JPS62151742A - 微小粒子の分析・選別装置 - 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、微小粒子を自動的に分析し選別する装置の改
良に関する。

（従来の技術） 細胞学や臨床医学などの分野では、いわゆるフローサイ
トメトリー法による微小粒子の分析選別装置が広く利用
されている。

この装置により分析・選別の方法を第２図面の簡単な説
明する。微小粒子懸濁液は、これを包摂するシース液と
共にそれぞれ管１．２を通して流動チャンバー３に送ら
れ、フローノズル４より細流１３となって噴出するこの
細流は例えば超音波振動によシ液滴化される。この細流
中の微小粒子にレーデ−等の光線５を照射し、微小粒子
からの光学的信号を受光系旦で検知し微小粒子を識別す
る。そしてこの識別の情報だもとづいて、個々の微小粒
子が荷電電極７により荷電され、偏向板８によシ、その
電荷の正負によって静電気的に左右に引きつけられ、特
定微小粒子が選別され捕集器９．１０．１１で捕集され
る。荷電されない粒子や、シース液等は捕集器１０に集
められる。

上記は微小粒子の分析選別装置の原理を述べたものであ
るが本発明は上記装置においてノズルより噴出される細
流の傾き、位置のずれを検出する機構を備えたものに関
するものである。一般に、この種類の測定装置をフロー
サイトメータと称する。

サテ、フローサイトメータにおいて微小粒子ｔ−含む試
料液をシース液で包み込んでジェット流としてノズルよ
シ噴出させて細流を形成させることは前記した通りであ
るが、この際該細流即ち水柱が照射光、受光系光軸に対
して垂直をなすことによって微小粒子からの光学信号は
正確かつ高精度を保持しうることは云うまでもなく、上
記水柱が上記照射光受光系光軸に対して成る傾角をなす
場合においては測定データに対してＣＶ値および感度に
おいて誤差を生じ微小粒子の分析および選別に重大な悪
影響を及ぼす。したがって水柱の照射光、受光系の光軸
に対する傾きを検知し常にこれを正゛常な位置に保持す
ることは本装置において極めて重要な要件と云わなけれ
ばならない。

しかるに従来技術においては上記傾角の有無を検出する
ため水柱に照射した光線の散乱光の帯状分散状態を測定
者の肉眼視察によって確認し調整するのを通常としてい
た。この方法は測定者の個性にもとづく認識と調整であ
るため個人差の介入は避けられず、誤差も大であシ客観
的調整は困難であると共に、測定データの再現性にも悪
影響があシ、その改善は精密を要する本装置においてと
くに強い要望であった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来技術の欠点を改善し、フローサイトメ
ータにおける測定値の精度および再現性の向上をはかる
ため特に水柱の傾角を検出調整するものであ）更には位
置のずれの検出調整を可能とする微小粒子の分析・選別
装置を提供することにある。

（問題点解決の手段） 本発明は上記問題点を解決する手段として、微小粒子懸
濁液をノズルよ）噴出させて形成される細流中の微小粒
子に光線を照射し、微小粒子からの光学的信号を受光検
知測定して、それに基づいて微小粒子を分析選別する装
置において、前記細流の傾きを受光系の光軸を含む水平
面上の異なる２点において前記水平面に垂設されたそれ
ぞれの光検出器によって検出することを特徴とする微小
粒子の分析選別装置を提供するものである。

微小粒子たとえば生物細胞等の分析選別装置においては
前述の通シ微小粒子を含むサンプル液を生理食塩水など
のシース液により外周を包み込みつつノズルよシジェッ
ト噴出させ、この噴出水柱へ例えばレーデ光等を照射し
てサンプル液中の微７４％粒子からの光学信号（散乱光
または螢光）を検出する。この装置は、一般的には、照
射光系光軸と受光系光軸とが同一水平面上にあるように
構成される。

この場合上記光学信号の受光系光軸に対して上記噴出水
柱の関係位置は相互に垂直を保持することによって微小
粒子からの光学信号は正確かつ高精度を得ることは前記
した通υであり、上記水柱が上記受光系光軸に対して垂
直から成る傾角だけ偏位する場合においては測定データ
においてＣＶ値および感度に誤差を生じ微小粒子の分析
および選別に悪影響を及ぼす。

本発明装置においては上記のごとき傾角の存在する場合
これを照射光線の散乱光の正常位置からの偏位によって
自動的に検知する手段をもつので、それに基づき速やか
にその傾きを矯正でき測定データの精度を向上すると共
に測定の再現性を向上することが可能となる。更にまた
水柱の位置のずれの検出にも拡大利用することも可能で
ある。

本発明を図面によ？て説明すると次の通シである。

第２図は前述した通り従来公知の微小粒子分析選別装置
の原理図である。

第１図は本発明装置を説明する原理図を示す。

本装置においてジェット流１３が照射ビームの光路Ｘお
よびその受光系光軸Ｙのつくる水平面Ｓ。

と相互に垂直な関係位置に配される場合、ジェット流１
３に対して上記ビームＸを照射すれば水平面Ｓ１に散乱
光が発生する。光軸Ｙと一致しない任意の軸方向に受光
面Ｐを平面Ｓ、に対して垂設すれば上記散乱光の受光面
Ｐ上における像として■。

のごとき散乱光帯を得る（図ｂ）。保工、は受光面Ｐの
中央部標準位置に図のごとく微細な多数の点の線状集合
として出現される。

さて、いまジェット流１３が平面Ｓ、に対して垂直方向
から偏位し図示のごとく傾きジェット流１３′の方向を
とる場合、ビームＸの散乱光帯はこれによって偏位を生
じ受光面Ｐ上における像Ｉ２を得る（図Ｃ）。工、の光
帯は受光面Ｐの中央部標準位置である■、に示す位置よ
シ上方（または下方）に偏位した状態において結像され
る。即ち、これら散乱光帯は、平面Ｓ２を形成している
。

水柱の傾きを検出する為には、傾いた平面Ｓ２を確定す
る必要があシ、この為には前記Ｐと同様な受光面ｐ／（
図示せず）を設置し、同様に受光面Ｐ′上における像Ｉ
２′を得ればよい。したがってこの偏位像Ｚ２．Ｉ２’
Ｉｃよシジェット流１３′の偏位が検出され、偏位像Ｉ
２．Ｉ２’の偏位量を調整することによってジェット流
１３′の偏位を正常位置１３に調整することを得るので
ある。

受光面Ｐを含む検出装置Ａおよび受光面Ｐ′を含む検出
装置Ｂにおける検出像の受光強度を電気エネルギーに変
換、演算する回路図を第３図および第４図に示す。第３
図において検出装置Ａ、Ｂからの信号はＣに示す演算装
置に入力され散乱光帯の位置から、細流の傾きが算出さ
れる。

第４図は、光の位置の検出器の一つである半導体装置検
出装置（ＰＳＤ　）の原理を説明する為の説明図である
。

半導体装置検出装置に光スポットが入射すると入射位置
において光エネル＆比例した電荷を発生する。発生電荷
は光電流として抵抗層（たとえ　。

ば２層）を通シ電極よシ出力される。抵抗層は全面的に
均一な抵抗値を有する抵抗体として構成されているため
光電流は入射光の位置から二電極までの距離（すなわち
抵抗値）に逆比例して分割されて取出される。

さて二電極間距離を２Ｌ、全光電流をＩｏ１電極からの
出カニ電流をＩ、＋１２とすれば次の関係が成立するの
で、Ｉ、、Ｉ２を測定するととにより、光スポットの位
置が求められる。

Ｉｏ＝Ｉ、＋Ｉ２゜ ■、＝工。（Ｌ−ｘＡ）／２Ｌ。

Ｉ２＝■ｏ（Ｌ＋ｘＡ）／２Ｌ 尚光スポットの位置を検出する他の方法としては、２つ
以上の光検出素子を位置検出方向に並べたもの、例えば
リニアホトダイオードアレイなどを使用することも可能
である。

本発明装置において、第５図に示す如く水柱１３と検出
装置Ａ、Ｂとの間に適当な収光レンズエ４を設置するこ
とによシ帯状散乱光の垂直方向の拡散を抑えて平行光に
することにより、検出装置Ａ、Ｈの設置位置を、ノズル
から離れた好都合の場所に選ぶこともできる。

また、水平方向の拡散を抑える凸レンズを、組み合わせ
、検出装置上にスポットの像を結ぶように構成すれば、
スポットの像の水平方向へのずれ、又は像のぼけによっ
て、水柱の位置のずれを検出できる。検出器を２台設置
することによシ水柱の位置のずれを正確に決定できる。

第６図は水柱の位置のずれを測定する原理図である。水
柱の位置が正常のときの光路を実線で、移動後の光路を
点線で示す。

傾き及びずれを同時に検出するには、前述したＰＳＤは
、スポットの位置を２次元的に求めることができるので
好都合である。ＰＳＤの原理は、すでに１次元の例につ
いて説明しであるので、２次元の場合については省略す
る。

（効果） 詳述したように、フローサイトメーターのノズルよシ噴
出する細流（水柱）の傾きは、受光系光軸を含む水平面
上２点に垂設された光検出器によって散乱光のスポット
位置を検出することによシ自動的に検出できる。また、
これにレンズを組み合わせることによシ、細流（水柱）
の位置のずれも検出できる。これにより調整が迅速に行
なえその効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を示す図、 第２図はフローサイトメーターの原理を示す図、第３図
は、本発明の構成を示す図、 原理を示す図である。 ４・・・ノズル、５・・・照射光、６・・・受光系、１
３・・・細流、Ｐ・・・受光面、Ａ、Ｂ・・・検出装置
、Ｃ・・・演算装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 微小粒子懸濁液をノズルより噴出させて形成される細流
   中の微小粒子に光線を照射し、微小粒子からの光学的信
   号を受光検知測定して、それに基づいて微小粒子を分析
   ・選別する装置において、前記細流の傾きを受光系の光
   軸を含む水平面上の２点において前記水平面に垂設され
   たそれぞれの光検出器によって検出することを特徴とす
   る微小粒子の分析選別装置。