JPS6236540A

JPS6236540A - 粒子解析装置

Info

Publication number: JPS6236540A
Application number: JP17650885A
Authority: JP
Inventors: Akira Tago; 晃多胡; Naoki Yuguchi; 湯口　直樹
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-09
Filing date: 1985-08-09
Publication date: 1987-02-17

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、サンプル液
がフローセルの中心を安定した層流をなして流れている
か否かを容易に判定すること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とは、高速で流れる細胞浮遊溶液、
即ちサンプル液に例えばレーザ光を照射し、その散乱光
・蛍光による光電信号を検出し。

細胞の性質・構造を解明する装置であり、細胞化学、免
疫学、血液学、腫瘍学、遺伝学等の分野で使用されてい
る。

フローサイトメータにおいては、照射光の光軸に対する
サンプル液の流れる軸の位置を一定に保持することは正
確な測定上欠くことのできない要件であり、そのために
シース液を加圧し層流の性質を保持させながら高速でノ
ズル先端を通過させ、この流れの中央にサンプル液を注
入する方式が採用されている。このようにすると、サン
プル液は高速で層流の中心軸に沿って流れることになり
、このときサンプル液の流速を絞り込み安定した層流を
得るために、サンプル液とシース液との流量比を１対５
０程度に保ち、内径５０ｐｍ〜２５０ＪＬｍ程度のノズ
ル又はセル内を秒速１０ｍ程度で通過させる。

このように安定した層流を得るための初期条件を設定し
ても、装置を含む周囲雰囲気の微小変動により、計測期
間中に層流の微小変動が起り得る。従って、精度の高い
計測結果を得るためには常に層流の状態及びサンプル液
がセル又はノズルの中心を流れているか否かを監視する
必要がある。

従来、このような層流の安定性及びサンプル液がセル又
はノズルの中心を流れているか否かを監視するためには
、照射光軸及びサンプル液の流れの方向とそれぞれ直交
する方向に顕微鏡を配置し、サンプル液の流れを監視す
るという方法が採用されている。しかし、この方法では
照射光軸方向のサンプル液の流れの位置は監視すること
ができるが、サンプル液の流れの方向及び照射光の光軸
方向に、それぞれ直交する方向のサンプル液流の位置を
監視することは不可能である。従って。

計測結果にばらつきが生じ十分に精度の高い計測は望め
ない。

このような欠点を除去するために、例えば第６図に示し
た・装置が採用されている。これは、フローセル１の中
央部の紙面に垂直な流通部２内をサンプル液が高速で通
過するようになっており、この流れと直交する方向の光
軸０１上にレーザ光源３、結像レンズ４が配され、レー
ザ光源３から出射されたレーザ光りは、結像レンズ４に
よりサンプル液に照射されるようになっている。そして
、レーザ光りのサンプル液による前方散乱光側には、集
光レンズ５ａ、／＼−ワーフー６、絞り７ａ、光電検出
器８ａが順次に配され、／＼−ワーフー６の反射側の光
軸０２上には順次に配されたピント板９ａ、結像レンズ
ｌｏａから成る観察光学系Ａが配置されている。側方散
乱光側の光軸０３上には、集光レンズ５ｂ、絞り７ｂ、
光電検出器８ｂが順次に配され、それぞれ集光レンズ５
ａ、５ｂ、絞り７ａ、７ｂを介して光電検出器８ａ、８
ｂにより前方散乱光、側方散乱光が検出されるようにな
っている。そして、側方散乱光の測光光学系と反対側の
側方散乱光側の光軸０４上には、順次に配された集光レ
ンズ５ｂ′、ピント板９ｂ、結像レンズ１０ｂから成る
観察光学系Ｂが配されている。従って、観察光学系Ａに
より照射光軸方向のサンプル液の流れの状態及び位置を
監視することができ、観察光学系Ｂにより光軸０３方向
のサンプル液の流れの状態及び位置を監視することがで
きる。即ち、この装置によればサンプル液の流れの状態
及び位置を十分に正確に判定することが可能である。し
かし、この方式は観察光学系が２組必要なために装置が
複雑かつ高価になり、更に観察窓が２つになるために観
察方向を変える度に観察窓を覗き換えなければならず、
操作が煩雑になり判定に手間が掛かるという欠点を有し
ている。

［発明の目的］本発明の目的は、フローセルをサンプル液の流れの軸廻
りに回転可能とすることにより、サンプル液の流れの状
態及び位置を容易に判別し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、サンプル
液を通過させる流通部を有し、前記サンプル液の流れの
軸廻りに回転可能なフロ゛−セルと、光源からの照射光
により前記サンプル液で散乱された散乱光を測光する測
光光学系と、前記サンプル液の流れの状態を観察する観
察光学系とを具備することを特徴とする粒子解析装置で
ある。

〔発明の実施例］本発明を第１図〜第５図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は全体の構成図であり、観察光学系Ａ及びフロー
セルｌ以外は第６図に示した従来例と同様である。即ち
、フローセル１の中央部の紙面に垂直な流通部２内を、
高速層流となったシース液に包まれて、流体力学的焦点
合わせが行われたサンプル液Ｓが通過するようになって
いる。そして、フローセル１はこのサンプル液Ｓの流れ
の方向の軸を中心に矢印で示すように回転可能に設置さ
れている。

また、サンプル液Ｓの流れと直交する方向にレーザ光源
３が配置されており、このレーザ光源３から出射された
レーザ光りを流通部２に導光するために、光軸０１に結
像光学系４が配置されている。そして、サンプル液Ｓに
よって散乱されたレーザ光りの前方散乱光側には、集光
レンズ５ａ、絞り７ａ、光電検出器８ａが順次に配され
ており、結像レンズ４を介して流通部２で照射されたレ
ーザ光りはサンプル液Ｓにより散乱され、集光レンズ５
ａ、絞り７ａを経て光電検出器８ａに至り、主にサンプ
ル液Ｓ中の検体粒子の大きさの情報が得られる。また、
サンプル液Ｓの流れの中心軸とレーザ光りの光軸０１と
にそれぞれほぼ直交する方向の光軸０３上には、側方散
乱光用集光レンズ５ｂ、絞り７ｂ、光電検出器８ｂが順
次に配列されており、サンプル液Ｓによるレーザ光りの
９０＠方向の側方散乱光が計測され、主にサンプル液Ｓ
中の検体粒子の顆粒性が観測できるようになっている。

なお、検体粒子に蛍光標識を施して生化学的解析を行う
場合には、図示しない波長選別手段を光軸０３上に設置
することにより測定が可能となる。

更に、フローセル１を挟んで光軸０３と反対側の光軸０
４上には、集光レンズ５ｂ′、ピント板９ｂ、結像レン
ズ１０ｂが順次に配列され、観察者はフローセル１を回
転させることにより、サンプル液Ｓの流れの状態を複数
の方向からこの観察光学系Ｂを介して観察できるように
なっている。

第２図（ａ）　、　（ｂ）は回転可能なセルユニットの
斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の状態を時計方向に９０
°回転させている。フローセルｌ上方のノズル部の上部
中央には、図示しないサンプル液圧送部により加圧され
たサンプル液Ｓを流すためのサンプル管１１が接続され
、ノズル部の上部側面には図示しないシース液圧送部に
より加圧されたシース液Ｊを流すためのシース管１２が
接続されている。そして、シース液Ｊによって流体力学
的焦点合わせの行われたサンプル液Ｓがフローセル１の
角型部１３に導かれるようになっている。更に、フロー
セルｌのノズル部の上部側面には、フローセル１に固定
された回転ノブ１４が設置され、フローセル１はセルホ
ルダ１５によって保持されるようになっている。

第３図はセルユニットの一部を切欠した縦断面図であり
、セルホルダ１５の下方のフローセル１のノズル部には
抜は防止板１６が固定されており、フローセルｌとこの
抜は防止板１６とによりセルホルダ１５は係止されてい
る。この部分で、フローセルｌ、セルホルダ１５はそれ
ぞれ円形断面を有し、更に回転するために適当な隙間を
有するため、回転ノブ１４を第２図（ａ）に示すＲ方向
に移動させることにより、フローセル１を矢印Ｒ方向に
回転させることができるようになっている。

第４図（ａ）はフローセル１の角型部１３をサンプル液
Ｓの流れの方向から見た図であり、（ｂ）はフローセル
１を（ａ）の矢印Ｅの方向から観察した場合の観察像を
示している。また、（Ｃ）はフローセル１を（ａ）の状
態から９０°回転させ、（ａ）と同一の状態で流れてい
るサンプル液Ｓを流れの方向から見た図であり、（ｄ）
は（Ｃ）の状態を７０−セル１のＥ方向から観察した場
合の像を示している。

いま、第４図（ａ）に示すように、サンプル液Ｓがフロ
ーセル１の角を部１３を、流通部２の中心からＡρだけ
観察方向Ｅと同方向でかつ観察者から遠去かる方向にず
れているとする。これをＥ方向に配された観察光学系Ｂ
を介して観察すると、（ｂ）に示すようにサンプル液Ｓ
は流通部２の中央を流れているように見える。即ち、観
察方向Ｅと同方向のずれΔｐは検出不可能である。

次に、同じ状態のフローセル１を回転ノブ１４によりＲ
方向に９０°回転させると、第４図（Ｃ）に示すように
サンプル液Ｓの流れは、流通部２の中心から観察方向Ｅ
からみて右側にΔりだけずれることになり、観察光学系
Ｂを介して（ｄ）に示すように流通部２の右側を流れて
いるサンプル液Ｓを観察することができる。このように
、フローセルｌを回転させる以前は検出できなかった観
察方向Ｅと同方向のずれΔ夕が、フローセル１を９０＠
回転させることにより、観察方向Ｅと直交する方向のず
れΔ夕として容易に検出することができる。

第５図はフローセルｌが所定角度毎に自動的に停止し得
る係止機構を有する第２の実施例のセルユニットの一部
を切欠した縦断面図である。フローセル１のノズル部の
セルホルダ１５と接触する部分に位置決め用凹孔が所定
の角度、例えば９０＠間隔に設けられており、セルホル
ダ１５の一部に孔が設けられ、その孔内にばね１７が取
り付けられ、ばね１７の先端には位置決めポール１８が
連結されている。

回転ノブ１４によりフローセル１が回転中は、フローセ
ル１のノズル部の壁に位置決めポール１８が押され、ば
ね１７が縮んだ状態でセルホルダ１５の内側をフローセ
ル１が回転する。そして、位置決めポゴル１８の位置と
フローセル１の位置決め用凹孔が一致すると、位置決め
ポール１８が位置決め用凹孔に入り、ばね１７によって
押し付けられ、フローセルｌの回転が自動的に停止する
ことになり、操作性を更に向上させることができる。

また、上述した第１の実施例は第６図に示した観察光学
系Ｂとフローセル１の回転とを組み合わせたものである
が、観察光学系Ａとフローセル１の回転とを組み合わせ
て、サンプル液Ｓの流れの位置を調整することもできる
。即ち、観察光学系Ａを介して第４図（Ｃ）の状態のサ
ンプル液Ｓの流れを観察すると第４図（ｂ）のように見
え、ずれΔｐを検出することは不可能であるが、フロー
セル１を時計方向に９０″′回転させると、第４図（ａ
）のサンプル液Ｓの流れと流通部２の中心に対して対称
な位置のサンプル液Ｓの流れを観察することができ、第
４図（ｄ）のように見えるためにずれΔｐを検出するこ
とが可能であり、第１の実施例と同様の効果を得ること
ができる。

なお、以上の各実施例ではフローセル１の回転を手動で
行うようにしたが、回転手段としてモータ等を使用し、
より操作を容易とすることもできる。また、以上の説明
は角型部１３を有するクローズドタイプのフローセルｌ
についてなされたが、角型部１３の無いオープンセルに
ついても同様に実施することができる。

［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
プル液の流れの方向の中心軸の廻りにフローセルを回転
させることによって、複数方向からサンプル液の流れの
状態を観察可能としたことにより、サンプル液の流れの
状態及び流れのフローセル中心からのずれを容易に、し
かも正確に判定することを可能とし、複雑な装置を要せ
ずに精度の高い計測を可能としている。

【図面の簡単な説明】

図面第１図〜第５図は本発明に係る粒子解析装置の実施
例を示すものであり、第１図は光学系の構成図、第２図
はセルユニー２トの斜視図、第３図はセルユニットの一
部を切欠した断面図、第４図はセルの横断面図及び観察
像の説明図、第５図は係止機構を有するセルユニットの
一部を切欠した断面図であり、第６図は観察光学系を２
組有する従来例の構成図である。符号ｌはフローセル、２は流通部、３はレーザ光源、５
は集光レンズ、７は絞り、８は光電検出器、９はピント
板、１０は結像レンズ、１１はサンプル管、１２はシー
ス管、１４は回転ノブ、１５はセルホルダである。特許出願人　　　キャノン株式会社Ｂ縞２図（Ｇ　）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第４図

Claims

【特許請求の範囲】１、サンプル液を通過させる流通部を有し、前記サンプ
ル液の流れの軸廻りに回転可能なフローセルと、光源か
らの照射光により前記サンプル液で散乱された散乱光を
測光する測光光学系と、前記サンプル液の流れの状態を
観察する観察光学系とを具備することを特徴とする粒子
解析装置。２、前記フローセルの回転が所定角度ごとに間欠的に停
止し得る係止機構を有する特許請求の範囲第１項に記載
の粒子解析装置。３、前記フローセルの回転角度を９０°とした特許請求
の範囲第１項に記載の粒子解析装置。