JPH11183382A - 蛍光粒子撮像装置 - Google Patents

蛍光粒子撮像装置

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JPH11183382A
JPH11183382A JP9356415A JP35641597A JPH11183382A JP H11183382 A JPH11183382 A JP H11183382A JP 9356415 A JP9356415 A JP 9356415A JP 35641597 A JP35641597 A JP 35641597A JP H11183382 A JPH11183382 A JP H11183382A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックグラウンド光の影響を低減させ、蛍光
粒子を良好に撮像できる蛍光粒子撮像装置を提供する。 【解決手段】 蛍光色素で染色した蛍光粒子を底部に集
積させて収容する撮像用容器3が設けられる。その撮像
用容器の底部近傍のみがレーザビームにより照明され、
CCDカメラ9により下方から撮像される。レーザビー
ムは、蛍光粒子の集積している容器底部だけを照明して
いるので、蛍光色素が容器内の溶液中にあってもこれが
バックグラウンドとして有害光となるのを防止でき、撮
像された画像のコントラストを向上させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光粒子撮像装
置、更に詳細には、蛍光色素により染色された白血球な
どの蛍光粒子を撮像する蛍光粒子撮像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、医療の分野で血液から血小板及び
赤血球を抽出した血小板製剤および赤血球製剤が製造さ
れている。この血小板製剤および赤血球製剤はいずれも
輸血に供されるものであり、その中に混入している白血
球は好ましいものではない。そのために上記製剤におい
て白血球の混入状況を知ることが重要になる。従来は、
ナジェットチャンバーにサンプル血小板製剤を入れ、蛍
光色素によって染色したのち励起光を照射し顕微鏡にて
白血球の数をかぞえている。具体的には、200mリッ
トルまたは400mリットルの血小板製剤バッグから、
サンプルとして50μリットルをとり、この中の白血球
数をかぞえることで全バッグ中の白血球数に換算してい
る。この作業は慣れた人が時間をかけて行わなければな
らず、非常に非能率的で疲れるものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、人手に頼るの
ではなく、蛍光色素により染色され所定波長の励起光で
照射された白血球の像をCCDカメラ等で撮像し、この
像を解析して白血球の数を計数する計数装置が提案され
ている。しかし、染色された白血球が入っている溶液中
にも蛍光色素は存在しており蛍光を発する。そのため染
色された白血球だけでなく蛍光色素自体も励起光で励起
されるので、本来観察ないし撮像したい白血球のコント
ラストが非常に悪くなり、場合によっては見たいものが
バックグラウンドに埋もれてしまい撮像不能となって、
白血球の計数自体が不可能になる、という問題があっ
た。
【0004】従って、本発明は、バックグラウンド光の
影響を低減させ、蛍光粒子を良好に撮像できる蛍光粒子
撮像装置を提供することをその課題としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、この課題を解
決するために、蛍光色素で染色した蛍光粒子を撮像する
撮像装置において、蛍光粒子を底部に集積させて収容す
る撮像用容器と、蛍光粒子を励起させる励起光を発生す
る手段と、励起光で撮像用容器の底部近傍のみを照明す
る照明手段と、撮像用容器の底部を下方から撮像する撮
像手段とを有する構成を採用している。
【0006】このような構成では、標的物体となる蛍光
粒子が撮像用容器の底部に集積して収納されており、こ
の容器底部のみが励起光で照射されるので、バックグラ
ウンド光を減少させることができ、撮像された画像のコ
ントラストを向上させることができる。
【0007】容器底部のみを照射する方法としては、撮
像用容器の上部に励起光が当たらないように遮蔽する遮
蔽物を配置する、あるいはスリット状の開口遮蔽物のよ
うな同様の効果のある遮蔽物を別途配置することが考え
られる。
【0008】この場合、細いレーザビームを励起光とし
て用いビーム形状をシリンドリカルレンズなどによって
横方向に拡大し扁平にして底部のみを照射することによ
りより効果的に蛍光粒子を照明することができる。同様
な効果は、励起光を底部に沿って走査することによって
も、あるいは出射端が直線的に配置されたファイバー束
を用いて照明することによっても得られる。
【0009】このようにバックグラウンド光の光量を大
幅に減少してコントラストの高い蛍光粒子を撮像できる
ので、蛍光粒子の計数がより確実に行えるようになる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施の形態に基
づき本発明を詳細に説明する。
【0011】図1、図2には、本発明の1実施形態が図
示されており、符号1で示すものは、レーザ光源で、例
えば緑色の波長のレーザビームを発生するYAGレーザ
が用いられる。このレーザ光源1からのレーザビーム
は、拡散機能を有する部材、例えばスリガラス等で形成
される拡散板2に入射して拡散され、上部がカバー4で
覆われた撮像用容器3の底部3’を照射する。この撮像
用容器3の底部には蛍光粒子が集積しており、蛍光粒子
がレーザビームで照射され蛍光を発するようになる。レ
ーザビームで照射された蛍光粒子の像は、カバーガラス
5、対物レンズ6を経てミラー7で反射され、バリアフ
ィルタ8で所定帯域の帯域光が通過され、CCDカメラ
9で撮像される。
【0012】CCDカメラ9で撮像された蛍光粒子の像
は、図2に示すように、信号線10を介してコンピュー
タ12のビデオキャプチャ11でコンピュータに取り込
まれ、画像処理回路13で画像処理されて、蛍光粒子が
認識される。この認識は、蛍光粒子のところでは輝度が
変化するので、例えば、信号値を微分することにより蛍
光粒子の座標位置を検出して行なうことができる。認識
された蛍光粒子は、モニタ14に表示される。図2に
は、容器の底部の像15並びにその中の複数の蛍光粒子
15aがモニタ14に表示されている状態が図示されて
いる。また、この蛍光粒子15aの数が計数され、その
計数値がモニタ14の下方部16にも表示される。
【0013】撮像用容器3は、透明なポリスチレン樹
脂、ガラス、アクリル樹脂、特に好ましくは、ポリスチ
レン樹脂で一体成型される。この撮像用容器3には、サ
ンプルの血小板製剤(例えば100μリットル)が入れ
られ、血小板および白血球の細胞質を分解する薬液(ト
ライトンX)が入れられ、さらに白血球の細胞核を染色
する蛍光色素(プロピディウムイオダイド)が入れら
れ、次に、遠心分離機(不図示)によって白血球の核が
容器3の底部に沈められる。所定のGをかけるとすべて
の白血球核は撮像用容器3の底部3’に集積するように
なる。
【0014】このように蛍光色素で染色した白血球を底
部3’に集積させて収容した撮像用容器3はカバー4で
カバーされて撮像装置に設置される。撮像時には、レー
ザ光源1が点灯され、レーザ光源1からのレーザビーム
は、拡散板2で拡散されて、撮像用容器3の底部3’を
照射する。この撮像用容器3の底部には蛍光色素で染色
された白血球が集積しており、染色された白血球の核
は、入射したレーザビームで励起されると、600nm
付近の蛍光を発する。これを容器下部からカバーガラス
5、対物レンズ6、ミラー7、バリアフィルタ8を介し
てCCDカメラ9で撮像する。なお、バリアフィルタ8
で蛍光波長の帯域光を透過させるので、ここでも有害波
長光をカットすることができる。
【0015】レーザビームは、蛍光粒子の集積している
容器底部だけを照明し、その底部に集積している白血球
を効果的に照明しているので、蛍光色素がなお容器3内
の溶液中に浮遊していても、これがバックグラウンドと
して有害光となるのを防止でき、撮像された画像のコン
トラストを向上させることができる。
【0016】CCDカメラ9で撮像された蛍光粒子の像
は、図2に示すように、信号線10を介してコンピュー
タ12のビデオキャプチャ11でコンピュータに取り込
まれ、画像処理回路13で画像処理されて、白血球15
aの数が計数される。
【0017】上記のような構成で、レーザビームは撮像
用容器の底部近傍のみを照射するので、上部がレーザビ
ームで照明されることはないが、図3に示すように、レ
ーザビームを遮蔽する遮蔽部材20を設け、この遮蔽部
材で照明しようとする底部以外を遮蔽すると、容器底部
のみをさらに効果的に照明することができる。
【0018】また、このような遮蔽部材を設ける代り
に、中央にスリット状の開口部21aを有する遮蔽マス
ク21を配置し、開口部21aにレーザ光源1からのレ
ーザビームを通過させ、撮像用容器の底部3’のみを照
明するようにしてもよい。
【0019】また、撮像用容器の底部を点状ではなく、
線状に照明すると、より広範に底部を照明できるので、
図5に示したように、レーザビーム30をシリンドリカ
ルレンズ系31、32を介して板状の偏平なビーム33
にし、この板状のビームにより撮像用容器の底部3’を
照明するようにしてもよい。
【0020】あるいは、図6に示すように、走査ミラー
40でレーザビーム30を振ることによりレンズ41を
介してレーザビームを偏向し、この走査ビームにより撮
像用容器の底部近傍を走査させることもできる。
【0021】更に図7に図示したように、レーザビーム
の入射端50が円形に、また出射端51が直線的に配置
されたファイバー束を用い、この出射端51を撮像用容
器の底部近傍に近接して配置し、該底部を照明するよう
にすることもできる。
【0022】いずれの実施形態でも、撮像用容器の底部
あるいはその近傍のみが帯状に照明されるので、蛍光粒
子の像を良好に撮像することが可能になる。また、この
とき拡散板2によりレーザビームを拡散しておくと、撮
像用容器底部を均一に照明できるようになる。
【0023】図8には、撮像用容器3の好ましい実施形
態が図示されている。この撮像用容器は、同様に好まし
くは、ポリスチレン樹脂で一体成型され、上部3aが円
環状のつばとなっており、その一部に位置決め用の切り
欠け部3fを有している。撮像用容器3は、円環状の上
部3aから垂直に下方に延びる円筒部3bが続き傾斜部
3cを経て小径の円筒部3dとなり、その下方部にほぼ
矩形ないし長方形のブロック部3eが形成されている。
このブロック部3eの一辺が矢印で示したレーザより照
明されるように構成されている。測定に際して、切り欠
け部3fを位置決めして取り付けると、ブロック部3e
の平坦な一面がレーザビームの照射方向と直交し、レー
ザビームの入射面となる。これにより撮像用容器の底部
3gのみがレーザビームで照明されるようになる。
【0024】また、撮像用容器のブロック部3eの水平
断面形状を図9に示すように円形にし、その底部の励起
光照射側に負のシリンドリカルレンズ60を配置して底
部を照明するようにしてもよい。
【0025】更に、図10に図示したように、撮像用容
器3の底部以外を遮蔽部材70で被覆するようにする
と、図3に示したように撮像装置側に遮蔽部材20を設
置するのを省略することができる。この遮蔽機能は、遮
蔽膜を容器に塗布したりあるいは遮蔽色で塗色すること
によっても実現できる。
【0026】なお、上記例では、蛍光粒子として白血球
として説明したが、他の蛍光粒子であっても本発明が適
用できることは勿論である。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、標的
物体となる蛍光粒子が撮像用容器の底部に集積して収納
され、この容器底部のみが励起光で照射され、下方部か
ら底部が撮像されるので、底部に集積した蛍光粒子をバ
ックグラウンド光を減少して高コントラストで撮像する
ことができ、蛍光粒子の画像解析並びにその計数精度を
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】蛍光粒子撮像装置の概略構成を示す構成図であ
る。
【図2】撮像された蛍光粒子の像を解析並びに表示する
装置を示した正面図である。
【図3】撮像用容器の上部を遮蔽する構成を示した構成
図である。
【図4】撮像用容器の上部を遮蔽する他の構成を示した
構成図である。
【図5】帯状の励起光を形成する光学系を示した構成図
である。
【図6】帯状の励起光を形成する他の光学系を示した構
成図である。
【図7】帯状の励起光を形成する光学素子を示した構成
図である。
【図8】(A)は撮像用容器の外観を示す斜視図、
(B)はその断面図、(C)はその底面図である。
【図9】撮像用容器の他の構成を示した断面図である。
【図10】撮像用容器の更に他の構成を示した断面図で
ある。
【符号の説明】
1 レーザ光源 2 拡散板 3 撮像用容器 8 バリアフィルタ 9 CCDカメラ 20 遮蔽部材 21 遮蔽マスク 31、32 シリンドリカルレンズ 40 走査ミラー 50、51 ファイバー束 70 遮蔽部材

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蛍光色素で染色した蛍光粒子を撮像する
    撮像装置において、 蛍光粒子を底部に集積させて収容する撮像用容器と、 蛍光粒子を励起させる励起光を発生する手段と、 励起光で撮像用容器の底部近傍のみを照明する照明手段
    と、 撮像用容器の底部を下方から撮像する撮像手段と、 を有することを特徴とする蛍光粒子撮像装置。
  2. 【請求項2】 撮像用容器の底部以外を遮蔽物で覆うこ
    とを特徴とする請求項1に記載の蛍光粒子撮像装置。
  3. 【請求項3】 中央にスリット状の開口部が形成された
    マスクを配置し、前記開口部を通過する励起光により撮
    像用容器の底部近傍のみを照明するようにしたことを特
    徴とする請求項1に記載の蛍光粒子撮像装置。
  4. 【請求項4】 前記照明手段はシリンドリカルレンズを
    有し、そのシリンドリカルレンズにより励起光が板状に
    されて撮像用容器の底部近傍のみが照明されることを特
    徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の蛍
    光粒子撮像装置。
  5. 【請求項5】 前記照明手段は走査手段を有し、その走
    査手段により励起光が撮像用容器の底部近傍に沿って走
    査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項に記載の蛍光粒子撮像装置。
  6. 【請求項6】 前記照明手段は、出射端が直線的に配置
    されたファイバー束を有し、このファイバー束により撮
    像用容器の底部近傍のみが照明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項に記載の蛍光粒子撮
    像装置。
  7. 【請求項7】 前記照明手段は、撮像用容器の底部近傍
    を均一に照明する光学素子を有することを特徴とする請
    求項1から6までのいずれか1項に記載の蛍光粒子撮像
    装置。
  8. 【請求項8】 前記光学素子が拡散板であることを特徴
    とする請求項7に記載の蛍光粒子撮像装置。
  9. 【請求項9】 前記励起光がレーザビームであることを
    特徴とする請求項1から8までのいずれか1項に記載の
    蛍光粒子撮像装置。
  10. 【請求項10】 前記撮像用容器の底部の外形側面の一
    部に励起光入射面が形成されることを特徴とする請求項
    1から9までのいずれか1項に記載の蛍光粒子撮像装
    置。
  11. 【請求項11】 前記底部の水平断面形状が矩形ないし
    長方形であり、その一辺により励起光入射面が形成され
    ることを特徴とする請求項10に記載の蛍光粒子撮像装
    置。
  12. 【請求項12】 前記底部の水平断面形状が円形であ
    り、該底部の励起光照射側に負のシリンドリカルレンズ
    が配置されることを特徴とする請求項10に記載の蛍光
    粒子撮像装置。
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