JPH05846Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は流れ細胞測定器に関し、さらに詳しく
述べれば光学測定と電子粒子容量測定とを同時に
行うことができる流れ細胞測定器に関する。 〔考案の背景〕 流れ粒子分析器の由来は２つの主な開発路線に
分けられ、その１つは光学路線であり他は電子路
線である。さらに最近、光学法と電子法を組み合
わせるいろいろな提案がなされている。全分野の
由来を包含する基本的な書物は1979年、ニユーヨ
ーク、ジヨン・ウイリー アンド・サンズ
（John Wiley＆Sons）社発行のメラームド
（Melamed）、ムラニー（Mullaney）、メンデル
スゾーン（Mendelson）らの共著、「流れ細胞測
定および分類法」（FLOW CYTOMETRY
AND SORTING）である。本考案の特徴および
利点ならびにその背景を容易に理解できるよう
に、光学、電子および両者の組合せ法の開発の簡
単な要約を以下に説明する。 光学流れ粒子分析器 光学流れ細胞測定法は最近の25年にわたつて開
発されてきた。これらの方式は、細胞が光電気測
定装置の測定通路にあるガラス毛細管を通過する
につれて照射光の吸収性の変化により細胞すなわ
ち粒子をカウントするのに当初使用された。その
後の改良では、観測区域を通る粒子すなわち細胞
の薄層さやの流れが提供された。この場合、調査
中の細胞すなわち粒子の懸濁が流体のより高速な
流れに注入される。このより高速な流れは粒子の
まわりにさやを提供し、薄層の流れを作る。薄層
の流れが追加されることが重要であるのは、それ
によつて直径の大きな流れが使用でき、かくて詰
りを最小にするとともに粒子すなわち細胞のサン
プルの流れを分析容積の中央に正確に置くことが
できるからである。 薄層の流れおよび流体力学集束法の開発に関す
る書物は、「流れ細胞測定および分析法」
（FLOW CYTOMETRY AND SORTING）の
中に示されている。本件のいろいろな面に関する
特許は米国特許第3299354号；第3661460号；第
3738759号；第3740665号；第3810010号；第
3871770号；第3984307号；第4140966号；第
4162292号；および第4237416号などである。 吸収光学測定のほか、光散乱および螢光法はい
ずれも細胞すなわち粒子を分析するのにも使用さ
れる方法である。これに関して、上述の書物「流
れ細胞測定および分類法」に含まれるこれらの方
法ならびに参考文献一覧表の広範囲な説明を参照
のこと。光散乱法に関する特許としては、米国特
許第3614231号；第3646352号；第3669542号；第
3705771号；第3785735号；第3786261号；第
3873204号；第3960449号；第4053229号；第
4173415号；および第4188121号などがある。螢光
法に関する特許は米国特許第3788744号；第
4225229号；および第4243318号などである。 1965年に、カメントスキー（Kamentsky）ら
は流れ方法によつて細胞の２つのパラメータの光
測定を行つた最初のグループである。1965年発
行、サイエンス（Science）150：630−631に記載
されたカメントスキーらの「分光計：超高速細胞
分析用の新しい計器」 （Spectrophotometer：New instrument for ultrarapid cell analysis）参照。この研究の
中で、核酸による紫外線吸収が測定されると同時
に、光散乱が分析された。多重光測定に向けられ
た多くの公知特許があり、例えば米国特許第
3662176号；第3850525号；第4038556号；第
3824402号；および第3916197号などである。 光学測定の感度は、粒子から出た螢光がどれだ
け多く収集されるか、または散乱されたり吸収さ
れる入射光のどれだけ多くが再収集されるかを表
わすものである。これらのパラメータは、レンズ
系の開口数（N.A.）および光軸が粒子すなわち
細胞の流れに平行であるが横切るかを含む、計器
の光学構造に関係がある。 光軸（軸方向の流れ）に平行な粒子の流れで螢
光を測定する光学装置が説明されている。若干の
かかる装置は入射光照明が具合よく使用され、こ
の場合光を粒子の流れに導きかつ螢光を粒子から
収集するのに同じ光学装置が使用される。 光を横切る流れ細胞測定器も説明されており、
この場合粒子すなわち細胞の流れは光軸を横切
る。例えば、米国特許第4056324号；第4225229
号；第3720470号；ならびに「サイエンス」
（SCIENCE）の第204巻、1979年４月27日号、第
403頁を参照のこと。 軸流光学細胞測定器は、螢光測定に関して若干
極めて良好な結果を示しているが、いくつかの不
具合がある。光散乱パラメータは、測定される細
胞の後に検出器を置くのが難しいので不可能であ
る。さらに、出現する細胞すなわち粒子の上に交
差する流れのトラフを通して集める重要な焦点深
度を持つ対物レンズが必要である。この配列は大
きな被写体深度のために、垂直細胞分析容積を著
しく増大させ、かくて細胞分析の速度が制限され
る。垂直細胞分析容積が増加した場合、２個以上
の細胞を分析容積内に導入して単一螢光パルス
（一致問題）として検出することができる。最後
に、軸流設計がそれ自体細胞分類に適さないの
は、オリフイスを出る細胞が薄層の流れの中で捕
捉されないからである。 横流の光学細胞測定器は軸流に関連する問題の
若干を回避することができる。まず第１に、検出
器を横流と交差する入射光ビーム（すなわちレー
ザからのビーム）のまわりに置くことができるの
で、光散乱法が可能である。この配列では、光散
乱の強さは入射ビームに直角に測定することがで
きる。しかし、これらの直交方式は入射光に対し
90°の螢光を測定する。この角度で細胞から測定
された螢光の量は、螢光が入射ビームに対して直
角に出る前に螢光の内部吸収により最小となる。
この「暗視野」照明が用いられるのは、入射光に
対して90°で測定される螢光信号を妨害しない強
力な入射レーザ光が保証されるからである。これ
らの形式は空中の水流に使用されるので、直角流
の光学細胞測定器は開口数を0.7以下に制限する
乾燥対物レンズを使用しなければならない。 電子粒子容積 微小開口を通過する伝導流体に浮遊する粒子の
電子カウント法の基本的な考え方は、コールター
（Coulter）に対する米国特許第2656508号に開示
されている。この場合、電界が開口すなわちオリ
フイスに加えられてそこに電流が流れるようにさ
れる。この開口電流は、粒子が開口を通るときに
中断されて、粒子をカウントするのに用いられる
測定可能なパルスが作られる。 1958年の「ネイチヤ」（Nature）182：234−
235に記載された「バクテリアの電子カウントお
よび大きさ測定」においてクビチエツク
（Kubitschek）は、パルスの振幅または面積を粒
子の大きさに関係づけようとした。この関係を説
明しかつ特徴づけようとする多数の出版物が続出
した。1969年の記事において、グローバー
（Grover）らは（1969年、９：13981414、バイオ
フイジーＪ（Biophys J.）の「懸濁液における粒
子の電気的大きさ測定」という記事の中で）粒子
が大容積から微小開口に進むにつれて電界の圧縮
に起因する「エツジ効果」を説明した。その記事
は、流体力学の流れ考慮および粒子容積と粒子が
開口を横切るにつれて観測される電流の変化との
関係も説明している。 粒子軌道感度は電子細胞容積分析における１つ
の問題点であつた。これらの問題に対してとられ
た解決策は、粒子を開口の軸に沿つて向け、開口
をその直径に関して長くし、ガウスではない一切
のパルス形状を電子的に拒絶することによつて、
粒子流を流体力学的に集束する方法などである。
流体力学集束法は軌道感度に対する正当に有効な
解決の１つではあるが、粒子注入器を開口に関し
て正確に中央に置くことが要求されるので極めて
複雑な変換器設計を余儀なくされた。 電子粒子検出変換器の設計で遭遇する他の難事
は、(1)サンプル、電極、または浮遊流体の脱気か
らの泡、(2)電極製品およびそれが細胞PHと毒性の
変化による生物細胞に及ぼす影響、(3)開口出口の
領域内で開口循環を既に横切つた粒子に起因する
いわゆる「逆カーソル」パルス、ならびに(4)開口
の詰り、などである。泡および電極問題に対する
解決法は、電極を別の室に分離することに集中さ
れた。逆カーソル・パルスは、再循環を防ぐ第２
のオリフイスを使用したり、粒子流体を出口の室
に溢れさせて、より長い逆カーソル・パルスの電
子識別によつて処理された。 開口の詰りはこれらの装置にとつて重大な問題
を提起した。開口は通常直径が50−100ミクロン
であり、詰りやすい。逆流、流体とサンプルの炉
過、および米国特許第3259891号に開示された小
形風防ワイパ機構などがすべて試みられたが、結
果は大部分不満足であつた。 電子粒子容積計測器に関する書物には、開口に
直流以外のものを用いて粒子に関する追加の情報
を得ようとするいろいろな方法が記載されてい
る。これらの中には、多重周波数交流装置、開口
の内側に電極を持つ交流装置、および粒子が開口
を横切るにつれて抵抗とキヤパシタンスの両変化
を求める交流と直流の組合せが含まれる。 光学および電子組合せ式の粒子容積計測器 粒子すなわち細胞の特性に関する有用な情報
は、電子および光学両法の併用によつて単独法の
使用よりも多く得られることを明らかにしなけれ
ばならない。1970年、ニユーヨークの「アカデミ
ー新聞」（Academic press）の第131頁〜第159
頁に記載された「自動化された細胞識別および分
類法」の中でリーフ（Leif）は、光学および電子
多重測定を果たす計器を提案した。その後の書物
はAMAC（Automated Multiparameter
Analyzer for Cell）として知られるかかる装置
のいろいろな型を説明している。AMAC １とし
て知られる１つの型は1973年Clin.Chem.19：853
−870に記載された「AMAC 変換器の使用に
よる電子細胞容積分析」という記事の中でリーフ
（Leif）およびトーマス（Thomas）によつて説
明されている。その計器は光散乱および電子測定
に適した軸流の、伝送照明装置である。電子測定
はこの装置で達成されたが、光学測定は達成され
なかつた。 1973年、Rev.Sci.Instr.44：1301−1310に記載
された「微小粒子および生物細胞用の新しい多重
パラメータ分離器」という記事の中でスタインカ
ンプ（Steinkamp）らは、電子および螢光組合せ
測定を行う変換器を説明した。しかし、測定は同
時には行われなかつた。電子測定がまず行われ、
次に下流で135マイク秒後に螢光測定が細胞の流
れに対して直角に行われた。 カツヘル（Kachel）の米国特許第4198160号も
電子細胞容積と螢光の両測定を行う変換器を説明
している。カツヘルは螢光用の入射光照明を使用
し、また粒子の位置を定める流体力学集束注入器
を使用した。この構造によつて両パラメータを相
互により厳密に測定することができるが、依然と
して全く同時には測定できない。 粒子の流れのレーザ励起に対して直角な螢光を
捕捉する水浸対物レンズを具備した、上述のスタ
インカンプの装置と同等のAMAC IV変換器を
説明する書物がある。水浸対物レンズは空気対物
レンズより大きな開口数を持ち（1.0対0.7以下）、
かくて螢光測定における集光能力が増加される。
独自の電子および螢光測定が行われたが、組合せ
測定が良好でなかつたのは電子測定から光測定ま
での時間遅延のせいであつた。 組合せ式電子および光測定の先行技術には、米
国特許第3710933号、第3675768号、および第
3770349号も含まれている。フルワイラー
（Fulwyler）らに対する特許第3710933号は、電
子および光学測定が順に行われ、全く同時には行
われない装置を説明している。サンチエ
（Sanchez）に対する特許第3675768号および第
3770349号は電子測定および光吸収制定の両方を
与えるといわれる装置を説明している。 上述の組合せ法のすべては、変換器として壁に
円形開口をあけて使用した。しかし、角形開口を
利用する実験変換器が文献に１つ報告されている
が、角形開口の作り方は示されていない。これは
1977年発行の組織化学および細胞化学雑誌
（Journal of Histochemistry and
Cytochemistry）第25巻、第７号、第827頁−第
835頁に記載された「AMAC変換器による細胞の
組合せ式光学および電子分析」という記事の中で
アール・エー・トーマス（R.A.Thomas）らが説
明したAMAC変換器である。その変換器は流
体力学集束を用いて、粒子流および直交螢光検出
をレーザ励起ビームに向けた。光測定は電子開口
である小形キユべツト内で行われたので、理論的
には全測定が同時に行われたと思われる。別々の
電子および螢光測定は報告されたが、これまでに
同時測定は報告されていない。 組合せ式の電子および光学細胞計算器に関する
先行技術の試みには、いくつかの共通問題が存在
した。測定が全く同時に行われなければ、同じ粒
子に２つの順次測定を正確に関連づける際に一致
の問題が存在する。電子および光学測定を全く同
時に行いたい場合は、矛盾する設計考慮が伴われ
る。 電子測定では、開口抵抗は出入口の抵抗に比べ
て大きくなければならない。これがその場合でな
ければ、有効長さ（すなわち粒子が電流の流れに
明らかに影響する距離）は長くなりかつ一致速度
は受け入れられなくなる。粒子は低電流束の領域
から高電流束の領域まで速やかに通りかつ再び低
電流束の領域に戻らなければならない。さらに、
それらは「エツジ効果」を回避する軌道に沿つて
進まなければならない。 光学測定では、開口数（N.A.）が大きいほど
測定の感度が良くなる。すなわち、解像度はN.
A.に正比例し、像の明るさは（N.A.）²に比例し、
焦点深度はN.A.に反比例する。しかしN.A.が大
きいことは受入れ角が大きいことを意味し、これ
は測定される物体を集光レンズにできるだけ近づ
けなければならないことを示す。 どんな軸流の組合せ式変換器構造でも、電子お
よび光学設計構造は相互に半端であり、片方また
は両方の測定の感度を減少させる譲歩がなされな
ければならない。例えば、電子測定の場合に出口
の容積を最小にするように、対物レンズは開口か
ら離されなければならず、その結果N.A.が減少
したり測定の同時性が失われたり、あるいはその
両方が生じる。横流方式では、下流の光学装置が
唯一の解決策であり、その結果測定の同時性が失
われた。 先行技術の構造のすべての中で、AMAC変
換器は組合せ式電子および光学測定の問題解決に
最も近づいた。AMACでは、角形電子開口は
光学開口でもあつた。角形状を使用することによ
り、出入口の室は開口容積に比べて容積が大き
く、かくて電子拘束に順応した。しかし角形状
は、螢光測定の場合に受入れ角を90°に制限する
ことによつて開口数（N.A.）を犠牲にした。螢
光は直角に配置されるレーザによつて活性化され
たが、これは入射光照明により得られる光を犠牲
にしたが、良好な光散乱特性を作つた。 先行技術の若干の上記簡単な説明から分かると
思うが、流れ細胞測定器の分野は極めて積極的に
研究が続行されている。電子および光学測定を全
く同時に行うことができ、いずれの方法でも可能
な感度を少しも犠牲にしない流れ細胞測定器が明
らかに要求される。さらに、電子および光学の両
測定法で感度の改良が要求される。 〔考案の目的〕 したがつて、本考案の１つの目的は、流れ細胞
測定の感度を改良する方法および装置を提供する
ことである。 本考案のもう１つの目的は、電子および光学測
定を同時に行う流れ細胞測定の方法ならびに装置
を提供することである。 本考案のもう１つの目的は、出入口の形状が開
口を通る電子エッジ効果を減少させる一方、電子
感度を増加させるような形状である流れ細胞測定
変換器を提供することである。 本考案のもう１つの目的は、多角形開口を形成
する複数個の立方多角形から成る電子および光学
流れ細胞測定変換器を提供することである。 本考案のもう１つの目的は、電子および光散乱
測定を同時に行う流れ細胞測定器を提供すること
である。 本考案のもう１つの目的は、細胞測定器の開口
を形成する複数個の素子の少なくとも１個が光学
測定を行う場合に光学装置にある第１素子であ
る、電子および光学測定を同時に行う流れ細胞測
定器を提供することである。 本考案の１つの実施例のもう１つの特定な目的
は、三角形の変換器開口を持つ流れ細胞測定器を
提供することである。 本考案のもう１つの目呈味は、詰つた開口を洗
浄する手段として超音波処理が使用される流れ細
胞測定器および方法を提供することである。 本考案のもう１つの目的は、光学測定に入射光
照射および感知が使用される、電子および光学測
定を同時に行う流れ細胞測定器を提供することで
ある。 〔考案の構成〕 簡単に述べれば、考案の１つの実施例により、
開口に関して所定の形状を有し、エツジ効果を減
少させるとともに電子粒子容積測定の感度を増大
させる入口室および出口室が具備される開口を持
つ流れ細胞測定器が提供される。実施例の１つに
より、開口は三角形であり、複数の切頭ピラミツ
ドを組み立てて作られ、切頭表面は開口の壁を形
成する。切頭ピラミツドによつて作られた入口お
よび出口の形状は、開口を通る電流の流れからエ
ツジ効果を減少させるとともに開口の断面積に関
して所定の断面積を保つような形状にされてい
る。電子粒子すなわち細胞容積測定のために、開
口に電流を流す電極が具備されている。開口壁を
形成する素子の少なくとも１つは、レンズ系の部
分であるか、または粒子すなわち細胞が開口にあ
る間それらの光学測定を同時に行うのに用いられ
る油浸対物レンズ用の透明カバー板である。これ
らの光学測定は螢光法、光散乱法、またはその両
者を併用した方法であることができる。さらに、
本考案の１つの実施例の１つの面により、開口の
どんな詰りでも超音波洗浄する圧電変換器が具備
されている。 〔実施例〕 本考案はその最も広い面において、開口に隣接
して入口室および出口室が具備されるとともに開
口に対して所定の形状関係を有する電子または組
合せ式の電子／光学流れ細胞測定器用の開口すな
わち感知帯を提供しようとするものである。本考
案による出入口室の所定の形状は、電子「エツジ
効果」を減少させるとともに開口を通るサンプル
粒子の電子容積測定の感度を向上させる。 電子粒子容積カウンタの先行技術は、壁に設け
た小さな丸い穴の形をした開口すなわち感知帯を
提供した。第１図は壁１を通る丸い穴から成るか
かる開口を流れる電流束密度のパターンを示す図
である。見られる通り、電流束密度は丸い穴の縁
に集まる傾向がある。これらの「エツジ効果」
は、電流の変化の大きさを粒子の大きさすなわち
容積に関係づけようとするとき、間違つた情報を
大量に作る元凶となる。例えば、粒子が測定帯を
横切る際のわずかな軌道差は、同じ大きさの粒子
によつて阻止される電流の量に違いを生じる。 本考案により、開口と所定の形状関係を持つ開
口のすぐ隣に設けられる室壁を有する出入口の室
が開口に提供される。 第２図および第３図に示される第１の面によ
り、エツジ効果を減少する限り、電流束密度が一
様な室２を想定する。この室２は、開口すなわち
測定帯４の面に関して角θをなす壁３を有する入
口室に接続する。電流は最小抵抗の線に従うの
で、室２の区域Z₁を通る電流束が角₁に対する
容積を通り、Z₂を通る電流束が角₂に対する容
積を通り、以下Z_oおよび_oに至るまで同様であ
る、と規定することは第１次近似法として可能で
ある。つまり、角_oによつて表わされる度数は
Z_oを通る電流束に反比例する。固定量のI_o（開口
入口の測定帯の幅の百分率を表わす）では、角θ
の変化する値におのおの対応する角_oの度数を
計算することができる。壁にある穴の先行技術の
配列では、θは０に等しい。θが90°に等しい場
合は、入口角のない測定室が説明される。 第３図から、説明のために、開口は100ミクロ
ン幅であり、角₅₀は開口の中心からその縁まで
に作られた角と定義する（入口室の壁とは角θを
なす）。別の角₄₀，₃₀，₂₀，₁₀は開口の中心
と中心からそれぞれ40，30，20，10ミクロンの間
に作られる角である。第３図に示される距離Ｌは
下記の式によりθに関して示すことができる。 (1) Ｌ＝１／２ベースtanθ＝50μm×tanθ したがつて、Ｌはθを変えることによつて求め
られる。角θの増減につれてＬの値が求められ
る。 したがつて、流線密度は与えられたθ（または
計算に用いられるＬ）についてを求めることに
よつて、開口の幅に沿う中心からの任意な距離の
開口入口で説明される。これらの任意な距離は、
例えば、10μmであることができるＩの倍数であ
ることができる。 _oの値はそのとき下記の式で与えられる (2) _o＝tan^-1 nI／Ｌ−tan^-1 （ｎ−１）Ｉ／Ｌ 下記第Ｉ表はこの方法の結果を示す。測定帯す
なわち開口の入口は10個の等幅のセグメントに分
割され、開口の中心の両側にそれぞれ５個存在す
る。量１／₁₀は開口の幅10％だけ縁の方に移動する 中心からのセグメントを表わし、１／₂₀は幅の10％ −20％から、１／₃₀は幅の20−30％から、１／₄₀は
幅 の30−40％から、そして１／₅₀は幅の40−50％から セグメント、すなわち開口の縁を表わす。 【表】 【表】 第１表から分かるように、1°の入口角（基本的
には壁にある１つの穴）では、値の変化１／₁₀− １／₅₀が極めて大きく、縁の近くすなわち１／₅₀で
特 に大きな値となる。入口角θが増加されるにつれ
て、分散（電流束密度の測定入口での差）が減少
する。50°のθで、値は１／₁₀−１／₅₀にわたりほ
と んど一定である。第４図はこれらの値のプロツト
である。第４図から見られるように、曲線は約
50°で集束し、90°までその状態を保。第４図の曲
線から見られるように、エツジ効果の重要な現象
は5°以上の入口室角θから生じる。かくて、本考
案のこの面により、入口室が感知室に供給され、
入口室の壁はエツジ効果を減少させるために開口
の面に関して5°以上の角度に配置される。同様な
考え方が出口室にも適用され、その壁は開口の面
に関して5°以上の角度に配置される。 電子粒子容積細胞測定器のエツジ効果を減少さ
せるほか、計器の感度をできるだけ良くすること
が望ましい。開口の電流束密度は断面積に反比例
する。したがつて、粒子が小さな断面積に限定さ
れると、粒子によつてさえぎられる電流束は最大
になる。したがつて、粒子が測定帯（すなわち電
流束密度が最大となる場所）に向つて進むにつ
れ、それは低電流束密度の領域から高電流束密度
の領域に速やかに進み、すなわち電流の認められ
る変化がない地帯から電流の変化が最大の地帯ま
で速やかに進むことが望ましい。 本考案の原理により、感知開口の両側に隣接し
て出入口室が設けられ、出入口室の断面積は開口
の断面積に対して所定の関係を持つ。まず、「Ｓ」
ユニツトと呼ばれるサイズ・パラメータは、開口
の軸を通る任意な面に沿う開口の最大直線寸法す
なわち幅として定義される。考案のこの面によ
り、開口は任意な断面形状、すなわち円形、角
形、三角形などであることができる。２つの
「Ｓ」ユニツトの直線距離は開口のいずれかの側
から出入口室にかけて測定され、これらの点にお
ける出入口室の断面積は開口の断面積の10倍より
大きくなければならないことが実験的に定められ
ている（第５図参照）。これらの点における出入
口室の断面積が開口自体の断面積の10倍より大き
い（なるべく断面が20−30倍大きいことが望まし
い）場合には、電子細胞測定器から鋭い、明確な
電子粒子容積パルスが生じることが判明してい
る。 本考案のもう１つの面により、複数個の固体多
角形の協力関係によつて流れ細胞測定器用の電
子／光学感知装置を作る改良された方法が発見さ
れている。「固体多角形」とは多辺３次元多角形
状を意味する。本考案のより広い面にしたがつ
て、開口すなわち感知帯を形成する働きをする表
面を持つとともに、開口すなわち感知帯に関して
所定の形状関係を有するように出入口室の形状を
定める表面を持つ、複数個のこれらの固体多角形
が具備される。開口が三角、四角、５辺形などで
あるかかる組立体を提供することは本考案の範囲
内である。しかし、三角形の開口は本考案が提供
する多くの利点の好適な実施例である。光学測定
を行う場合は、開口の壁を形成する素子の少なく
とも１個は光学装置の部分である。本考案によ
り、光学装置の一部である少なくとも１個の素子
は油浸対物レンズが置かれる透明カバー板であつ
たり、それ自体光学装置の第１光学素子を形成す
るレンズであることができる。所望の場合、開口
の壁を形成する素子の２個以上を、それの全部す
ら、開口の感知体に励起光を導入したりしたりそ
こから光を集めたりする光学装置の部分として提
供することは本考案の範囲内である。 第６図は本考案の原理により作られた実際の装
置の一部の前面図を示す。第７図はその側面図で
あり、第８図、第９図および第１３図はそのいろ
いろな断面図である。図面において、取付板１１
はクランプ部材１２を介して２個の電解液容器１
３および１４を取り付けている。電解液容器１３
は、導管１６を通して適当な電解液源と通じてい
る。電解液容器１４はその導管１７を通して使用
電解液の蓄積場に結合されるが、蓄積場には負の
圧力を作る真空源などが含まれることがある。別
法として、出入口容器間に必要な圧力差を作るた
めに入口容器に圧力を結合することがある。容器
１３（装置の電解液供給側である）の中には電極
１８が置かれている。電極１８は金属箔電極など
であることができ、リード１９に電気接続されて
いる。同様な形式で、容器１４はその中に電極２
１を取り付けており、それはリード２２に電気接
続されている。 容器１３の底にはハウジング２３が取り付けら
れている。ハウジング２３は参照数字２４で一般
に示される通路がその中に作られており、この通
路は容器１３の内部に通じている。同様に、ハウ
ジング２６は容器１４の底に取り付けられ、その
中に参照数字２７で一般に示される通路を有し、
この通路は容器１４の内部に通じている。ハウジ
ング２３および２６はそれぞれ、Ｏリング組立体
２８ならびに２９を備えている。 Ｏリング組立体２８および２９はセラミツク・
ブロツク３１ならびに３２に入つてそれらを取り
付けている。ガラス製の固体多角形３３がセラミ
ツク・ブロツク３１および３２の表面３１ａなら
びに３２ａに接着されている。ここで使用される
ような「固体多角形」とは、多辺３次元形状をい
う。同様な形で、ガラス製のもう１つの固体多角
形３４がセラミツク・ブロツク３１および３２の
対向表面に接着されている（第７図の断面図参
照）。 後で詳しく説明するように、ガラス製の固体多
角形３３および３４は第６図で参照数字３６によ
つて一般に示される感知帯で開口を形成するよう
に共動する。さらに、後で詳しく説明するよう
に、ガラス製固体多角形３３および３４は、開口
の寸法に対して所定の形状を持つ出入口室を開口
に提供するように作られている。 セラミツク・ブロツク３２は、通路２４をガラ
ス製固体多角形３３および３４によつて形成され
る入口室に結合する入口通路３７を備えている。
同様な形で、出口通路３８はセラミツク・ブロツ
ク３１にわたり、ガラス製多角形３３および３４
により形成される出口室を通路２７に結合する。 図示されかつ説明された特定の配列においてガ
ラス製固体多角形３３および３４の２つの平らな
表面は感知帯３６における三角形開口の２つの壁
を形成する。所望の場合、三角形開口の第３の壁
および出入口室の第３の壁を作るために同じ第３
のガラス製固体多角形を具備することがある。し
かし、図面に示された特定の実施例により、ガラ
ス・カバー板３９の形をした違った構造のガラス
製固体多角形が具備され、ガラス製固体多角形３
３および３４ならびにセラミツク・ブロツク３１
および３２に接着されて、感知帯３６で三角形開
口の第３壁を形成しかつ出入口室の第３壁を形成
するように働く。この特定実施例では、ガラス・
カバー板３９を通して感知帯３６を光学的に観測
する、油浸対物レンズのような、微小対物レンズ
を結合するようにされる継手４１が示されてい
る。 図面に示される通り、セラミツク・ブロツク３
２は適当なＯリング組立体４３を通してサンプル
注入器４４を取り付ける追加のサンプル入口通路
４２を備えている。サンプル注入器４４はガラス
製固体多角形３３および３４によつて形成される
入口室の始めに隣接する通路３７にわたつてい
る。サンプル注入器４４は流れ細胞測定器の当業
者周知の方法で、粒子すなわち生物細胞などのサ
ンプル源に結合するようにされる。図面に示され
る通り、サンプル注入器は電解液の流れ通路に関
してある角度で、通路３７およびガラス製固体多
角形３３，３４により形成される入口室にわたつ
ている。例えば、サンプル注入器４４を縦方向に
調節する適当な用意がＯリング組立体によつて作
られ、通路３７およびガラス製固体多角形３３，
３４により形成される入口室を流れる電解液の流
れのいろいろな点に注入器を置くようにされてい
る。 本考案の１つの実施例の特定な面により、圧電
クリスタル４６の形をした超音波処理器が取付板
１１に取り付けられて、電力源に接続する適当な
リード４７を備えている。また超音波処理装置の
部分として、ばね組立体４８が具備されることも
ある。 多角形開口および出入口室を形成するようにガ
ラス製固体多角形３３，３４が共動する方法は、
第１０図，第１１図および第１２図から最も良く
知ることができる。第１０図は、この特定実施例
により切頭ピラミツドであるガラス製固体多角形
３３および３４を示す。図示の通り、ガラス製固
体多角形３３には４つの側面３３ａ，３３ｂ，３
３ｃおよび３３ｄがある。同様に、ガラス製固体
多角形３４（３３と同じであることができる）に
は４つの側面３４ａ，３４ｂ，３４ｃおよび３４
ｄがある。各ガラス製固体多角形３３および３４
は一般に３３ｅおよび３４ｅで示される切頭部分
を持つ。第１１図に示される通り、２個のガラス
製固体多角形３３および３４は面３３ｄと３４ｄ
を接着することによつて相互に結合され、両多角
形は整列関係となる。これが達成されると、切頭
部分３３ｅおよび３４ｅは三角形開口は２つの壁
すなわち側面を形成する（この特定例に示される
通り）。第１１図の配列では、第６図に見られる
ガラス・カバー板３９が第１１図に示される組立
体の底に取り付けられて、三角形感知開口の第３
の壁すなわち側面を形成する。第１０図、第１１
図および第１２図から明らかになると思うが、切
頭部分３３ｅおよび３４ｅは感知開口の断面積お
よびその深さをいずれも形成するので、それらは
感知開口の容積を固定される。 図面から明らかな通り、隣接する表面３３ｃお
よび３４ａは入口室または出口室の容積および断
面積を形成し、また対応する隣接表面３３ａおよ
び３４ｃは入口室または出口室の他を形成する。 第６図ないし第９図に戻り、図示の装置が一般
に下記のように機能を果たす。電解液の流れは、
感知帯３６（この特定実施例では三角形開口）を
通つて電解液容器１３から電解液容器１４に逆向
きに作られる。この電解液の流れは容器１４の導
管１７に接続される真空源のような装置によつて
作られる。交／直流電源はリード１９と２２との
間に接続されるので、電流の流れは電極１８と２
１との間の電解液を通り、いろいろな通路および
感知帯すなわち開口３６を介して作られる。粒子
すなわち生物細胞のようなサンプルは、サンプル
注入器４４によつて電解液の流れに注入される。
サンプルが開口すなわち感知帯３６を通る電解液
の流れに注入されるにつれて、それらが開口を通
過すると同時に、それらは粒子容積測定を表わす
パルスを発生させる流れ細胞測定器の技術に精通
した者にとつて周知の方法で電極１８と２１との
間の電気抵抗に影響を及ぼす。 本考案の１つの面により、第１３図に関して後
で詳しく説明する通り、粒子すなわち生物細胞が
開口すなわち感知帯３６を横切るにつれてその光
学測定を同時に行うことができる。すなわち、ガ
ラス・カバー板３９自体は開口の壁の１つを構成
し、粒子すなわち細胞が開口ある間それに集点を
合わせる一体構造形の光学装置の一部である。こ
のように、全く同じ粒子について電子および光学
測定が全く同時に行われ、相関問題は起こらな
い。 ガラス製固体多角形３３および３４のいろいろ
な表面の角度ならびに寸法は、感知帯すなわち開
口３６を通る流体の流れ特性および電界特性の両
方に影響する。技術的に知られる通り、感知帯に
ある粒子の位置を乱す乱流を最小にするように、
感知帯すなわち開口を通るサンプルを含む電解液
の薄層流を有することが重要である。本考案の１
つの実施例により作られた三角形の開口および三
角形の出入口帯によつて提供される三角形の薄層
流のさやが、サンプル注入器４４から注入された
粒子の注入流に並はずれた位置安定度を提供する
ことが判明した。 出入口の室の壁の角度は、装置の流体の流れ特
性および電界特性の両方に影響する。出入口室の
形状は乱流を最小にするために、入口から感知帯
を通り、さらに出口室に行く連続流体境界層を作
るように計算することができる。さらに、この形
状は、低電流束の領域（すなわち入口室）から高
電流束の領域（すなわち感知帯あるいは開口）
へ、さらに低電流束の領域（すなわち出口室）に
戻る、なめらかな遷移を作る。このなめらかな遷
移は、大容積から小容積への急激な遷移（すなわ
ち先行技術の壁に穴を設ける方法）が誘起する
「エツジ効果」を減少させる。エツジ効果を制限
することによつて、粒子はそれが開口 すなわち感知帯を通つて進む間に一様な電流束の
領域に出会う。これは電子測定の感度改善につな
がる。 本考案のより広い面により、出入口室の壁はそ
れらがエツジ効果を減少させるように開口の面に
関して5°以上の角をなすように作られる。さらに
本考案のより広い面により、出入口室の壁は感知
開口の側面から離れて２つの「Ｓ」ユニツトの距
離で、出入口室の断面積は開口の断面積より少な
くとも10倍大きい。このような形状の考慮は、本
考案のその面により開口および出入口室を形成す
るのに用いられる固体多角形の形状について制限
条件を指示する。 開口および出入口室を形成する固体多角形が使
用される本考案の実施例により、前述のような切
頭ピラミツドは固体多角形として有利な形状であ
ることが判明しているが、固体多角形はそれに制
限されるものではない。切頭ピラミツドを使用す
ると、三角形の開口および出入口室は３個の同じ
切頭ピラミツドを組み立てることによつて作ら
れ、または四角形の開口および出入口室は４個の
同じ切頭ピラミツドを組み立てることによつて作
られる。第４図は、入口室の断面積と開口の断面
積との比を、複数個の切頭ピラミツドを結合して
組み立てた三角形および四角形のオリフイスにつ
いて開口すなわち感知帯の入口から「Ｓ」ユニツ
ト遠ざかつたものと関係づけるプロツトである。
第４図の曲線の角度参照は開口の軸に関して出入
口室の平らな壁によつて作られる角度を示す。第
４図のような曲線を用いて、変換器の組立てに使
用される切頭ピラミツドの角度は、本考案の原理
により、出入口室の断面と開口の断面との間の所
望の関係にしたがつて算出することができる。
30°の入口角を持つ三角形の開口の場合に見られ
る通り、測定帯から２つの「Ｓ」ユニツト離れた
所で、粒子は最大値の約３％だけ電流に影響を及
ぼす。これは、入口断面積と測定帯断面積との3
１／１の比によつて導かれる。したがって測定帯に
ある粒子は測定帯から２つの「Ｓ」ユニツト離れ
ている次の粒子によつて３％の一致誤差を受け
る。 第６図に示された本考案の特定実施例におい
て、出入口室の２つの壁を形成する２個の切頭ピ
ラミツドは開口の面に関して50°に向けられたが、
これは電子測定で無視し得るエツジ効果につなが
つた。さらに、出入口室の断面積の比は、開口側
面から２つの「Ｓ」ユニツトで約40対１であつ
た。これは鋭い、明確な電子粒子容積パルスを生
じることが判明した。 図面から明らかであると思うが、本考案の特定
実施例により、入口室から開口すなわち感知帯を
通つて出口室に出るサンプルを含む電解液の流れ
はアーチ形の流れであり、開口すなわち感知帯は
アーチの頂上すなわち「ひざ」にある。これは光
感知の観点から重要である。図面から明らかな通
り、光感知は感知帯の壁の１つを構成するガラス
板３９を通して行われる。粒子通路はアーチ形で
あるので、感知帯の粒子はそれらが開口すなわち
感知帯を通り光通路を横切るにつれて焦点に残
る。感知帯に達していない粒子または感知帯を出
る粒子は焦点になく、したがつて感知帯にある粒
子の光学測定に影響を及ぼさない。 本考案の１つの実施例の１つの特徴により、サ
ンプル注入器４４は先行技術の場合のように同軸
に中央に置かれない。むしろ、サンプル注入器は
電解液の三角形の流れさやに対してある角度に置
かれる。粒子注入器が三角形の流れさやの縁から
縁に移動されるにつれて、さやにある粒子つまり
感知帯すなわち開口にある粒子の位置は変えられ
る。このように、粒子が受ける電界エツジ効果を
さらに最小にするように電解液内のサンプル流の
正確な位置ぎめが達成される。 三角形の感知帯すなわち開口を具備することに
よつて、三角形の流れさやに並はずれた安定性を
与える利点が得られるほか、他の利点も得られ
る。粒子特性の電子検出において、感知帯すなわ
ち開口の容積（つまり断面積と長さとの積）は測
定感度を決定する要素の１つである。微小粒子の
場合、感度を最大にするには断面を小さくする必
要がある。しかし、断面が小さくなるほど、詰る
傾向が大きくなる。したがつて、詰りを減少させ
るように断面を小さくして断面を横切る寸法をで
きるだけ大きくすることが有利である。正三角の
場合、最長の寸法は同じ断面積を持つ円の1.35倍
である。本考案の特定実施例により、三角形のオ
リフイスすなわち開口は一辺が100μmで長さが
100μmのようなものであつた。 三角形の開口の形状も、開口にある粒子の光学
測定に関して重要な利点を与える。どんな光学測
定でもその感度は、粒子から出される全部の光の
量をどれだけ制御できか、または散乱されたり吸
収される入射光がどれだけ多く再収集されるかに
関係がある。 三角形の開口感知帯を使用すると、正三角形の
場合、三角形断面の軸で集光の面当たり120°が達
成できる。それと垂直の軸では、180°が得られる
が、入口の穴の形状次第である。 実際の光学境界を作る１つの方法は、利用でき
る微小対物レンズの技術水準を考慮することによ
る。これまでの高品位対物レンズの開口数（N.
A.）は1.25−1.4である。N.A.は下記の公式によ
つて与えられる： N.A.＝n₀Sinθ ただしn₀は物体空間の屈折率、θは光の受入れ
角の半分である。これらのレンズはn₀＝1.515の
物体空間で最大限に作動するので、θの範囲はこ
れらのレンズについて求められ、すなわちN.A.
＝1.25＝1.515Sinθである。 Sinθ_L＝1.25／1.515＝0.825 Sinθ_U＝1.4／1.515＝0.92 N.A.＝1.25， θ_L＝55° N.A.＝1.4 ， θ_U＝67° そこで、最も良く市販で入手し得る微小光学装
置の実際の光学形状制限は、光受入れ角の半分
55°と67°との間である。これは三角形開口の１つ
の側面によつて供給される受入れ角の範囲にちよ
うど合う。 光学装置が線図の形で示されている第１３図に
示される本考案の１つの特定実施例により、油浸
対物レンズ５１はガラス・カバー板３９の隣に具
備され、感知帯すなわち開口３６に焦点を合わせ
ている。ビーム・スプリツタ５３のような装置を
介して励起光を感知帯に導入する適当な光源５２
が具備されている。感知帯３６にあるサンプルに
関して螢光測定が行われるものとすれば、光源５
２は例えば紫外線スペクトルで発光する水銀灯ま
たはレーザであることができる。どんな場合で
も、励起光は油浸対物レンズ５１を通して感知帯
すなわち開口３６に導入される。開口すなわち感
知帯３６を流れるサンプルが正しく用意され、す
なわち生物細胞の場合に着色などされているもの
とすれば、それらは特徴のある螢光を発すると思
われる。この光は油浸対物レンズ５１によつて集
められ、ビーム・スプリツタ５３を経て光増倍管
などのような光検出器５４に送られる。説明され
ている特定実施例では開口が三角形であるので、
光は120°の受入れ角にわたつて油浸対物レンズ５
１によつて集められ、1.3のN.A.を与える。光学
装置の部分としてガラス・カバー板３９を供給す
る別法として、開口すなわち感知帯のその壁を形
成する素子はレンズ自体であることができる。 固体多角形３３および３４ならびにカバー板３
９の説明において、それらは「ガラス」製とされ
ていた。かかる術語の使用によつて特別な制限は
意図されず、重要な点は感知帯の壁を形成する素
子が感知開口にある粒子に関して光学測定を行う
装置の一部を構成し得るような光学品位を備えて
いることである。特定実施例では、固体多角形３
３および３４は所望の切頭ピラミツドを構成する
ように所望の角度で精密なラツプ仕上げされた、
BK7ガラスの光学偏平体から作られている。固
体多角形３３および３４の材料を選ぶときはいつ
でも、同等の熱膨張係数を持つブロツク３１およ
び３２（第１図）の材料使用に注意を払う必要が
ある。 第７図の説明において、圧電クリスタル４０が
言及された。かかる超音波処理装置を供給するこ
とは、感知開口３６に生じることがあるどんな詰
りでも洗浄する極めて有効な手段であることが判
明している。圧電クリスタルに電力を一時的に加
えると、細胞測定器にある電解液を通して音波振
動が生じ、感知開口３６に起こる詰りを洗浄する
のに極めて有効であることが判明している。第７
図に示されるような細胞測定器取付板に固定され
る圧電クリスタルを供給する別法として、圧電ク
リスタルその他の超音波処理を作る素子はサンプ
ル注入器４４に結合することができる。これは感
知開口３６の近くにある電解液に局部超音波処理
を作らせる働きをする。 電子および光学測定からのデータを処理、記録
ならびに表示する適当な電子回路は書物に説明さ
れており、流れ細胞測定技術の当業者にとつては
周知のとおりである。第２０図はこの目的に適し
た１つの電子配列例をブロツク図の形で示す。電
子チヤネルにはパルス蓄積および整形回路１０６
と、それに続く増幅／フイルタ回路１０７と、さ
らに電子測定信号を多重パラメータ分析器１０９
に結合するアナログ／デイジタル変換器１０８と
が含まれている。光学チヤネルには増幅／フイル
タ回路１１２およびアナログ／デイジタル変換器
１１３を経て多重パラメータ分析器１０９に結合
される適当な光検出器１１１が含まれている。所
望の場合、電子および光学チヤネルからの比較的
処理されていない信号を表示するリアル・タイム
表示回路１１４が具備されることがある。 第２０図は多重パラメータ分析器に入る唯一の
光学チヤネルを示している。もちろん、本考案の
いろいろな実施例に２個以上の光検出器が使用さ
れるならば、対応する複数個の光学チヤネルが設
けられる。 在来通り、多重パラメータ分析器１０９はいろ
いろなデータ操作および相関を実行し得る適当な
コンピユータ１１６に入力する。コンピユータ１
１６にはデータ記憶装置１１７およびグラフなど
を作るグラフイツク装置１１８が接続されてい
る。 第１４図は、三角形の開口すなわち感知帯の２
つ以上の側面が光学測定を行うのに使用できる、
本考案の多くの可能な代替実施例の１つを表わす
図である。第１４図において、三角形の開口すな
わち感知帯５６は３個の固体多角形５７，５８お
よび５９の偏平面によつて構成されるものとして
示されている。固体多角形５７，５８および５９
はガラス製であることができ、かつ三角形の開口
すなわち感知帯５６の壁を形成する偏平面５７
ａ，５８ａおよび５９ａを備えている。固体多角
形自体は、開口のそれぞれの側面５７ａ，５８ａ
および５９ａについてレンズとして働くように研
磨されることがある。かかる追加のレンズ素子は
必要に応じ開口５６の３つの側面の光学装置の中
に設けられるが、簡単のため第１４図には示され
ていない。表面５７ａによつて形成される開口の
側面について述べれば、光源６１およびビーム・
スプリツタ６２によつて粒子（破線６０で示され
ている）を励起するために、励起光を開口に導入
する装置が具備されることがある。開口５６の壁
５７ａを通して粒子６０から出された光を検出す
る光検出器６３のような装置が具備される。 同様な形式で、開口の壁５８ａを通して励起光
を開口に導入する光源６４およびビーム・スプリ
ツタ６６の形をした装置が具備される。同様に、
粒子６０から出た光を開口の壁５８ａを通して検
出する光検出器６７が具備される。同様な形式
で、開口の壁５９ａを通して励起光を開口に導入
する光源６８およびビーム・スプリツタが具備さ
れる。粒子から出た光を壁５９ａを通して検出す
る光検出器７１のような装置が具備される。 光源６１，６４および６８はすべて同じである
ことができ、すなわち粒子６０の螢光測定などで
は紫外線源であることができるが、それらは異な
ることもある。そらに所望の場合、唯一の光源が
具備され、その場合には検光器は開口５６の２つ
の側面または３つの全側面に具備される。重要な
点は、開口５６の３つの全側面の光を集めること
によつて、１側面の場合のN.A.の３倍の有効N.
A.すなわち3.9が得られ、光学測定の感度が大幅
に改善されることである。 唯一の光源と１個の光検出器を用い、同時に有
効N.A.を増加させる、いろいろな異なる方式が
可能である。かくて第１４図では、開口表面５８
ａに励起光を導きかつ粒子６０からの光を表面５
８ａに集めるために、唯一の光源６４と１個の光
検出器６７を備えることができる。有効N.A.を
増加させるために、表面５７ａおよび５９ａは鏡
面であつたり、多角形５７および５９の他の表面
は反映され、粒子６０から出たすべての光を光検
出器６７によつて検出するために開口５６の表面
５８ａに逆反射するようにできる。別法または追
加の方法として、反映される表面は励起光の一部
を粒子６０に反射する働きをすることができる。 第１５図から、光散乱測定法が螢光測定法と組
み合わされる本考案のもう１つの可能な実施例が
示されている。第１５図では、三角形の開口すな
わち感知帯７４の２つの壁を形成する偏平面７２
ａおよび７３ａを持つ固体多角形７２ならびに７
３が具備されている。第１５図に示される特定実
施例では、開口７４の第３壁７６ａを構成するガ
ラス・カバー板７６が示されているが、言うまで
もくガラス・カバー板７６の代わりに別の固体多
角形を使用することができる。螢光測定について
は、光源７７およびビーム・スプリツタ７８は、
光源７７からの光を適当な光学装置（図示されて
いな）を経、壁７６ａを経て、開口すなわち感知
帯７４にある粒子（破線７９で示される）に焦点
を結ぶように組み合わされる。粒子が着色などに
よつて適当に用意されているものとすれば、粒子
から出た螢光は適当な光学装置（図示されていな
い）を経て光検出器８１に焦点を合わされる。こ
れまでは、光学装置は第１３図に示されかつそれ
について説明さたように作動する。しかしそれ以
外に、粒子すなわちサンプル７９に関して光散乱
測定を同時に行う用意を整えることができる。こ
の場合、赤色レーザ光のような適当な光を開口７
４の壁７６ａに結合する光源８２およびビーム・
スプリツタ８３を具備することができる。光検出
器８４，８６および８７で示されるような多重検
出器は、例えば前方光散乱、90°光散乱ならびに
後方散乱をそれぞれ検出する変換器を形成する素
子の周辺にいろいろな角度θ₁，θ₂およびθ₃で置く
ことができる。具合よく、前方光散乱測定では、
三角形開口の頂点（参照数字７５）は視野絞りと
して働く。 第１５図に示されるような配列を第６図の装置
に組み込むことによつて、電子粒子容積、螢光、
および光散乱の各測定が感知帯すなわち開口にあ
る同じ粒子すなわち細胞サンプルについてすべて
同時に行えることが分かる。 本考案の原理による三角形オリフイスすなわち
感知帯の重要な利点は、上述のような組合せ式の
電子および光学細胞測定器に適用し得るほか、純
然たる電子式流れ細胞測定器にも適用し得。第１
６図ないし第１９図は、既存の電子式流れ細胞測
定器に用いるのに適した本考案の実施例に関する
ものである。この実施例では、供給容器ハウジン
グ８８の中に電解液８９の供給源がある。入口ハ
ウジング９１が具備され、供給容器ハウジング８
８の底に取り付けられ、Ｏリング９２のような装
置によつてそれに関して適当に流体洩れしないよ
うに密封される。入口ハウジング９１は、通路９
４を介して電解液８９と通じる中央に置かれた入
口容器９３を備えている。サンプル注入器９６は
入口容器９３の中央に置かれている。３個の切頭
ピラミツド９７，９８および９９は、それぞれの
切頭部分が三角形の形をした開口すなわち感知帯
１０１を形成するように、相互に装着されてい
る。本考案の他の実施例の場合と同様に、切頭ピ
ラミツド９７，９８および９９の角度のある壁
は、開口１０１に関して適当な形の入口帯および
出口帯を形成する。入口ハウジング９１の上部と
して角度のある面９１ａ，９１ｂなどが備えられ
るがこれらは切頭ピラミツド９７，９８および９
９の組合せ面の角度に合致し、これらの切頭ピラ
ミツドは表面９１ａ，９１ｂなどに接着される。
中央に置かれる出口容器１０３を持つ出口ハウジ
ング１０２が具備されている。出口ハウジング１
０２の底の部分には表面１０２ａ，１０２ｂなど
があり、これらは切頭ピラミツド９７，９８およ
び９９の組合せ面に合致し、組合せ面は接着され
ている。図面に見られる通り、サンプル注入器９
６は、切頭ピラミツド９７，９８および９９の壁
によつて形成される入口室の中央にサンプルが注
入され、開口すなわち感知帯１０１の中央を通つ
て横切るように置かれている。 作動の際、流れ細胞測定の当業者周知の方法
で、真空源のような適当な装置が出口ハウジング
１０２に結合されて、供給容器８８から入口容器
９３，開口すなわち感知帯１０１を通つて出口容
器１０３に出る電解液８９の流れを作る。電極お
よび電源のような適当な装置が具備され、この電
解液に流れる電流を作る。サンプル注入器９６か
ら注入されたサンプルは、電解液の流れのさやに
入り、開口すなわち感知帯１０１の中央部に進
む。これは開口１０１を通る電流を変え、そして
流れ細胞測定器の当業者周知の適当な電子回路に
より検出されるパルスを生じさせる。 三角形開口の利点は、第１６図ないし第１９図
に示される装置の電子測定に極めて多く適用され
る。電解液の三角形状の流れさやは、開口１０１
を通るその薄層流特性において並はずれを安定を
示す。したがつてサンプル流は極めて薄層状に開
口１０１を通過し、少しも乱流を生じない。本考
案の原理と両立するようにオリフイス１０１を形
成する切頭ピラミツドの角度を作ると、入口室の
低電流束の領域から開口の高電流束の領域に、そ
して出口室の低電流束の領域に戻るなめらかな遷
移が生じる。このなめらかな遷移はエツジ効果を
減少させる。さらに前述のように、本考案の原理
により開口の断面積に関して所定の断面積を持つ
出入口室を作ると、感知帯の「有効」電子長さは
減少され、鋭い明確なパルスを生じる。これは粒
子すなわちサンプルが開口すなわち感知帯を通過
することによつて引き起こされる極めて鋭い電子
パルスを作る。 いま第２１図から第３３図までを見ると、本考
案による流れ細胞測定変換器の１つの実施例を利
用してDNAまたは電子細胞容積分析のために用
意された多くのいろいろな組織の例が示されてい
る。特に、このデータは第６図に示された流れ細
胞測定器を用いて得られたものである。 第２１図はデユーク・サイエンテイフイツク
（Duke Scientific）の直径10ミクロンの螢光球の
組合せ式の電子粒子容積および螢光（530nm）ヒ
ストグラムである。第２２図から第２６図までは
小型ねずみ、普通ねずみおよび人間のDNAヒス
トグラム（すなわち螢光測定）を示す。かくて、
第２２図はウイスターねずみの肝臓からの細胞核
の流れ細胞測定DNAヒストグラムであり、第２
３図および第２４図は正常なCF１小型ねずみの
腎臓と肝臓からの細胞核の同様なDNAヒストグ
ラムであり、第２５図は正常な人間の胸部組織か
らの細胞核の流れ細胞測定DNAヒストグラムで
あり、第２６図は胸部癌を持つ患者からの細胞核
の流れ細胞測定DNAヒストグラムである。 第２２図ないし第２６図のデータに使用された
組織サンプルはすべて、DAPI、すなわちDNA
特異染料を含んだ細胞核分離媒質を用いて作成さ
れた。使用された細胞核分離媒質はジエリー・テ
イー・ソーンスウエイト（Jerry T.
Thornthwaite）の名で、「細胞核分離媒質および
細胞核を分離する方法」という件名の、1981年４
月24日出願の特許出願において開示されている。
第２２図ないし第２６図から見られる通り、変動
の係数はDNAヒストグラムについて１−２％の
範囲であり、本考案の変換器の光学面の効力を示
している。 第２７図はコラゲナーゼおよびトリプシンと共
に酵素分解され、かつ本考案の変換器によつて測
定されたウイスターねずみの肝臓細胞の電子細胞
容積ヒストグラムである。 組合せ式の電子細胞核容積（細胞容積から微分
されたもの）およびDNA螢光の例が第２８図、
第２９図および第３１図に示されている。この場
合もまた、これらのサンプルは第２２ないし第２
６図のサンプルと同じ細胞核分離媒質を用いて作
成された。 第３０ａ図および第３０ｂ図において、電子細
胞核容積およびDNA螢光によるCF１小型ねずみ
の肝臓細胞核の256チヤネル単一パラメータのデ
ータが示されている。これらのデータは本考案の
変換器を用いて、螢光および電子インピーダンス
測定を利用する多様なサンプルの同時分析を示
す。 第３１図および第３２図はさらに、本考案の変
換器によつて可能な電子細胞核容積およびDNA
螢光測定の同時性を示す。第３１図および第３２
図は小型ねずみの肝臓に関する電子および光学測
定の二重チヤネル・オシロスコープのトレーシン
グを再生したものである。この場合もまた、小型
ねずみの組織サンプルは前の例と同じ細胞核分離
媒質および染料を用いて作成され、光学測定は螢
光測定であつた。これらの図から見られるよう
に、本考案の変換器は本当に、電子容積および光
学測定を同時に達成する。 本考案のいろいろな面が実施例に関して説明さ
れかつ図示されたが、それは考案をこれらの特定
実施例に制限することを意味しない。この技術の
当業者の範囲内で、考案の真の主旨および範囲か
ら逸脱せずに、いろいろな変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電流束密度のエツジ効果を示す先行技
術による流れ細胞測定器の開口の断面図、第２図
は角度のついた壁を持つ入口室を備えている流れ
細胞測定器の開口の概略図、第３図は第２図に似
ている、流れ細胞測定器の開口に関するいろいろ
な角度関係を示す図、第４図は入口室の壁の角度
が変わるにつれてエツジ効果の電流束が変わるの
を示すグラフ、第５図は入口室のいろいろな形に
ついて、入口室までのいろいろな距離に関する入
口室断面と開口断面との比を表わすグラス、第６
図は本考案による流れ細胞測定器の１つの実施例
の前面図、第７図は第６図の細胞測定器の側面
図、第８図は第６図の細胞測定器の一部の断面
図、第９図は第８図の線９−９に沿う断面図、第
１０図は第６図の細胞測定器における切頭ピラミ
ツド構成要素の平面図、第１１図は一緒に結合さ
れた第１０図の切頭ピラミツドを示す前面図、第
１２図は第１１図の組立体の底面図、第１３図は
第６図の細胞測定器の一部の一部断面図および細
胞測定器の部としての光学感知配列の線図、第１
４図は本考案の１つの実施例による流れ細胞測定
器の光学感知配列を表わす図、第１５図は光学感
知配列のもう１つの実施例を示す第１４図に似た
図、第１６図は電子流れ細胞測定器用の変換器の
一部断面の前面図、第１７図は第１６図の変換器
の一部の断面図、第１８図は第１６図の変換器の
入口室の軸に沿う図、第１９図は第１６図の変換
器の三角形の入口室および開口を示す図、第２０
図は本考案の細胞測定器と共に用いる適当な電子
回路のブロツク図、第２１図はデユーク・サイエ
ンテイフイツクの直径10ミクロンの螢光球の組合
せ式電子粒子−螢光ヒストグラム、第２２図はウ
イスターねずみの肝臓からの細胞核の流れ細胞測
定DNAヒストグラム、第２３図は正常なCF１小
型ねずみの腎臓からの細胞核の流れ細胞測定
DNAヒストグラム、第２４図は正常なCF１小型
ねずみの肝臓からの細胞核の流れ細胞測定DNA
ヒストグラム、第２５図は正常な人間の胸部組織
からの細胞核の流れ細胞測定DNAヒストグラム、
第２６図は胸部癌を持つ患者からの細胞核の流れ
細胞測定DNAヒストグラム、第２７図は酵素で
分解されたウイスターねずみの肝臓の電子細胞容
積プロツト、第２８図は胸部癌を持つ患者からの
細胞核の電子細胞核容積およびDNA螢光の組合
せプロツト、第２９図はウイスタねずみの肝臓か
らの細胞核の電子細胞核容積およびDNA螢光の
組合せプロツト、第３０図ａおよび第３０図ｂは
CF１小型ねずみの肝臓細胞核に関する電子細胞
核容積および螢光輝度ヒストグラム、第３１図は
CF１小型ねずみの肝臓の細胞核の電子細胞核容
積およびDNA螢光の組合せプロツト、第３２図
および第３３図は小型ねずみの肝臓細胞核に関す
る同時の電子細胞核容積および螢光パルス測定用
の実際のオシロスコープ・トレーシングの再生図
である。 符号の説明、３６……感知帯、３３，３４……
固体多角形、４４……サンプル注入器、４６……
超音波処理器、１３，１４……電解液容器、１
８，２１……電極、３９……ガラス・カバー板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 個々の粒子或いは細胞の電子的及び光学的測
   定を同時に行う流れ細胞測定器であつて： 上記流れ細胞測定器は、 前記個々の粒子の流れが通り抜ける中心軸を
   有する開口を持つ感知帯３６と； 複数個の多面体３３，３４の隣接した平面が
   感知帯３６における多角形開口を形成し、かつ
   前記多面体３３，３４の他の面が出入口室を形
   成するように、固定して結合された複数個の多
   面体３３，３４からなり、かつ少なくとも１つ
   の多面体３３，３４が、光学検出システムの光
   学要素を形成し、その光学検出システムが、前
   記感知帯の前記光学要素を通り前記開口に励起
   光を導入する装置４１，５１，５３，７２，７
   ３，７６と、前記開口にあるサンプル粒子から
   光を収集する装置４１，５１，５４，６３，６
   ７，７１，１０９を有する変換器と； 前記粒子の薄層流供給のため、電解質の流れ
   を作る入口通路装置３７と前記感知帯３６より
   前記粒子の薄層流を導き出すための出口通路装
   置３８と； 前記感知帯３６に達する前に前記電解質の中
   に前記粒子を噴射する粒子噴射装置４４と； １つ或いはそれ以上の電極が前記入口通路装
   置に結合され、１つ或いはそれ以上の電極が前
   記出口装置に結合され、前記電極間を前記開口
   を通つて流れる、電流の流れを安定させる装置
   と； 前記開口を通る電子的電流の流れを監視する
   監視装置と； を含み、かつ前記入出通路装置３７，３８は、
   管状アーチ型流体通路を供給するため開口の前
   記中心軸に対してそれぞれ所定の角度に位置
   し、前記開口はそのアーチの頂点に位置し、そ
   のアーチ頂点で開口の中心軸が検出システムの
   光学軸に垂直になり粒子が開口を開口の中心軸
   に平行な方向に横切る時、粒子がアーチ頂点に
   ある場合のみ粒子に焦点が合い、粒子が前記開
   口に近づく時及び開口から遠ざかる場合には焦
   点が合わないようにするため、光検出システム
   はアーチ頂点の近くで外側に位置することを特
   徴とする流れ細胞測定器。 (2) 請求項第１項記載の流れ細胞測定器におい
   て、前記粒子噴射装置４４が前記電解質の流れ
   に対して所定の角度に位置し、 開口のサンプルの流れの位置を制御するた
   め、前記電極の空間電荷層の流れの異なつた範
   囲に粒子を選択的に噴射する、前記粒子噴射装
   置４４を調整する調整装置を含むよう構成され
   た流れ細胞測定器。 (3) 請求項第１項第２項いずれかに記載の流れ細
   胞測定器において、さらに、詰まりを解消する
   ために前記感知帯３６近くの前記電解質を通し
   て音波振動を発生する音波振動発生装置４０を
   含む、流れ細胞測定器。 (4) 請求項第１項から第３項のいずれかに記載の
   流れ細胞測定器において、前記開口が開口中心
   軸に垂直な三角形の断面を持つ流れ細胞測定
   器。 (5) 請求項第１項から第４項のいずれかに記載の
   流れ細胞測定器において、前記入口室が前記開
   口の端と前記入口通路装置３７の端の間に形成
   され、前記出口室は前記開口の他端と前記出口
   通路装置３８の端の間に形成され、入出口室が
   アーチ型液体通路の１部分となるような、流れ
   細胞測定器。 (6) 請求項第５項に記載の慣れ細胞測定器におい
   て、前記入口室と前記出口室のうち少なくとも
   １つが、開口中心軸に垂直な前記開口の面端に
   対して少なくとも5°の角度をもつて配置された
   壁をもち、開口中心軸を通る平面に沿う開口の
   幅の２倍に等しい開口からの距離で、前記入口
   室出口室のどちらか少なくとも一方が、前記開
   口の断面積の少なくとも10倍の断面積をもつ、
   流れ細胞測定器。 (7) 請求項第１項第４項のいずれかに記載の流れ
   細胞測定器において、前記開口が多面体の表面
   で形成されている流れ細胞測定器。 (8) 請求項第４項に記載の流れ細胞測定器におい
   て、前記三角形開口の壁が２つの切頭ピラミツ
   ドの切頭表面と光学的に平らな板によつて形成
   されている流れ細胞測定器。 (9) 請求項第１項、第４項、第７項、第８項のい
   ずれかに記載の流れ細胞測定器において、光を
   集めるための前記装置が、粒子によつて散乱さ
   れた光を検出するための励起光に対してあらか
   じめ決められた角度に位置された少なくとも１
   つの光学検出器６３，８６，８７を含む、流れ
   細胞測定器。 (10) 請求項第１項、第４項、第７項、第８項のい
   ずれかに記載の流れ細胞測定器において、光を
   集めるための前記装置が、粒子が発散したけい
   光を検出するための少なくとも１つの光学検出
   器５４，６３を含む、流れ細胞測定器。 (11) 請求項第４項、第７項のいずれかに記載の流
   れ細胞測定器において、前記開口の壁又は表面
   の少なくとも１つが鏡面であり、そのため、前
   記開口の他の壁か表面を通してサンプル粒子の
   発散した光を反射する、流れ細胞測定器。