JPS61167838A - 粒子解析装置 - Google Patents

粒子解析装置

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JPS61167838A
JPS61167838A JP60008101A JP810185A JPS61167838A JP S61167838 A JPS61167838 A JP S61167838A JP 60008101 A JP60008101 A JP 60008101A JP 810185 A JP810185 A JP 810185A JP S61167838 A JPS61167838 A JP S61167838A
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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・合軸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70pmX 20 
ILm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、その結果化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番1、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、測光用対物レンズにより正確にik体粒子或いは
その極く近傍のみを集光させると共に、検体粒子の着れ
の軸と光軸とを正確に一致させなければならない、その
ために、対物レンズの焦点及び軸調整を行う必要がある
が、従来装置においては測定前に標準サンプルを流しな
がら、操作者が目視によG1手−で焦点1び軸調整を行
っているので、操作が繁雑である上に、操作者によって
佃人普が生じ、十分に正確な焦点及び光軸調整を行うこ
とが因難であるのが現状である。
また、測定中に焦点)び光軸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Sず、データの信輔性についての不安が
ある。
更に、ノズルやフローセル等な交換するごとに焦点及び
光軸調整を必要とし、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増強する
必要があるが、そのために蛍光を検出する光電検出器を
7オトマルにすること・蛍光剤の発光効率を向上させる
こと・照射光源のパワーを増大させること拳対物レンズ
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
大きくすることができるが1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。
測光用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、検体流通部と測光用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
は焦点及び光軸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合焦・合軸状態の
検出を行うことにより、焦点及び光軸調整を容易にしか
も正確に行い得ると共に、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得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
ル内の流通部を流れる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・合軸状態を検出する焦点・光
軸検出手段を設け、該焦点・光軸検出手段の光学系に前
記測光用対物レンズを使用し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な流通部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
りの光軸0上で検体粒子Sに対してレーザー光源3側に
、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O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
心方向とそれぞれほぼ直交する方向に。
測光用対物レンズ8を含むオートフォーカス・オートア
ライメントユニット(以下AF@AAユニットと云う)
9、絞り板10、集光レンズ11、グイクロイックミラ
ー等から成る波長選別手段12.13.14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
12.13.14により反射される方向の光路上に、バ
リヤフィルタ15・光電検出器16、バリヤフィルタ1
7・光電検出器16、バリヤフィルタ19・光電検出器
20がそれぞれ配置されている。そして、これらの光電
検出器16.18.20には、例えば微弱光を増倍して
検出することが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・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・AAユニット9内の測光用
対物レンズ8を介して絞り板10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10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10を通過後の光
束を集光レンズ11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12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15及び光
電検出器16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12を通過し、波
長音別手段13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17を介して光電
検出器18で検出され、赤色蛍光は波長選別手段14と
バリヤフィルタ19を介して光電検出器20で検出され
、検体粒子S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段13.14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
、例えば波長を連続的に分光できる分光プリズム或いは
回折格子等の波長遺5111 f一段を用いてもよい、
また、光源3と結像レンズ4との間に、ビームエキスパ
ンダ又はビームコンプレッサ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上げ、なおかつ正確に合焦
・合軸状態を得ることのできるAF・AAユニット9に
ついて、第2図、第3図により説明する。第2図(a)
はAF−AAユニット9を側方から見た構成図であり、
第2図(b)は上方から見た構成図である。このAF−
AAユニ9ト9内のフローセルl側には測光用対物レン
ズ8が設置され、後方下部には焦点・光軸検出用光源2
1が対物レンズ8の光軸にほぼ垂直に光を照射するよう
に設置され、光源21の光路中に開口絞り22.2.3
が順次に配置され、光源21の光路中の対物レンズ8の
光軸近傍に反射ミラー24が配置されている。更に、A
F・AAユニット9内の後方上部の対物レンズ8の光軸
近傍に反射ミラー25が設置され、反射ミラー25の上
部の対物しンズ8の光軸に対して開口絞り22とほぼ対
称な位置に4分割素子26が配置されている。そして、
開口絞り22及び4分割素子26は、絞りlOと同様に
対物レンズ8の結像点に位置するようになっている。な
お、光源21の投射光束N及び4分割素子26への入射
光束Nは、第2図(a)の側面図で見ると対物レンズ8
の測光光束Mの上下部を、また(b)の平面図で見ると
測光光束Mの中央部を通過するように反射ミラー24.
25は調整されている。従って、第2図(C)の対物レ
ンズ8の光軸を中心とした断面図で見ると、測光光束M
はその上下部が合焦・合軸用層光束Nで削られることに
なるが、この程度では測光の精度に殆ど影響を及ぼすこ
とはない。
開口絞り22を通過した光源21からの光束は、開口絞
り23によって反射ミラー24に入射する光束に絞られ
た後に1反射ミラー24によって投射光束Nとして対物
レンズ8側に反射され。
対物レンズ8の下部によって屈折された後に、フローセ
ルlの流通部2の前面及び後面で反射される。そして、
反射光束Nは対物レンズ8にようで再び屈折された後に
反射ミラー25によって反射され、4分割素子26I:
に開口絞り22の2つの像Bとして結像される。
第3図は■、■、■、Wの4素子面から慮る4分割素子
26上における開口絞り22の2つの光像Bと、流通部
2の暢2aとの関係を示しており、対物レンズ8が合焦
時には、開口絞り22の流通部2の前面及び後面で反射
された2つの光像Bが、面I、■と菌属、■とにそれぞ
れ同一の犬きさで結像されるように調整されている。従
って、4分割素子26の面1.n、■、■の出力衛それ
ぞれPl、 P2、P3、P4とすると、面■、■と面
厘、■の出力、即ち(pl+P2)と(P3十P4)と
が等しいか否かによって合焦の判別が可能である。
また、合軸していない場合には1合焦・合軸用光束Nは
流通部2の中央からずれ、流通部2の幅2aからはみだ
す部分が生じ、このはみだした部分においては反射が生
ずることはない、第3図(a)では面I及び面■の斜線
部分、(C)では面■及び面Iの斜線部分だけ光量が減
少し、面I、Wと面II、Iの出力、即ち(P1+P4
)と(P2 + P3)とが等しいか否かによって合軸
の判別が可能である。第3図(b)は合焦・合軸状態の
4分割素子26上の光像Bの位置を示しており1合焦条
件Pl十P2= P3+ P4、及び合軸条件P1+P
4−P2+P3を同時に満足する合焦・合軸条件はP1
=P2=P3=P4となり、4分割素子26の各出力の
大小を比較することにより1合焦・合軸しているか否か
を判別することができる。
また、これらの各出力が等しくない場合でも、(P1+
P2)と(P3+P4)との大小関係、(P1+P4)
と(P2+P3)との大小関係を調べることにより、近
方或いは遠方の何れに合焦しているか、又は左右何れの
方向に光軸がずれているかを判別することができ、直ち
に修正をすることが可能である。
このように、実施例では容易にしかも正確に焦点ル^h
せスーンがヤまスため6正確かピントを保持させたまま
測光用対物レンズ8の開口数を上げ、光学系の集光効率
を向上させて、測定信号強度を増大させることができる
ことになる。
なお、合焦・合軸用光源21の波長は、測光用レーザー
光源3の出射光の波長や蛍光の波長と分離することが好
ましいので、赤外光を使用することが好適である。
また、4分割素子26の出力信号によって駆動される機
構を設け、4分割素子26のそれぞれの所定位置に開口
絞り22の開口が結像されるまで、AF−AA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・合軸
した前述の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e合軸状態が得られ、更に操作性が良
くなる。
AF・AA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・合軸時の4分割素子26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
、測光用対物レンズ8が合焦Φ合軸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、4分割素子
26の所定位置に開口絞り23の開口が結像したことを
知らせる合焦・合軸信号を表示する手段を設けることも
でき、手動でAF@AA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、また、AFeAAユニット9を駆動させる代りに
、AF−AAユニット9の信号によりフローセル1を手
動又は自動で駆動して、焦点参光軸調整を行うことも可
能である。
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−AA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・AA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−AA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・光軸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・光軸調整を容易にか
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・光軸検出手段を駆動する機
構を設け、全自動的に焦点・光軸調整を行うことも可能
となり、更に合焦・合軸信号の表示機構を設けることに
よって、手動でも容易に焦点・光軸調整を行うことを可
能とし、また合焦・合軸状態にのみ装置が可動する機構
を設けて、測定を更に容易にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る粒子解析装置の一実施例を示し、第
1図は光学系の構成図、第2図(a)はAF@AAユニ
ットを側方から見た光学系配置図、(b)は上方から見
た光学系配l1図、(C)は測光光束と合焦・合軸用検
知用光束との関係の説明図、第3図(a)〜(0)は4
分割素子上の光像の説明図である。 符号1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、8は測光用対物レンズ、9はAF・A
Aユニット、10は絞り板、11は集光レンズ、12,
13.14は波長選別手段、15.17.19はバリヤ
フィルタ。 16.18.2−0は光電検出器、21は光源。 22.23は開口絞り、24.25は反射ミラー、26
は4分割素子である。 特許出願人   キャノン株式会社 t〜21

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、フローセル内の流通部を流れる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・合軸状態を検出
    する焦点・光軸検出手段を設け、該焦点・光軸検出手段
    の光学系に前記測光用対物レンズを使用したことを特徴
    とする粒子解析装置。 2、前記焦点・光軸検出手段は前記測光用対物レンズを
    介して前記流通部の2つの面に投光し、前記流通部から
    の2つの反射光を前記測光用対物レンズを介して光電検
    出器により受光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、前記流通部の2つの面からの反射光を検出する前記
    光電検出器を4分割素子とした特許請求の範囲第2項に
    記載の粒子解析装置。 4、前記焦点・光軸検出手段は焦点・光軸検出用光束内
    に少なくとも2個の開口絞りを有するようにした特許請
    求の範囲第2項に記載の粒子解析装置。 5、前記測光用対物レンズに関して検体粒子と共役な位
    置に、前記開口絞りの一方と前記光電検出器とをそれぞ
    れ配置した特許請求の範囲第4項に記載の粒子解析装置
    。 6、前記焦点・光軸検出手段を前記測光光学系の光軸に
    沿って、前記流通部に対して相対的に移動可能にした特
    許請求の範囲第1項に記載の粒子解析装置。 7、前記焦点・光軸検出手段を合焦・合軸状態に至るま
    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
    6項に記載の粒子解析装置。 8、前記焦点・光軸検出手段は測光に使用する波長領域
    外の波長域を使用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。 9、前記焦点・光軸検出手段からの信号による合焦・合
    軸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、前記測光用対物レンズが合焦・合軸状態にあると
    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。
JP60008101A 1985-01-18 1985-01-19 粒子解析装置 Expired - Lifetime JPH0638064B2 (ja)

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