JPH04348258A - 多チャンネル光学測定装置 - Google Patents
多チャンネル光学測定装置Info
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- JPH04348258A JPH04348258A JP3120548A JP12054891A JPH04348258A JP H04348258 A JPH04348258 A JP H04348258A JP 3120548 A JP3120548 A JP 3120548A JP 12054891 A JP12054891 A JP 12054891A JP H04348258 A JPH04348258 A JP H04348258A
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/251—Colorimeters; Construction thereof
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- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N2021/6417—Spectrofluorimetric devices
- G01N2021/6421—Measuring at two or more wavelengths
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、多チャンネル光学測定
装置、特に標本の照明光に対する光学的応答を測定する
多チャンネル光学測定装置に関するものである。
装置、特に標本の照明光に対する光学的応答を測定する
多チャンネル光学測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、細胞内のカルシウムイオン、マグ
ネシウムイオンなどを定量的に測定できる蛍光色素が開
発され、各種の細胞を用いての測定がなされている。
ネシウムイオンなどを定量的に測定できる蛍光色素が開
発され、各種の細胞を用いての測定がなされている。
【０００３】ところが、現在、利用されている蛍光、透
過光測定装置は、１つの標本のみにつき測定を行なう、
あるいは１波長の入射光に対する光応答を測定する１チ
ャンネルのものである。
過光測定装置は、１つの標本のみにつき測定を行なう、
あるいは１波長の入射光に対する光応答を測定する１チ
ャンネルのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】血液中の血小板、白血
球、リンパ球などの浮遊細胞の測定において、たとえば
、血小板の細胞内カルシウムイオンやマグネシウムイオ
ンの変化と同時に、これら細胞の凝集変化を同時に測定
するような用途には、このような細胞を用いる場合、短
時間に数多くの標本を測定することが要求されており、
従来の１チャンネルの装置は使用できない。
球、リンパ球などの浮遊細胞の測定において、たとえば
、血小板の細胞内カルシウムイオンやマグネシウムイオ
ンの変化と同時に、これら細胞の凝集変化を同時に測定
するような用途には、このような細胞を用いる場合、短
時間に数多くの標本を測定することが要求されており、
従来の１チャンネルの装置は使用できない。
【０００５】従来構造により、蛍光測定装置を多チャン
ネル化するには、測定する標本セルの数に応じた多数個
の光源とこれに付随する集光および波長選択のための光
学系を必要とする。この場合には、単に１チャンネルの
従来装置を多数並べたものになるため、装置は大型且つ
高価になり実用性に乏しいものとなる。
ネル化するには、測定する標本セルの数に応じた多数個
の光源とこれに付随する集光および波長選択のための光
学系を必要とする。この場合には、単に１チャンネルの
従来装置を多数並べたものになるため、装置は大型且つ
高価になり実用性に乏しいものとなる。
【０００６】特に、蛍光測定には高価な高圧水銀ランプ
やキセノンランプが使用され、また、複数の波長により
励起される蛍光強度を測定するには、回折格子や干渉フ
ィルターの切り替え装置が各光学系について必要である
。
やキセノンランプが使用され、また、複数の波長により
励起される蛍光強度を測定するには、回折格子や干渉フ
ィルターの切り替え装置が各光学系について必要である
。
【０００７】ところで、細胞の蛍光強度変化と同時に透
過光強度を測定することは、光吸収による細胞の化学成
分並びに光散乱による細胞の形状を測定することができ
、細胞の生理、薬理作用を研究する上で、個々のパラメ
ータ間の関連を知るのに有用である。
過光強度を測定することは、光吸収による細胞の化学成
分並びに光散乱による細胞の形状を測定することができ
、細胞の生理、薬理作用を研究する上で、個々のパラメ
ータ間の関連を知るのに有用である。
【０００８】しかしながら、従来技術を用いた測定装置
は、蛍光の受光素子としての光電子増倍管と、透過光の
受光素子としてのフォトダイオードの２つの受光素子を
同時に使用している。
は、蛍光の受光素子としての光電子増倍管と、透過光の
受光素子としてのフォトダイオードの２つの受光素子を
同時に使用している。
【０００９】また、蛍光測定のための励起照明光と透過
光測定のための照明光を同一光路で標本セルに照射して
いるため、多チャンネル測定には適していない。
光測定のための照明光を同一光路で標本セルに照射して
いるため、多チャンネル測定には適していない。
【００１０】さらに、従来の蛍光測定装置は、微弱な蛍
光を測定できるよう、受光素子として光電子増倍管を使
用しているため、標本セルに近接する受光部が大きな容
積となる。したがって、受光素子として光電子増倍管を
用いては複数個の標本セルを有する多チャンネル測定装
置は大型且つ高価になり実用性に乏しい。
光を測定できるよう、受光素子として光電子増倍管を使
用しているため、標本セルに近接する受光部が大きな容
積となる。したがって、受光素子として光電子増倍管を
用いては複数個の標本セルを有する多チャンネル測定装
置は大型且つ高価になり実用性に乏しい。
【００１１】本発明の課題は、以上の問題を解決し、小
型軽量、かつ簡単安価であり、しかも多数の標本につい
て、同時に蛍光／透過光強度などの光学的応答を測定で
きる多チャンネル光学測定装置を提供することにある。
型軽量、かつ簡単安価であり、しかも多数の標本につい
て、同時に蛍光／透過光強度などの光学的応答を測定で
きる多チャンネル光学測定装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明においては、１個の光源からの光を集光レ
ンズとそれに続く切り替え可能な複数の干渉フィルター
を通して所定の波長を選択し、これを多分岐の石英製の
光ファイバーを介して細胞標本を含むガラスセルに照射
する基本構成を用いる。
めに、本発明においては、１個の光源からの光を集光レ
ンズとそれに続く切り替え可能な複数の干渉フィルター
を通して所定の波長を選択し、これを多分岐の石英製の
光ファイバーを介して細胞標本を含むガラスセルに照射
する基本構成を用いる。
【００１３】分岐後の個々の光ファイバー端は個々のセ
ルの近傍に装着される。多分岐の光ファイバーを使用す
るため、複数個の標本セルを照射するにも関わらず、光
源およびそれに付随する光学系は１個で済み、測定装置
の小型化、小資源化が実現する。用いる光ファイバーは
柔軟で且つ、その端は外形５ｍｍ以下であり、複数個の
標本セルを近接して配置でき、この点でも装置の小型化
が実現する。
ルの近傍に装着される。多分岐の光ファイバーを使用す
るため、複数個の標本セルを照射するにも関わらず、光
源およびそれに付随する光学系は１個で済み、測定装置
の小型化、小資源化が実現する。用いる光ファイバーは
柔軟で且つ、その端は外形５ｍｍ以下であり、複数個の
標本セルを近接して配置でき、この点でも装置の小型化
が実現する。
【００１４】使用する光ファイバーは、光源からの光強
度が各測定セルに均一に照射されるように、数百本のフ
ァイバーを束ねた多芯バンドルファイバーをランダムに
分割して、分岐したものを使用する。また、測定の際の
背景光を少なくする目的で、ファイバーを束ねる際に使
用される充填剤として、蛍光を出さないものが用いられ
る。
度が各測定セルに均一に照射されるように、数百本のフ
ァイバーを束ねた多芯バンドルファイバーをランダムに
分割して、分岐したものを使用する。また、測定の際の
背景光を少なくする目的で、ファイバーを束ねる際に使
用される充填剤として、蛍光を出さないものが用いられ
る。
【００１５】標本セルとして円筒ガラスセルを用いるが
、セルのガラス面内を通過してくる照射光の迷光を減少
するために、ファイバーからの出射光をコリメートし、
且つ遮光して光を絞る。これにより、測定の際の背景光
が減少し、測定精度が改善する。円筒ガラスセルは角柱
石英セルに比べ遥かに廉価であり、多チャンネル測定装
置の標本セルとして適している。
、セルのガラス面内を通過してくる照射光の迷光を減少
するために、ファイバーからの出射光をコリメートし、
且つ遮光して光を絞る。これにより、測定の際の背景光
が減少し、測定精度が改善する。円筒ガラスセルは角柱
石英セルに比べ遥かに廉価であり、多チャンネル測定装
置の標本セルとして適している。
【００１６】光ファイバーを介した蛍光測定のための照
射光の光軸と直交する位置に発光ダイオードを配置し、
その透過光強度を測定する。受光素子としてフォトダイ
オードを用い、フォトダイオードは、発光ダイオードか
らの照射光の光軸上であって、光ファイバーを介した照
射光の光軸と直交する位置に配置し、蛍光強度と透過光
強度を１個のフォトダイオードにより測定する。
射光の光軸と直交する位置に発光ダイオードを配置し、
その透過光強度を測定する。受光素子としてフォトダイ
オードを用い、フォトダイオードは、発光ダイオードか
らの照射光の光軸上であって、光ファイバーを介した照
射光の光軸と直交する位置に配置し、蛍光強度と透過光
強度を１個のフォトダイオードにより測定する。
【００１７】標本セル中の多数個の細胞の蛍光を測定す
るには、フォトダイオードによる測光で十分できる。標
本セル近傍に配置すべき光照射のための光ファイバーと
発光ダイオードおよび受光のためのフォトダイオードと
も小さな素子であり、複数個の標本セルを近接して配置
でき、装置の小型化が実現する。
るには、フォトダイオードによる測光で十分できる。標
本セル近傍に配置すべき光照射のための光ファイバーと
発光ダイオードおよび受光のためのフォトダイオードと
も小さな素子であり、複数個の標本セルを近接して配置
でき、装置の小型化が実現する。
【００１８】複数の干渉フィルタを切り替え、所定の波
長の励起光を順次光ファイバーを介して細胞に照射する
とともに、励起光を遮光した時間に同期して発光ダイオ
ードを発光させ、複数個の標本の蛍光強度および透過光
強度をフォトダイオードを介して時系列で同時に測定す
る。したがって、細胞の蛍光、光吸収、あるいは光散乱
をも同時に測定することができる。
長の励起光を順次光ファイバーを介して細胞に照射する
とともに、励起光を遮光した時間に同期して発光ダイオ
ードを発光させ、複数個の標本の蛍光強度および透過光
強度をフォトダイオードを介して時系列で同時に測定す
る。したがって、細胞の蛍光、光吸収、あるいは光散乱
をも同時に測定することができる。
【００１９】
【作用】以上の構成によれば、複数標本のあるいは複数
標本の異なる波長の照明光に対する蛍光／透過光強度な
どの光学的応答を多数個の標本について同時に多チャン
ネル測定することができる。
標本の異なる波長の照明光に対する蛍光／透過光強度な
どの光学的応答を多数個の標本について同時に多チャン
ネル測定することができる。
【００２０】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づき、本発明を
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２１】図１に本発明を採用した４チャンネル蛍光
および透過光同時測定装置の構造を示す。
および透過光同時測定装置の構造を示す。
【００２２】図１において、蛍光強度測定のためのキセ
ノン光源１からの光は、石英製のレンズ２によって集光
され、干渉フィルター４を通過した後、所定の波長の光
が石英製の光ファイバー５に入射される。
ノン光源１からの光は、石英製のレンズ２によって集光
され、干渉フィルター４を通過した後、所定の波長の光
が石英製の光ファイバー５に入射される。
【００２３】干渉フィルター４は、回転円盤上に複数異
なる特性のものが配置されており、コントロールユニッ
ト１２に制御される干渉フィルター切り替えユニット３
により、各干渉フィルターの選択、および光ファイバー
５への入射時間が制御される。フィルタ切替えユニット
３はＤＣモータ、フィルター位置検知のためのフォトイ
ンタラプタなどからなる。石英光ファイバー５への入射
時間の制御は干渉フィルタ４の配置された円盤の遮光部
分を利用することにより行なわれる。
なる特性のものが配置されており、コントロールユニッ
ト１２に制御される干渉フィルター切り替えユニット３
により、各干渉フィルターの選択、および光ファイバー
５への入射時間が制御される。フィルタ切替えユニット
３はＤＣモータ、フィルター位置検知のためのフォトイ
ンタラプタなどからなる。石英光ファイバー５への入射
時間の制御は干渉フィルタ４の配置された円盤の遮光部
分を利用することにより行なわれる。
【００２４】石英光ファイバー５は、図２に示すように
、コア径約１５０μｍの石英ファイバー５１を約３００
本束ねた多芯バンドルファイバーとして構成される。 ファイバーを束ねる際に使用される充填剤５２としては
、蛍光を出さないものを使用する。これにより、測定の
際の背景光を少なくすることができる。
、コア径約１５０μｍの石英ファイバー５１を約３００
本束ねた多芯バンドルファイバーとして構成される。 ファイバーを束ねる際に使用される充填剤５２としては
、蛍光を出さないものを使用する。これにより、測定の
際の背景光を少なくすることができる。
【００２５】入射端Ｉの部分では、この多芯バンドルフ
ァイバーが同一の端面をキセノンランプ１方向に向けて
配置される。符号５１ａ、５１ｂは石英ファイバー５１
のクラッドおよびコアを示す。
ァイバーが同一の端面をキセノンランプ１方向に向けて
配置される。符号５１ａ、５１ｂは石英ファイバー５１
のクラッドおよびコアを示す。
【００２６】石英ファイバー５１は、中間部あるいは出
射端Ｏの近傍において、光源からの光強度が各測定セル
に均一に照射されるよう約７５本づつランダムに４つに
分けられる。分岐後の各ファイバー出射端Ｏにおいて、
標本収容のための円筒状のガラスからなり、装置に着脱
可能な４個の標本セル９に面してそれぞれ配置される（
図１）。
射端Ｏの近傍において、光源からの光強度が各測定セル
に均一に照射されるよう約７５本づつランダムに４つに
分けられる。分岐後の各ファイバー出射端Ｏにおいて、
標本収容のための円筒状のガラスからなり、装置に着脱
可能な４個の標本セル９に面してそれぞれ配置される（
図１）。
【００２７】石英光ファイバー５は、ＵＶ励起光を標本
セル９に照射するものであるが、さらに、標本セル９内
の標本の透過光強度を同時に測定するため、各標本セル
９について発光ダイオード６、干渉フィルタ７、フォト
ダイオード８が配置される。
セル９に照射するものであるが、さらに、標本セル９内
の標本の透過光強度を同時に測定するため、各標本セル
９について発光ダイオード６、干渉フィルタ７、フォト
ダイオード８が配置される。
【００２８】標本セル９廻りの構造を、図３に詳細に示
す。石英光ファイバー５の出射端Ｏから出射されるＵＶ
励起光は、レンズ１０によりコリメートされ、更に、パ
ーソナルコンピュータ１１を介して標本セル９方向に照
射され、標本セル９のガラス面内を経て受光される迷光
成分を減少させる。
す。石英光ファイバー５の出射端Ｏから出射されるＵＶ
励起光は、レンズ１０によりコリメートされ、更に、パ
ーソナルコンピュータ１１を介して標本セル９方向に照
射され、標本セル９のガラス面内を経て受光される迷光
成分を減少させる。
【００２９】一方、石英光ファイバー５の照射光軸と直
交する位置には、透過光強度測定のための光源として発
光ダイオード６が標本セル９に面して設置されている。
交する位置には、透過光強度測定のための光源として発
光ダイオード６が標本セル９に面して設置されている。
【００３０】蛍光および透過光検知は、発光ダイオード
の光の光軸上、すなわち、光ファイバーからの光の光軸
と直交する位置に標本セル９に面して設置されたフォト
ダイオード８により行なわれる。フォトダイオード８の
受光面の前面には、必要に応じて蛍光波長を選択できる
よう、干渉フィルタ７が設けてある。
の光の光軸上、すなわち、光ファイバーからの光の光軸
と直交する位置に標本セル９に面して設置されたフォト
ダイオード８により行なわれる。フォトダイオード８の
受光面の前面には、必要に応じて蛍光波長を選択できる
よう、干渉フィルタ７が設けてある。
【００３１】発光ダイオード６のオン／オフは、フィル
タ切替えユニット３による干渉フィルタ４の選択に応じ
て、また、光ファイバーへの光照射が遮断された時間に
同期してオンになるようドライバ６１を介してコントロ
ールユニット１２により制御される。
タ切替えユニット３による干渉フィルタ４の選択に応じ
て、また、光ファイバーへの光照射が遮断された時間に
同期してオンになるようドライバ６１を介してコントロ
ールユニット１２により制御される。
【００３２】各フォトダイオード８の受光量は電気信号
に変換され、増幅器８１で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換
器１０でＡ／Ｄ変換された後、パーソナルコンピュータ
１１に適当なインタフェース手段（ＳＣＳＩ、ＧＰＩＢ
など）を介して入力される。また、標本セル９も同様に
パーソナルコンピュータ１１に対して適当なインタフェ
ース手段を介して接続される。
に変換され、増幅器８１で増幅され、さらにＡ／Ｄ変換
器１０でＡ／Ｄ変換された後、パーソナルコンピュータ
１１に適当なインタフェース手段（ＳＣＳＩ、ＧＰＩＢ
など）を介して入力される。また、標本セル９も同様に
パーソナルコンピュータ１１に対して適当なインタフェ
ース手段を介して接続される。
【００３３】なお、フォトダイオードより受光される蛍
光や透過光の強度やそれらの背景光強度は大きく異なる
場合が多い。したがって、Ｓ／Ｎ比を向上するため、図
４に示すように増幅器８１を構成する。ここでは、増幅
器８１は３段のオペアンプ８１１〜８１３により構成さ
れ、オペアンプ８１２、８１３の増幅率は、干渉フィル
タ４、干渉フィルタ７の切換え、および発光ダイオード
６の発光パルスにそれぞれ同期した制御信号Ａ、Ｂ、Ｃ
により背景光補償のためのオフセット電圧と増幅度を切
り替られるように構成されている。
光や透過光の強度やそれらの背景光強度は大きく異なる
場合が多い。したがって、Ｓ／Ｎ比を向上するため、図
４に示すように増幅器８１を構成する。ここでは、増幅
器８１は３段のオペアンプ８１１〜８１３により構成さ
れ、オペアンプ８１２、８１３の増幅率は、干渉フィル
タ４、干渉フィルタ７の切換え、および発光ダイオード
６の発光パルスにそれぞれ同期した制御信号Ａ、Ｂ、Ｃ
により背景光補償のためのオフセット電圧と増幅度を切
り替られるように構成されている。
【００３４】なお、標本セル９の保温は不図示のペルチ
ェ素子とサーミスタにより管理し、また、標本セル９内
の細胞および溶液の撹拌は、セル下部に設けたマグネッ
トスターラによって行なわれるものとする。
ェ素子とサーミスタにより管理し、また、標本セル９内
の細胞および溶液の撹拌は、セル下部に設けたマグネッ
トスターラによって行なわれるものとする。
【００３５】パーソナルコンピュータ１１は、干渉フィ
ルタ４の選択、および発光ダイオード６の制御を介して
ＵＶ励起光および透過光の照射を制御し、また、フォト
ダイオード８の受光量をＡ／Ｄ変換器１０から入力する
ことにより、標本セル９内の標本の蛍光および透過光を
測定する。パーソナルコンピュータ１１は、メモリ、あ
るいは２次記憶装置上に格納された測定および測定量の
解析のためのソフトウェアを有し、サンプリングされた
測定データは、解析ソフトにより演算処理され、解析後
のデータは、ＣＲＴ、プリンタあるいはプロッタなどの
出力装置に出力される。
ルタ４の選択、および発光ダイオード６の制御を介して
ＵＶ励起光および透過光の照射を制御し、また、フォト
ダイオード８の受光量をＡ／Ｄ変換器１０から入力する
ことにより、標本セル９内の標本の蛍光および透過光を
測定する。パーソナルコンピュータ１１は、メモリ、あ
るいは２次記憶装置上に格納された測定および測定量の
解析のためのソフトウェアを有し、サンプリングされた
測定データは、解析ソフトにより演算処理され、解析後
のデータは、ＣＲＴ、プリンタあるいはプロッタなどの
出力装置に出力される。
【００３６】ここで、ウサギの血小板を用いて細胞内カ
ルシウムイオン濃度と凝集能を同時測定する手順を例示
する。
ルシウムイオン濃度と凝集能を同時測定する手順を例示
する。
【００３７】まず、常法にしたがって、クエン酸を含む
血液を遠心して洗浄血小板を得る。次に、洗浄血小板を
蛍光色素のｆｕｒａ−２ＡＭを含む栄養液で２０分間イ
ンキュベートした後、遠心操作によって血小板をｆｕｒ
ａ−２ＡＭを含まない栄養液で洗浄する。
血液を遠心して洗浄血小板を得る。次に、洗浄血小板を
蛍光色素のｆｕｒａ−２ＡＭを含む栄養液で２０分間イ
ンキュベートした後、遠心操作によって血小板をｆｕｒ
ａ−２ＡＭを含まない栄養液で洗浄する。
【００３８】上記操作により、細胞内に蛍光色素ｆｕｒ
ａ−２を負荷した血小板浮遊液を標本セル９に入れ、定
位置に装着し、マグネットスターラにより撹拌を開始す
るとともに、３４０ｎｍ、３８０ｎｍの干渉フィルター
の切り替えと発光ダイオードの点灯をたとえば各１秒間
づつ順次行い、その都度フォトダイオードを介して得ら
れる蛍光強度、透過光強度信号を入力する。
ａ−２を負荷した血小板浮遊液を標本セル９に入れ、定
位置に装着し、マグネットスターラにより撹拌を開始す
るとともに、３４０ｎｍ、３８０ｎｍの干渉フィルター
の切り替えと発光ダイオードの点灯をたとえば各１秒間
づつ順次行い、その都度フォトダイオードを介して得ら
れる蛍光強度、透過光強度信号を入力する。
【００３９】所定の測定期間の経過後、ｆｕｒａ−２を
負荷していない血小板を入れた標本セル９をセットし、
３４０ｎｍと３８０ｎｍの干渉フィルターを切り替えて
、同様の手順でそれぞれの背景蛍光強度を入力する。
負荷していない血小板を入れた標本セル９をセットし、
３４０ｎｍと３８０ｎｍの干渉フィルターを切り替えて
、同様の手順でそれぞれの背景蛍光強度を入力する。
【００４０】さらに、栄養液のみ入れた標本セル９をセ
ットし、発光ダイオードを点灯して１００％透過光強度
を入力する。
ットし、発光ダイオードを点灯して１００％透過光強度
を入力する。
【００４１】以上の操作は全て、本装置専用に作成され
たパーソナルコンピュータ１１の測光ソフトウエアによ
り制御され、ＣＲＴ表示などを介してユーザに適当な指
示を与えることにより、進行される。
たパーソナルコンピュータ１１の測光ソフトウエアによ
り制御され、ＣＲＴ表示などを介してユーザに適当な指
示を与えることにより、進行される。
【００４２】パーソナルコンピュータ１１は、各測定期
間中、Ａ／Ｄ変換器１０を介して取り込んだ蛍光および
透過光強度のサンプリングデータを磁気ディスクなどに
記憶し、このデータから、解析ソフトウエアにより目的
とする血小板の細胞内カルシウムイオン濃度と凝集能を
算出し、表示、あるいは記録出力する。ここでは、所定
の測定期間におけるこれらカルシウムイオン濃度と凝集
能データを経時的に示したグラフ（図５参照）などの形
で出力することが考えられる。
間中、Ａ／Ｄ変換器１０を介して取り込んだ蛍光および
透過光強度のサンプリングデータを磁気ディスクなどに
記憶し、このデータから、解析ソフトウエアにより目的
とする血小板の細胞内カルシウムイオン濃度と凝集能を
算出し、表示、あるいは記録出力する。ここでは、所定
の測定期間におけるこれらカルシウムイオン濃度と凝集
能データを経時的に示したグラフ（図５参照）などの形
で出力することが考えられる。
【００４３】パーソナルコンピュータ１１のカルシウム
イオン濃度と凝集能データの解析ソフトウエアは、３４
０ｎｍ、３８０ｎｍ励起光によるｆｕｒａ−２を負荷し
た血小板の蛍光強度から、それぞれの背景蛍光を差し引
いた値の比を求める。この値は、細胞内のカルシウムイ
オン濃度に相関した値として扱うことができる。また、
透過率の増加変化は血小板の凝集能を示す。
イオン濃度と凝集能データの解析ソフトウエアは、３４
０ｎｍ、３８０ｎｍ励起光によるｆｕｒａ−２を負荷し
た血小板の蛍光強度から、それぞれの背景蛍光を差し引
いた値の比を求める。この値は、細胞内のカルシウムイ
オン濃度に相関した値として扱うことができる。また、
透過率の増加変化は血小板の凝集能を示す。
【００４４】以上述べた測定は、本装置の全ての各標本
セル９で任意に行なうことができる。たとえば、異なる
標本を各標本セル９に収容し、同時に測定したり、ある
いは上記のｆｕｒａ−２を負荷した／しない血小板の測
定、栄養液のみの１００％透過光強度を同時に進行させ
たりすることが可能となる。
セル９で任意に行なうことができる。たとえば、異なる
標本を各標本セル９に収容し、同時に測定したり、ある
いは上記のｆｕｒａ−２を負荷した／しない血小板の測
定、栄養液のみの１００％透過光強度を同時に進行させ
たりすることが可能となる。
【００４５】図５に、上記構成により、血小板凝集を引
き起こす物質のトロンビン、およびコラーゲンを作用さ
せた時のカルシウムイオン測定／解析結果を示す。図５
は、カルシウムイオン感受性蛍光色素ｆｕｒａ−２を負
荷したウサギ血小板のトロンビン（図５（Ａ））および
コラーゲン（図５（Ｂ））刺激による細胞カルシウムイ
オン濃度変化と細胞凝集の測定結果で、符号Ｆ３４０は
３４０ｎｍ励起光による蛍光強度を、Ｆ３８０は、３８
０ｎｍ励起光による蛍光強度を、ＴＲは透過光強度を、
Ｆ３４０／Ｆ３８０は、細胞内カルシウムイオン濃度に
相関した蛍光強度比を、ＡＧはこの蛍光強度比から求め
られる凝集率をそれぞれ示す。
き起こす物質のトロンビン、およびコラーゲンを作用さ
せた時のカルシウムイオン測定／解析結果を示す。図５
は、カルシウムイオン感受性蛍光色素ｆｕｒａ−２を負
荷したウサギ血小板のトロンビン（図５（Ａ））および
コラーゲン（図５（Ｂ））刺激による細胞カルシウムイ
オン濃度変化と細胞凝集の測定結果で、符号Ｆ３４０は
３４０ｎｍ励起光による蛍光強度を、Ｆ３８０は、３８
０ｎｍ励起光による蛍光強度を、ＴＲは透過光強度を、
Ｆ３４０／Ｆ３８０は、細胞内カルシウムイオン濃度に
相関した蛍光強度比を、ＡＧはこの蛍光強度比から求め
られる凝集率をそれぞれ示す。
【００４６】トロンビンを作用させた場合（図５（Ａ）
）のように、強い血小板凝集により大きな凝集塊ができ
、励起照射光の当たる細胞数が極端に減少して蛍光強度
が極めて小さくなるため、このような状態でのカルシウ
ムイオン測定はできないが、コラーゲンを作用させた場
合（図５（Ｂ））のように、中程度の血小板凝集状態で
は十分な測定が可能である。
）のように、強い血小板凝集により大きな凝集塊ができ
、励起照射光の当たる細胞数が極端に減少して蛍光強度
が極めて小さくなるため、このような状態でのカルシウ
ムイオン測定はできないが、コラーゲンを作用させた場
合（図５（Ｂ））のように、中程度の血小板凝集状態で
は十分な測定が可能である。
【００４７】以上のように、本実施例によれば、１個の
光源とそれに引き続く集光と波長選択の光学系を通過し
た照明光を多分岐光ファイバーを介し、複数個の標本セ
ル中の細胞に照射することにより、複数個の各セル中の
標本の蛍光強度変化を任意に測定できる。
光源とそれに引き続く集光と波長選択の光学系を通過し
た照明光を多分岐光ファイバーを介し、複数個の標本セ
ル中の細胞に照射することにより、複数個の各セル中の
標本の蛍光強度変化を任意に測定できる。
【００４８】その場合、複数個の各セル中の標本の蛍光
強度を測定するにもかかわらず、高価な高圧水銀ランプ
やキセノンランプを含む励起光源とレンズ、フィルター
などの光学系が１セットで済み、測定装置の小型化と省
資源化とが実現する。
強度を測定するにもかかわらず、高価な高圧水銀ランプ
やキセノンランプを含む励起光源とレンズ、フィルター
などの光学系が１セットで済み、測定装置の小型化と省
資源化とが実現する。
【００４９】また、石英光ファイバー５からの出射光を
、Ａ／Ｄ変換器１０、パーソナルコンピュータ１１でコ
リメートし、かつ絞ることにより、標本セル９を構成す
る円筒ガラスセルを介する迷光や自家蛍光を減少させ、
精度の高い測定ができる。このような構成では、標本セ
ル９を円筒ガラスで構成でき、簡単安価である。
、Ａ／Ｄ変換器１０、パーソナルコンピュータ１１でコ
リメートし、かつ絞ることにより、標本セル９を構成す
る円筒ガラスセルを介する迷光や自家蛍光を減少させ、
精度の高い測定ができる。このような構成では、標本セ
ル９を円筒ガラスで構成でき、簡単安価である。
【００５０】また、受光素子としてフォトダイオードを
使用しているので、複数個の標本セルを近接して配置で
き、装置の小型化が実現する。
使用しているので、複数個の標本セルを近接して配置で
き、装置の小型化が実現する。
【００５１】さらにフォトダイオードを発光ダイオード
からの照射光の光軸上、であって、光ファイバーを介し
た照射光の光軸と直交する位置に配置することにより蛍
光強度と透過光強度を１個のフォトダイオードにより測
定できる。
からの照射光の光軸上、であって、光ファイバーを介し
た照射光の光軸と直交する位置に配置することにより蛍
光強度と透過光強度を１個のフォトダイオードにより測
定できる。
【００５２】更に、蛍光強度とともに、透過光強度も同
時測定ができる。蛍光変化により標本の化学組成が、そ
して透過光変化により標本の形状などを同時に測定する
ことができ、生理学、医学、薬理学の研究をする上で、
有益な測定装置を提供できる。
時測定ができる。蛍光変化により標本の化学組成が、そ
して透過光変化により標本の形状などを同時に測定する
ことができ、生理学、医学、薬理学の研究をする上で、
有益な測定装置を提供できる。
【００５３】本実施例の装置は特に、血液中の血小板、
白血球、リンパ球などの浮遊細胞を用いる測定に適して
おり、たとえば、血小板の細胞内カルシウムイオンやマ
グネシウムイオンの変化と同時に、これら細胞の凝集変
化を同時に測定でき、両者の関連を知ることができる。
白血球、リンパ球などの浮遊細胞を用いる測定に適して
おり、たとえば、血小板の細胞内カルシウムイオンやマ
グネシウムイオンの変化と同時に、これら細胞の凝集変
化を同時に測定でき、両者の関連を知ることができる。
【００５４】このような細胞を用いる場合、短時間に数
多くの標本を測定することが要求されており、本実施例
装置はこのような用途に非常に好適である。
多くの標本を測定することが要求されており、本実施例
装置はこのような用途に非常に好適である。
【００５５】上記構成では、複数個の標本の蛍光強度お
よび透過光強度を測定しているが、同一の光学系を用い
て細胞の蛍光、光吸収、あるいは光散乱を同時に測定す
ることを実現することもできる。
よび透過光強度を測定しているが、同一の光学系を用い
て細胞の蛍光、光吸収、あるいは光散乱を同時に測定す
ることを実現することもできる。
【００５６】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、標本の異なる照明光に対する光学的応答を測定する
多チャンネル光学測定装置において、多分岐光ファイバ
ーを介して、１個の光源および光学系からの照明光を、
標本を収容する複数の標本セルに照射する構成を採用し
ているので、簡単安価な構成により複数標本のあるいは
複数標本の異なる波長の照明光に対する蛍光／透過光強
度などの光学的応答を多数個の標本について同時に多チ
ャンネル測定することができるという優れた効果がある
。
ば、標本の異なる照明光に対する光学的応答を測定する
多チャンネル光学測定装置において、多分岐光ファイバ
ーを介して、１個の光源および光学系からの照明光を、
標本を収容する複数の標本セルに照射する構成を採用し
ているので、簡単安価な構成により複数標本のあるいは
複数標本の異なる波長の照明光に対する蛍光／透過光強
度などの光学的応答を多数個の標本について同時に多チ
ャンネル測定することができるという優れた効果がある
。
【図１】本発明による多チャンネル光学測定装置の構成
を示した説明図である。
を示した説明図である。
【図２】図１の石英光ファイバーを示した説明図である
。
。
【図３】照明系、受光部および標本セルを示した説明図
である。
である。
【図４】受光系の増幅器を示した回路図である。
【図５】カルシウムイオン感受性蛍光色素を負荷したウ
サギ血小板のトロンビンおよびコラーゲン刺激による細
胞カルシウムイオン濃度変化と細胞凝集の測定結果を示
した線図である。
サギ血小板のトロンビンおよびコラーゲン刺激による細
胞カルシウムイオン濃度変化と細胞凝集の測定結果を示
した線図である。
１ キセノンランプ
２ 集光レンズ
３ フィルタ切替えユニット
４ 干渉フィルタ
５ 石英光ファイバー
６ 発光ダイオード
７ 干渉フィルタ
８ フォトダイオード
９ 標本セル
１０ Ａ／Ｄ変換器
１１ パーソナルコンピュータ
１２ コントロールユニット
Claims (4)
- 【請求項１】 標本の異なる照明光に対する光学的応
答を測定する多チャンネル光学測定装置において、多分
岐光ファイバーを介して、１個の光源および光学系から
の照明光を、標本を収容する複数の標本セルに照射する
ことを特徴とする多チャンネル光学測定装置。 - 【請求項２】 前記多分岐光ファイバーは、無蛍光充
填剤と複数の石英ファイバーからなる多芯多分岐ランダ
ム石英光ファイバーであることを特徴とする請求項１に
記載の多チャンネル光学測定装置。 - 【請求項３】 標本セルを円筒ガラスから構成し、前
記多分岐光ファイバーからの照明光により生じる迷光お
よびセルの自家蛍光を減衰する手段を設けたことを特徴
とする請求項１に記載の多チャンネル光学測定装置。 - 【請求項４】 前記多分岐光ファイバーによる照明光
の光軸と直交する光軸を持つ照明光の前記標本セルを介
した透過光強度と、上記多分岐光ファイバーによる照明
光によって生じる蛍光強度を共通の受光素子によって測
定することを特徴する多チャンネル光学測定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120548A JPH04348258A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 多チャンネル光学測定装置 |
| US07/866,751 US5337139A (en) | 1991-05-27 | 1992-04-10 | Multichannel optical measuring system |
| EP92303426A EP0516274A2 (en) | 1991-05-27 | 1992-04-16 | Multichannel optical measuring system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3120548A JPH04348258A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 多チャンネル光学測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348258A true JPH04348258A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=14789034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3120548A Pending JPH04348258A (ja) | 1991-05-27 | 1991-05-27 | 多チャンネル光学測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5337139A (ja) |
| EP (1) | EP0516274A2 (ja) |
| JP (1) | JPH04348258A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427211B1 (ko) * | 2001-09-20 | 2004-04-30 | 동명전기주식회사 | 다채널 조명검사장치 |
| JP2008164550A (ja) * | 2006-12-29 | 2008-07-17 | Univ Of Tokushima | 蛍光光度計 |
| JP2012002798A (ja) * | 2010-05-18 | 2012-01-05 | Canon Inc | テラヘルツ波の測定装置及び測定方法 |
| JP2012252014A (ja) * | 2005-07-01 | 2012-12-20 | Sysmex Corp | 分析装置 |
| JP2015212688A (ja) * | 2014-04-18 | 2015-11-26 | Ｄｒｃ株式会社 | 光照射装置と光透過特性の測定方法 |
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1991
- 1991-05-27 JP JP3120548A patent/JPH04348258A/ja active Pending
-
1992
- 1992-04-10 US US07/866,751 patent/US5337139A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-04-16 EP EP92303426A patent/EP0516274A2/en not_active Withdrawn
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0516274A2 (en) | 1992-12-02 |
| US5337139A (en) | 1994-08-09 |
| EP0516274A3 (ja) | 1995-01-25 |
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