粒子解析装置

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JPS61165637A
JPS61165637A JP60007038A JP703885A JPS61165637A JP S61165637 A JPS61165637 A JP S61165637A JP 60007038 A JP60007038 A JP 60007038A JP 703885 A JP703885 A JP 703885A JP S61165637 A JPS61165637 A JP S61165637A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、フローサイトメータ等において、測光用対物
レンズの合焦状態の判定を可能とした粒子解析装置に関
するものである。
[従来の技術] フローサイトメータ等に用いられる従来の粒子解析装置
では、フローセルの中央部の例えば707imX 20
 #Lmの微小な矩形断面を有する流通部内を、シース
液に包まれて通過する血球細胞などの検体に照射光を照
射し、その結果生ずる前方及び側方散乱光により、検体
の形状・大きさ・屈折率等の粒子的性質を得ることが可
能である。また、蛍光剤により染色され得る検体に対し
ては、照射光とほぼ直角方向の側方散乱光から検体の蛍
光を検出することにより、検体を解析するための重要な
情報を求めることができる。
フローサイトメータ等において正確な測定を行うために
は、検体粒子以外の物体からの疑似信号が混入しないよ
うに、測光用の対物レンズにより正確に検体粒子或いは
その極〈近傍のみを集光させなければならない、そのた
めに、対物レンズの焦点調整を行う必要があるが、従来
装置においては測定前に操作者が目視により手動で焦点
調整を行っているので、操作が繁雑である上に、操作者
によって個人差が生じ、十分に正確な焦点調整を行うこ
とが困難であるのが現状である。
また、測定中に焦点の移動が生じた場合に、その確認が
不可能なため、測定途中に疑似信号が混入したか否かを
判別できず、データの信頼性についての不安がある。
更に、ノズルやフローセル等を交換するごとに焦点調整
を必要とし、測定に手間が掛かる欠点がある。また、蛍
光測定を行う場合に微弱な蛍光信号を強化する必要があ
るが、そのために蛍光を検出する光電検出器をフォ)−
Fルにすること・蛍光剤の発光能率を向上させること・
照射光源のパワーを増大させること・対物レンズの集光
効率を向上させること等が考えられている。蛍光剤の発
光能率は現在のところ盛んに研究されており、照射光源
のパワーの増大は製造コストを無視すれば相当に増大さ
せることができるが、反面で極端にパワーを増大させ過
ぎると検体粒子を傷付けることにもなり良い方法とは云
い難い。
対物レンズの集光効率の向上は、対物レンズの開口数を
上げれば達成されるが、その代償として、焦点深度が浅
くなるという逆効果を伴うことになる。焦点深度が浅く
なれば、検体流通部と測光対物レンズとの間の距離が僅
かに移動しただけでも、検体粒子からの信号だけてなく
、他の物体からの信号が混入してしまい、正確な測定を
行うことができない、このように、従来装置では焦点調
整が繁雑である上に、十分な蛍光信号強度が得られず、
解析精度が向上しないという欠点を有している。
[発明の目的] 本発明の目的は、測光用対物レンズの焦点を合わせる合
焦光学系を設け、焦点調整を容易にしかも正確に行うと
共に、十分な蛍光信号強度を得ることによって測定精度
を向上させる粒子解析装置を提供することにある。
[発明の概要] 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、フローセ
ル内の検体粒子に光ビームを照射する照射光学系と、光
ビームが検体粒子によって散乱された散乱光を測定する
測光光学系とを備え、該測光光学系内に測光用対物レン
ズの合焦状態を検出する焦点検出手段を設けたことを特
徴とする粒子解析装置である。
〔発明の実施例] 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第1図は粒子解析装置の構成図であり、フローセルlの
中央部の紙面に垂直の流通部2内を検体粒子Sが通過し
、この流れと直交する方向にレーザー光源3が配置され
ている。このレーザー光源3から出射されたレーザー光
りの光!1lIO上に、検体粒子Sに対してレーザー光
源3g14に2組のシリンドリカルレンズを直交させて
成る結像レンズ4が配置されている。また、検体粒子S
に対してレーザー光源3と反対側の光軸0上に、遮光板
5、集光レンズ6、光電検出器7が順次に配列されてい
る。
また、レーザー光りの光軸0及び検体粒子Sの流れの中
心方向のそれぞれとほぼ直交する方向に、対物レンズ8
を含むオートフォーカスユニット(以下AFユニットと
云う)9、集光レンズ10、絞り板11.集光レンズ1
2、グイクロイックミラー等から成る波長選別手段13
.14.15が順次に配列され、光軸に対して斜設され
たこれらの波長選別手段13.14.15により反射さ
れた方向の光軸上に、バリヤフィルタ16・光電検出器
17、バリヤフィルタ18・光電検出器19、バリヤフ
ィルタ2011光電検出器21がそれぞれ配置されてい
る。そして、これらの光電検出器17.19.21には
、例えば微弱光が検出可能なフォトマルが使用されてい
る。
従って、レーザー光源3から出射されたレーザー光りは
、2組のシリンドリカルレンズを直交させた結像レンズ
4により任意の長径φ短径の結像ビームに成形され、流
通部2内を流れる検体粒子Sに照射される。検体粒子S
に照射され散乱された散乱光のうち、前方散乱光は遮光
板5によって検体粒子Sが無い位置を通過した照射光が
取り除かれ、集光レンズ6を介して光電検出器7に集光
され、検体粒子Sの性状が測定される。
また、各種蛍光剤により染色された検体粒子Sについて
は、側方散乱光としてAFユニット9内の対物レンズ8
を介して集光レンズ10により絞り板11に集光される
。側方散乱光及び蛍光は。
検体粒子Sに共役な位置に設置されたこの絞り板11を
通過させることにより、雑音の少ない測光信号を得るこ
とができる。絞り板11を通過後の光束を集光レンズ1
2により平行光束とし、適当な分光特性を持たせた波長
選別手段13によって側方散乱光と蛍光とに分光し、側
方散乱光はバリヤフィルタ16及び光電検出器17で検
出され、検体粒子S内部の顆粒性が観測できる。一方、
蛍光は波長選別手段13を通過し、波長選別手段14に
よって例えば緑色蛍光と赤色蛍光とに分光され、緑色蛍
光はバリヤフィルタ18を介して光電検出器19で検出
され、赤色蛍光は波長選別手段15とバリヤフィルタ2
0を介して光電検出器21で検出され、検体粒子の生化
学的性質が観測される。
なお、蛍光を選別する波長選別手914.15としては
緑赤二色のグイクロイックミラーが使用されているが1
例えば波長を連続的に分光できる分光プリズム或いは回
折格子等の波長選別手段を用いてもよい、また、光源3
と結像レンズ4との間に、ビームエキスパンダ又はピー
ムコンブレーIす等のビーム径可変手段を挿入すること
もできる。
ここで、微弱光の集光効率をヒげ、なおかつ正確に合焦
状態を得ることのできるAFユニーIト9について、第
2図、第3図により説明する。第2図はAFユニット9
を側方から見た構成図であり、第3図は上方から見た構
成図である。AFユニット9内の下部には対物レンズ8
が設置され上部には光源22がフローセル1に光を照射
するように設置され、光源22の光軸上に開口23゜凸
レンズ24.25が順次に配置されている。更に、開口
23と凸レンズ24との間で光軸に対して水平方向の片
側にミラー26が、凸レンズ24と凸レンズ25との間
で光軸に対して水平方向の他側に絞り27が設けられ、
ミラー26によって反射された光束が入射する位置に位
置検出器28が配置されている。
この場合に、対物レンズ8は流通部2の中心に焦点が合
う状態で、流通部2からの集光光束が対物レンズ8によ
り平行光束になるように配置されており、この状態のと
きAFユニット9F部の光学系は、フローセル1の表面
を検出するように配置されている。即ち、光源22によ
り凸レンズ24、絞り27、凸レンズ25を介して、開
口23をフローセルlの表面に投影し、フローセルlの
表面で反射された開口23のスリット像が、凸レンズ2
4.25、ミラー26を介して位置検出器28上に結像
される。第2図、第3図の状態では、対物レンズ8は合
焦しているため、このとき開口23のスリットが結像し
た位置検出器28上のビーノド位置が、対物レンズ8が
合焦していることを示すことになる。
このように、予めフローセル1の流’4m2の中心から
表面までの距離が判っていれば、開口23が凸レンズ2
4.25によりフローセル1の表面で合焦したときには
、必ず対物レンズ8も流通部2の中心に合焦し、常に対
物レンズ8からは検体粒子S像の平行光束が得られるこ
とになる。また、集光レンズ10の集光位置に絞り板1
1が配置されているので、AFユニット9の移動によっ
て合焦したときには、流通部2は絞り板11と共役関係
になり、検体粒子Sによる散乱光が正確に絞り板11の
位置に集光される。
ここで、対物レンズ8と集光レンズ10とは。
その間が平行光束になるように組み合わされているため
、フローセル1等の交換時等にフローセル1の表面から
流通部2までの寸法が若干具なっても、AFユニット9
を移動させて、位置検出器28の合焦位置に開口23の
スリット像を結像させるだけで焦点を合わせることがで
きる。
このように、実施例では容易にしかも正確に焦点を合わ
せることができるため、正確なピントを保持させたまま
対物レンズ8の開口数を上げ 光学系の集光効率を向上
させて、信号強度を増大させることができることになる
第4図は上述のAFユニット9に適合するように改良さ
れたフローセル1の斜視図であり、レーザー光りの入射
面29にはレーザー光りの波長に適した透過膜のコーテ
ィングが施され、入射面29と直交する面の下部の測光
用面30には、測光波長域が効奉良く透過する透過膜が
コーティングされている。更に、測光用面30の上部の
合焦検知用面31には、合焦用光源22から出射される
光の波長を効率良く反射する反射膜がコーティングされ
ている。
合焦月光源22の波長は、レーザー光源3の波長や蛍光
の波長と分離している方が好ましいので、赤外光源を使
用することが好適である。従って、検知用面31の反射
膜は赤外光を効率良く反射する膜を選択すればよい、こ
のようなフローセル1を使用することにより、位置検出
器28に開口23の鮮明なスリット像を得ることができ
る。
なお、位置検出器28の出力信号によって駆動される機
構を設け1位置検出器28の所定位置に開口23のスリ
ットが結像されるまで、AFユニット9を駆動機構によ
り光軸上を探索移動させ、合焦した信号により駆動機構
を停止させるようにすれば、自動的に合焦状態が得られ
、更に操作性が良くなる。また、AFユニット9の駆動
機構が停止した状態の信号、或いは合焦時の位置検出器
28の出力信号により、粒子解析装置の測定開始信号を
発するようにすれば、対物レンズ8が合焦していないと
きには、不正確な測定が行われないで済む、更に、位置
検出器28の所定位置に開口23のスリットが結像した
ことを知らせる合焦信号を表示する手段を設けることも
でき、手動でAFユニット9を操作する場合には、合焦
信号が出力した時点で測定を始めるようにすればよい。
なお実施例においては、側方散乱光の測光光学系内にA
Fユニット9を設置した場合を説明したが、前方散乱光
用の測光光学系においても、遮光板5と集光レンズ6と
の間にAFユニットを配置し、同様の効果を得ることが
できる。このようなAFユニットを側方・前方の両側光
光学系に設置すれば、更に良好な結果が得られることは
当然である。
[発明の効果] 以上説明したように本発明に係る粒子解析装置光学系は
、測光光学系内に焦点検出手段を設置することによって
、測光用対物レンズの焦点調整を容易にかつ正確に行う
ことを可能とし、測定精度を向上させ、対物レンズの開
口数を増すこともでき、これによって蛍光測光強度を向
上させ、高精度な解析を可能としている。
また所望によっては、焦点検出手段を駆動する機構を設
けることによって、全自動的に焦点調整を行うことも可
能となり、更に合焦信号表示機構を設けることによって
1手動でも容易に焦点調整を行うことを可能とし、また
合焦状態にのみ装置が可動する機構な設けて、測定を更
に容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は大発明に係る粒子解析装置の一実施例を示し、@
1図は光学系の構成図、第2図はAFユニットを側方か
ら見た光学系配置図、第3図はAFユニットを上方から
見た光学系配置図、第4図は各種コーティングを施した
フローセルの斜視図である。 符号lはフローセル、2は流通部、3はレーザー光源、
4は結像レンズ、5は遮光板、6゜10.12は集光レ
ンズ、7.17.19.21は光電検出器、8は対物レ
ンズ、9はAFユニット、11は絞り板、13.14.
15は波長選別手段、16.18.20はバリヤフィル
タ、22は光源、23は開口、24.25は凸レンズ、
26はミラー、27は絞り、28は位置検出器である。 特許出願人   キャノン株式会社 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フローセル内の検体粒子に光ビームを照射する照射
    光学系と、光ビームが検体粒子によって散乱された散乱
    光を測定する測光光学系とを備え、該測光光学系内に測
    光用対物レンズの合焦状態を検出する焦点検出手段を設
    けたことを特徴とする粒子解析装置。 2、前記対物レンズと前記焦点検出手段とは、同一のユ
    ニット内の所定位置に分離して配置するようにした特許
    請求の範囲第1項に記載の粒子解析装置。 3、前記ユニットを前記測光光学系の光軸に沿って移動
    可能にした特許請求の範囲第2項に記載の粒子解析装置
    。 4、前記ユニットを合焦状態に至るまで自動的に探索移
    動する機構を設けた特許請求の範囲第3項に記載の粒子
    解析装置。 5、前記測光光学系内に集光レンズを設け、前記対物レ
    ンズ及び該集光レンズに関して検体粒子と共役な位置に
    開口絞りを設置した特許請求の範囲第1項に記載の粒子
    解析装置。 6、前記焦点検出手段は前記フローセルの表面反射を検
    出するようにした特許請求の範囲第1項に記載の粒子解
    析装置。 7、前記フローセルの表面に前記焦点検出手段で使用す
    る波長域の光を反射する特性を持つ反射膜を施した特許
    請求の範囲第6項に記載の粒子解析装置。 8、前記焦点検出手段は測光に使用する波長領域外の波
    長域の光を使用するようにした特許請求の範囲第7項に
    記載の粒子解析装置。 9、前記焦点検出手段からの信号による合焦状態表示手
    段を設けた特許請求の範囲第1項に記載の粒子解析装置
    。 10、前記対物レンズが合焦状態にあるときにのみ、測
    定を行い得るようにした特許請求の範囲第1項に記載の
    粒子解析装置。
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