JPH06102152A - フロー式粒子画像解析装置用標準液 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、粒子検出系を伴った粒子画像撮像系
を構築する上で、標準粒子のロットサイズが大きいこ
と，ロット内，ロット間のバラツキが小さいこと，感染
性がないこと，長期保存が可能で取扱いが容易なこと，
サイズが一定で形状が均一なこと，染色液による染色が
可能なこと，耐圧性に優れ安価であることなどの条件を
満たした標準液の提供を目的とする。 【構成】連続的に流れている測定サンプル内に浮遊する
粒子を光走査で検出し、さらに画像処理を行う装置に用
いる標準液に於いて、粒子の濃度，大きさ，形状が任意
に選択でき、染色液による染色が可能な人工的粒子を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流れている液体中に懸
濁した粒子の画像を撮り、粒子を分析する粒子画像分析
装置に関するものであり、特に血液または尿中の細胞や
粒子を分析するのに適した粒子画像分析装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液中の細胞や尿中の細胞や粒子を分類
分析するには、従来、スライドガラス上に標本を作成し
顕微鏡にて観察することで行われてきた。尿の場合に
は、尿中の粒子濃度が薄いため、サンプルを予め遠心分
離器で遠心濃縮してから観察している。

【０００３】これらの観察，検査の作業を自動化する装
置としては、血液などのサンプル試料をスライドガラス
上に塗沫し顕微鏡にセットし、顕微鏡ステージを自動的
に走査し粒子の存在する位置で粒子の静止画像を撮影
し、画像処理技術による特徴抽出およびパターン認識手
法を用い、サンプル試料中にある粒子の分類等を行って
いる。

【０００４】しかし、上記手法では標本作成に時間がか
かること、さらに顕微鏡ステージを機械的に移動しなが
ら粒子を見つけ、粒子を適当な画像取り込み領域へ移動
させる作業が必要である。そのため、分析に時間を要し
たり、機械機構が複雑になる問題がある。

【０００５】塗沫標本を作成せず、サンプル試料を液体
中に懸濁させたままフローセル中を流し、光学的に分析
するフローサイトメータ方法が知られている。フローサ
イトメータによる方法は、サンプル中の粒子１個１個か
らの蛍光強度や散乱光強度を観測するもので、毎秒数１
０００個の処理能力を持っている。しかし、粒子の形態
学的特徴を反映する特徴量を観測することはむずかし
く、形態学的特徴で粒子を分類することがむずかしい。

【０００６】連続的に流れているサンプル試料中の粒子
画像を撮影し、個々の粒子画像から粒子を分析・分類す
る試みとしては、特公昭57−500995号，特開昭63−9415
6 号等が知られている。

【０００７】特公昭57−500995号では、サンプル試料を
特別な形状の流路に通し、そこで試料中の粒子を幅広の
撮像領域中を流し、フラッシュランプによる静止画像を
撮影し、その画像を用い粒子分析する方法が示されてい
る。

【０００８】特開昭63−94156 号では、静止画像撮影系
とは別にサンプル流れ中の粒子画像撮影領域より上流に
粒子検出用光学系を有している。あらかじめ粒子検出部
で粒子通過を知り、丁度その粒子が粒子画像撮影領域に
達したとき適当なタイミングでフラッシュランプを点灯
させる方法である。この方法では、パルス光源の発光を
周期的に行わず粒子の通過を検出してその時だけタイミ
ングを合わせて静止画像を撮影することができ、効率的
な粒子画像を集められ、濃度の薄いサンプル試料の場合
でも無意味な画像を処理することはない。

【０００９】このとき装置調整用の標準液はヒトやニワ
トリの固定化赤血球、あるいはラテックス粒子を希釈し
たものが一般的であり、フローサイトメータ方法の粒子
検出機構系の補正、並びに画像処理系の更正用粒子とし
て使用されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の標準液には次のような問題点がある。

【００１１】１．ヒトやニワトリの固定化赤血球は採血
検体の固体差があり、安定した品質の供給が困難である
と共に、同一検体からの供給量にも限度がある。

【００１２】２．また、生体試料であるため病原菌に感
染する危険性や要冷蔵保存など取扱条件が煩雑である。

【００１３】３．ラテックス粒子は一般に染色不可能な
ため染色液の管理が行えず、総合的な画像処理系の更正
粒子には不適である。

【００１４】４．また、高価格であるが染色可能な粒子
はさらに高価格である。

【００１５】従って本発明の目的は、粒子検出系を伴っ
た粒子画像撮像系を構築する上で、標準粒子のロットサ
イズが大きいこと，ロット内，ロット間のバラツキが小
さいこと，感染性がないこと，長期保存が可能で取扱が
容易なこと，サイズが一定で形状が均一なこと，染色液
による染色が可能なこと、そして安価であることなどの
条件を満たした標準液を提供することである。

【００１６】また、上記標準粒子のサイズや形状，染色
性の異なるものを数種類混ぜ合わせ、より詳細な染色性
の検討，メンテナンス性の向上をはかれる標準液を提供
することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にラテックス粒子より安価で染色可能な標準粒子を調査
した結果、イオン交換樹脂が １．粒子サイズは血球の代用となる１０〜１５μｍ、細
胞の代用となる２５〜５０μｍのものを選択できること ２．ラテックス粒子に比べ価格が安いこと ３．染色液による染色が可能で、かつ容液のｐＨを変え
ることで染色後の色調を調整できること ４．形状が球形で、粒度分布の狭いこと ５．形状の加工が可能であること など、好条件を備えていることが明らかとなった。

【００１８】そこで標準粒子にイオン交換樹脂を採用す
ることにより、粒子の存在頻度から粒子検出機構系の補
正を、サイズが均一で染色可能であることから粒子検出
系と画像処理系の補正を、染色可能なことから画像処理
系の補正と染色液の品質管理を、形状が扁平であること
から測定サンプルの流れの制御を安定に行うものであ
る。

【００１９】

【作用】ラテックス粒子より安価で染色可能なイオン交
換樹脂を標準粒子として採用することにより、病原菌に
よる感染性がなくなると同時に長期保存が可能になるな
ど取扱いが容易となる。さらに上記標準粒子を用いて、 １．粒子が高濃度で均一な標準液の調製をすることで、
流路の位置調整，粒子検出のタイミング，流速調整，フ
ォーカス調整が容易になる。

【００２０】２．サイズを選択したり粒子の染色性の違
いを組み合わせることで、粒子画像解析の分類アルゴリ
ズムのチェックが可能になる。

【００２１】３．粒子の形状を扁平で細長いものを選択
することで、フロー制御が容易になる。

【００２２】４．粒子の染色性をチェックすることで、
染色液の品質管理が容易となる。

【００２３】など、各種メンテナンスが迅速かつ容易に
実施できるようになる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１を用いて説明す
る。

【００２５】図１は本発明による標準液が適用されるフ
ロー式粒子画像解析装置の概要である。１はサンプル容
器、２はサンプル吸い上げノズル、３は染色液、４はシ
ース液、５は染色槽、６はフローセル、７は対物レン
ズ、８はＴＶカメラ、９はサンプル分類のための識別演
算を行う特徴抽出回路、１０は画像表示用モニター、１
１は顕微鏡光源であるフラッシュランプ、１２はコンデ
ンサレンズ、１３は粒子検出用半導体レーザ、１４は粒
子検出器を示す。

【００２６】サンプル容器１からサンプル吸い上げノズ
ル２によって分取されたサンプルは、染色槽５に吐出さ
れ、次に一定量吐出された染色液３により染色される。
染色されたサンプルはフローセル６の中心部分に測定サ
ンプルを供給するため、シース液４に包み込まれるよう
にしてフローセル内中央を安定に流れる。

【００２７】一方、顕微鏡光源であるフラッシュランプ
１１を出た光は顕微鏡光軸上を進み、コンデンサレンス
１２を通ってフローセル６内のサンプル上に集光され
る。このときＴＶカメラ８は静止サンプル画像を撮像し
たことになり特徴抽出回路９を経てサンプルの分類，存
在個数を求める。画像表示用モニター１０は画像処理結
果を表示したりサンプルの静止画像の表示を行う。

【００２８】フラッシュランプ１１の発光タイミングは
粒子検出系の検出信号によって制御される。半導体レー
ザ１３は常時点灯しており、常にサンプル中の粒子が検
出領域を通過するのを粒子検出器１４で観測している。
粒子が通過し散乱光による粒子検出信号が所定の信号レ
ベル以上有れば、画像処理対象粒子と判断しサンプルが
ＴＶカメラの取り込み画像領域の所定の位置に達したと
き、フラッシュランプ１１が点灯する。

【００２９】本発明による標準液を上記装置にて用いる
場合、サンプルと同様に扱うことによって使用される。
即ち、本標準液をサンプル容器１に分注することによっ
てサンプル同様に染色され、同じ流路を通ることにな
る。そして、サンプルより高濃度で均一な標準液を調製
をすることで、フローセル６の位置調整，粒子検出器１
４のタイミング調整，流速調整，フォーカス（対物レン
ズ７の位置）調整が容易になる。

【００３０】また、サイズを選択したり粒子の染色性の
違いを組み合わせることで、粒子画像解析に用いられる
粒子の色・大きさなどの特徴パラメータのチェックが可
能となり、その結果特徴抽出回路９の分類アルゴリズム
のチェックが可能になる。

【００３１】さらに、粒子の形状を扁平で細長いものを
選択することで、サンプルの流れが安定ならば一定方向
（流れに沿った方向）であることが画像表示用モニター
１０で確認できフロー制御が容易になる。

【００３２】そのほか粒子の染色性をチェックすること
で、染色液の染色後の品質管理が安定かつ容易となる。

【００３３】以上のような各種メンテナンスが迅速かつ
容易に実施できる標準液の組成として、本装置に於ける
標準液を次のような構成とした。即ち、ポーラスポリマ
ー官能基導入樹脂１wt%、あるいは陽イオン交換樹脂１w
t%を標準液として使用し、サンプル同様染色され上記の
各種メンテナンスが可能であることを確認した。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、フロー式粒子画像解析
装置において、各種メンテナンスが迅速かつ容易に実施
でき装置の保守性能の向上がはかられたことにより、測
定データの信頼性の確保といった効果が期待できる。

【００３５】また、本標準液を用いることにより、メン
テナンス時の病原菌による感染の危険性がなくなり、長
期保存も可能となり取扱いの面に於いても効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】フロー式粒子画像解析装置の全体構成図であ
る。

【符号の説明】

１…サンプル容器、２…サンプル吸い上げノズル、３…
染色液、４…シース液、５…染色槽、６…フローセル、
７…対物レンズ、８…ＴＶカメラ、９…特徴抽出回路、
１０…画像表示用モニター、１１…フラッシュランプ、
１２…コンデンサレンズ、１３…粒子検出用半導体レー
ザ、１４…粒子検出器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続的に流れている測定サンプル内に浮遊
   する粒子を光走査で検出し、さらに画像処理を行う装置
   に用いる標準液に於いて、粒子の濃度，大きさ，形状が
   任意に選択でき、染色液による染色が可能な人工的粒子
   を用いることを特徴とするフロー式粒子画像解析装置用
   標準液。
2. 【請求項２】請求項１に記載した標準粒子はサイズや染
   色性が一定，形は球状，扁平，棒状などで均一であるこ
   とを特徴とするフロー式粒子画像解析装置用標準液。
3. 【請求項３】請求項１に記載した標準粒子はサイズ，形
   状，染色性の異なるものが数種類混在していることを特
   徴とするフロー式粒子画像解析装置用標準液。
4. 【請求項４】請求項２又は３に記載した標準粒子が、ポ
   ーラスポリマー系，シリカ系，陽イオン，陰イオン等の
   イオン交換樹脂であることを特徴とするフロー式粒子画
   像解析装置用標準液。
5. 【請求項５】請求項１に記載した標準液は、粒子の単位
   体積当たりの個数から粒子検出機構系の調整を、粒子の
   大きさ，形，染色後の色からと画像処理系の特徴パラメ
   ータの補正を、粒子の染色性から染色液の染色性及び品
   質管理を、形状が横長扁平であることから測定サンプル
   の流れの管理を安定に実施できることを特徴とするフロ
   ー式粒子画像解析装置用標準液。