JPH10260129A - 粒子計数方法 - Google Patents
粒子計数方法Info
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Abstract
要因となるバックグラウンドを除いて、測定対象粒子の
正確な計数を行うことを課題とする。 【解決手段】 フローサイトメータを用いて、測定対象
粒子を含む試料液をシース液で包んで形成した試料流を
光学的に測定して第1粒度分布を作成する第1の測定工
程と、前記フローサイトメータを用いて前記シース液の
みからなる試料流を形成し、その試料流を光学的に測定
して第2粒度分布を作成する第2の測定工程と、第1粒
度分布から第2粒度分布を減算することによって、測定
対象粒子の粒度分布を求める解析工程とからなることを
特徴とする。
Description
関し、特に、細胞等の微小粒子の計数において、誤計数
の要因を除去して正確な計数を可能とする粒子計数方法
に関する。
球、白血球などの細胞の計数をするために、いわゆるフ
ローサイトメータなどの種々の粒子計数装置が用いられ
ている。フローサイトメータは、フローセルと呼ばれる
容器に希釈した血液試料をシース液に包んで試料流とし
て流し、この試料流にレーザ光を照射して、試料流に含
まれる細胞粒子で散乱された散乱光を光検出器で検出
し、この検出信号から血液試料中の粒子の分類・計数を
行うものである。
胞粒子が整列して流れる試料流を作るために、希釈され
た血液試料はシース液によって包まれて流される。この
とき、シース液が本来有する気泡あるいは測定対象外の
粒子(たとえばチリやゴミ)等のため測定対象粒子のみ
を正確に計数することが困難である。
さの気泡が発生することが多いので、直径10μm以上
の比較的大きな白血球や赤血球の計数を行う場合には、
この気泡が誤計数の要因となることはほとんどないが、
血小板などの直径が5μm程度以下の微小粒子を計数す
る場合には、気泡は誤計数の要因となり、正確な計数が
できない。
のであり、誤計数の要因となる気泡やゴミを別途測定す
ることにより、計数対象の粒子の正確な計数が行えるよ
うにした粒子計数方法を提供するものである。
トメータを用いて、測定対象粒子を含む試料液をシース
液で包んで形成した試料流を光学的に測定して第1粒度
分布を作成する第1の測定工程と、前記フローサイトメ
ータを用いて前記シース液のみからなる試料流を形成
し、その試料流を光学的に測定して第2粒度分布を作成
する第2の測定工程と、第1粒度分布から第2粒度分布
を減算することによって、測定対象粒子の粒度分布を求
める解析工程とからなることを特徴とする粒子計数方法
を提供するものである。
ータとは、測定対象粒子を含む希釈された試料をフロー
セルに導き、これをシース液に包んで細流化して、この
細流化された粒子の流れにレーザ光を照射して粒子によ
る散乱光や蛍光を検出することによって粒子の計数を行
う粒子計数装置である。この発明の測定対象粒子とは、
主として、血液中の細胞であり、赤血球、白血球、血小
板などである。この測定対象粒子は、通常希釈液で希釈
した試料液として与えられる。
液で包んで形成した試料流とは、このような測定対象粒
子を含む試料液をフローセルを流れるシース液中に注入
して形成される細流であり、測定対象粒子はシース液に
包まれ整列されて流される。一般に試料液には、多くの
粒子が含まれており、それぞれの粒子は、その形状、大
きさ等によって分類することが可能である。粒度分布と
は、粒子の大きさ(粒度)ごとに試料流の中に含まれる
粒子の個数(度数)を測定した分布をいう。つまり、測
定において、試料流の中に含まれる粒子の大きさを識別
し、ある特定の大きさの粒子の数を計数する処理が行わ
れる。
は、マイクロコンピュータを用いることが好ましい。ま
た、粒度分布の測定で求められた粒子の計数値は、RA
M等のメモリに記憶されることが好ましい。第2の試料
流とは、測定対象粒子を含まないシース液からなる流れ
であり、シース液は第1の試料流の粒度分布を測定する
際にも利用される液体である。
よって行われることが好ましい。解析工程で行われる減
算は、第1の測定工程で求められた第1粒度分布粒子の
計数値から、第2の測定工程で求められた第2粒度分布
の粒子の計数値を粒度毎に減算することを意味する。こ
のように、2つの計数値の引き算を、測定された粒子の
大きさごとに行うことによって、誤計数の要因を除いた
測定対象粒子の正確な粒度分布が求められる。
含まれる微小な気泡や不純物等は、同じ大きさの粒子と
して計数される。また、この気泡等は、同じシース液を
用いる第1の測定工程でも同様に存在すると考えられ、
同じ大きさの粒子として計数されるため、測定対象粒子
が気泡等と同じ程度の大きさである場合には、測定対象
粒子は誤計数されうる。この意味において、誤計数の要
因となる気泡や不純物のことを、バックグラウンドと呼
ぶ。すなわち、第2の測定工程は、バックグラウンドの
粒度分布を求めている。
微小粒子の計数を目的とする種々の粒子分析装置に適用
可能である。たとえば、血小板のような直径が10μm
以下の微小粒子の計数に用いることができる。
1の測定工程における粒度分布の測定に支障を及ぼさな
い期間に行われることを特徴とする。ここで、第1の測
定工程における粒度分布の測定に支障を及ぼさない期間
とは、測定対象粒子を含む試料流を「実際に光学的に測
定している期間」を除いた期間を意味し、この「実際に
光学的に測定している期間」の前あるいは後であっても
よい。
フローセルに流すことによってフローセルを洗浄する洗
浄工程をさらに備え、第2の測定工程を、前記洗浄工程
に並行して行うようにしてもよい。
フローセルに接続され試料流が流れる測定経路上から、
試料流に含まれる測定対象粒子やその他の不純物をシー
ス液を流して除去する工程である。この洗浄工程は、第
1の測定工程に含まれることが好ましく、また、第2の
測定工程の実施期間に並行して行われることがさらに好
ましい。
て行えば、バックグラウンドの粒度分布の測定を行って
も、この発明の粒子計測方法の全工程のトータル時間は
増加せず、全工程の時間的効率は低下しない。
明を詳述する。なお、これによってこの発明が限定され
るものではない。図1にこの発明の一実施例における構
成図を示す。
たとえば半導体レーザ、Arレーザ、He−Neレーザ
などが使用される。フローセル4は、計数対象である細
胞粒子を整列させて流すものであり、フローセル4の中
の粒子が細流化された部分にレーザ光源1からのレーザ
光が照射される。受光部2は、たとえばフォトダイオー
ドが使用される。受光部2では、粒子によって散乱され
た散乱光の光強度が検出され、電気信号に変換される。
に、フローセル4を流れる粒子の大きさを判断して計数
を行い、いわゆる粒度分布を作成するものである。また
解析部3は、誤計数の要因となるいわゆるバックグラウ
ンドの計数を行って、計数対象となる粒子の正確な計数
を行うための種々の演算を行う。
RAM、タイマー、I/Oインタフェースなどのいわゆ
るマイクロコンピュータから構成されることが好まし
く、RAM等のメモリに計数手順を示したプログラムが
格納されている。
に導入するものであり、シース液回収チャンバ5は、計
数後の試料流を回収するものである。フローセル4に
は、その下部に取りつけられたジェットノズル7から計
数対象粒子を含んだ試料液が導入される。また、シース
液チャンバ6に蓄えられたシース液が、バルブV7を経
由してフローセル4に導かれる。そして、フローセル4
の上部にシース液によって細く絞られた試料流が導か
れ、1つずつ整列された粒子にレーザ光が照射される。
細く絞られた試料流はフローセル4の上部から排出さ
れ、バルブV8を通って、シース液回収チャンバ5に蓄
えられる。
料を希釈するための希釈液を蓄える容器である。サンプ
リングバルブ10は、試料14と希釈液とを混合した一
定量の試料液を取り出すためのバルブであり、たとえば
一部に空洞を持つ3枚の円板から構成される。この3枚
の円板の少なくとも1つを回転させることにより、一定
量の試料液が切り出される。たとえば、10μlの試料
を含む試料液が切り出される。ポンプ13は試料14を
サンプリングバルブ10へ導くためのものである。
(たとえば200ml)の希釈液を希釈液チャンバ11
から取り出すためのポンプである。バルブV1、V2を切
り換えて、ダイヤフラム式希釈ポンプ12に陰圧をかけ
ると、希釈液は一旦ダイヤフラム式希釈ポンプ12内に
引き込まれ、その後バルブV1、V2を切り換えてダイヤ
フラム式希釈ポンプ12に陽圧をかけると、引き込まれ
た希釈液はバルブV2を経由してサンプリングバルブ1
0の方へ押し出される。
れた試料を一時蓄えておく容器である。この中には、た
とえば、約200倍に希釈された試料液が蓄えられる。
試料液押し出し用シリンジ19は、バルブV3を通って
引き込まれた試料液をジェットノズル7の方へ押し出す
ものである。モータ20は、試料液押出し用シリンジの
駆動用のモータである。
度の陽圧をシース液チャンバ6へかけるものである。バ
ルブV7が開放されると、この陽圧によって0.2ml
/sec程度のシース液がシース液チャンバ6からフロ
ーセル4へ流れ込む。陰圧印加部16は、−400mm
Hgの陰圧を廃液チャンバにかけるものであるが、バル
ブV3及びV5が開放されたときに、この陰圧によって、
バルブV3とバルブV5との間の経路に、試料液チャンバ
9に蓄えられていた試料液が導かれる。
試料液押出し用シリンジ19が押出されると、バルブV
3とバルブV5との間の経路に導かれた試料液がジェット
ノズルへと出射される。このとき、試料液の押出し流量
は、約0.4μl/sec程度である。
度の陽圧をダイヤフラム式希釈ポンプ12へかけるもの
であり、陰圧印加部18は、−400mmHgの陰圧を
前記ポンプ12へかけるものである。
を示しているが、これらのバルブは、解析部3のCPU
からの制御信号によりその開閉が制御される。後述する
ように、このバルブの開閉のタイミングを制御すること
によって、フローセルにおける試料粒子の計数及び誤計
測の要因となるバックグラウンドの計数が行われる。
る。希釈ポンプ吐出バルブV1は、ダイヤフラム式希釈
ポンプ12にかけられる陽圧及び陰圧の切り換えを行う
ものである。希釈ポンプ吐出バルブV2は、希釈液チャ
ンバ11からの経路と、ダイヤフラム式希釈ポンプ12
又はサンプリングバルブ10への経路と接続の切り換え
を行うものである。
る際の経路の開閉を行うものである。試料液チャンバ排
出バルブV4は、測定後、試料液チャンバ9に残った試
料液を廃液チャンバ8へ導くための経路の開閉を行うも
のである。
る際の経路の開閉およびジェットノズル7内に残った試
料液を廃液チャンバ8へ引き込む際の経路の開閉を行う
ものである。試料液測定ライン洗浄バルブV6は、シー
ス液チャンバ6と試料液押出しシリンジ19の間の経路
を開閉するものである。このバルブV6は、開放された
とき、試料液押出し用シリンジ19とバルブV5との間
の経路にシース液を流すことによってこの経路の洗浄を
するために用いられるものである。
ンバ6とフローセル4との間の経路を開閉するものであ
る。シース液流入バルブV8は、フローセル4の排出口
とシース液回収チャンバ5との経路を開閉するものであ
り、開放状態のとき、フローセル4の排出口から排出さ
れる試料液とシース液の混合液がシース液回収チャンバ
5に導かれる。
各工程について説明する。図2に、この発明の計数シー
ケンスの一実施例を示す。ここで、この実施例では、測
定対象である試料の計数を行った後に行う洗浄工程を含
む後工程のときに、バックグラウンドの計数を行うこと
を特徴とする。
程(AからI)に分けられる。横軸は各工程の時間(単
位秒)を示している。まず希釈工程Aは、ダイヤフラム
式希釈ポンプ12により、サンプリングバルブ10内に
取り出された試料を希釈液によって希釈して試料液チャ
ンバ9へ押出す工程である。この希釈工程Aにおいて、
ポンプ13による吸引によって、サンプリングバルブ1
0の中に一定量(10μl)の試料14が、取出されて
いる必要がある。
V1によって、希釈液チャンバ11とダイヤフラム式希
釈ポンプ12との間の経路と、陰圧印加部18とダイヤ
フラム式希釈ポンプ12との間の経路とが接続される。
これによって希釈液チャンバ11から、一定量(2m
l)の希釈液がダイヤフラム式希釈ポンプ12内に取り
出される。
陽圧印加部17とダイヤフラム式希釈ポンプ12との間
の経路と、ダイヤフラム式希釈ポンプ12とサンプリン
グバルブ10との間の経路とが接続される。これによっ
て、ダイヤフラム式希釈ポンプ12内の希釈液は、サン
プリングバルブ10の方へ押し出される。
予め取り出されていた試料14と希釈液とが混合され、
この混合液(すなわち試料液)は陽圧印加部17による
陽圧によって試料液チャンバ9に導かれる。なお、この
希釈工程Aでは、バルブV3、V4は閉じられている。ま
た希釈工程は、図2に示すように、3秒程度とすること
ができる。
た試料液を、バルブV3とバルブV5との間の経路(以
下、シース測定部という)へ吸引する工程である。この
工程Bでは、バルブV3、V5が開放で、バルブV4、
V6、V7、V8は閉状態である。この工程も約3秒あれ
ばよい。
定部に吸引された試料液とをフローセル4へ流入させて
シース流を形成すると共に、試料液チャンバ9の中に残
った試料液を廃液チャンバ8へ捨てる工程である。この
工程Cでは、バルブV3を閉じて、バルブV4を開くこと
によって試料液が廃液チャンバ8へ捨てられる。
れ、バルブV7及びV8が開かれる。バルブV7、V8が開
かれることによってシース液チャンバ6内に蓄えられて
いたシース液がフローセル4へ導かれ、フローセル4の
上方の排出口から出射される。
料液押出し用シリンジ19がモータ20によって駆動さ
れ、シース測定部にあった試料液がジェットノズル7の
中に導かれる。このとき、試料液押出し用シリンジ19
は12μl/sec程度の速度で駆動される。このシー
ス形成工程Cは、前工程と同様に約3秒でよい。
めにしばらく待つ工程である。たとえば約1秒間待てば
よい。この工程Dに入る際にバルブV4が閉じられる。
流の計数を行う工程である。すなわち、試料液押出し用
シリンジ19が0.4μl/sec程度の速さで押さ
れ、ジェットノズル7から試料液がフローセル4の中へ
流入される。フローセル4では、この試料液とシース液
とが混合され、シース液で包まれた細流となって排出口
へと導かれる。一方、この計数工程Eにおいて、レーザ
光が放射され、試料粒子によって散乱された散乱光が受
光部2で検出される。
数が行われる。計数は、たとえば7秒間行われ、終了時
には、試料液押出し用シリンジ19がその位置で停止さ
れる。この計数工程Eにおいて、計数された数値には、
実際の試料の計数値と共に、気泡などの計数してほしく
ないバックグラウンドによる計数値も含まれる。すなわ
ち、計測した試料の大きさと、バックグラウンドとなる
気泡等の大きさがほぼ同じ場合には、その大きさの計数
値には、かなりの誤差が含まれることになる。
った試料液を逆流させて廃液チャンバ8の中へ引き込む
工程であり、洗浄工程の一つである。ここでは、バルブ
V3を閉じ、バルブV7、V8を開いたまま、バルブV5を
開く。このとき、陰圧印加部16による陰圧によって、
ジェットノズル7の中の試料液がバルブV5を通って廃
液チャンバ8へ引き込まれる。この工程は、約1秒あれ
ばよい。
機工程Iは、試料計数が終了し、次の試料計数に入るた
めの準備工程であるが、これらの3つの工程期間中にバ
ックグラウンドの計数を行う。すなわち、新たにバック
グラウンド計数のための工程を別途設けるものではな
い。通常の試料計数に必要な準備工程期間中に誤計数の
要因となるバックグラウンドの計数を行うので、試料計
数のための全工程の効率を低下させることなく、バック
グラウンドの計数が可能となる。
このとき、シース液チャンバ6からシース液が、バルブ
V6、試料液押出し用シリンジ19、シース測定部、バ
ルブV5を経由して、廃液チャンバ8へ流れる。すなわ
ち、このプレ洗浄工程Gでは、試料液押出し用シリンジ
19とバルブV 5の間のシース測定部の洗浄が行われ
る。
びV8は開放されているので、シース液はバルブV7、フ
ローセル4、フローセル4の上部排出口、バルブV8を
経由して、シース液回収チャンバ5へと流れる。このフ
ローセル4の上部排出口へのシース液の流れに、レーザ
光を照射し、散乱光を測定することによって、気泡等の
バックグラウンドのみの計数が行われる。
19を初期位置まで引き戻すほかは、プレ洗浄工程Gと
同じ状態を保つ。すなわち、シース液によるシース測定
部の洗浄と、バックグラウンドの計測を行う。プレ洗浄
工程Gは約1秒、洗浄工程Hは約3秒程度あればよい。
終了した後、ジェットノズル7よりシース液がフローセ
ル4の方へ流出されることのないように待機する工程で
ある。この工程では、バルブV7、V8は開いたままであ
るが、バルブV5とV6とが閉じられる。このときバルブ
V3も閉じられている。したがって、ジェットノズル
7、バルブV5及びV3、試料液押出し用シリンジ19及
びバルブV6とで形成される。シース測定部の経路で
は、シース液の出入りはない。
V7、V8は開放されているので、シース液は、バルブV
7、フローセル4、バルブV8を経由してシース液回収チ
ャンバ5へと流される。したがって、この工程Iにおい
ても、バックグラウンドの計数は続行する。第2待機工
程Iは、バルブV7及びV8を閉じると終了し、同時に、
バックグラウンドの計数も終了する。この第2待機工程
Iは、たとえば1秒程度設ければよい。
いて、シース液のみがフローセル4内に流され、約5秒
間バックグラウンドの計数が行われる。
は、粒子の大きさごとに計数が行われ、いわゆる粒度分
布が作成され、RAM等のメモリに記憶される。図3
に、この発明の粒度分布のグラフの一実施例を示す。図
3(a)は、計数工程Eで測定された粒度分布であり、
計数対象粒子のなかに、いわゆるバックグラウンドも含
んだ分布である。図3(b)は、3つの工程G、H、I
で測定された粒度分布であり、バックグラウンドのみの
粒度分布を示している。
(a)のその粒子の計数値から、図3(b)のその粒子
の大きさに相当するバックグラウンドの計数値を減算す
れば、その大きさの粒子自体の計数値が求められる。図
3(c)は、このような減算によって求めた粒度分布で
あり、バックグラウンドを除去した計測粒子のみの粒度
分布を示している。
子測定においては、5μm程度の大きさの気泡やゴミや
チリなどの計数対象外粒子がバックグラウンドとして多
数計数されることが多い。したがって、実際の血液中の
細胞の計数において、5μm程度の大きさの粒子、たと
えば血小板の計数に、この発明の計数処理を用いること
は非常に有効である。
料計数(7秒間)とバックグラウンド計数(5秒間)の
時間が異なるが、両者の計数時間を統一するために、ど
ちらか一方の計数値を換算してから、減算を行えばよ
い。したがって、必ずしも両者の計数時間を一致させる
必要はない。
ンドの計数を試料計数後の洗浄工程時に行うのが、全工
程の時間を増加させることなく、最も効率的である。し
かし、粒子計測の仕様、シーケンスの順序等の関係で、
バックグラウンドの計測工程を独立に別途設けてもよい
ことは言うまでもない。
通常の範囲を大きく超えるような異常なバックグラウン
ドが計測された場合には、粒子計測処理を中断し、所定
の警告表示を行うことも可能である。
バックグラウンドのみの計数を行っているので、計数対
象粒子がバックグラウンドと同じ程度の大きさであって
も、正確な計数が可能である。また、通常の粒子計数処
理の中で通常の粒子計数工程に支障をきたさない期間に
バックグラウンドの計数を行うようにしているので、粒
子計数にかかる全時間を増加させることなく、測定対象
粒子の正確な計数が可能である。特に、洗浄工程時にバ
ックグラウンドの計数を行えば、最も効率的かつ正確な
粒子計数が可能である。
ある。
である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 フローサイトメータを用いて、測定対象
粒子を含む試料液をシース液で包んで形成した試料流を
光学的に測定して第1粒度分布を作成する第1の測定工
程と、前記フローサイトメータを用いて前記シース液の
みからなる試料流を形成し、その試料流を光学的に測定
して第2粒度分布を作成する第2の測定工程と、 第1粒度分布から第2粒度分布を減算することによっ
て、測定対象粒子の粒度分布を求める解析工程とからな
ることを特徴とする粒子計数方法。 - 【請求項2】 前記第2の測定工程が、前記第1の測定
工程における粒度分布の測定に支障を及ぼさない期間に
行われることを特徴とする請求項1記載の粒子計数方
法。 - 【請求項3】 前記第1の測定工程が、前記シース液を
フローセルに流すことによってフローセルを洗浄する洗
浄工程をさらに備え、 前記第2の測定工程を前記洗浄工程に並行して行うこと
を特徴とする請求項1記載の粒子計数方法。 - 【請求項4】 前記測定対象粒子が直径10μm以下の
微小粒子を含むことを特徴とする請求項1から3に記載
したいずれかの粒子計数方法。 - 【請求項5】 前記測定対象粒子が、血小板である請求
項1から3に記載したいずれかの粒子計数方法。
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|---|---|---|---|
| JP06509297A JP3681252B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 粒子計数方法および粒子計数装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260129A true JPH10260129A (ja) | 1998-09-29 |
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