JPS62124440A - 粒子解析装置 - Google Patents

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、フローセル
内の流通部を流れるサンプル液流の流径調整を可詣とし
た粒子解析装♂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粒子解析装置では、
フローセルの中央部の例えば２００ＡＬｍＸ２００ｇｍ
の微少な断面を有する流通部内を、シース液に包まれた
流体力学的焦点合わせの原理に基づいて、層流の状態で
流れているサンプル液流にレーザービームを照射し、発
生する検体粒子からの前方散乱光及び側方散乱光により
、検体の形状φ大きさ・屈折率等の粒子的性質を得るよ
うになっている。

サンプル液及びシース液を高速で流すために、サンプル
液、シース液はそれぞれ加圧されており、サンプル液は
シース液より僅かに高く加圧されている。サンプル液の
流径はサンプル液に加えられる圧力とシース液に加えら
れる圧力の差によって変化し、これらの液圧の差が大き
くなるとサンプル液の流径は犬きくなり、差が小さくな
ると流径は小さくなる。

ここで、検体粒子の大きさに比べてサンプル液の流径が
大きい場合には、サンプル液流の中で検体粒子の通過位
置はばらつきを生じてくる。また、検体粒子に照射され
るレーザービームの光強度分布はガウス分布となるので
、検体粒子の通過位置にばらつきが生ずると、同一の検
体粒子でも照射光強度に差が生ずるため、検体粒子から
得られる光電信号に強度差が生じて精度の高い測定が困
難となる。逆に、検体粒子の大きさに比べてサンプル液
の流径が小さい場合には、測定精度は高くなるが、単位
時間当りの検体粒子の通過個数が減少するために解析速
度が低下するので、効率良くかつ高精度の測定結果を得
るには、サンプル液の流径を検体粒子の外径と同程度に
調整することが望ましい。

従来、サンプル液、シース液への加圧は、検体粒子の単
位時間当りの通過個数が一定の値となるように調整され
ていたが、この方法では検体粒子の弔位蒔間当りの通過
個数はサンプル液中の検体粒子濃度に左右されることに
なる。従って、検体粒子の濃度が小さい場合には、検体
粒子の単位時間当りの通過個数を増加させるために、サ
ンプル液への加圧を高くして、サンプル液の流径を大き
くしなければならなくなる。

しかし、流径を大きくすると前述のように流通部内で検
体粒子の通過位置にばらつきが生じて、高精度の計測が
困難となり、測定精度がサンプル液中の検体粒子の濃度
に左右されることになる。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上述の問題点を解消し、フローセル内
の流通部を流れるサンプル液の流径を測定することによ
り、高精度の測定結果が得られ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
セル内の流通部内を流れるサンプル液、シース液の液圧
を調整するサンプル調整系と、前記流通部にレーザービ
ームを照射する照射系と。

レーザービームによるサンプル液中の検体粒子の位置を
検出する光アレイセンサの出力からサンプル液の流径を
測定する流径測定部とを備え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図は光学系・サンプル調整系舎信号処理系の構成図
である。ここで、１はフローセルであり、フローセル１
の中央部に上下方向にサンプル液Ｓが通過する流通部２
が設けられている。このフローセル１には、流通部２を
通過するサンプル液Ｓの検体粒子に、その流れと垂直な
方向にレーザービームＬを照射するレーザー光ａ３が設
けられており、レーザー光源３とフローセル１との間に
は集光レンズ４が配置され、またサンプル液Ｓの検体粒
子による前方散乱光側には、フローセル１側から集光レ
ンズ５、ハーフミラ−６、光電検出器７が配置され、更
にハーフミラ−６の反射側にはＣＯＤ　（電荷結合素子
）等から成る光アレイセンサ８が配置されている。

サンプル、ｉＪ！Ｉ整系においては、９はサンプル液貯
蔵部、１０はシース液貯蔵部であり、フローセルｌはサ
ンプルチューブ１１とシースチューブ１２を介してサン
プル液貯蔵部９とシース液貯蔵部１０に接続されており
、サンプル液貯蔵部９及びシース液貯蔵部１０は圧力発
生器１３にそれぞれエアチューブ１４、圧力制御器１５
、及びエアチューブ１６、圧力制御器１７を介して接続
されている。

信号処理系においては、粒子位置検出部１８が光アレイ
センサ８に接続され、この粒子位置検出部１８の出力は
痘算部１９に接続されている。演算部１９の出力は記憶
部２０、圧力制御部２１、表示部２２に接続され、圧力
制御部２１の出力は圧力制御器１５．１７に接続されて
いる。また、演算部１９には操作部２３の出力が接続さ
れている。

シース液Ｃはシース液貯蔵部１０内で圧力発生器１３と
圧力制御器１７によりエアチューブ１６を介して適宜な
液圧に加圧された後に、シースチューブ１２を介してフ
ローセル１中に流入される。サンプル液Ｓも同様にサン
プル液貯蔵部９内で圧力制御器１５により適圧に調圧さ
れた後に、す７７’　ＪＬ／チューブ１１を介してフロ
ーセル１の流通部２内の中心部に注入され、シース液Ｃ
に包まれた層流状態で流通部２を高速で上下に流れる。

この場合に、サンプル液Ｓとシース液Ｃは演算部１９、
圧力制御部２１の出力を基に、圧力制御器１５．１７に
より適切な液圧に調整されているのであるが１通常では
サンプル液Ｓの方がシース液Ｃよりも僅かに高く加圧さ
れている。

レーザー光源３からのレーザービームＬは、集光レンズ
４を介してフローセル１の流通部２に照射され、サンプ
ル液Ｓ中の検体粒子からの前方散乱光は集光レンズ５を
介して光電検出器７で受光されて検出され、主に検体粒
子の大きさに関する情報が得られる。また、検体粒子か
らの側方散乱光及び蛍光は、図示しない側方光学系及び
その測光検出器によって検出され、検体粒子内部の複雑
な構造に関しての情報を得ることができる。

更に、ハーフミラ−６により反射された前方散乱光は光
アレイセンサ８上に集光され、流通部２を流れる検体粒
子の像は光アレイセンサ８上に結像されるが、検体粒子
に照射されるレーザービームＬの光強度分布はガウス分
布を呈している。

レーザービームＬの光軸とサンプルＩＳの論れの中心と
の合軸調整がなされているとすると、検体粒子が第２図
（ａ）のａに示すようにサンプル液流Ｓの中央を流れて
いる場合には、光アレイセンサ８からの出力波形は（ｂ
）に示すａｏになるが、実際には検体粒子の通過位置は
サンプル液の流径Ｗの範囲でばらつきを生ずるので、検
体粒子がサンプル液Ｓの液流の両端す及びＣを流れた時
の出力波形ｂ’　、ｃ’　を検出することによって、こ
のようにサンプル液Ｓの流径Ｗを検出することができる
。

ここで、光アレイセンサ８は０−ｎ−１番地、つまり第
２図（ｃ）に示すようにｎ画素の光電検出素子を有して
おり、検体粒子の通過毎にその位置は粒子位置検出部１
８からＮ番地のデータとして演算部１９に出力されるよ
うになっており、マイクロコンピュータ等で構成されて
いる演算部１９は、粒子位置検出部１８からのデータを
読み取って、記憶部２０へ読み取ったデータを出力する
。

記憶部２０は最小番地記憶部と最大番地記憶部とを有し
ており、演算部１９は検体粒子の通過時に得られた番地
データが最小番地記憶部の内容より小さい時、或いは最
大番地記憶部の内容より大きい時のみ、それぞれの記憶
部の内容を更新する。

従って、記憶部２０はそれまでの最小番地Ｎｍ１ｎと最
大番地ＮＩＩａｍが常時記憶されることになる。検体粒
子がサンプル７ｆ夕流の両端を流れる確率は、中央部を
流れる確率に比べると極めて小さいが、それでも成る程
度多数個の検体粒子を流通部２に流すと、第２図（ｂ）
のｂ’　、ｃ’　のような波形を得ることができる。毎
秒約５０００個の割合で流し、約２〜４秒間、個数にし
て１〜２万個程度の検体粒子を流せば、十分にサンプル
液流の両端を検知することが可能である。

従って、サンプル液Ｓの注入開始時に記憶部２０のデー
タを消去して、順次前述のように新しいＮｍ１ｎとＮｍ
ａｘの番地を書き込んでゆくと、その結果注入終了時に
は（ａ）のｂとＣに対応する番地Ｎｂ、　Ｎｃが得られ
ることになる。そして、演算部１９はＮｂ−Ｎｃを算出
して、サンプル液Ｓの流径Ｗを表示部２２に数値表示す
る。以後、これらの操作を定期的に繰り返すことにより
、サンプル液Ｓの流ｉＷを監視しながら、サンプル液Ｓ
、シース液Ｃの圧力を制御することによって、サンプル
液Ｓの流系Ｗを最適値に調整することができる。

また、この実施例では予め操作部２３において所望のサ
ンプル液５１７）流径Ｗを設定して、実際のサンプル液
Ｓの流径Ｗが自動的に所望の値と一致するような操作も
できるようになっており、その際は演算部１９は操作部
２３から所望の設定値を読み取り、検体粒子の位置から
算出した実際の流径Ｗが、設定値と一致するように制御
信号を圧力制御部２１へ出力し、圧力制御部２１から圧
力制御器Ｉ５．１７を駆動してサンプル液圧、シース液
圧を調整すればよい。

また、操作部２３はサンプル液、シース液の調整と散乱
光の１！Ｉ一定との切換え手段も有しており、更に散乱
光の測定中でも自動的に調整装置を作動状態にしておく
ことも可能である。更に、サンプル液Ｓとシース液Ｃに
対する圧力検出器を設け、各液圧値をサンプル液Ｓの流
径値と共に表示部２２に表示するようにすれば、サンプ
ル液の流径とサンプル液Ｓ及びシース液Ｃの各圧力との
相関関係が内張で観察でき効果的である。

［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は、サン
プル液の流径を監視しながら、サンプル液、シース液の
圧力を調整することにより、サンプル液流を適切な大き
さの流径に保持することが可能となり、検体粒子の測定
部通過位置のばらつきを最小にすることができ、効率良
く高精度の′Ａ１１定結果を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る粒子解析装置の実施例を示し、第１
図は光学系・サンプル調整子φ信号処理系の構成図、第
２図はサンプル液の流径測定の説明図である。 符号１はフローセル、２は流通部、３はレーザー光源、
４．５は集光レンズ、６はハーフミラ−１７は光電検出
器、８は光アレイセンサ、９はサンプル液貯蔵部、１ｏ
はシース液貯蔵部、１１はサンプルチューブ、１２はシ
ースチューブ、１３は圧力発生器、１４．１６はエアチ
ューブ、１５．１７は圧力制御器、１８は粒子位置検出
部、１９は演算部、２ｏは記憶部、２１は圧力制御部、
２２は表示部、２３は操作部である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フローセル内の流通部内を流れるサンプル液、シー
   ス液の液圧を調整するサンプル調整系と、前記流通部に
   レーザービームを照射する照射系と、レーザービームに
   よるサンプル液中の検体粒子の位置を検出する光アレイ
   センサの出力からサンプル液の流径を測定する流径測定
   部とを備えたことを特徴とする粒子解析装置。 ２、前記光アレイセンサの最大画素位置と最小画素位置
   の差から流径を求め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、前記流径測定部からの出力を基に、サンプル液の流
   径を設定する操作部と前記流径を制御する圧力制御部と
   により、サンプル液の流径が設定された流径に一致する
   ように調整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。 ４、前記流径測定部で求めた流径を表示する手段を備え
   た特許請求の範囲第１項に記載の粒子解析装置。