JPH04152245A - 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、微小な粒子が浮遊する浮遊液中の個々の被検
粒子を、その画像を基に解析する粒子解析装置に関する
ものである。

し従来の技術］ 従来の粒子解析装置は、第３図に示すように、ステージ
１上に載置されたシャーレ２内に生細胞等の被検粒子Ｓ
の浮遊液りを入れ、被検粒子像をレンズ３を介してＣＯ
Ｄ等の二次元撮像素子４上に結像して、その被検粒子像
を用いて被検粒子の解析を行っている。この場合には、
先ずステージ１を装置光軸に垂直なＸ、Ｙ軸上で移動し
て１個の被検粒子を把えた後に、ステージｌを光軸のＺ
軸方向に移動して合焦する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例においては、個々の被検粒
子に合焦する操作が煩わしく、ステージ１を三次元的に
移動するための駆動機構が複雑で、大型化する。また、
自動的に順次に被検粒子の画像を得るためには、粒子探
索手段、自動合焦手段も必要となる。

本発明の目的は、簡素な構成であって、被検粒子の画像
によって解析を容易に行うことができる粒子解析装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上述の目的を達成するために、本発明に係る粒子解析装
置においては、被検粒子を含む粒子浮遊液を収容するた
めの収容部と、該収容部から微量の粒子浮遊液を被検部
上に吐出する吐出手段と、前記被検部上にレーザー光束
を集光する集光手段と、前記被検部の画像を撮像する撮
像手段とを有することを特徴とするものである。

［作用］ 上述の構成を有する粒子解析装置は、レーザー光束が集
光された被検部上に収容部から微量の粒子浮遊液を吐出
し、光トラツプ現象によって被検部上の一定場所に光ト
ラップされた被検粒子の画像を撮像してその解析を行う
。

［実施例Ｊ 本発明を第１図、第２図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示し、例えば８３０ｎｍの
レーザー光束を出射する半導体レーザー光源５の光軸０
１上には、濃度フィルタ６、ビームエキスパンダ７、ビ
ームスプリッタ８．８００ｎｍ以下の可視光束のみを透
過するダイクロイックミラー９が配置され、ダイクロイ
ックミラー９の反射方向の光軸０２上には、高い開口数
ＮＡ＝　１　。

２５を有する液浸型の対物レンズ１０、透明板１１、レ
ンズ１２、可視光束を出射する解明用光源１３が順次に
配置され、対物レンズ１０と透明板１１との間には液浸
オイル１４が注入されている。一方、ビームスプリッタ
８の反射方向には集光レンズ１５、光検出器１６が配置
され、ダイクロイックミラー９の背後の光軸０２上には
濃度フィルタ１７、集光レンズ１８、ＣＣＤ等の二次元
撮像素子１９が配置されている。楢像素子１９の出力は
フレームメモリ２０、ＶＴＲ２１にそれぞれ接続され、
フレームメモリ２０の出力は画像処理装置２２に接続さ
れ、ＶＴＲ２１と画像処理装置２２の出力がＣＲＴ２３
に接続されている。また、透明板１１に対向させて粒子
分離装置２４が配置されており、この粒子分離装置２４
は第２図（ａ）に示すように一端が開放された一辺が５
０μｍ程度の正方形断面のノズル２４ａの開口付近に粒
子浮遊液を供給するための供給口２４ｂを取り付けた構
造であって、ノズル２４ａの内部には小型の加熱ヒータ
２４ｃが設けられており、その熱伝導によって開口部付
近が昇温することを抑止するために、ノズル２４ａの開
口付近の外側には放熱部材２４ｄが取り付けられている
。

以上の構成において、半導体レーザー光源５かも出射さ
れるレーザー光束は光軸０１上を進み、濃度フィルタ６
、ビームエキスパンダ７を経て、その一部はビームスプ
リッタ８を透過してダイクロイックミラー９で反射され
、対物レンズ１０、液浸オイル１４を経て透明板１１に
到達し、そこに強度勾配を有するビームウェストを形成
している。レーザー光束の一部はビームスプリッタ８に
よって反射されて、集光レンズ１５によって光検出器１
６で受光され、その受光量に基づいて図示しない制御回
路によって半導体レーザー光源５から出射されるレーザ
ー光束の実出力が設定値となるように、半導体レーザー
光源５の発光量が制御される。

このように、透明板１１上に所望の強度のビームウェス
トを形成した状態で、第２図（ａｔ　に示すように十分
に希釈された測定用粒子浮遊液りを供給口２４ｂから供
給して、供給口２４ｂ内部に充満させた後に加熱ヒータ
２７ｃを発熱させると、加熱された粒子浮遊液り内の水
分が瞬時に気化して、第２図ｔｂ＋　に示すように気泡
Ｂが発生する。

この気泡Ｂによって粒子浮遊液りの体積が膨張するため
、第２図（ｃｌ　に示すように開口付近の１個の被検粒
子Ｓが粒子浮遊液りの水分と共にノズル２４ａの外側へ
吐出される。この時点で、加熱ヒータ２７ｃの発熱を中
止すると気泡Ｂは冷却されて収縮するので、開口から吐
出した粒子浮遊液Ｌ°に対して引込力が働いて、被検粒
子Ｓを含む粒子浮遊液Ｌ゛が液滴ＬＯとなって、第２図
ｆｄｌ　に示すように空気中に飛び出し透明板１１上に
到達する。一般に、液体中に浮遊する微小粒子には、光
トラツプ現象によって光強度の大きい方向に高圧力が働
くので、粒子分離装置２４から飛び出してきだ液滴ＬＯ
中の被検粒子Ｓは、常に透明板１１のビームウェストの
中心位置に光トラップされることになる。

このように、被検粒子Ｓを透明板１１上で杷えた状態で
照明用光源１３を点灯すると、可視光束は光軸０２上を
進み、レンズ１２を介して透明板１１上の被検粒子Ｓを
照明し、その被検粒子像は液浸オイル１４、対物レンズ
１ｏ、ダイクロイックミラー９、濃度フィルタ１７、集
光レンズ１８を介して撮像素子１９上に結像される。こ
の画像はフレームメモリ２０及びＶＴＲ２１に取り込ま
れてデジタル値及びアナログ値の画像情報として記憶さ
れ、画像処理装置２２でフレームメモリ２０内の画像か
ら被検粒子Ｓの解析が行われ、その結果はＣＲＴ２３又
は図示しないプリンタ等に出力される。予め、撮像光学
系の焦点を透明板１１のビームウェストの中心位置と一
致させる調整を行っておけば、この被検粒子像は常に合
焦されているので合焦手段を設ける必要が無（、次々と
粒子分離装置２４から飛び出す液滴ＬＯを焦点位置で把
えて被検粒子Ｓの鮮明な画像から解析を行うことが可能
である。なお、ＶＴＲ２１の画像もＣＲＴ２３に出力す
ることが可能で、−旦ＶＴＲ２１に記憶された画像を、
後に再生してＡ／Ｄ変換してからフレームメモリ２０に
記憶させてもよい。

なお、液滴吐出方法は上述のように熱エネルギによって
気泡を発生させて吐出させるものに限らず、例えばピエ
ゾ素子等の電歪振動子を使ったオンデマンド型液滴吐出
ノズルを用いて液滴を吐出させてもよい。

レーザー光束の光強度は被検粒子Ｓをビームウェストの
中心位置に移動できる程度であって、被検粒子Ｓを破壊
することが無いように制御する必要がある。また、半導
体レーザー光源５のレーザー光束の波長は、例えばこの
実施例のように生細胞に障害を与えない領域のものにす
る等、被検粒子を考慮して設定する必要がある。

［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、レー
ザー光束が集光された被検部上に収容部から微量の粒子
浮遊液を吐出し、光トラツプ現象によって被検部上の一
定場所に把えた被検粒子の画像を撮像してその解析を行
うため、合焦操作が省略されて解析が容易となる。また
、被検部の駆動手段、被検粒子探索手段、合焦手段が一
切不要で構成も簡素である。

【図面の簡単な説明】

図面第１図、第２図は本発明に係る粒子解析装置の実施
例を示し、第１図は本発明の実施例の構成図、第２図は
動作原理の説明図であり、第３図は従来例の構成図であ
る。 符号５は半導体レーザー光源、６．１７は濃度フィルタ
、７はビームエキスパンダ、８はビームスプリッタ、９
はダイクロイックミラー、１３は照明用光源、１４は液
浸オイル、１９は撮像素子、２０はフレームメモリ、２
２は画像処理装置、２１はＶＴＲ，２３はＣＲＴ、２４
は粒子分離装置、２４ａはノズル、２４ｂは供給口、２
４ｃは加熱ヒータ、２４ｄは放熱部材である。 特許出願人　　キャノン株式会社 第１図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被検粒子を含む粒子浮遊液を収容するための収容部
   と、該収容部から微量の粒子浮遊液を被検部上に吐出す
   る吐出手段と、前記被検部上にレーザー光束を集光する
   集光手段と、前記被検部の画像を撮像する撮像手段とを
   有することを特徴とする粒子解析装置。