JPS62285043A

JPS62285043A - 集光装置付フロ−セル

Info

Publication number: JPS62285043A
Application number: JP12983986A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hirako; 進一平子
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1986-06-03
Filing date: 1986-06-03
Publication date: 1987-12-10

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】３、発明の詳細な説明（イ）産業上の利用分野この発明は、例えば血液等のように粒子が浮遊する液体
をフローセルの細管部に流通させ、光を照射することで
粒子（白血球等）の光学的性質を測定して粒子を分類計
数する流体粒子分析装置のフローセルに関する。

（ロ）従来の技術流体粒子分析装置は、光学的に透明な材質（石英等）で
構成されたフローセル内に、フローセルを貫通する細管
状の測定用流路部を形成し、このフローセルの両端部、
つまり測定用流路部の両端の一方に流体流入部（管）、
他方に流体排出部（管）を連設している。

測定に際しては、粒子が浮遊する流体を流入部から測定
用流路部へ流入させる一方、フローセル外部から流体つ
まり粒子に対し光源（レーザ或いは放電灯）より光を照
射する。これにより、粒子が放射する信号光を集光し、
集光量（アナログ量）を光電変換器にてデジタル値に変
換し、流体（例えば血液）の粒子（白血球、赤血球等）
を分析する。

第９図及び第１０図は、従来の流体粒子分析装置の線図
的光学系を示す。

第９図では、フローセル１の測定流路部２を流れる粒子
（流体）が放射する信号光１０は、光源とフローセル１
との間に配備された集光用の特別なレンズ手段（第ルン
ズ部）１９で集光され、この集光は第２レンズ部１４か
らピンホール１５及びフィルタ１６を経て光電変換器１
７に取込まれる構成となっている。また第１０図では、
フローセル１の中の測定流路部２を流れる粒子（流体）
に対する光照射及び粒子が放射する信号光の集光は、フ
ローセル１と光源との間に配備された特別なレンズ手段
（第ルンズ部）１９で兼用的に行うように設定されてい
る。

いずれの装置にあっても、フローセルと光源との間に特
別なレンズ手段を配備し、このレンズ手段により粒子の
放射する信号光を集光するように設定されている。通常
、この特殊なレンズ手段としては、例えば複数のレンズ
及びミラーを組合わせた構造のもの、或いは単一レンズ
にて集光するように構成したもの、又は開口数１．０以
上の集光力の強い（信号光を集光する開口角が大なる）
レンズを使用した構造のもの等がある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の流体粒子分析装置に使用されるフローセルは
、透明な中実主体の内部に粒子浮遊液が流れる細管状の
流体通路部を形成しただけのものである。

従って、粒子分析装置には、フローセルの他に光源から
光を粒子に照射した際、粒子が放射する信号光を集光す
る専用のレンズ手段が別途必要であり、従来は上記のよ
うにフローセルと光源との間に特別なレンズ部が配備さ
れていた。

ところが、この集光用として専用的に使用されるレンズ
手段のうち、例えば複数レンズを組合わせた方式では、
構造が複雑で製品原価が高騰する等の不利がある。また
、単レンズを使用する方式では、組合わせレンズ方式の
欠点は解消できる反面、色収差により分析精度が悪化す
る虞れがある。

更に、集光力の強いレンズを使用する場合には、フロー
セルと別途専用レンズとの間番ご屈折力整合用の液体を
介在させる必要があり、取扱いが不便である等の不利が
あった。

この発明は、従来のものが持つ、以上のような問題点を
解消させ、集光用の特別なレンズ手段を要せず、分析精
度が高く安価な集光装置付フローセルを提供することを
目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この目的を
達成させるために、この発明の集光装置付フローセルで
は、次のような構成としている。

集光装置付フローセルは、フローセル透明主体の測定用
流路部に粒子浮遊液を流通させ、流通中の粒子に対し光
を照射し、粒子が放射する信号光を集光して粒子を分析
する流体粒子分析装置のフローセルであって、前記測定
用流路部を備えるフローセル主体に、粒子の放射する信
号光を集光する反射鏡部を一体成形して構成している。

このような構成を有する集光装置付フローセルでは、フ
ローセル自体に集光手段、つまり反射鏡部を一体に備え
ている。従って、フローセルと光源との間に集光用の特
別なレンズ手段を配備する必要がない。

今、流体に浮遊する粒子を分析するに際しては、フロー
セル主体の細管状測定流路部に流体を流通させる。一方
、フローセルの外部に設置する光源から流通する流体、
つまり粒子に対し光を照射する。これにより、粒子の放
射する信号光はフローセル自体がその一面内に備える反
射鏡部で集光され、この集光はフローセルの他面（反射
鏡部と反対側の平面）から平行光線となって射出し、光
電変換器に取り込まれる。従って、フローセル以外に集
光用の特別なレンズ部が不要となる。

また、反射鏡部は測定用流路部を備えるフローセルの一
面内を膨出させ、この弯曲膨出部の弯曲面を反射面とし
たものである。従って、反射面と測定用流路部との間に
は屈折率がほぼ同等な光学的に透明な材料が満たされて
おり、粒子の放射する信号光を大きな開口角で集光でき
る。かくして、微弱信号の検出が一層容易となり、光量
の小さい小型の光源が使用できることとなる結′果、小
型で安価な精度の高い流体粒子分析装置を提供すること
ができる。

（ホ）実施例第１図は、この発明に係る集光装置付フローセルの具体
的な一実施例を示す正面図であり、第２図はその側面図
である。

フローセル１は、光学的に透明な資材、例えば石英、光
学用ガラス或いは光学用プラスチック又は光学用結晶に
て、中実の方形平板状に形成されている。

この透明なフローセル主体１の内部には、粒子が浮遊状
態で存在する流体、例えば血液を流通させる粒子測定用
流路部２が形成しである。この測定用流路部２は、断面
形状が角筒状或いは円筒状の極めて細い筒体で、フロー
セル１の幅中心を長手方向へ貫通形成されている。

このフローセル主体１の一端部、つまり測定用流路部２
の一端部にはシースフロー形成室６を連設し、他端側に
は粒子浮遊液を排出するための排出管９を連通している
。このシースフロー形成室６には、粒子浮遊液を流入さ
せるための流入細管部７と、シース液を流入させるシー
ス液流入管８とが分岐配備されている。

この発明の特徴は、上記方形平板状フローセル主体１の
一面側、つまり前記シース液流入管８例の面内に、外方
向へ弯曲状に膨出した反射鏡部４を一体に形成した点に
ある。

この反射鏡部４は、フローセルｌの一面内に弯曲状に肉
盛りさせた放物面を形成し、この放物面の表面に光反射
膜を被覆処理して反射面５を構成させたものである。こ
の放物反射面５の焦点ＩＡは、測定用流路部２の中心に
位置設定されており、一方、フローセル１の裏面側、つ
まり反射面５の反対側は放物反射面５の光軸１０に垂直
な平面３に設定しである。

第３図は、フローセル１の他の実施例を示す正面図であ
る。先の実施例では、測定用流路部２はフローセル主体
１の方形平板内部に形成した例を示したが、この実施例
では測定用流路部２をフローセル１の反射鏡部４、つま
り反射面５を貫通する構造としている。この実施例によ
れば、粒子の放射する信号光の一部が、反射鏡部４の弯
曲裾部側に当たり集光されるため、立体角がπ（１８０
度）より大きい範囲で信号光が集光されることとなり、
集光量を一層増大させる効果がある。

第４図は、フローセル１の他の実施例を示す断面図であ
る。

上記光の実施例では、いずれも反射鏡部４　（反射面５
）を放物面とした例を示したが、この実施例では、反射
鏡部４　（反射面５）を楕円面とし、反射面５の反対側
の面、つまりフローセル主体１の他の面は内向きに凹む
弯曲面（球面）３に形成している。この例では、測定用
流路部２は、楕円面の第１焦点ＩＡを通るように構成さ
れている。

また、粒子が楕円面の第１焦点ＩＡの位置を通過する時
、粒子から放射される信号光は楕円反射面５で反射され
、曲率中心が楕円面の第２焦点ＩＢと一致する球面３よ
り出射して、第２焦点ＩＢに集光する。

このような構成を有する集光装置付フローセルでは、粒
子浮遊液（例えば血液）は、流入管７よリシースフロー
形成室６に流入し、一方シース液流入管８より流入した
シース液により唾液がシースフローとなって測定用流路
部２の中心を流通する。今、流通する血液、つまり粒子
が焦点ＩＡの位置を通過した時、フローセル主体１に併
設された光照射手段・光源（図示せず）により、粒子は
光照射される。これにより、粒子から放射される信号光
は、放物反射面５により集光反射され、平行光となって
平面３より出射する。

第５図乃至第８図は、本発明のフローセルを採用した流
体粒子分析装置の光学系を示す実施例である。

この各実施例の作用を説明すると、第５図は、第１実施
例（第１図）のフローセルを採用した例を示している。

粒子を光照射するためのレーザ光等の光ビームは、孔あ
き平面鏡１３の孔部ｔａａヲ１ｉｔｌす、測定用流路部
２を流れる粒子を光照射する。

粒子を透過した不要光は、反射面５の中心部に形成され
た透明部５ａ−ｔ−透過する。更に、粒子が放射する信
号光は、反射面５で集光され、平行光として平面３から
出射された後、孔あき平面鏡１３で反射し、レンズ１４
を介してピンホール１５に集光する。ピンホール１５で
妨害光を除去した後、粒子の放射する信号光を照射光か
ら分離するために、フィルタ手段１６を通過させ、その
後、光検出器１７で電気信号に変換し、粒子を分析する
。

第６図は、粒子を照射する光ビームをフローセル１の平
面３に対し平行にして、測定用流路部２中の粒子に照射
する例を示している。この実施例では、粒子は光ビーム
に直角に流れる。粒子からの信号光は、放物反射面５で
集光反射され、平行光となってレンズ部１４を通過し、
ピンホール１５に集光して、妨害光を除いたあと、フィ
ルタ手段１６で照射光成分を除き、光検出器１７で電気
信号に変換する。

第７図は、第３実施例（第４図）で示した反射鏡部（反
射面５）４が楕円面であるフローセル１を採用した光学
系の実施例である。この実施例では、第５図と同様の穴
あき平面鏡１３を使用しているが、この実施例によれば
、楕円反射面５の光学特性により、反射鏡部４が放物面
である場合に要したレンズ１４が図示のごとく省略でき
る。

第８図は、第１実施例（第１図）で示したフローセルｌ
を使用している。粒子照射用光束１９をダイクロイック
ミラー１８で反射させ、フローセルｌの反射面５で測定
用流路部２を流れる粒子に反射集光する。ダイクロイッ
クミラー１８の反射特性に基づき、粒子を照射する波長
の光は反射し、通常は蛍光である粒子からの信号光が透
過する特性を持つ。粒子の放射する蛍光は、反射面５で
集光反射されて、フローセル１より平行光として出射し
、ダイクロイックミラー１８を透過し、レンズ１４でピ
ンホールに集光した後、フィルタ１６を介して光検出器
１７で蛍光を検出する。この第８図に示す光学系では、
粒子照射用光を反射面５で集光して粒子に照射するため
、レーザに比べて比較的輝度の低い超高圧水銀灯、或い
はＸｅ灯等のアーク放電灯を光源とした場合であっても
、粒子を充分に励起できる。

第９図は、放物反射面５を有するフローセル１で、粒子
の励起用光ビーム１２を放物面（反射面）の中心、つま
り反射膜処理を施していない透明部分５ａから入射し、
放物面の焦点ＩＡを通過する粒子を照射する。粒子から
の信号光は、反射面５で集光反射し、レンズ１４を介し
てピンホール１５に集光される。更に、焦点ＩＡを通過
した励起用光ビームは、ビームストッパ２０で阻止し、
光電器１７への入射を防ぐ構成となっている。

（へ）発明の効果この発明では、以上のように、流体内に浮遊する粒子を
分析するために、粒子浮遊液を流通させる測定用流路部
をフローセル主体に形成し、このフローセル主体の一面
内を膨出させて、この膨出部を粒子の放射する信号光を
集光する反射鏡部とすることとした。

この発明によれば、粒子に対し光源から光を照射し、こ
の粒子の放射する信号光は、フローセル自体が持つ反射
鏡部にて集光される。従って、従来フローセル以外に備
えていた集光用の特別なしンズ手段を省略できる。

また、反射鏡部は、フローセル主体の面内を膨出させて
放物面或いは楕円面に形成したから、反射鏡部と測定用
流路部との間には、屈折率がほぼ同等な光学的に透明な
材料で満たされていることとなる。従って、通常のレン
ズ手段で集光するよりも集光角度が大きくなり、微弱信
号の検出が一層容易となる。また、信号光の検出精度が
高くなる結果、光量の小さい小型の光源を使用した小型
で安価な粒子分析装置が提供できる等、発明目的を達成
した優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例フローセルを示す正面図、第２図は第
１図の側面図、第３図は、フローセルの他の実施例を示
す正面図、第４図は、フローセルの更に他の実施例を示
す正面図、第５図乃至第９図は、この発明のフローセル
を採用した流体粒子分析装置の光学系を示し、第５図は
、第１実施例のフローセルを採用した例を示す装置の光
学系を示す図、第６図は、光ビームをフローセルの平面
に平行にして測定流路を流通中の粒子に照射する装置の
光学系を示す図、第７図は、反射面が楕円面であるフロ
ーセルを使用した装置の光学系を示す図、第８図は、グ
イクロイックミラーの反射特性を利用した装置の光学系
を示す図、第９図は、粒子励起用光ビームをフローセル
の反射鏡部の透明部側から構成される装置の光学系を示
す図、第１０図は、従来の流体粒子分析装置の光学系を
示す図、第１１図は、他の従来の流体粒子分析装置の光
学系を示す図である。１：フローセル主体、　２：測定用流路部、３：平面、
　　　　　　４：反射鏡部、５：反射面。特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　弁理士　　　中　村　茂　信第３図ｇ４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フローセル透明主体の測定用流路部に粒子の浮遊
する流体を流通させ、流通中の粒子に対し光を照射し、
粒子が放射する信号光を集光して粒子を分析する流体粒
子分析装置のフローセルにおいて、前記測定用流路部を備えるフローセル主体に、粒子の放
射する信号光を集光する反射鏡部を一体成形したことを
特徴とする集光装置付フローセル。
（２）前記反射鏡部は、角平板形フローセル透明主体の
一面内を放物面または楕円面に膨出させ、この膨出弯曲
面の表面に光反射膜を被覆したものである特許請求の範
囲第１項記載の集光装置付フローセル。