JPS63253237A

JPS63253237A - 流れ式粒子分析装置

Info

Publication number: JPS63253237A
Application number: JP62089317A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hirako; 進一平子
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1988-10-20

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、細胞等の粒子の分析に使用される流れ式粒
子分析装置の改良に関する。

（ロ）従来の技術流れ式粒子分析装置は、粒子を細い液流中に流し、この
粒子に光を照射し、粒子からの散乱光の強度より粒子の
粒径、内部構造のデータを求めるものであり、多数の粒
子についてのデータを高速度かつ高精度で得られる特長
を有し、細胞分析（フローサイトメトリー）等に適用さ
れる。

従来の流れ式粒子分析装置を、第５図を参照しながら以
下に説明する。２２は、粒子浮遊流である。この粒子浮
遊流２２は、第５図紙面垂直方向に層流をなして流れ°
ている。粒子浮遊流２２は、中心軸上の流速が最も大き
く、周囲にいくに従って流速は減少する。従って、粒子
は粒子浮遊流２２中心軸上を１列になって流れていく。

光源２３よりの光は、光学系２４により集光されて粒子
に照射される。粒子よりの前方散乱光Ｓａは、レンズ２
６ｂに集光されて、受光器２９ｂに入射する。一方、粒
子よりの９０″散乱光ｓｂは、レンズ２６ａに集光され
て、受光器２９ａに入射する。２５は、ビームストッパ
で、光源２３よりの光が直接受光器２９ｂに入射しない
ようにするためのものである。また、２７ａ、２７ｂは
、それぞれ迷光が受光器２９ａ、２９ｂに入射しないよ
うにするための、ピンホールである。

受光器２９ａ、２９ｂの出力信号は、処理回路部（図示
せず）によって解析処理される。この解析処理の結果は
、ヒストグラム、サイトグラム等適切な表現形式で、図
示しないＣＲＴに表示され、または、図示しないプリン
タにより出力される。

受光器２９ｂの出力信号は、粒子の径（又は大きさ）の
データが得られる。一方、受光器２９ａの出力信号より
は、粒子内部構造についてのデータが得られる。言いか
えれば、前方散乱光強度よりは、粒子径についてのデー
タが得られ９０°散乱光強度よりは、粒子内部構造に関
するデータが得られる。なお、従来の流れ大粒子分析装
置を細胞分析に応用した例としては、特開昭５６−１６
８７２号公報を参照されたい。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記従来の流れ大粒子分析装置は、粒子径と粒子内部構
造についてのデータを得るため、前方散乱光強度と９０
°散乱光強度の２つの散乱光強度を検出しなければなら
なかった。このため装置が複雑になり、コストが上昇す
ると共に、光軸調整に熟練と経験が必要となる不都合が
あった。また、光軸がずれやすい等光学系が不安定であ
る不都合があった。

この発明は、上記に鑑みなされたものであり、構成を簡
略化し、コストの低減、光軸調整の容易化及び光学系の
安定イ４を可能とする流れ大粒子分析装置の提供を目的
としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この発明の流れ大粒子分析装置は、粒子が１列となって
流れる粒子浮遊流形成手段と、この粒子浮遊流形成手段
内を流れる粒子に光ビームを照射する光源と、光ビーム
を照射された粒子より粒子光情報を検出する粒子光情報
検出手段と、粒子光情報検出手段よりのパルス信号を処
理する粒子光情報処理手段とを備えてなるものにおいて
、前記光ビームは、粒子流れ方向に対する幅が粒径に比
較して十分に小さくされ、前記粒子光情報検出手段は、
粒子の９０″散乱光を検出しパルス信号を出力すると共
に、このパルス信号のパルス幅を決定するパルス幅決定
手段が備られ、前記粒子光情報処理手段は、このパルス
幅決定手段で決定されたパルス幅に基づいて粒子の大き
さを決定するものである。

（ホ）作用この発明の流れ大粒子分析装置では、粒子が光ビームを
横切る時に生じる９０″散乱光を、粒子光情報検出手段
が検出し、パルス信号を発するものである。しかるに、
光ビームの粒子流れ方向に対する幅は、粒径に対し十分
に小さくされているから、粒子が光ビームを横切る時に
は、光ビームが粒子をその流れ方向に走査することとな
る。従って、１つの粒子が９０°散乱光を発する時間、
言いかえれば粒子光情報検出手段のパルス信号の幅より
粒径を決定することができる。

この発明の流れ大粒子分析装置は、９０６散乱光から粒
径と粒子内部構造を知ることができ、この両者について
、一つの粒子光情報検出手段を共用することができる。

従って、従来のように前方散乱光と９０°散乱光の２つ
を、それぞれ別個の粒子光情報検出手段で検出する必要
がなくなり、光学系の構成を簡略化でき、低コスト化が
可能となる。

同時に、光軸調整箇所が少なくなり、光軸の調整が容易
となり、光軸のずれ等に起因する光学系の不安定さも軽
減できる。

（へ）実施例この発明の一実施例を第１図乃至第４図に基づいて以下
に説明する。

この実施例は、本発明を流れ式細胞分析装置に適用した
例であり、第１図は、この実施例細胞分析装置の構成を
示している。

２は、フローセル（粒子浮遊流形成手段）である、フロ
ーセル２は、第１図紙面垂直方向に延伸するガラス細管
であり、その内部には、細胞浮遊液が層流を形成して流
れている。この層流中流速が最も大きくなるのは、フロ
ーセル２中心軸上であるから、細胞はフローセル２中心
軸上を１列になって流れていく。

フローセル２側方には、レーザ光源３が配される。レー
ザ光源３には、アルゴン（Ａｒ）レーザ、ヘリウムネオ
ン（Ｈｅ−Ｎｅ）レーザ、各種のダイレーザ等が使用で
きる。

レーザ光源３よりの光ビームは、光学系４を透過してそ
の断面を整形された後、フローセル２内を流れる細胞に
照射される。第２図は、整形された光ビーム４ａの断面
を示す図である。光ビーム４ａ断面は、偏平楕円形状で
あり、その短径Ｉｔｌが細胞Ｃ流れ方向（第２図紙面下
方向）と平行となる。短径１１は、細胞径決定の精度を
確保するため、細胞Ｃの径に対して十分に小さくなるよ
う設定され、−立長径ｌｔは、細胞の内部構造の決定の
精度を確保するため細胞Ｃの径に対して十分大きくなる
ように設定される。例えば、分析対象の細胞が血球であ
る場合には、短径ｌ、は５μｍ、長径１２は７０μ−と
される。

なお、フローセル２を透過した光ビーム４ａは、ビーム
ストッパ５により止められる。

一方、フローセル２よりの９０″散乱光は、レンズ６に
集光される。レンズ６は、その光軸が光ビーム４ａに対
して９０″の角度をなすよう配されるが、厳密に９０６
である必要はない。レンズ６で集光された９０″散乱光
は、迷光を取り除くためのピンホール７、及び蛍光等の
不要光を除去するためのバンドパスフィルタ（干渉フィ
ルタ：レーザ光源３よりのレーザ光と同じ波長の光を透
過する）８を透過して、光電子倍増管（粒子光情報検出
手段）９に入射し、電気的パルス信号に変換される。

光電子倍増管９の出力■１の１つは、参照電圧発生部１
０からの参照電圧ｖ１と共に、比較器（パルス幅決定手
段）１１に入力される。比較器１１は、光電子倍増管出
力Ｖ、が参照電圧ｖ、、以上となったときに、その出力
ｖ２がハイレベルとなる。比較器１１の出力ｖ２は、積
分器（パルス幅決定手段）１２で積分され、さらに積分
器１２の出力■３は、波形整形器１３に入力され、一定
波高のパルス信号に整形される。

一方、光電子倍増管９の出力の一つは、積分器１４で積
分される。積分器１４の出力ｖ４は、先と同様、波形整
形器１５に入力され、一定波高のパルス信号に整形され
る。

波形整形器１３．１５よりの出力は、２次元波形分析器
（粒子光情報処理手段）１６により解析処理される。こ
の解析処理の結果は、ＣＲＴ等の表示器１７に適切な表
現形式で表示される。

次に、この実施例細胞分析装置の動作を説明する。フロ
ーセル２内に細胞浮遊液が流され、細胞の一つが光ビー
ム４ａを横切ると、９０’散乱光が生じ、光電子倍増管
９よりパルス信号が出力される。

第３図中Ｖ、は、光電子倍増管９の出力Ｖ、を示してい
る。■１中パルスの幅は、細胞の粒径を表わし、パルス
の面積は細胞の内部構造の量を表わしている。パルスａ
１は、細胞の径は小さいが内部構造が多い場合を示し、
パルスｂ、は、細胞の径は大きいが内部構造が少ない場
合を示している。

この出力Ｖ、は、比較器１１で参照電圧Ｖｒと比較され
る。第３図中ｖ２は、この比較器１１の出力を示し、パ
ルス幅に応じた幅を有する矩形波信号が得られる。比較
器１１の出力Ｖ２は、積分器１２で積分されて、第３図
中■３に示すような出力信号が得られる。この出力ｖ３
は、さらに波形整形器１３で整形されて、２次元波形分
析器１６に入力される。

一方、光電子倍増管９の出力Ｖ、は、同時に積分器１４
で積分されて、第３図中ｖ４に示すような信号が得られ
る。この出力信号ｖ４は、パルスａｌ＋’）ｌの面積に
比例する値となっている。積分器１４の出力信号ｖ４は
、波形整形器１５で整形されて２次元波形分析器１６に
入力される。

２次元波形分析器１６では、一つ一つの細胞についての
、波形整形器１３．１５の出力、すなわち細胞径と細胞
内部構造のデータに基づいて解析処理が行われ、その結
果が表示器１７に表示される。第４図は、解析処理結果
の表示の１例を示している。これは、縦軸に細胞径をと
り、横軸に９０６散乱光強度（細胞内部構造）をとった
サイトグラムであり、各細胞についてのデータがドツト
で印される。データは、ドツトプロットパターンに代え
て、等高線表示や立体表示を行うこともでき、適宜変更
可能である。

なお、ピンホール７とバンドパスフィルタ８との間に、
１又は２以上のグイクロックミラー（図示せず）を挿入
し、蛍光成分を分離して、これを検出することにより細
胞の蛍光情報をも得ることができる。

（ト）発明の詳細な説明したように、この発明の流れ式粒子分析装置は、
粒子の９０゛散乱光より、粒径又は粒子の大きさについ
てのデータを得ることができるため、装置の構成を闇路
化でき、コストの低減、光軸調整の容易化、及び光学系
の安定化を図れる利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る細胞分析装置の光
学系及び回路構成を説明するブロック図、第２図は、同
細胞分析装置の光ビーム断面を説明する図、第３図は、
同細胞分析装置の光電子倍増管のパルス信号の処理を説
明する図、第４図は、同細胞分析装置の処理結果を表現
するサイトグラムの１例を示す図、第５図は、従来の流
れ式粒子分析装置の光学系を説明する図である。２：フローセル、　　　３：レーザ光源。４ａ：光ビーム、　　　９：光電子倍増管。１１：比較器、　　　　１２；積分器。１６：２次元波形分析器。特許出願人　　　　　　　　立石電機株式会社代理人　
　　　　弁理士　　中　村　茂　信第２図、Ｃ第３図第４図第５図手続（市正書（自発）昭和６２年１１月２６日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）粒子が１列となって流れる粒子浮遊流形成手段と
、この粒子浮遊流形成手段内を流れる粒子に光ビームを
照射する光源と、この光ビームを照射された粒子より粒
子光情報を検出する粒子光情報検出手段と、この粒子光
情報検出手段よりのパルス信号を処理する粒子光情報処
理手段とを備えてなる流れ式粒子分析装置において、前記光ビームは、粒子流れ方向に対する幅が粒径に比較
して十分に小さくされ、前記粒子光情報検出手段は、粒
子の９０°散乱光を検出してパルス信号を出力すると共
に、このパルス信号のパルス幅を決定するパルス幅決定
手段が備られ、前記粒子光情報処理手段は、このパルス
幅決定手段で決定されたパルス幅に基づいて粒子の大き
さを決定することを特徴とする流れ式粒子分析装置。
（２）前記パルス幅決定手段は、前記粒子光情報検出手
段の出力パルスと参照電圧とを比較する比較器と、この
比較器の出力を積分する積分器とよりなる特許請求の範
囲第１項記載の流れ式粒子分析装置。