JPS6318241A - 粒子数計数用要素及び粒子分析方法 - 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 本発明は一般にクールター法による懸濁液中の粒子を分
析する方法に係り、特にかかる装置に使用するスキャナ
要素ないしアバーヂャーチューブの構成に関する。

従来の技術及びその問題点 クールター装置は一般に公知である。このクールター装
置を様々な粒径範囲の粒子に対して使用する場合の問題
点は様々な径のオリフィスを使う必要があることで、こ
のため装置の操作は完全に手動にならざるを得ない。

本発明の目的はこの問題点を軽減するにある。

問題点を解決するための手段 本発明は、クールター形計数器で使用されるガラスなど
の不活性材料殻素により構成され、液体中に入れられた
際に液体を通過させるオリフィスを有し、さらにこのオ
リフィス中に挿入できる可動挿入部材を備えこれにより
液体が通過する断面積が減少されることを￥１徴とする
スキャナ要素を提供する。

本発明による粒子数計数置はクールター計数器形のもの
であり、オリフィスの寸法がオリフィス中に挿入部材を
挿入することで変化できることを特徴とする。その結果
、広範囲の寸法を有する粒子の検出が可能になる。

またオリフィスを横断して電流を流す手段を備えるのが
好ましい。

オリフィス径の上限は試験装置で測定する必要のある最
大粒子の大きさで決まる。また挿入部材の寸法の決定に
際しては測定したい最小粒子の大きさによりパラメータ
が設定される。これは挿入部材が測定したい最小粒子の
適切な測定を可能ならしめる十分に小さい断面積を生じ
るためである。

挿入部材はガラスよりなるのが好ましいが金属あるいは
他の導体あるいは金属又は非導電性物質で被覆された材
料を使用することもでき、この場合は挿入部材は必要に
応じて内部電極を形成することができる。

挿入部材をオリフィスに挿入するには例えばピエゾ効果
によりあるいは直流サーボモータ装置により動作される
レバー構造など公知の任意の方法を使用すればよい。

自動装置では挿入部材の運動は流れている電流に応答す
るマイクロプロセッサによって制御される。マイクロプ
ロセッサをあらかじめ較正することにより挿入制御装置
は挿入部材を正しい位置に正確に動かすことができる。

オリフィスが任意の所定体積を有する場合オリフィス両
端間のインピーダンスは粒径の減少と共に減少する。ま
たオリフィス中の液体の体積を減少させることによりイ
ンピーダンスが増加する。

このため本発明装置及び方法を使ってインピーダンスを
広範な粒憐範囲内に含まれる任意の粒子に適した好まし
い範囲に維持することができる。オリフィス両端に任意
の所定電圧が加えられるとインピーダンスが電流をオー
ムの法則に従って制御する。

マイクロプロセッサ制御装置はオリフィスを横切って流
れる電流（この電流はオリフィス中の液体の体積に比例
する）に応じて動作し、その際マイクロプロセッサを適
当な電流値でプリセットしまた帰還ループを使用するこ
とにより挿入部材がオリフィス中に適当な深さまで確実
に挿入されるようにでき、これにより望ましい電流を維
持するのに必要なインピーダンスが１９られまた好まし
い信号対雑音（Ｓ／Ｎ’）比が得られる。

例えば尿中の赤血球及び白血球を調べる場合は１００〜
７０ミクロンの範囲のオリフィスが使われ、これにより
閉塞を制御することが可能になりまた生成信号に対して
狭帯域増幅器を使用することにより赤血球及び白血球を
調べることができる。

狭帯域増幅器は０．７ミクロンないし２．１ミクロンの
微小粒子に対して最良の性能を発渾するように設計され
ている。一方、例えば３０〜５０ミクロン領域のより小
さなオリフィスを使いまた広帯域増幅器を使用した場合
は０．７ミクロンないし２．１ミクロンの粒子を検出す
ることは可能であるが閉塞が問題になる。

良好なパルスの選別はアナログＯＣＴあるいはデジタル
ＯＣＴを使って行なえる。良好なパルスの選別はこれら
の粒子（パルス）が十分にあって同一径の粒子の選別を
可能にするようなレベルの信号が誘起されることが前提
になる。

赤血球は約４〜１２ミクロンの大きさであり白血球は１
２〜２４ミクロンの大きさである。オリフィスの大きさ
を測定したい最大径の粒子が通る十分な大きさに選択し
ておけばオリノィスの面積はより小径の粒子の検出も可
能なように変化させることができる。

大きさの異なる一連の粒子（パルス）が存在する場合は
問題が生じる。例えば尿がｒＦｉ染されている場合や採
取方法が悪い場合、あるいは腎臓が細胞又は細胞の一部
を放出しているような場合粒径範囲ないし帯域が広がる
が、この帯域内に通常探索の対象となりまた最も困難を
生じる有義体が含まれる。粒子数が３０．０００ないし
５００．０００の範囲が困難である。

ピストン（挿入部材）の形状は棒状ないし長さ方向に−
様な径で延在する同様な形状あるいは先端から長さ方向
に沿って径が増大する形状になっている。断面が円形で
あるとオリフィスの円形穴に適合でき好都合である。ピ
ストン基部はオリフィスよりもやや小ざくされ、これに
より整列が促進される。

ピストン（挿入部材）の径がその長さ方向に沿って変化
する際ピストン径は連続的に変化しても階段状に変化し
てもよい。棒の特定の径に対応して形成されるステップ
によりオリフィスは粒子の種類に対応した既知の特定の
径を有するようになる。

正確に形成されたピストン（挿入部材）を得るのは通常
の方法でよい。好ましいのは従来の方法によるエツチン
グを使うことである。

ピストンが結合されるアームとしては一端が固定された
構成の平行バイモル圧電レバーが使える。

ピストン及びアームに結合されたレバーの端は自由にな
っているが、バイモル；圧電素子に直流電圧が、加わる
とレバーが曲りピストンがオリフィス中に押込まれる。

あるいはピストンをアームを介して一端が枢支されたレ
バーに結合し、直流サーボモータ及びカムによって動作
させてもよい。

この動作では中央コア／ピストンが動かされることによ
りオリフィスの体積がその時点で調べている粒子の大き
さに最も適したＳ／Ｎ比が得られるように変化される。

例えば白血球を調べている場合はピストンはオリフィス
へは全く挿入されず、また少数の小さな細胞（有懇体）
を調べている場合は最大限の挿入がなされる。

第２の特徴はオリフィスが小さくなるにつれこの小さな
オリフィスを通る試料の流れが減少するため希釈度が減
少することである。従って粒子の間隔が大きくなり、こ
れにより粒子を込み入った背傾の中から検出するのが容
易になる。

ピストンはオリフィスの後部から試料の流れに抗して挿
入されるのが好ましい。こうすると小さなオリフィスで
生じるような閉塞の問題は生じず、また仮りに閉塞が生
じても挿入材料を取除けばすぐにこれを解消することが
できる。ピストンがオリフィス後部から取除かれた状態
におけるピストンとオリフィスの間隔は測定される粒子
の最大粒径、例えば白血球の場合１０〜１５ミクロン（
０，０１０〜０．０１５ミリメートル）よりも大ぎいこ
とが好ましい。従って挿入部材はオリフィス外側の静止
位置においてオリフィスの復縁から約１５〜４０ミクロ
ン離される。その際挿入部材は入来する試料流（例えば
等張塩溶液）中に維持され、圧力を調節して試料の層流
を形成することによりピストンに破片が付着しないよう
にすることができる。

プローブの全体はピストン位置のプライマリ−セットア
ツプが可能な構成に設計されている。挿入部材に取付け
られたアームはＯリングなどのゴムシール中に構成され
外側部分は枢支調節部分に結合される。ゴムシールない
し０リングはピストンを直流モータ及びカムに結合する
に先立ち適当な場所に位置させる作用をなしこのような
状態でコンピュータ制御装置による制御がなされる。

プローブ内では標準的な電極を使用するのが好ましい。

あるいはピストンを電極として使用してもよい。

以下、本発明を実施例について図面を参照しながら説明
する。

サンプラー１が試験サンプルを含んだ塩溶液２中に挿入
される。このサンプラー１１ユ電極３と外部電極４とを
有する。またオリフィス５が設けられ、この中にピスト
ン６（第２図）が適合する。

ピストン６はアーム７に取付けられ一般的に符号８で示
すように制御される。

動作の際ピストン６はオリフィス５中へ入るように制御
されこれにより径が変化する。

第３図は底部にオリフィスを有するプローブ本体１０を
示すが、このオリフィスの上にはガラス板１８が固定さ
れている。プローブ本体１０の内側には内側管１２がカ
ラー１３で指定される位置で固定されており、中央でし
っかりと保持されている。内側管１２の内側には捧又は
ピストン１４が取付けられており、この捧又はピストン
１４は管１２の端から上方へ突出する。棒１４は真空シ
ールとしても作用する２つのネオブレンゴム製Ｏリング
１５．１６により保持される。この棒１４はＯリングの
弾性のおかげで真空を破ることなくわずかな向上下に動
くことができる。

棒１４の端部は第２図に詳ＩＩｌに示したように階段状
になっており、棒１４は上記端部が板１８中のオリフィ
ス１７と正確に整列するように設けられる。

内側管１２の上端には金属部分１９が取付けられ、この
金属部分１９はカップ２０及びばね２１と接触する。プ
ローブ全体は棒が余り大きく動いてオリフィスが破損し
ないようにまたオリフィスに対する位置関係が非常に正
確に維持されるように組立・固定される。

棒１４の頂部には枢支アーム１１が固定される。

枢支部を符号２１で示す。枢支アーム１１をばね２１に
対して動かすことにより棒１４の端がオリフィス１７に
出入りする。

第４図及び第５図を参照するに、第４図は棒端２４が連
続的に変化する例を示し、また第５図は棒端２５が段階
状になった例を示す。第４図及び第５図より、棒の運動
が棒とオリフィスとの間の表面積を変化させまたオリフ
ィスの径が効果的に変化するのがわかる。

第３図を再び参照するに、プローブはプレート２８中に
あり、このプレート２８中にはウェル２６が形成されて
いる。このウェル２６中には液体２７が入っている。こ
のウェル２６は充填管２３により充填され管２９により
排出される。また管３０は吸引ポンプに接続されており
オリフィスを介してプローブ本体中に液を吸入する。

倒 第３図に示す装置を組立てた。円形オリフィスは径が７
０ミクロンで、また挿入部材は第４図に示す形状を有し
、その直径は３０ミクロン〜６０ミクロンの範囲で変化
された。

５ミクロン及び０．５ミクロンのラテックスビーズを含
む等張溶液をウェル中に充填しオリフィスを介して挿入
部材なしで吸入した。この過程をＳＺＮ比を最適化すべ
く挿入部材の位置を制御するマイクロプロセッサを使っ
てくりかえした。

２つの電極をＡＲＣ２６８２ターボマイクロプロセッサ
を使って接続し４０ボルトの電圧を加えた。マイクロプ
ロセッサの出力をオシロスコープに供給し非導電性のラ
テックスビーズによって電極間に生じたパルスの高さを
測定して電圧を求めた。

以下はその結果である。

オシロスコープのスケールはその電圧に適した測定し易
いパルス高が得られるように調整できる。

この例より、本発明方法及び装置では大きい粒子でもま
た従来のく挿入部材を含まない）装置では小さすぎて検
出できないような小さな粒子でも大きな読取値を得るこ
とができ、この装ｒは従来検出できなかったような粒子
をも検出することが可能であるのがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の側面図、第２図はオリフィス
の拡大図、第３図は本発明の別の実施例を示す図、第４
図は挿入部材及びオリフィスの側面図、第５図は別の挿
入部材の側面図である。 １・・・サンプラー、２・・・塩溶液、３．４・・・電
極、５．１７・・・オリフィス、６・・・ピストン（挿
入部材）、７・・・アーム、８・・・制御部分、１０・
・・プローブ、１１・・・枢支アーム、１２・・・内側
管、１３・・・カラー、１４・・・棒又はピストン（挿
入部材）、１５．１６・・・０リング、１８・・・板、
１９・・・金属部分、２０・・・カップ、２１・・・ば
ね、２３．２９．．３０・・・管、２４．２５・・・棒
端部、２６・・・ウェル、２８・・・プレート。 図ゴの序言（内容に変更なし） 手続？ｒｎ正書（方式） ％式％ ２、発明の名称 粒子数計数用要素及び粒子分析方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　イギリス国　ケント　ウェスターハムタララフ
イールド　シップフィールド　クローズ９番地 氏　名　　ジョン　アーネスト　フォスター　ポリ−４
、代理人 住　所　〒１０２　　東京都千代田区麹町５丁目７番地
５、補正命令の日付 ６、　補正の対象 図面及び委任状。 乙　補正の内容 （１）図面の浄書（内容に変更なし）を別紙のとおり補
充する。 （２）委任状及びその訳文各１通を別紙のとおり補充す
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体中に配置されて液体を通過させるオリフィス
   を有する粒子数計数用要素であつて、該オリフィス中に
   挿入できる可動挿入部材を備え、これにより液体が通過
   するオリフィスの断面積が減少されることを特徴とする
   要素。
2. （２）さらにオリフィスを横切って電流を流す手段と、
   マイクロプロセッサによって制御されて該挿入部材を該
   オリフィス中に自動的に動かす電気的駆動手段とを備え
   、該マイクロプロセッサは該オリフィスを横切って電流
   を流す手段間のインピーダンス変化に応答することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の要素。
3. （３）電流が流れているオリフィス中に液体を通しオリ
   フィス両端のインピーダンスを測定することによる懸濁
   液中の粒子を分析する方法であつて該測定されたインピ
   ーダンスが所定範囲外にある場合に該オリフィス中に挿
   入部材が挿入され、挿入の深さが所定のインピーダンス
   測定が得られるように制御されることを特徴とする方法
   。