JPS628038A - 粒子解析装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、フローサイトメータ等において、合軸状態を
容易に判定することを可能とした粒子解析装置に関する
ものである。

［従来の技術］ フローサイトメータ等に用いられる従来の粒子解析装置
では、フローセルの中央部の例えば２００　ｐｍＸ　２
００　ａｍの微小な断面を有する流通部内を、シース液
に包まれて通過する血球細胞などの検体に照射光を照射
し、その結果生ずる前方及び側方散乱光により、検体の
形状番大きさ・屈折率等の粒子的性質を得ることが可能
である。

また、蛍光剤により染色され得る検体に対しては、照射
光とほぼ直角方向の側方散乱光から検体の蛍光を検出す
ることにより、検体を解析するための重要な情報を求め
ることができる。

このような装置における照射光としては、一般にレーザ
光が使用されているが１通常のレーザ光源によるレーザ
光の強度分布はガウス分布を呈している。一方、検体粒
子はシース液に包まれて流通部の中央部を通過するよう
に工夫されているから、レーザ光の光軸と流通部の中央
部とが一致すれば、検体粒子には強度の最も強いレーザ
光が照射され、効率の良い測定が可能である。ところが
、レーザ光の光軸と流通部の中央部が相対的にずれたり
、検体粒子の流れが流通部の中央部からずれたりすると
、検体粒子に照射されるレーザ光の強さはガウス分布に
従って弱いものとなり、得られる散乱光も弱くなり、同
一粒子を測定しても同一の光検出信号が得られなくなる
ことがある。

従って、フローサイトメータ等において正確な測定を行
うためには、検体粒子の流れの軸と光軸とを正確に一致
させる必要がある。

そのために従来装置においては、測定前に標準サンプル
を流しながら、操作者が目視により手動で焦点及び光軸
調整を行っているので、十分に正確な焦点及び光軸調整
を行うことが難しい、また、測定中の照射ビームの形状
変化及び照射ビームと流通部との相対的なずれの発生等
を確認することが不可能であるため、測定途中に疑似信
号が混入したか否かを判別できず、データの信頼性につ
いて不安がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、照射光の強度分布の検出及び表示を行
うことにより、フローセルの中心軸と照射光の光軸との
軸調整を容易に行い得る粒子解析装置を提供することに
ある。

［発明の概要］ 上述の目的を達成するための本発明の要旨は、フローセ
ル内の流通部を流れる検体粒子に光ビームを照射する照
射光学系と、該光ビームが検体粒子によって散乱された
散乱光を測定する測光光学系と、前記流通部を通過した
照射光の強度分布を一次元光電変換素子により検出する
検出手段と、該検出手段の出力信号波形を表示する表示
手段とを具備することを特徴とする粒子解析装置である
。

［発明の実施例］ 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図は全体の構成図であり、フローセルｌの中央部の
紙面に垂直な流通部２内を、高速層流となったシース液
に包まれて流体力学的焦点合わせが行われた検体粒子が
通過し、この流れと直交する方向にレーザ光源３が配置
されている。このレーザ光ｓ３から出射されたレーザ光
りを流通部２に導光するために、光軸０１上に結像レン
ズ４が配置されている。また、検体粒子によって散乱さ
れたレーザ光りの前方散乱光側には、ビームスプリッタ
５．集光レンズ６、光電検出器７が順次に配列されてお
り、結像レンズ４を介して流通部２で照射されたレーザ
光りは検体粒子により散乱され、ビームスプリッタ５．
集光レンズ６を経て光電検出器７に至り、主に検体粒子
の大きさの情報が得られるようになっている。なお、通
常、集光レンズ６の近傍に図示しない遮光板が配されて
おり、検体粒子によって散乱されなかったレーザ光りの
直進成分を除去し、光電検出器７で得られる情報のＳ／
Ｎ比を向上させるようになっている。

更に、ビームスプリッタ５で分割された光束の光軸０２
上には集光レンズ８、アレイ状光電検出器９が配置され
、アレイ状光電検出器９には基準指標Ｍを表示したＣＲ
Ｔ等のモニタ１０が接続されている。そして、ビームス
プリッタ５により分割反射された光束は、集光レンズ８
により一次元光電変換素子であるアレイ状光電検出器９
上に結像される。

また、検体粒子の流れの中心軸とレーザ光りの光軸Ｏ１
とに、それぞれほぼ直交する方向の光軸ｏ３上には、側
方散乱光用対物集光レンズ１１及び図示しない絞り、波
長選別手段、光電検出器等の光学系が配置され、検体粒
子の９０°方向の散乱光及び蛍光が測定され、この９０
°散乱光により検体粒子の顆粒性が、蛍光により検体粒
子の生化学的性質が観測できるようになっている。

ところで、レーザ光は通常ではガウス分布による強度分
布を有しており、流通部２における結像ビームもガウス
強度分布を宥している。＃うて。

流通部２の中心軸と照射光の光軸０１とがほぼ一致して
いれば、アレイ状光電検出器９上の結像ビームの強度分
布も左右対称なガウス強度分布を呈し、アレイ状光電検
出器９の出力信号Ｉをモニタ１０により表示すると、左
右対称で滑らかなガウス強度分布波形Ｐを観察できるこ
とになる。

第２図は流通部２の中心軸と照射光の光軸０１とが一致
していない場合のアレイ状光ｔｍ出器９の出力分布波形
Ｐの説明図であり、例えばレーザ光りの光軸Ｏ１がレー
ザ光源３側から見て流通部２の右側にずれている場合に
は、レーザ光りはフローセル１の内壁２Ｒに当たり、レ
ーザ光りの強度分布に乱れが生じ、アレイ状光電検出器
９の出力信号工は右側に乱れを生じた非対称のガウス分
布となる。従って、この分布波形ＰをモニタｌＯにより
観察することにより、レーザ光りがフローセルｌの内壁
に当っているか否かを確認することができる。

第３図は実際に流通部２の中心軸と照射光の光軸Ｏ１と
その光軸合わせを行う際の手順の説明図である。先ず、
モニタｌＯ上に滑らかなガウス分布波形Ｐが得られるよ
うに、即ちレーザ光りがフローセルｌの内壁に当らない
ようにフローセルｌを移動させる０通常、レーザ光りの
流通部２における結像ビーム径は、測定中の外乱を防ぐ
ために流通部２の水平方向の長さよりも短く設定しであ
るので、このようにモニタｌＯ上に滑らかなガウス波形
が得られているだけでは、流通部２の中心とレーザ光り
の光軸０１とが正確に一致しているか否かは判別できな
い。

従って１次にフローセルｌをレーザ光源３から見て左側
のＡ方向に移動させてゆく、そして、流通部２の左側内
壁が破線で示したａの位置に達したときに、流通部２の
右側内壁２Ｒがレーザ光りのビーム径内に入ったとする
。すると、レーザ光りはフローセル１の内１２Ｒに当た
り、ガウス分布に乱れが生じ、モニタ１０上の表示波形
は右側に乱れの生じた非対称なガウス分布波形Ｐａとな
る。

このような位置ａを目盛っておき、今度は反対にフロー
セル１を右側のＢ方向に移動させ、ブローセル１の左側
内壁２Ｌがレーザ光りのビーム径内に入り、モニタ１０
上の表示波形が左側に乱れの生じた非対称のガウス分布
波形ｐｂとなった際のフローセルｌの左側内壁２Ｌの位
置すを目盛る。そして、この位置ａと位置すの中間の位
置Ｃに分布波形Ｐの中央部が位置するように、フローセ
ル１をＡ方向へ移動させると、モニタ１０上に得られる
分布波形はＰｃのような左右対称で滑らかなガウス強度
分布を呈する。このガウス分布波形Ｐｃはレーザ光りの
光軸Ｏ１と流通部２の中心とが完全に一致したことを示
している。

このように、流通部２に照射されたレーザ光りをアレイ
状光電検出器９に結像させ、その出力信号をモニタ１０
により観察することによって、容易にフローセル１と照
射光学系との光軸調整を行うことができる。光軸調整を
完了した後に、実際に流通部２内に検体粒子を通過させ
、レーザ光りを照射しビームスプリッタ５を透過した前
方散乱光を、集光レンズ６を介して光電検出器７で検出
するようにすれば正確な測定値を得ることができ　　　
□る。

このように、合軸状態でかつ流通部２を清浄な状態にし
て測定が開始され、しばらくは良好な測定値を得ること
ができるが、測定を続けているうちに流通部２の内部に
サンプル液による汚れが付着し、壁面が清浄な状態でな
くなる場合がある。

このような状態になると、レーザ光りのガウス強　　　
；変分布に乱れが生じ、同一の検体粒子を測定している
にも拘わらず、測定される散乱光強度に差が　　　　生
ずることになり、測定値の信頼性に欠ける虞れがある。

しかし本発明によれば、測定中にモニタ１０上の分布波
形Ｐを監視することによってこれを防止することができ
る。第４図はフローセル１の内面に汚れが付着した場合
のモニタ１０の分布波形Ｐの例を示したものであり、フ
ローセルｌの内面に汚れが付着するとモニタ１０上の分
布波形Ｐに乱れが生じ、滑らかなガウス分布ではなくな
る。

従って測定中にモニタ１０上の表示波形を監視すること
により、測定中のフローセル１内の様子を知ることが可
能であり、モニタ１０上の分布波形Ｐが正常な状態のと
きにのみ測定を行うようにすることによって信頼度の高
い測定値を得ることができる。

以上はレーザ照射光学系と７０−セル１の流通部２との
光軸調整について述べたが、第１図に示したようにモニ
タ１０上に指標Ｍを設けることにより、レーザ照射光学
系とＣＯＤ検出光学系との合軸状態の検出も可能である
。即ち、モニタ１０上に中心位置を示す指標Ｍを記入し
、この指標Ｍに対する分布波形Ｐの移動により１合軸状
態を判別することができ容易に光軸調整を行うことがで
きる。

また、モニタ１０上の分布波形を監視しながら、手動で
フローセル１を動かして合軸することもできるし、アレ
イ状光電検出器９の出力信号を信号処理してフローセル
ｌの内壁を検知することにより、モータ駆動機構等によ
りフローセルｌを移動させ、自動的に光軸調整を行うこ
とも可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明に係る粒子解析装置は、フロ
ーセルの流通部における照射光強度分布を検出するＣＯ
Ｄセンナ等の検出手段と、その検出手段の出力信号を表
示するモニタを設け、モニタ上の分布波形を監視するこ
とにより、容易にレーザ照射光学系とフローセルの流通
部との光軸調整を行うことができ、更に測定中のフロー
セル流通部の内面の汚れ等の外乱を監視することにより
、高精度な解析を可能としている。また、モニタ上に基
準指標を設ければ、レーザ照射光学系とＣＯＤ検出光学
系との光軸調整も容易に行うことができ、更に測定精度
を向上させることができる。また所望によっては、検出
手段の出力信号によって駆動する機構を設けることによ
って、全自動的に光軸調整を行うことも可能となり、更
に測定操作を容易にすることもできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る粒子解析装置の一実施例を示すもの
であり、第１図は全体の構成図、第２図は非合軸時の照
射光とブローセルの内壁との相対的位置関係とそのとき
の分布波形の説明図、第３図は合軸操作時の照射光とフ
ローセルの内壁との相対的位置関係及び分布波形の説明
図、第４図はフローセルの内面が汚れている時の分布波
形図である。 符号１はフローセル、２は流通部、３はレーザ光源、５
はビームスプリッタ、７は光電検出器、９はアレイ状光
電検出器、１０はモニタである。 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、フローセル内の流通部を流れる検体粒子に光ビーム
   を照射する照射光学系と、該光ビームが検体粒子によっ
   て散乱された散乱光を測定する測光光学系と、前記流通
   部を通過した照射光の強度分布を一次元光電変換素子に
   より検出する検出手段と、該検出手段の出力信号波形を
   表示する表示手段とを具備することを特徴とする粒子解
   析装置。 ２、前記光ビームをレーザビームとし、前記流通部のエ
   ッジ部での散乱による前記レーザビームのガウス強度分
   布の乱れを前記検出手段で検出し、前記表示手段に表示
   することにより前記照射光学系と前記流通部との光軸調
   整を行うようにした特許請求の範囲第１項に記載の粒子
   解析装置。 ３、前記表示手段に基準位置を示す指標を設け、前記照
   射光学系と前記検出手段との光軸調整を行うようにした
   特許請求の範囲第１項に記載の粒子解析装置。 ４、前記表示手段の出力信号波形を、測定中に監視する
   ことにより前記流通部内の様子を検知可能とした特許請
   求の範囲第１項に記載の粒子解析装置。