JPH0425746A - 細胞または微粒子の分析装置 - Google Patents
細胞または微粒子の分析装置Info
- Publication number
- JPH0425746A JPH0425746A JP2131895A JP13189590A JPH0425746A JP H0425746 A JPH0425746 A JP H0425746A JP 2131895 A JP2131895 A JP 2131895A JP 13189590 A JP13189590 A JP 13189590A JP H0425746 A JPH0425746 A JP H0425746A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- flow
- cells
- cell
- flow cell
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- Pending
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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。
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〕
本発明は被測定流体にレーザ光を照射し、その流体ｃＰ
に含まれる細胞または微粒子からの散乱光や蛍光を測定
してＮ！ｉ胞または微粒子を分析、識別する装置に関す
る、 〔従来の技術〕 近年バイオテクノロジーの発展に伴ない、医学。
に含まれる細胞または微粒子からの散乱光や蛍光を測定
してＮ！ｉ胞または微粒子を分析、識別する装置に関す
る、 〔従来の技術〕 近年バイオテクノロジーの発展に伴ない、医学。
生物学などの広い分野で、細胞の自動分析および分別を
行なう装置の要求が高まっている。このような装置の代
表的なものとして、レーザフローサイトメータが知られ
ている。一方、半導体や医療分野では、空気中または液
体中の微粒子を管理するために、レーザ光散乱微粒子カ
ウンタが用いられている。これらの装置は、細胞または
微粒子をフローの状態にして高速で検出部に流し、そこ
にレーザ光を照射することにより、［胞または微粒子か
ら発する散乱光および蛍光を検出して測定を行なうとい
う共通点を持っている。
行なう装置の要求が高まっている。このような装置の代
表的なものとして、レーザフローサイトメータが知られ
ている。一方、半導体や医療分野では、空気中または液
体中の微粒子を管理するために、レーザ光散乱微粒子カ
ウンタが用いられている。これらの装置は、細胞または
微粒子をフローの状態にして高速で検出部に流し、そこ
にレーザ光を照射することにより、［胞または微粒子か
ら発する散乱光および蛍光を検出して測定を行なうとい
う共通点を持っている。
これら装置の具体例として、フローサイトメータの構成
模式図を第３図に示す。第３図ｔこおいて。
模式図を第３図に示す。第３図ｔこおいて。
容器中の細胞の入ったサンプル液１はシース液２ととも
に、エアポンプ３によりフローセル４に導かれ、フロー
セル４ではサンプル液１をシース液２が円筒状Ｉこ包み
込む鞘状のシースフローが形成される。このシースフロ
ーは細胞を流れの中心綱に沿って、一つ一つ正確に流す
ための手段として形成されるものである。フローセル４
の下部には、ノーザ光＃５から田射され、収束レンズ６
によって絞り込まれたレーザ″／１７が照射される。サ
ンプル液１に入っている細胞は、多くの場合蛍光物質（
蛍光プローブ）で２ベルされていて、レーザ光７甲を細
胞が通過するとき散乱光と蛍光が発生する。散乱光は集
光レンズ８とビームブロック９からなる来光光学系を経
て、元慣吊器１０で検出される。−万雷光については、
赤色蛍光は集光レンズ１１ 、ハーフミラ−１２，集光
レンズ１３．フィルタ１４からなる集光光学系で集めら
れて光検出６１６により検出され％緑色蛍光はこれとは
別経路のノ・−７ミラー１２から集光しンズｌｂ、フィ
ルタ１７で集められ、光検出＠ｌ’１３により検出され
る。元検吊器１０ 。
に、エアポンプ３によりフローセル４に導かれ、フロー
セル４ではサンプル液１をシース液２が円筒状Ｉこ包み
込む鞘状のシースフローが形成される。このシースフロ
ーは細胞を流れの中心綱に沿って、一つ一つ正確に流す
ための手段として形成されるものである。フローセル４
の下部には、ノーザ光＃５から田射され、収束レンズ６
によって絞り込まれたレーザ″／１７が照射される。サ
ンプル液１に入っている細胞は、多くの場合蛍光物質（
蛍光プローブ）で２ベルされていて、レーザ光７甲を細
胞が通過するとき散乱光と蛍光が発生する。散乱光は集
光レンズ８とビームブロック９からなる来光光学系を経
て、元慣吊器１０で検出される。−万雷光については、
赤色蛍光は集光レンズ１１ 、ハーフミラ−１２，集光
レンズ１３．フィルタ１４からなる集光光学系で集めら
れて光検出６１６により検出され％緑色蛍光はこれとは
別経路のノ・−７ミラー１２から集光しンズｌｂ、フィ
ルタ１７で集められ、光検出＠ｌ’１３により検出され
る。元検吊器１０ 。
１５ 、１８からの信号を信号処理回路１９に送り、こ
こで散乱光と蛍光の強度を分析し、細胞の同定を行粒径
を正確に測定することができるから、上述の７０−サイ
トメータのほかに微粒子カワンタにも用いられる。第３
図のフローセル４について、その周辺のみやや拡大した
模式図を第４図１ａｌ ｉこ示じた。第４図（ａｌの第
３図と共通部分は同一符号を用いである。第４図ｆａｌ
のコントローラか、圧力調整弁２］は第３図では内示を
省略したものであり、第４図ｆａｌでは液体部分に斜線
を施し、シースフローは乙で示しである。フローセル４
の脚部は角形となし、矢印で示したレーザ光７を直角ｔ
こ堰すことにより測定のノイズを少なくしている。第４
１ａｔｂ＋は要部の径寸法を表わした模式図であり、シ
ースフローρは２００〜３００ ｐ” ＊ シースフ
ロー乙の甲ノＵのサンプル液柱は１１０−５０ｉｔ、
レーザ光７は１００〜２０Ｏｐｅｎであることを示し
た◇ シースフローｎの特徴は細胞や微粒子をレーザ光７の中
心部に、１個つつ１列に流すことができる０とであり、
レーザ光７の断面１回の強度分布に関係なく、常に一定
の強度で細胞や僅粒子を照射することかできるという利
点を待っている。
こで散乱光と蛍光の強度を分析し、細胞の同定を行粒径
を正確に測定することができるから、上述の７０−サイ
トメータのほかに微粒子カワンタにも用いられる。第３
図のフローセル４について、その周辺のみやや拡大した
模式図を第４図１ａｌ ｉこ示じた。第４図（ａｌの第
３図と共通部分は同一符号を用いである。第４図ｆａｌ
のコントローラか、圧力調整弁２］は第３図では内示を
省略したものであり、第４図ｆａｌでは液体部分に斜線
を施し、シースフローは乙で示しである。フローセル４
の脚部は角形となし、矢印で示したレーザ光７を直角ｔ
こ堰すことにより測定のノイズを少なくしている。第４
１ａｔｂ＋は要部の径寸法を表わした模式図であり、シ
ースフローρは２００〜３００ ｐ” ＊ シースフ
ロー乙の甲ノＵのサンプル液柱は１１０−５０ｉｔ、
レーザ光７は１００〜２０Ｏｐｅｎであることを示し
た◇ シースフローｎの特徴は細胞や微粒子をレーザ光７の中
心部に、１個つつ１列に流すことができる０とであり、
レーザ光７の断面１回の強度分布に関係なく、常に一定
の強度で細胞や僅粒子を照射することかできるという利
点を待っている。
しかし、このシースフローρを形成するためには次のよ
うな問題がある。
うな問題がある。
最も大きな問題は、上記の装置に用いられるシースフロ
ー乙を形成すること目体が容易でないことである。鞘状
になっているシースフローｎの中心部に該当するサンプ
ル液吐の太さは、ここを通るレーザ光７の強度の最も高
い部分を使うためＯこ。
ー乙を形成すること目体が容易でないことである。鞘状
になっているシースフローｎの中心部に該当するサンプ
ル液吐の太さは、ここを通るレーザ光７の強度の最も高
い部分を使うためＯこ。
レーザ光７の径より小さくなくてはならないので。
第４図１ｂ＋に示したように通常数十μｍという細いも
のである。またこのサンプルｔ１５．ＥＥのｆＮ速は、
細胞または微粒子の測定速反を上げるために、！！２ｍ
／ｓｅｅの為速で流される。このような精密なフローを
冥境するためには、サンプル液１とシース液２との極め
て微妙な圧力や流量をバランスよく制御することか必要
である。さらに第４図１ａｌに示したような％殊な形状
のフローセル４が必要となり、その脚部先端の一辺の大
きさは数百ｐｆｎとなるから、＃ｊ足を繰り返している
うちに、詰まりを生じ維持管理に多（の労力を要するな
ど、シースフロー２２を形成することに関して種々の問
題がある。
のである。またこのサンプルｔ１５．ＥＥのｆＮ速は、
細胞または微粒子の測定速反を上げるために、！！２ｍ
／ｓｅｅの為速で流される。このような精密なフローを
冥境するためには、サンプル液１とシース液２との極め
て微妙な圧力や流量をバランスよく制御することか必要
である。さらに第４図１ａｌに示したような％殊な形状
のフローセル４が必要となり、その脚部先端の一辺の大
きさは数百ｐｆｎとなるから、＃ｊ足を繰り返している
うちに、詰まりを生じ維持管理に多（の労力を要するな
ど、シースフロー２２を形成することに関して種々の問
題がある。
本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり。
その目的はシースフローを形成することなく、簡単屹安
定な測定が可能な細胞または微粒子分析装置を提供する
ことにある。
定な測定が可能な細胞または微粒子分析装置を提供する
ことにある。
上記の課題を解決するために本発明の細胞または歇粒子
分析装置は％鳳胞または微粒子を含むサンプル流体を通
すフロー・セルと、この７０−セルを通過中のサンプル
流体にレーザ光を照射する投光光学系と、レーザ光の照
射により細胞または微粒子から発する散乱光、蛍光の少
なくとも一つを測定する測定光学系と、レーザ光中を前
記細胞または微粒子が通過する位置を検出するＴＶカメ
ラ元学系とを備え、細胞または微粒子の性状を測定光学
系とＴＶカメラ元学系からの信号ｌこより分析するもの
である。
分析装置は％鳳胞または微粒子を含むサンプル流体を通
すフロー・セルと、この７０−セルを通過中のサンプル
流体にレーザ光を照射する投光光学系と、レーザ光の照
射により細胞または微粒子から発する散乱光、蛍光の少
なくとも一つを測定する測定光学系と、レーザ光中を前
記細胞または微粒子が通過する位置を検出するＴＶカメ
ラ元学系とを備え、細胞または微粒子の性状を測定光学
系とＴＶカメラ元学系からの信号ｌこより分析するもの
である。
以上の如く構成した本発明の装置を用いて、フローセル
の径がレーザ光の径に比べて十分大きい状態でサンプル
ｆｆフローセルｉこ流し、７０−セルの上方に設置した
ＴＶ左カメラ焦点をレーザ光の中心に合わせ、細胞また
は微粒子のレーザ光中の通過位置をモニタすることによ
り、細胞または微粒子がレーザ光の中心部を通過する場
合のみ、測定光学系からの信号を取り込むようにする。
の径がレーザ光の径に比べて十分大きい状態でサンプル
ｆｆフローセルｉこ流し、７０−セルの上方に設置した
ＴＶ左カメラ焦点をレーザ光の中心に合わせ、細胞また
は微粒子のレーザ光中の通過位置をモニタすることによ
り、細胞または微粒子がレーザ光の中心部を通過する場
合のみ、測定光学系からの信号を取り込むようにする。
このように本発明の装置では、細胞または微粒子がレー
ザ光の中ノし部を通過する場合のみ信号を取り込み、中
心部以外を通過するときには、信号を取り込まないよう
にすることができるから、結果的にレーザ光の中心部に
だけ細胞または微粒子を流したような状態が、シースフ
ローを形成することなく得られる。したがって、シース
フロー形成のためｌこ必要とする複雑なフロー系が不要
となり、しかもフローセルの径を十分に広くすることも
可能であり、目見まりなどを起こすことなく、簡単な装
置構成で安定な測定を行なうことができる。
ザ光の中ノし部を通過する場合のみ信号を取り込み、中
心部以外を通過するときには、信号を取り込まないよう
にすることができるから、結果的にレーザ光の中心部に
だけ細胞または微粒子を流したような状態が、シースフ
ローを形成することなく得られる。したがって、シース
フロー形成のためｌこ必要とする複雑なフロー系が不要
となり、しかもフローセルの径を十分に広くすることも
可能であり、目見まりなどを起こすことなく、簡単な装
置構成で安定な測定を行なうことができる。
第１図１ｂ＋ 、 ｆｂｌは本発明の装置に用いるフロ
ーセル４ａの形状と、その周辺に配置する部材について
示した模式図であり、第１図１ｂ＋は第１図１ｂ＋を下
刃から見た図として表わしである。第１図１ｂ＋におい
て、フローセル４ａはサンプル液１の流路がＬ字状を呈
し、その内径は従来数百ＰｆｒＬであったのに対し、本
発明のものでは数置ｌまで大きくすることができる。フ
ローセル４ａの上方にはＴＶカメラ乙を設置し、近焦点
の対物レンズ讃により、レーザ［７の中心部に焦点を合
わせている。レーザ光７を横切り細胞または微粒子が通
過すると、ＴＶカメラ乙の画像上にその通過位置を輝点
として観測することかできる。その様子を模式的に示し
たのが第２図である。第２図はフローセル４ａのサンプ
ル液１の流路内におけるレーザ光７．測定領域δおよび
輝点あを表わす。ＴＶ左カメラからの画家信号は第１図
（ａｔの信号処理回路１９ａでゲートをかけ、 ＃Ｊ＊
の中心部、即ちレーザ光７の中心部で輝点がか観測され
た場合のみ有効と判断し、測定光学系からの散乱光や蛍
光信号もその場合のみ取り込むようにする。
ーセル４ａの形状と、その周辺に配置する部材について
示した模式図であり、第１図１ｂ＋は第１図１ｂ＋を下
刃から見た図として表わしである。第１図１ｂ＋におい
て、フローセル４ａはサンプル液１の流路がＬ字状を呈
し、その内径は従来数百ＰｆｒＬであったのに対し、本
発明のものでは数置ｌまで大きくすることができる。フ
ローセル４ａの上方にはＴＶカメラ乙を設置し、近焦点
の対物レンズ讃により、レーザ［７の中心部に焦点を合
わせている。レーザ光７を横切り細胞または微粒子が通
過すると、ＴＶカメラ乙の画像上にその通過位置を輝点
として観測することかできる。その様子を模式的に示し
たのが第２図である。第２図はフローセル４ａのサンプ
ル液１の流路内におけるレーザ光７．測定領域δおよび
輝点あを表わす。ＴＶ左カメラからの画家信号は第１図
（ａｔの信号処理回路１９ａでゲートをかけ、 ＃Ｊ＊
の中心部、即ちレーザ光７の中心部で輝点がか観測され
た場合のみ有効と判断し、測定光学系からの散乱光や蛍
光信号もその場合のみ取り込むようにする。
ＴＶ左カメラフローサイトメータと組み合わせることは
５例えば特開昭５８−９７７６８号公報９％開昭６２−
２５４０３７号公報１％開昭６３−９４１５６号公報な
どに記載されているが、これらの目的は本発明の主旨と
は異なり、蛍光染色では不十分な場合に、細胞の判定精
度を上げるものであり１１儂情報から細胞の外形や内部
顆粒の状態もしくは色調を調べ、散乱光や蛍光情報と組
み合わせることによって、ＩｖｆＢ胞の判定精度を向上
させている。そしてこれらの装置はシースフローを形成
する必要があり、ＴＶ左カメラ焦点位置は本発明の装置
と違ってレーザ光の中にはない。本発明の装置でＴＶ左
カメラ用いているのは、細胞画像を取り込むのではなく
、シースフローを形成せずに、ある領域で輝点の有無を
判断するだけでよく、上記の公報に記載されているよう
にｉｌ！ｊ導処理管処理うものではない。
５例えば特開昭５８−９７７６８号公報９％開昭６２−
２５４０３７号公報１％開昭６３−９４１５６号公報な
どに記載されているが、これらの目的は本発明の主旨と
は異なり、蛍光染色では不十分な場合に、細胞の判定精
度を上げるものであり１１儂情報から細胞の外形や内部
顆粒の状態もしくは色調を調べ、散乱光や蛍光情報と組
み合わせることによって、ＩｖｆＢ胞の判定精度を向上
させている。そしてこれらの装置はシースフローを形成
する必要があり、ＴＶ左カメラ焦点位置は本発明の装置
と違ってレーザ光の中にはない。本発明の装置でＴＶ左
カメラ用いているのは、細胞画像を取り込むのではなく
、シースフローを形成せずに、ある領域で輝点の有無を
判断するだけでよく、上記の公報に記載されているよう
にｉｌ！ｊ導処理管処理うものではない。
したがって１本発明の装置はシースフローを形成するこ
となく、ＴＶ左カメラ用いることにより装置を簡単にし
て、精度よく安定な測定を可能にしたものである。
となく、ＴＶ左カメラ用いることにより装置を簡単にし
て、精度よく安定な測定を可能にしたものである。
なお、上記の実施例ではＴＶカメラ乙をフローセル４ａ
の真上に設置したが、細胞や微粒子のレーザ光７中の通
過位置を観測することができる位置であれば、ＴＶ刀メ
ラの設置位置を限定する必要はない。例えばＴＶカメラ
乙をフローセル４ａの斜め上方に設置した場合は、サン
プル液１の流路をＬ字状にしなくても済む。
の真上に設置したが、細胞や微粒子のレーザ光７中の通
過位置を観測することができる位置であれば、ＴＶ刀メ
ラの設置位置を限定する必要はない。例えばＴＶカメラ
乙をフローセル４ａの斜め上方に設置した場合は、サン
プル液１の流路をＬ字状にしなくても済む。
この梅の装置はシースフローの形成に起因する種々の問
題があったが１本発明では実施例で述べたように、シー
スフローは形成せず、フローセルの上方にＴＶ左カメラ
設置してＴＶ左カメラ焦点をレーザ光の中心に合わせ、
フローセルを流れるサンプル液中の細胞または微粒子か
レーザ光の中心部を通過する場合のみ信号を取り込み、
中心部以外を通過するときには、信号を取り込まないよ
うに、測定光学系とＴＶカメラ党学系を構成したため、
従来のレーザフローサイトメータやレーザ光散乱微粒子
カウンタのような複雑なフローシステムを用いることな
く、簡単な装置構成と制御機構により、細胞または愼桿
子の高ｎ度かつ安定な測定を可能にしたものである。
題があったが１本発明では実施例で述べたように、シー
スフローは形成せず、フローセルの上方にＴＶ左カメラ
設置してＴＶ左カメラ焦点をレーザ光の中心に合わせ、
フローセルを流れるサンプル液中の細胞または微粒子か
レーザ光の中心部を通過する場合のみ信号を取り込み、
中心部以外を通過するときには、信号を取り込まないよ
うに、測定光学系とＴＶカメラ党学系を構成したため、
従来のレーザフローサイトメータやレーザ光散乱微粒子
カウンタのような複雑なフローシステムを用いることな
く、簡単な装置構成と制御機構により、細胞または愼桿
子の高ｎ度かつ安定な測定を可能にしたものである。
第１図１ａｌは本発明の装置に用いるフローセルの形状
とその周辺部材を示した模式図、第１図１ｂ＋は第１図
１ａｌのエアから見た模式図、第２図は本発明の装置に
用いるＴＶカメラ画像上の輝点を観測する状態を示した
撲弐図、＠３図は従来のフローサイトメータの構成模式
図、第４図１ａｌは従来の７０−セルと周辺部材の拡大
模式図、第４図（ｂｌは従来のシース７０−周辺の要部
の径寸法を表わした模式図である。 １：サンプル液、２：シースＱ、３：エアポンプ、１４
，４ａ：フローセル、５：レーザ光源、６：収束レンズ
、７：レーザ光、 ８，１１，１３，１６：集光レン
ズ、９：ビームブロックｓ １０Ｔ １５ ＋ １８
：光検出器、１２：ハーフミラ−１４，１７：フィルタ
、１９．１９ａ：信号処理回路、２０：コントローラ。 ２１：圧力調整弁、２２ニジ−スフロー Ｚ３：ＴＶカ
メラ、２４二対物レンズ、２５：測定領域、２６：輝点
。 第 図 ２５テ便り１３４ｅｙ声〈 第 図 １９信号ヌａｎ回）を 第 図
とその周辺部材を示した模式図、第１図１ｂ＋は第１図
１ａｌのエアから見た模式図、第２図は本発明の装置に
用いるＴＶカメラ画像上の輝点を観測する状態を示した
撲弐図、＠３図は従来のフローサイトメータの構成模式
図、第４図１ａｌは従来の７０−セルと周辺部材の拡大
模式図、第４図（ｂｌは従来のシース７０−周辺の要部
の径寸法を表わした模式図である。 １：サンプル液、２：シースＱ、３：エアポンプ、１４
，４ａ：フローセル、５：レーザ光源、６：収束レンズ
、７：レーザ光、 ８，１１，１３，１６：集光レン
ズ、９：ビームブロックｓ １０Ｔ １５ ＋ １８
：光検出器、１２：ハーフミラ−１４，１７：フィルタ
、１９．１９ａ：信号処理回路、２０：コントローラ。 ２１：圧力調整弁、２２ニジ−スフロー Ｚ３：ＴＶカ
メラ、２４二対物レンズ、２５：測定領域、２６：輝点
。 第 図 ２５テ便り１３４ｅｙ声〈 第 図 １９信号ヌａｎ回）を 第 図
Claims (1)
- １）細胞または微粒子を含むサンプル流体を通すフロー
セルと、このフローセルを通過中の前記サンプル流体に
レーザ光を照射する投光光学系と、前記レーザ光の照射
により前記細胞または微粒子から発する散乱光、蛍光の
少なくとも一つを測定する測定光学系と、前記レーザ光
中を前記細胞または微粒子が通過する位置を検出するＴ
Ｖカメラ光学系とを備え、前記細胞または微粒子の性状
を前記測定光学系と前記ＴＶカメラ光学系からの信号に
基づき分析することを特徴とする細胞または微粒子の分
析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131895A JPH0425746A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 細胞または微粒子の分析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2131895A JPH0425746A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 細胞または微粒子の分析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0425746A true JPH0425746A (ja) | 1992-01-29 |
Family
ID=15068667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2131895A Pending JPH0425746A (ja) | 1990-05-22 | 1990-05-22 | 細胞または微粒子の分析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0425746A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5517870A (en) * | 1992-12-25 | 1996-05-21 | Hitachi, Ltd. | Intra-liquid particle classification apparatus using light scattering |
| JP2002071547A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-08 | Pal Giken:Kk | 液中粒子のオンライン画像解析装置 |
-
1990
- 1990-05-22 JP JP2131895A patent/JPH0425746A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5517870A (en) * | 1992-12-25 | 1996-05-21 | Hitachi, Ltd. | Intra-liquid particle classification apparatus using light scattering |
| JP2002071547A (ja) * | 2000-08-29 | 2002-03-08 | Pal Giken:Kk | 液中粒子のオンライン画像解析装置 |
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