JPH0650875A - 粒子測定装置 - Google Patents
粒子測定装置Info
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- JPH0650875A JPH0650875A JP4206891A JP20689192A JPH0650875A JP H0650875 A JPH0650875 A JP H0650875A JP 4206891 A JP4206891 A JP 4206891A JP 20689192 A JP20689192 A JP 20689192A JP H0650875 A JPH0650875 A JP H0650875A
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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
- G01N21/75—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated
- G01N21/77—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator
- G01N21/82—Systems in which material is subjected to a chemical reaction, the progress or the result of the reaction being investigated by observing the effect on a chemical indicator producing a precipitate or turbidity
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
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- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
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- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 凝集塊の大きさと数とを時系列で測定できる
粒子測定装置を提供する。 【構成】 レーザ光源１からのレーザ光束で照射された
粒子を含む試料セル３からの散乱光強度が受光素子８に
より測定される。受光素子からの信号を評価して粒子径
とその数が計測され、粒子の大きさとその数が時系列的
に測定され、表示される。血球の凝集能を測定する場
合、高感度に、且つ、時間経過に応じて生じる凝集塊の
大きさと数とを時系列で測定することができ、臨床にお
ける血栓症をはじめとする種々の疾患の診断及び治療薬
の効果判定に有用な手段が得られる。
粒子測定装置を提供する。 【構成】 レーザ光源１からのレーザ光束で照射された
粒子を含む試料セル３からの散乱光強度が受光素子８に
より測定される。受光素子からの信号を評価して粒子径
とその数が計測され、粒子の大きさとその数が時系列的
に測定され、表示される。血球の凝集能を測定する場
合、高感度に、且つ、時間経過に応じて生じる凝集塊の
大きさと数とを時系列で測定することができ、臨床にお
ける血栓症をはじめとする種々の疾患の診断及び治療薬
の効果判定に有用な手段が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、粒子測定装置、更に詳
細には、血小板等の血球の凝集能或いは凝集率を測定す
る測定装置に関する。
細には、血小板等の血球の凝集能或いは凝集率を測定す
る測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】血小板等の血球の凝集能により形成され
た凝集塊の大きさとその数を知ることは、凝集反応を正
確に把握する上で種々の疾患の診断に必要不可欠になっ
ている。そのために凝集塊を粒子として測定する血小板
凝集能測定装置が知られている。この従来の血小板凝集
能測定装置では、血小板溶液を容れた試料セルにレーザ
光源からのレーザ光が照射され、多数の凝集塊を含む広
い領域からの透過光及び散乱光を受光素子で電気信号に
変換し、その強度変化により血小板凝集能を測定してい
る。
た凝集塊の大きさとその数を知ることは、凝集反応を正
確に把握する上で種々の疾患の診断に必要不可欠になっ
ている。そのために凝集塊を粒子として測定する血小板
凝集能測定装置が知られている。この従来の血小板凝集
能測定装置では、血小板溶液を容れた試料セルにレーザ
光源からのレーザ光が照射され、多数の凝集塊を含む広
い領域からの透過光及び散乱光を受光素子で電気信号に
変換し、その強度変化により血小板凝集能を測定してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の技術
では多くの凝集塊を含む広い領域からの透過光或いは散
乱光の強度を測定しているため、凝集塊の大きさと数が
凝集反応の量的変化を忠実に表す指標であるにもかかわ
らず、その両者を経時的に測定することができない、と
いう問題がある。また、凝集初期において、多くの未凝
集の血小板からの散乱光強度が小数の凝集塊からの散乱
光強度に比ベ極めて小さいため、凝集変化を捉えること
ができず、実際、従来の血小板凝集能測定装置では３０
〜４０％の血小板が凝集してもその変化を捉えることが
できなかった。
では多くの凝集塊を含む広い領域からの透過光或いは散
乱光の強度を測定しているため、凝集塊の大きさと数が
凝集反応の量的変化を忠実に表す指標であるにもかかわ
らず、その両者を経時的に測定することができない、と
いう問題がある。また、凝集初期において、多くの未凝
集の血小板からの散乱光強度が小数の凝集塊からの散乱
光強度に比ベ極めて小さいため、凝集変化を捉えること
ができず、実際、従来の血小板凝集能測定装置では３０
〜４０％の血小板が凝集してもその変化を捉えることが
できなかった。
【０００４】そこで本発明の課題は、上記のような従来
技術の欠点を解消し、凝集塊の大きさと数とを時系列で
測定できる粒子測定装置を提供することにある。
技術の欠点を解消し、凝集塊の大きさと数とを時系列で
測定できる粒子測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明によれば、レーザ光源からのレーザ光束で
照射された粒子を含む試料セルからの散乱光強度を測定
することにより粒子の特性を測定する粒子測定装置にお
いて、レーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光束をコ
リメートして試料セルに照射する手段と、試料セルから
の散乱光を受光する受光素子と、受光素子からの信号を
評価して粒子径とその数を計測する手段と、前記粒子の
大きさとその数を時系列的に測定し表示する手段とを備
える構成を採用した。
めに、本発明によれば、レーザ光源からのレーザ光束で
照射された粒子を含む試料セルからの散乱光強度を測定
することにより粒子の特性を測定する粒子測定装置にお
いて、レーザ光源と、レーザ光源からのレーザ光束をコ
リメートして試料セルに照射する手段と、試料セルから
の散乱光を受光する受光素子と、受光素子からの信号を
評価して粒子径とその数を計測する手段と、前記粒子の
大きさとその数を時系列的に測定し表示する手段とを備
える構成を採用した。
【０００６】
【作用】このような構成によれば、粒子の大きさと数を
時系列的に測定でき、粒子の特性を多角的に測定するこ
とが可能になる。
時系列的に測定でき、粒子の特性を多角的に測定するこ
とが可能になる。
【０００７】好ましい実施例では、計測手段が、粒子径
に対応した上方しきい値と下方しきい値を有し受光素子
からの信号を各しきい値と比較して粒子径を識別する複
数の比較手段と、各比較手段からの信号を計測するカウ
ンタからなり、比較手段の数に対応した粒子径とその数
が時系列的に計測される。
に対応した上方しきい値と下方しきい値を有し受光素子
からの信号を各しきい値と比較して粒子径を識別する複
数の比較手段と、各比較手段からの信号を計測するカウ
ンタからなり、比較手段の数に対応した粒子径とその数
が時系列的に計測される。
【０００８】また、受光素子が測定粒子のほぼ１個から
の散乱光を受光するように構成され、それにより測定精
度を向上させることができる。
の散乱光を受光するように構成され、それにより測定精
度を向上させることができる。
【０００９】また、複数個の受光素子が設けられ、その
受光素子に対応した散乱光が同時に測定され、その場
合、受光素子の一対からの出力を減算して有効信号の割
合を増大させることができ、それにより測定時のＳ／Ｎ
比を向上させることができる。
受光素子に対応した散乱光が同時に測定され、その場
合、受光素子の一対からの出力を減算して有効信号の割
合を増大させることができ、それにより測定時のＳ／Ｎ
比を向上させることができる。
【００１０】このような粒子測定装置は、好ましくは血
小板凝集能測定装置である。その場合、粒子は、血小板
等の血球の凝集能により形成された凝集塊であり、血球
の凝集能或いは凝集率が測定される。このように血小板
凝集能測定装置とした場合、血小板等の血球の凝集反応
において、凝集塊の大きさと数とを時系列として測定で
き、凝集反応をより忠実に観察することができ、且つ、
微弱な凝集反応における小数の凝集塊も測定することが
可能になる。
小板凝集能測定装置である。その場合、粒子は、血小板
等の血球の凝集能により形成された凝集塊であり、血球
の凝集能或いは凝集率が測定される。このように血小板
凝集能測定装置とした場合、血小板等の血球の凝集反応
において、凝集塊の大きさと数とを時系列として測定で
き、凝集反応をより忠実に観察することができ、且つ、
微弱な凝集反応における小数の凝集塊も測定することが
可能になる。
【００１１】
【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。本実施例では、粒子測定装置を血小板
凝集能測定装置を例にして説明する。
詳細に説明する。本実施例では、粒子測定装置を血小板
凝集能測定装置を例にして説明する。
【００１２】図ｌにはこのような血小板凝集能測定装置
の構成が図示されている。図１において、散乱光強度測
定のための半導体レーザ（４０ｍＷ）光源１は、駆動回
路９により駆動されてレーザ光を発生する。このレーザ
光は、集光レンズ２によってコリメートされ、血小板等
の血球浮遊液を含む試料ガラスセル３に照射される。試
料セル３内の血球浮遊液は３７℃の一定温度に保たれ、
スターラーバー（撹拌棒）４とマグネチックスターラ５
によって１０００ｒｐｍで回転撹拌される。
の構成が図示されている。図１において、散乱光強度測
定のための半導体レーザ（４０ｍＷ）光源１は、駆動回
路９により駆動されてレーザ光を発生する。このレーザ
光は、集光レンズ２によってコリメートされ、血小板等
の血球浮遊液を含む試料ガラスセル３に照射される。試
料セル３内の血球浮遊液は３７℃の一定温度に保たれ、
スターラーバー（撹拌棒）４とマグネチックスターラ５
によって１０００ｒｐｍで回転撹拌される。
【００１３】血球浮遊液からの散乱光は受光レンズ６を
介して複数の受光素子のフォトダイオード８（８ａ〜８
ｄ）によって電気信号として測定される。各々のフォト
ダイオードの前部に、統計的に凝集塊１個のみが測定で
きる観察領域からの散乱光を受光するためにピンホ−ル
（１０×ｌ００μｍ）７が配置される。フォトダイオー
ド８の出力は増幅器１０により電流電圧変換、増幅後、
ＡＤ変換器１１によりＡＤ変換されてコンピュ−タ１２
に入力される。
介して複数の受光素子のフォトダイオード８（８ａ〜８
ｄ）によって電気信号として測定される。各々のフォト
ダイオードの前部に、統計的に凝集塊１個のみが測定で
きる観察領域からの散乱光を受光するためにピンホ−ル
（１０×ｌ００μｍ）７が配置される。フォトダイオー
ド８の出力は増幅器１０により電流電圧変換、増幅後、
ＡＤ変換器１１によりＡＤ変換されてコンピュ−タ１２
に入力される。
【００１４】コンピュータ１２では、凝集塊の粒径に応
じて設けられた複数のコンパレータによりその信号レベ
ルが識別され、コンパレータから出力信号をカウンタに
より計数することにより所定の粒径の凝集塊が何個あっ
たかが測定される。その場合、凝集塊の一部がピンホー
ル７の縁部を通過することにより誤って計測される凝集
塊の粒径は、統計的確率論と標準粒子の測定結果からと
の式を用いたパーソナルコンピュータの測定ソフトによ
って補正される。
じて設けられた複数のコンパレータによりその信号レベ
ルが識別され、コンパレータから出力信号をカウンタに
より計数することにより所定の粒径の凝集塊が何個あっ
たかが測定される。その場合、凝集塊の一部がピンホー
ル７の縁部を通過することにより誤って計測される凝集
塊の粒径は、統計的確率論と標準粒子の測定結果からと
の式を用いたパーソナルコンピュータの測定ソフトによ
って補正される。
【００１５】図２には１個のフォトダイオード８ａ〜８
ｄで測定された血小板凝集時の散乱光強度信号の変化状
態が図示されている。凝集塊からの散乱光は、凝集塊の
大きさに相関したピーク信号１３ａ〜１３ｄとして測定
され、凝集していない個々の血球からの散乱光はバック
グランド信号１４ａ〜１４ｄとして測定される。
ｄで測定された血小板凝集時の散乱光強度信号の変化状
態が図示されている。凝集塊からの散乱光は、凝集塊の
大きさに相関したピーク信号１３ａ〜１３ｄとして測定
され、凝集していない個々の血球からの散乱光はバック
グランド信号１４ａ〜１４ｄとして測定される。
【００１６】そこでこのバックグランド信号の影響をな
くするために、図３に示すように、２個の受光素子のフ
ォトダイオード８ａ、８ｂからの各々の出力信号がそれ
ぞれ演算増幅器１５に入力され減算される。それにより
未凝集の血球からの散乱光によるバックグランド信号が
相殺され、１６で示すように凝集塊のみからの散乱光強
度変化のみが測定される。このバックグランド信号が除
去された信号は絶対値回路１７に入力される。絶対値回
路１７の出力は１８に示すように、バックグランドのな
いピーク信号だけの信号となる。
くするために、図３に示すように、２個の受光素子のフ
ォトダイオード８ａ、８ｂからの各々の出力信号がそれ
ぞれ演算増幅器１５に入力され減算される。それにより
未凝集の血球からの散乱光によるバックグランド信号が
相殺され、１６で示すように凝集塊のみからの散乱光強
度変化のみが測定される。このバックグランド信号が除
去された信号は絶対値回路１７に入力される。絶対値回
路１７の出力は１８に示すように、バックグランドのな
いピーク信号だけの信号となる。
【００１７】この絶対値回路からの出力信号はそれぞれ
ウインドコンパレータ２０＿１、２０＿２．．．２０＿
ｎに入力され、そのレベルが識別される。各コンパレー
タは凝集塊の粒径に対応したレベル比較を行なうので、
コンパレータの各出力は凝集塊の粒径に対応した信号と
なっている。この信号がそれぞれカウンタ２１＿１、２
１＿２．．．２１＿ｎでカウントされ、その粒径の凝集
塊の数が計数される。この計数されたデータは演算回路
２２に入力され、後述するように凝集塊の粒径とその数
を表示するためのデータ演算を行なう。なお、コンパレ
ータ、カウンタ、演算回路は、図１のコンピュータ１２
により実現される。
ウインドコンパレータ２０＿１、２０＿２．．．２０＿
ｎに入力され、そのレベルが識別される。各コンパレー
タは凝集塊の粒径に対応したレベル比較を行なうので、
コンパレータの各出力は凝集塊の粒径に対応した信号と
なっている。この信号がそれぞれカウンタ２１＿１、２
１＿２．．．２１＿ｎでカウントされ、その粒径の凝集
塊の数が計数される。この計数されたデータは演算回路
２２に入力され、後述するように凝集塊の粒径とその数
を表示するためのデータ演算を行なう。なお、コンパレ
ータ、カウンタ、演算回路は、図１のコンピュータ１２
により実現される。
【００１８】又、図３では、フォトダイオード８ａ、８
ｂの出力信号の処理が説明されたが、他のフォトダイオ
ード８ｃ、８ｄも同様な処理が行なわれる。このような
一対の受光素子の凝集塊数の計測確率を高めるために複
数組の受光素子が用いられる。
ｂの出力信号の処理が説明されたが、他のフォトダイオ
ード８ｃ、８ｄも同様な処理が行なわれる。このような
一対の受光素子の凝集塊数の計測確率を高めるために複
数組の受光素子が用いられる。
【００１９】図４及び図５に、本発明を採用した測定装
置と従来の血小板凝集能測定装置によって測定した血小
板凝集を示す。血小板凝集惹起剤のＡＤＰ（Adenosine
diphosphate）による凝集反応の測定結果について、図
４（Ａ）には本発明を採用した測定装置によって得られ
たデータが、又図４（Ｂ）には従来の血小板凝集能測定
装置（市販のアグリゴメータ）によって得られたデータ
が図示されている。
置と従来の血小板凝集能測定装置によって測定した血小
板凝集を示す。血小板凝集惹起剤のＡＤＰ（Adenosine
diphosphate）による凝集反応の測定結果について、図
４（Ａ）には本発明を採用した測定装置によって得られ
たデータが、又図４（Ｂ）には従来の血小板凝集能測定
装置（市販のアグリゴメータ）によって得られたデータ
が図示されている。
【００２０】図４（Ｂ）に示す如く、従来の凝集能測定
装置では濃度０．３μＭ以下のＡＤＰによる凝集反応は
測定されない。一方、図４（Ａ）に示す如く、本発明を
採用した測定装置では、コンパレータ２０＿１、２０＿
２．．．２０＿ｎにより粒径がそれぞれ凝集塊粒度とし
て識別され、その識別され、各カウンタによりカウント
された粒度の数が凝集塊数として時系列的に時間経過に
従って表示さており、濃度０．３μＭのＡＤＰ添加によ
り多数の凝集塊が形成されているのが観測される。本測
定装置では０．０３μＭの低い濃度のＡＤＰによる凝集
反応も測定できる。即ち、従来法に比ベ、本発明を採用
した装置では約３０倍の高感度で凝集反応の測定が可能
である。更に、凝集塊の大きさの分布と数を時系列とし
て測定でき、小さな凝集塊から大きな凝集塊が凝集反応
の時間経過に伴ってどのように形成されて行くかを観察
することができる。
装置では濃度０．３μＭ以下のＡＤＰによる凝集反応は
測定されない。一方、図４（Ａ）に示す如く、本発明を
採用した測定装置では、コンパレータ２０＿１、２０＿
２．．．２０＿ｎにより粒径がそれぞれ凝集塊粒度とし
て識別され、その識別され、各カウンタによりカウント
された粒度の数が凝集塊数として時系列的に時間経過に
従って表示さており、濃度０．３μＭのＡＤＰ添加によ
り多数の凝集塊が形成されているのが観測される。本測
定装置では０．０３μＭの低い濃度のＡＤＰによる凝集
反応も測定できる。即ち、従来法に比ベ、本発明を採用
した装置では約３０倍の高感度で凝集反応の測定が可能
である。更に、凝集塊の大きさの分布と数を時系列とし
て測定でき、小さな凝集塊から大きな凝集塊が凝集反応
の時間経過に伴ってどのように形成されて行くかを観察
することができる。
【００２１】図５に同じく、本発明を採用した測定装置
と従来の血小板凝集能測定装置によって測定した血小板
凝集を示す。血小板凝集惹起剤のコラーゲンによる凝集
反応の測定結果について、図５（Ａ）、（Ｂ）には、本
発明を採用した測定装置によるデータが、また図５
（Ｃ）には従来の血小板凝集能測定装置（アグリゴメー
タ）によるデータが図示されている。図５（Ｃ）に示し
た如く、従来の血小板凝集能測定装置では濃度０．７μ
ｇ／ｍｌのコラーゲン添加によって凝集反応は観察され
ない。一方、図５（Ａ）に示した如く、本発明を採用し
た測定装置では濃度０．７μｇ／ｍｌのコラ−ゲン添加
によって多数の凝集塊が形成されて行くのが観察され
る。
と従来の血小板凝集能測定装置によって測定した血小板
凝集を示す。血小板凝集惹起剤のコラーゲンによる凝集
反応の測定結果について、図５（Ａ）、（Ｂ）には、本
発明を採用した測定装置によるデータが、また図５
（Ｃ）には従来の血小板凝集能測定装置（アグリゴメー
タ）によるデータが図示されている。図５（Ｃ）に示し
た如く、従来の血小板凝集能測定装置では濃度０．７μ
ｇ／ｍｌのコラーゲン添加によって凝集反応は観察され
ない。一方、図５（Ａ）に示した如く、本発明を採用し
た測定装置では濃度０．７μｇ／ｍｌのコラ−ゲン添加
によって多数の凝集塊が形成されて行くのが観察され
る。
【００２２】更に、図５（Ｂ）に示した如く、血小板凝
集を抑制するために用いたＥＧＴＡ（ethylenglycol te
traacetic acid）を含む無カルシウムイオン溶液中で
は、コラ−ゲン０．７μｇ／ｍｌ添加による凝集塊の形
成が著明に抑制されていることが観察される。
集を抑制するために用いたＥＧＴＡ（ethylenglycol te
traacetic acid）を含む無カルシウムイオン溶液中で
は、コラ−ゲン０．７μｇ／ｍｌ添加による凝集塊の形
成が著明に抑制されていることが観察される。
【００２３】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、レーザ光源からのレーザ光束がコリメートして試料
セルに照射され、試料セルからの散乱光を受光する受光
素子からの信号が評価されて粒子径とその数が測定さ
れ、粒子の大きさとその数が時系列的に表示されるの
で、血球の凝集能を測定する場合、高感度に、且つ、時
間経過に応じて生じる凝集塊の大きさと数とを時系列で
測定することができ、臨床における血栓症をはじめとす
る種々の疾患の診断及び治療薬の効果判定に有用な手段
が提供される。
ば、レーザ光源からのレーザ光束がコリメートして試料
セルに照射され、試料セルからの散乱光を受光する受光
素子からの信号が評価されて粒子径とその数が測定さ
れ、粒子の大きさとその数が時系列的に表示されるの
で、血球の凝集能を測定する場合、高感度に、且つ、時
間経過に応じて生じる凝集塊の大きさと数とを時系列で
測定することができ、臨床における血栓症をはじめとす
る種々の疾患の診断及び治療薬の効果判定に有用な手段
が提供される。
【図１】本発明による粒子測定装置の全体構成を示す構
成図である。
成図である。
【図２】図１の受光素子から得られる散乱光強度の変化
を示す波形図である。
を示す波形図である。
【図３】信号処理回路の詳細な構成を示すブロック回路
図である。
図である。
【図４】（Ａ）は、本発明装置による凝集反応測定デー
タを表示した説明図、（Ｂ）は従来装置による測定デー
タを表示した説明図である。
タを表示した説明図、（Ｂ）は従来装置による測定デー
タを表示した説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は、本発明装置による凝集反応
測定データを表示した説明図、（Ｃ）は従来装置による
測定データを表示した説明図である。
測定データを表示した説明図、（Ｃ）は従来装置による
測定データを表示した説明図である。
１ 半導体レーザ ３ 試料セル ７ ピンホール ８ フォトダイオード １２ コンピュータ
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザ光源からのレーザ光束で照射され
た粒子を含む試料セルからの散乱光強度を測定すること
により粒子の特性を測定する粒子測定装置において、 レーザ光源と、 レーザ光源からのレーザ光束をコリメートして試料セル
に照射する手段と、 試料セルからの散乱光を受光する受光素子と、 受光素子からの信号を評価して粒子径とその数を計測す
る手段と、 前記粒子の大きさとその数を時系列的に測定し表示する
手段とを備えたことを特徴とする粒子測定装置。 - 【請求項２】 前記計測手段が、粒子径に対応した上方
しきい値と下方しきい値を有し受光素子からの信号を各
しきい値と比較して粒子径を識別する複数の比較手段
と、各比較手段からの信号を計測するカウンタからな
り、比較手段の数に対応した粒子径とその数が時系列的
に計測されることを特徴とする請求項１に記載の粒子測
定装置。 - 【請求項３】 前記受光素子が測定粒子のほぼ１個から
の散乱光を受光するように構成されることを特徴とする
請求項１または２に記載の粒子測定装置。 - 【請求項４】 複数個の受光素子が設けられ、その受光
素子に対応した散乱光が同時に測定されることを特徴と
する請求項１から３までのいずれか１項に記載の粒子測
定装置。 - 【請求項５】 前記受光素子の一対からの出力を減算し
て有効信号の割合を増大させることを特徴とする請求項
４に記載の粒子測定装置。 - 【請求項６】 前記粒子は、血小板等の血球の凝集能に
より形成された凝集塊であり、血球の凝集能或いは凝集
率が測定される請求項１から５までのいずれか１項に記
載の粒子測定装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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