JPS6319811B2 - - Google Patents

Description

明細書 本発明は細胞測光装置に関する。

細胞光法は細胞生物学の研究、特に包括的な癌
の研究分野において重要な方法である。例えば細
胞分裂によつて新しい細胞が生ずる細胞の数の異
常な増加を研究することは重要なことであると考
えられている。細胞が形成される段階において、
細胞はそれのデオキシリボ核酸（以下DNAと称
す）含有量が２倍になる。この様にして、１つの
細胞が分裂（有糸分裂段階）して、２箇の新しい
細胞が得られる。細胞毎のDNA含有量を測定す
れば、種々異なる細胞周期段階にある細胞の分布
状態を決定することが可能である。多数の細胞の
中でDNA含有量が増加している細胞の数の全体
の数に対する割合いは、増殖活動性の測定値とな
る。多数の細胞の中で種々異なる細胞周期段階に
ある細胞の分布を大なる精度で決定できることが
重要である。統計的な誤差は、数千箇の細胞につ
いて測定を実施することによつて避けられる。こ
のことは、個々の細胞についての測定が非常にす
みやかに実施されることを必要としている。

いわゆる流動式細胞測光法は、現在上記した様
な測定に適用されている技術である。現在この技
術は、研究にも診断の目的のためにも、多く使用
されようとしている。この測定方法の原理は、測
定すべき細胞の成分の量に応じて結合する螢光染
料で染められた細胞の局限された流れを、励起光
線の光束を通して導き、そして発生する螢光のパ
ルスの強さを測定することである。細胞の或る成
分、例えばDNAに関して、それを所有している
細胞の数の分布は、上記の方法により大なる精度
で決定可能であり、そして１秒間に10³箇の割合
いで測定可能である。細胞は、通常は水を使用す
る液流の中で自動的に測定点に運搬される。

上記の如く、細胞は硝子板上にまき散らされる
のではなく、懸濁液に納められている。この懸濁
液は毛細管を通して流し出され、そして該毛細管
のまわりを細胞の流れと同方向に流れ、そして何
等の粒子をも含んでいない同心的なさや状の流れ
により、細胞の流れは流体力学的に集中させら
れ、かくして細胞は、細胞測光装置の測定域の正
確に局限された部分を通過する。細胞は、上記測
定域を相前後して高速度で通過する。

細胞成分の測定は、顕微鏡螢光測定器によつて
行われる。前記した如く、細胞成分は螢光染料で
染められていなければならない。螢光染料を含ん
だ細胞が顕微鏡のレンズ焦点域を通過すると、該
細胞は螢光を発生し、該螢光はレンズによつて集
められフオトマルチプライヤーに導かれる。この
フオトマルチプライヤーから発せられる信号は登
録され、そして問題になつている成分をその細胞
が含有している量を表わす。

従来公知の流動式細胞測光装置は、上記した技
術を用いたものである。この細胞測光装置は、さ
や状の液体の流れを持つ測定室を含む閉鎖系を含
む。この測定室は、Ｔ字形になつた水路を有する
硝子製又は金属製の本体から成つている。吸引す
ることにより、さや状の流れと測定すべき懸濁液
とがＴ字形を形成する系統の水路を通して導か
れ、そして該系統の光軸に沿つて正確に中心位置
に置かれる。この様にして、Ｔ字形の上端部、即
ちＴ字形の腕を形成している直角な水路の部分
に、測定域が得られる。この直角な水路の一つは
清浄剤を運ぶためのものであり、別の一つの水路
は、測定された粒子を含む液体の排水路となつて
いる。かくして、この公知の技術を用いることに
より、粒子は光軸に沿つて供給され、その場合各
粒子は測定口面上にある光学学的焦点を通るよう
に集中せしめられる。この際使用されている光学
系は、いわゆる油浸光学装置である。この光学装
置は、研究すべき粒子又は細胞を含む懸濁液に接
触している。

さや状の液体の流れを持つ閉鎖した測定室を使
用した流動式細胞測光装置においては、液体の流
れは、測定域において励起光る光束に直角に導か
れている。

更に、研究すべき粒子を含む集中された液体の
噴射が空気中で該液体の噴射に入射する刺激光線
を通して導かれている液流細胞光度計も公知にな
つている。この励起光は液体の噴射の中で焦点を
結び、かくして螢光染料で染めることが可能な粒
子の１つが刺激光線の焦点を通過すると、フオト
セルに感じる螢光のパルスが発生する。

上記した様な公知の流動式細胞測光装置は構造
が複雑であり、そしてそのことは組み立て上の費
用を高価なものにしている。近年、日常の研究作
業にも使用可能な簡単で廉価な器械の要求が増加
しつつある。

本発明は、特に油浸光学装置を備えた標準型の
蛍光顕微鏡に適合しかつ粒子懸濁液を流体力学的
に集中させる装置を備えた細胞測光装置を提供す
るものである。この細胞測光装置は、比較的費用
を必要とせず、操作が容易であり、そして高い分
解力と安定性とを与えるものである。

本発明の細胞測光装置は、集中装置の構造に特
徴を有しており、即ちこの集中装置では、光学的
励起兼検出装置の焦点を通る懸濁液の層流を生ず
るように、ノズルが大気に対し開放された平坦な
ガラスの面に対し傾斜角でもつて指向しており、
上記光学的装置がノズルに対し上記ガラスの反対
側に位置しかつその光軸が上記ガラスの面に対し
垂直である。

上記した「周囲の大気に対し開放された面」と
いう表現によつて判明する如く、本発明の装置
は、粒子懸濁液が導かれそして集中されるための
閉鎖した室を使用せず、液体の噴射が空気中に位
置する測定域に対して通過する。かくしてノズル
は、特に周囲の大気中に置かれる。本発明の場
合、測定域は、例えば光学的装置と接触している
交換可能なカバーガラスの如き透明な板の表面と
することが可能である。

本発明による装置では、少くとも前記した公知
の装置によつて得られた最良値と同等な結果が得
られている。更に本発明による装置は、公知にな
つている他の装置の場合よりも、装置の準備と焦
点調節がより容易に行われる。測定域とノズルと
が大気中に位置することによつて、装置を点検し
そして清浄にすることが容易である。即ち、測定
域のカバーガラスは容易に清浄にされ又は交換す
ることが出来る。またノズルを含む流体力学的な
集中装置を洗い流すことも容易である。ノズルは
系の光軸に関して選択的に傾斜可能であるから、
粒子を含む懸濁液噴射に対し種々の角度の入射方
向が得られる。このようにしてノズルは、測定域
の面に関し垂直位置から水平位置で傾斜可能とな
つている。ノズルをかく選択的に傾斜させること
により、研究すべき細胞又は粒子の非対称の効果
が測定可能である。このことは、粒子の形態につ
いての情報を必要とするとき興味あるものとな
る。この様な効果は、前述した閉鎖された液流室
を有する公知になつている装置の如く、液体の噴
射が測定域の面に向つて何時も垂直方向を向いて
いる場合には、測定することが困難である。

排水装置は光学装置の測定域の周囲に配置さ
れ、そしてこの装置は吸引パイプで構成されるの
が有利である。

以下に本発明を、本発明の装置の側面略図を示
す添附図を用いて説明する。ノズルは測定域の面
と鋭角をなすように調節されている。

ノズル１は、研究対象の粒子を含んでいるサン
プル懸濁液のための導入管３を有するホルダー２
に配置されている。導入管３は、中心にあつてノ
ズル１内へ軸方向に延長している細い管となつて
いる。更にホルダー２は、さや状の液体の流れの
ための導入管５を備え、そしてこの導入管もノズ
ル１に接続され、さや状の液体の流れが中空管４
のまわりを取り囲んで流れ得るようになつてい
る。ノズルはノズル口６を有し、このノズル口は
顕微鏡対物レンズ９の油浸の油被覆８の上方にあ
つてこれに接触しているカバーガラス７の上方に
指向している。

図において、カバーガラス７は顕微鏡のステー
ジに結合されているホルダー１０に取り付けられ
ている。前述した如く、ノズル１は光学系の軸に
関して回転可能である。即ち、図でＹ軸とｘ軸で
夫々示されている垂直位置と水平位置の間で回転
可能である。図において、ノズル１を有するホル
ダー２は、ｙ軸に関しαで示されている鋭角だけ
傾斜している。液がノズル６から流出するときこ
の液をカバーガラス７から除くため、吸引管に接
続された排水装置１２が配置されている。

流動式細胞測光装置の作動の詳細は専門家にと
つて周知なので、こゝには詳述しない。流動式細
胞測光装置に本発明の装置を用いる場合、粒子又
は細胞の懸濁液は管３を通して導かれる。それと
同時に、さや状の流れを形成する液体が管５を介
して導かれ、そしてノズル１のノズル口６によ
り、上記した２つの流れ成分は、空気中において
流体力学的に集中させられた液流よりなる流れを
形成し、この流れは対物レンズ系８，９上に配置
されているカバーガラス７を指向する。この様に
して、明確に限定され且つ安定した層流区域がカ
バーガラス７の表面に形成される。この安定した
流れは、螢光顕微鏡を通して入射する光線のもと
で、即ち対物レンズ９によつて焦点を合わせられ
る励起光のもとで観察される。液体は、カバーガ
ラス７から排水装置１２によつて取り除かれる。

入射角αが大なる時、例えばα＝70゜である場
合の方が、別の値に設定された入射角、例えばα
＝0゜の場合よりも、即ち液体の流れがカバーガラ
ス７に垂直に近い角度で導かれる場合よりも、良
好な結果の得られることが判明している。

本発明の装置は、一般に対物レンズを通して照
明が行われる任意の螢光顕微鏡と関連して適用す
ることが出来る。空気中における液体の流れの速
い速度（約10メートル／秒）およびカバーガラス
上における層流パターンは、系全体がどの方向を
向いても変らない。本発明による装置は、分解力
がすぐれ、簡単で合理的な使用が可能であり、そ
して従来公知になつており市場で販売されている
系によつて得られる測定結果と少くとも同等な測
定結果を得ることができる流動式細胞測光装置を
専門家が組み立てることを可能にしている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 細胞又は粒子の懸濁液を光学的励起兼検出装
   置９の焦点に位置する測定域へ流体力学的に集中
   させるためのノズルを含む細胞測光装置におい
   て、上記光学的装置の焦点を通る該懸濁液の層流
   を生ずるように、上記ノズルが大気に対し開放さ
   れた平坦なガラス７の面に対し傾斜角でもつて指
   向しており、上記光学的装置９がノズルに対し上
   記ガラス７の反対側に位置しかつその光軸が上記
   ガラス７の面に対し垂直であることを特徴とする
   細胞測光装置。 ２ ノズルが自由大気中に配置されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 測定域を形成する面が、光学的装置９に接触
   している交換可能なカバーガラスの表面であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ４ ノズルが垂直位置に水平位置との間で選択的
   に傾斜可能になつていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ５ 吸引パイプに接続された管により形成されて
   いる排水装置１２が測定域の周囲に配置されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   装置。 ６ 上記ノズルが上記光学的装置の光軸に対し
   70゜の角度で傾斜していることを特徴とする特許
   請求の範囲第４項記載の装置。 ７ 上記排水装置１２が光学的装置の光軸に関し
   上記ノズルの反対側に配置されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第５項記載の装置。