JP6708983B2 - 微小粒子測定装置、情報処理装置及び情報処理方法 - Google Patents
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Description
前記検出部は、複数のPMTからなるものであってもよい。この場合、前記複数のPMT間で出力差を有するものとすることができる。
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積とすることができ、特に、出力パルスの高さとすることができる。
前記情報処理部は、前記加電圧係数を基にして、前記制御信号を補正してもよい。この場合、補正された前記制御信号が入力された前記検出部により、対象の微小粒子を測定するものとすることができる。
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積とすることができ、特に、出力パルスの高さとすることができる。
前記情報処理部は、前記加電圧係数を基にして、前記制御信号を補正するものであってもよい。
本技術に係る情報処理装置は、前記加電圧係数を記憶する記憶部、を更に備えていてもよい。
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積とすることができ、特に、出力パルスの高さとすることができる。
前記情報処理工程では、前記加電圧係数を基にして、前記制御信号を補正してもよい。
1.微小粒子測定装置1
(1)検出部11
(2)情報処理部12
[装置間のPMTに対する感度標準化方法]
[精度向上の手段]
[複数のPMTに対する感度標準化方法]
(3)光照射部13
(4)分取部14
(5)記憶部15
(6)流路P
(7)表示部16
(8)ユーザーインターフェース17
2.情報処理装置10
(1)情報処理部12
(2)記憶部15
(3)その他
3.情報処理方法
図1は、本技術に係る微小粒子測定装置1の第1実施形態を模式的に示す模式概念図であり、図2は、本技術に係る微小粒子測定装置1の第2実施形態を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る微小粒子測定装置1は、微小粒子の特性を光学的に測定する装置であって、検出部11と、情報処理部12と、を少なくとも有する。また、必要に応じて、光照射部13、分取部14、記憶部15、流路P、表示部16、及びユーザーインターフェース17等を備えていてもよい。以下、各部について詳細に説明する。
検出部11では、所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する。また、微小粒子からの光の検出も行うことができる。本技術に用いることができる検出部11は、蛍光基準粒子からの光の検出ができれば、その種類は特に限定されず、公知の光検出器を自由に選択して採用することができる。例えば、蛍光測定器、散乱光測定器、透過光測定器、反射光測定器、回折光測定器、紫外分光測定器、赤外分光測定器、ラマン分光測定器、FRET測定器、FISH測定器、その他各種スペクトラム測定器、複数の光検出器をアレイ状に並べた、所謂マルチチャンネル光検出器などを1種又は2種以上自由に組み合わせて採用することができる。
情報処理部12では、情報処理、並びに、検出部11や後述する光照射部13、分取部14、記憶部15、表示部16、及びユーザーインターフェース17等の制御が行われる。情報処理としては、検出部11により検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の検出部11の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と検出部11の制御信号との関係を特定する。本技術では、前記特徴量は、検出部11の制御信号に依存する値である。
また、本技術では、これらの値の中央値又は平均値を用いることができるが、Height Median(出力パルスの高さの中央値)、Area Median(出力パルスの面積の中央値)等の中央値を用いることが好ましい。
※「感度標準化のための加電圧係数・HV値の関係特定」
(a)PMTをHV初期値に調整し蛍光基準粒子の測定を行い、得られたForward Scatter/Side Scatter(以下、「FSC/SSC」)の2次元プロット図において、図3に示すように、Singlet(粒子が1個のみ通流した場合のデータ)を示す部分をゲーティングする。
(b)ゲーティングした細部集団において、PMTの出力パルスの高さ(Height)から中央値(Median)(以下、「Height Median」)を算出する。
(c)Height Medianが所定の数値範囲(例えば、Height Median=60,000の±10%の調整範囲)になるまでHVを調整し、対応するHVを特定する。
具体的には、例えば、4点の数値範囲(Height Median=600, 6000, 60000, 600000の±10%の調整範囲)で、HVを取得する。
具体的には、例えば、Height Medianが10,000(Log Height Medianが4)の時、Stを3と定義する。更に、Height Medianが10倍増加すると、Stが1.0増えるように設定する。Stをx、Log HVをyとすると、図4に示すように、PMT_1では、a=0.0898、b=4.1556となり、図5に示すように、PMT_1より低感度であるPMT_2では、a=0.0929、b=4.2911となる。
次に、a1(例えば、前回の測定時に特定された所定の値)を使用し、下記数式(1)に基づき、Heightの調整目標値(以下、「Target」)2のHV2初期値を求め、そこからHVの調整を開始する。そして、HV2とHeight Median2を取得する。
測定時は、加電圧係数Stを基に、記録されたStとHVとの対応関係を用いて、対応するHV値を設定する。具体的には、例えば、ユーザーが設定したSt値に基づき、記録された一次関数に照らしてHVを決定することができる。これにより、以下の通り、PMT_1、PMT_2で感度が異なる場合でも、同様の実験結果が得られるようにHVを設定することができる。
先の内容では、加電圧係数とLog HVの関係に対して一次関数による近似を適用したが、更なる精度の向上は、近似関数の次数を上げることにより達成することができる。実際、HVの設定範囲やPMT自身の特性により、加電圧係数とLog HVは直線特性より僅かに逸脱している場合がある。この時、一次関数適用時では誤差があるが、三次関数適用時には精度が向上する。具体的には、例えば、図6に示すように、一次関数を適用した場合においては、左から二点目が直線性から逸脱しており、特に二点目付近での精度が下がっている。一方で、図7に示すように、三次関数を適用した場合においては、四点は近似曲線上にあり、精度が向上していることが分かる。
※「感度標準化のための加電圧係数・HV値の関係特定」
1台のフローサイトメーターに複数のPMTが備えられている場合、感度の比率を固定値で設定し、装置内の各PMTを標準化して、一つのHVで複数のPMTのHVを制御することも可能である。
(b)前述した[装置間のPMTに対する感度標準化方法]における(a)〜(d)を参考に、各PMTで4点、Height MedianとHVのデータを取得する。
測定時は、加電圧係数Stを基に、記録されたStとHVとの対応関係を用いて、対応するHV値を設定する。具体的には、例えば、ユーザーが設定したSt値に基づき、記録された一次関数に照らしてHVを決定することができる。これにより、装置内の各PMTで感度が異なる場合でも、一つのHVで複数のPMTのHVを制御することができる。
本技術に係る微小粒子測定装置1は、蛍光基準粒子や微小粒子への光の照射を行う光照射部13を更に備えることができる。光照射部13から照射される光の種類は特に限定されないが、粒子から蛍光や散乱光を確実に発生させるためには、光方向、波長、光強度が一定の光が好ましい。具体的には、例えば、レーザー、LED等を挙げることができる。レーザーを用いる場合、その種類も特に限定されないが、アルゴンイオン(Ar)レーザー、ヘリウム−ネオン(He-Ne)レーザー、ダイ(dye)レーザー、クリプトン(Cr)レーザー、半導体レーザー、又は半導体レーザーと波長変換光学素子を組み合わせた固体レーザー等を1種又は2種以上自由に組み合わせて用いることができる。
本技術に係る微小粒子測定装置1は、微小粒子の分取を行う分取部14を更に備えることができる。例えば、分取部14では、検出部11により検出された値を情報処理部12で補正して生成されたスペクトルデータに基づいて、微小粒子の分取が行われる。分取部14では、該スペクトルデータから解析された微小粒子の大きさ、形態、内部構造等の解析結果に基づいて、流路Pの下流において、微小粒子の分取を行うことができる。
本技術に係る微小粒子測定装置1では、HVと加電圧係数との関係(例えば、一次関数、対応表等)を記憶する記憶部15を更に備えることができる。記憶部15には、HVと加電圧係数との関係以外にも、検出部11で検出された値、情報処理部12にて生成されたスペクトルデータ、各チャンネルの基準スペクトル、前回の測定で特定されたHVと加電圧係数との関係等の、測定に関わるあらゆる事項を記憶することも可能である。
本技術に係る微小粒子測定装置1では、流路Pを更に備えることができる。本技術に係る微小粒子測定装置1では、フローセル(流路P)中で一列に整列させた微小粒子から得られる光学的情報を検出することにより、微小粒子の解析や分取を行うことができる。
本技術に係る微小粒子測定装置1では、表示部16を更に備えることができる。表示部16では、検出部11で検出された値、情報処理部12にて生成されたスペクトルデータ、算出された加電圧係数、各チャンネルの基準スペクトル等の、測定に関わるあらゆる事項を表示することができる。
本技術に係る微小粒子測定装置1では、ユーザーが操作するための部位であるユーザーインターフェース17を更に備えることができる。ユーザーは、ユーザーインターフェース17を通じて、情報処理部12にアクセスし、本技術に係る微小粒子測定装置1の各部を制御することができる。
図8は、本技術に係る情報処理装置10の第1実施形態を用いることが可能なフローサイトメーターの一例を模式的に示す模式概念図であり、図9は、本技術に係る情報処理装置10の第2実施形態を用いることが可能なフローサイトメーターの一例を模式的に示す模式概念図である。本技術に係る情報処理装置10は、情報処理部12を少なくとも有する。また、必要に応じて、記憶部15、表示部16、及びユーザーインターフェース17等を備えていてもよい。以下、各部について、詳細に説明する。なお、表示部16、及びユーザーインターフェース17は、前述した微小粒子測定装置1の表示部16、及びユーザーインターフェース17の詳細と同一であるため、ここでは説明を割愛する。
情報処理部12では、情報処理、並びに、記憶部15、表示部16、及びユーザーインターフェース17等の制御が行われる。情報処理としては、所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部、で検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を特定する。本技術では、前記特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である。
本技術では、図8及び9に示すように、情報処理装置10内に加電圧係数を記憶する記憶部15を更に備えることができる。なお、記憶部15は、前述した微小粒子測定装置1の記憶部15の詳細と同一であるため、ここでは説明を割愛する。
本技術に係る情報処理装置10は、図8及び9に示すように、表示部16、及びユーザーインターフェース17を備えていてもよい。また、図9に示すように、情報処理装置10と、フローサイトメーターの各部(検出部11、光照射部13、分取部14等)とをネットワークを介して接続することも可能である。更に、図示しないが、情報処理装置10の外部に、記憶部15、表示部16、及びユーザーインターフェース17を備え、これらを、それぞれ、ネットワークを介して接続することも可能である。
本技術に係る情報処理方法は、情報処理工程を少なくとも行う方法である。情報処理工程で行う具体的な情報処理方法は、前述した情報処理装置10の情報処理部12で行われる情報処理方法と同一である。以下、本技術に係る情報処理方法を用いた微小粒子測定の流れの一例について、図10及び11を参照しながら説明する。なお、図10及び11に示すフローチャートの各ステップの処理は、例えば、前述した検出部11、或いは情報処理部12等によって行われる。
(1)
所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部と、
前記検出部により検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を特定する情報処理部と、
を備え、
前記出力パルスの特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である、微小粒子測定装置。
(2)
前記検出部は、複数のPMTからなる、(1)に記載の微小粒子測定装置。
(3)
前記複数のPMT間で出力差を有する、(2)に記載の微小粒子測定装置。
(4)
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積である、(1)〜(3)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
(5)
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さである、(1)〜(4)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
(6)
前記情報処理部は、前記加電圧係数を基にして、前記制御信号を補正する、(1)〜(5)のいずれかに記載の微小粒子測定装置。
(7)
補正された前記制御信号が入力された前記検出部により、対象の微小粒子を測定する、(6)に記載の微小粒子測定装置。
(8)
所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部、で検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を特定する情報処理部、
を備え、
前記出力パルスの特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である、情報処理装置。
(9)
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積である、(8)に記載の情報処理装置。
(10)
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さである、(8)又は(9)に記載の情報処理装置。
(11)
前記情報処理部は、前記加電圧係数を基にして、前記制御信号を補正する、(8)〜(10)のいずれかに記載の情報処理装置。
(12)
前記加電圧係数を記憶する記憶部、を更に備える、(8)〜(11)のいずれかに記載の情報処理装置。
(13)
所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部、で検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を特定する情報処理工程、
を行い、
前記出力パルスの特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である、情報処理方法。
(14)
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積である、(13)に記載の情報処理方法。
(15)
前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さである、(13)又は(14)に記載の情報処理方法。
(16)
前記情報処理工程では、前記加電圧係数を基にして、前記制御信号を補正する、(13)〜(15)のいずれかに記載の情報処理方法。
(17)
N個のHeight Medianの算出値とHV値とを記録し(ステップS8)、その記録されたN個の値群から三次関数y=ax^3+bx^2+cx+dを算出し、PMTのHV値を設定する(ステップS12)。
11 検出部
12 情報処理部
13 光照射部
14 分取部
15 記憶部
P 流路
T 基板
16 表示部
17 ユーザーインターフェース
10 情報処理装置
Claims (15)
- 所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部と、
前記検出部により検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を記憶する記憶部と、
設定された所定の加電圧係数に対して、前記所定の出力パルスの特徴量に対する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係に基づき制御信号を特定し、前記特定された制御信号で前記検出部を制御する情報処理部と、
を備え、
前記出力パルスの特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である、微小粒子測定装置。 - 前記検出部は、複数のPMTからなる、請求項1に記載の微小粒子測定装置。
- 前記複数のPMT間で出力差を有する、請求項2に記載の微小粒子測定装置。
- 前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積である、請求項1に記載の微小粒子測定装置。
- 前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さである、請求項1に記載の微小粒子測定装置。
- 前記検出部により検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を特定する情報処理部、を更に備える、請求項1に記載の微小粒子測定装置。
- 前記記憶部は、前記複数のPMTそれぞれに対して前記所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を記憶し、
前記情報処理部は、前記設定された所定の加電圧係数に対して、前記所定の出力パルスの特徴量に対する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係に基づき前記複数のPMTそれぞれに対する制御信号を特定し、前記特定された制御信号で前記複数のPMTそれぞれを制御する、請求項2又は3に記載の微小粒子測定装置。 - 前記所定の加電圧係数は、ユーザーによって設定される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の微小粒子測定装置。
- 前記記憶部は、前記所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を三次関数として記憶する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の微小粒子装置。
- 所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部、で検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を記憶する記憶部と、
設定された所定の加電圧係数に対して、前記所定の出力パルスの特徴量に対する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係に基づき制御信号を特定し、前記特定された制御信号で前記検出部を制御する情報処理部と、
を備え、
前記出力パルスの特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である、情報処理装置。 - 前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積である、請求項10に記載の情報処理装置。
- 前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さである、請求項10に記載の情報処理装置。
- 所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの光を検出する検出部、で検出された出力パルスの特徴量と前記出力パルスの特徴量が検出された際の前記検出部の制御信号とを基にして、所定の出力パルスの特徴量に対応する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係を記憶する記憶工程と、
設定された所定の加電圧係数に対して、前記所定の出力パルスの特徴量に対する加電圧係数と前記検出部の制御信号との関係に基づき制御信号を特定し、前記特定された制御信号で前記検出部を制御する情報処理工程と、
を行い、
前記出力パルスの特徴量は、前記検出部の制御信号に依存する値である、情報処理方法。 - 前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さ、又は出力パルスの面積である、請求項13に記載の情報処理方法。
- 前記出力パルスの特徴量は、出力パルスの高さである、請求項13に記載の情報処理方法。
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