(57)【要約】【課題】光軸ズレを発生させることなくレーザー光の波長の切り替えを行なう。【解決手段】フローサイトメーターの照明部１２では、第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１が、それぞれ波長が異なる光を発する。第１〜７半導体レーザーモジュールの第１〜７出力部２５ａ〜３１ａは、ファイババンドルの入射側コネクタ１００〜１０６に着脱自在に接続される。第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１からの光は、ファイババンドルの入射部３５ａ〜４１ａに入射する。入射部３５ａ〜４１ａに入射した光は、照明用光ファイバの入射部３４ａに向けて出射される。照明用光ファイバ３４内では、ファイババンドル３２からの光が合成されるとともに、光量分布が均一化される。光量分布が均一化された光は、照明用光ファイバの出射部３４ｂから流路管内の細胞粒子に向けて出射される。【選択図】図２
2010286381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞粒子を含む液体に光を照射し、前記細胞粒子から発せられる散乱光及び蛍光に基づいて前記細胞粒子を分析するフローサイトメーターにおいて、
互いに波長が異なる光を発する複数の光源と、
前記光源からの光を入射する第１入射部及び前記第１入射部からの光を出射する第１出射部を有する複数本の光ファイバからなり、前記第１入射部は各光源に対応して分岐しており、前記第１出射部は出射側コネクタ内に束ねられて保持されているファイババンドルと、
前記複数の第１出射部からの光が入る第２入射部及び前記第２入射部からの光を前記液体中の細胞粒子に向けて出射する第２出射部を有し、前記第２入射部は、前記出射側コネクタに連結されるコネクタ受けを介して前記第１出射部に接続する１本の照明用光ファイバとを備えることを特徴とするフローサイトメーター。
【請求項２】
前記第１入射部には、各光源に対して着脱自在な入射側コネクタが設けられていることを特徴とする請求項１記載のフローサイトメーター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞粒子などの生物学的性質を分析するフローサイトメーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、医学や生物学などの様々な分野において、多数の細胞粒子を自動的に分析するフローサイトメーターの需要が拡大している。フローサイトメーターは、蛍光を測定する標準的な蛍光顕微鏡と比較して、（１）短時間に多くの細胞数を客観的に測定できる（高速性、正確性を有する）、（２）微弱な光でも測定可能である（高感度、定量性）、（３）１回の測定で多くの情報（マルチパラメーター）が取得することができる、（４）目的の細胞集団によるクラスター分析が可能である、（５）同一条件での測定が可能である（高再現性）、（６）特定の細胞の高速分取（ソーティング）ができる、といった優れた特徴を有している。
【０００３】
フローサイトメーターで測定可能なサンプルとしては、例えば、（１）血球細胞（白血球、赤血球、血小板など）、（２）動物細胞（培養細胞、単離組織など）、（３）植物細胞、（４）微生物（細菌、原虫など）、（５）海洋生物（プランクトンなど）、（６）精子、酵母など、（７）ラテックスビーズ（マルチプレックスによるサイトカイン定量解析など）などが挙げられるが、細胞や粒子が１個ずつの状態であり、且つシース液などの液体中で浮遊していることが必要とされる。なお、測定可能な大きさは、４０μｍ位である。
【０００４】
フローサイトメーターでは、以下のようにして測定が行なわれる。まず、血液などから採取される多数の細胞粒子を蛍光標識試薬で染色し、シース液が流れるシースフロー内に染色した細胞粒子を流す。そして、シースフロー内を流れる細胞粒子に対してレーザー光を照射し、その照射によって細胞粒子から発せられる前方散乱光、側方散乱光、蛍光を光検出器で検出する。そして、光検出器で検出された光の信号に基づいて、細胞粒子の生物学的性質を分析する。
【０００５】
蛍光標識試薬で染色された細胞粒子は、照射されるレーザー光の波長によって、様々な蛍光特性を示す。したがって、フローサイトメーターでは、２〜４種類のレーザー発生器からそれぞれ波長が異なる光を、シースフロー内の細胞粒子に対して照射している（例えば特許文献１参照）。また、各レーザー発生器から発せられる光は、ハーフミラー等の光学部材により、同一の光軸上に合成してから、その合成した光を細胞粒子に照射している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公平４−７３５５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フローサイトメーターでは、分析の結果、所望の蛍光特性が得られないときや、測定対象である細胞粒子の変更を行ったりする場合などには、レーザー光の波長を切り替えるために、レーザー発生器が適宜他のものと交換している。したがって、レーザー光の波長の切り替えのごとに、レーザー発生器とハーフミラー等の光学部材との光軸調整が必要となっていた。その際、レーザー発生器や光学部材の位置を再度微調整しなければならないため、手間や時間がかかっていた。また、光軸調整によっては、光軸ズレが生じたりすることがあった。また、ハーフミラー等を用いた場合には、時間の経過により光軸ズレが生じるおそれがあった。
【０００８】
本発明は、光軸ズレを発生させることなくレーザー光の波長の切り替えを行なうことができるフローサイトメーターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、細胞粒子を含む液体に光を照射し、前記細胞粒子から発せられる散乱光及び蛍光に基づいて前記細胞粒子を分析するフローサイトメーターにおいて、互いに波長が異なる光を発する複数の光源と、前記光源からの光を入射する第１入射部及び前記第１入射部からの光を出射する第１出射部を有する複数本の光ファイバからなり、前記第１入射部は各光源に対応して分岐しており、前記第１出射部は出射側コネクタ内に束ねられて保持されているファイババンドルと、前記複数の第１出射部からの光が入る第２入射部及び前記第２入射部からの光を前記液体中の細胞粒子に向けて出射する第２出射部を有し、前記第２入射部は、前記出射側コネクタに連結されるコネクタ受けを介して前記第１出射部に接続する１本の照明用光ファイバとを備えることを特徴とする。ここで、前記第１入射部には、各光源に対して着脱自在な入射側コネクタが設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、光源から発する光の波長を切り替える際に、切り替え対象の光源に接続しているファイババンドル内の光ファイバを取り外し、その取り外したファイババンドル内の光ファイバを新たに使用する光源に接続するだけで済むため、光軸ズレが生じるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のフローサイトメーターの概略図である。
【図２】照明部の概略図である。
【図３】ファイババンドル内の各光ファイバの出射部を示す断面図である。
【図４】ファイババンドル内の各光ファイバの出射部から出る光の光量分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように、フローサイトメーター１０は、蛍光染料や蛍光抗体で染色された細胞などの細胞粒子を含む懸濁液及びシース液の流路を形成する流路形成部１１と、細胞粒子に対して光Ｌを照明する照明部１２と、照明により細胞粒子から発せられる前方散乱光を検出する前方錯乱光検出部１３と、照明により細胞粒子から発せられる側方散乱光及び蛍光を検出する蛍光・側方散乱光検出部１４と、各光検出部が検出した光の信号に基づいて各種処理を行なう信号処理部１５とを備えている。
【００１３】
流路形成部１１は、シース液供給部２０と、懸濁液供給部２１と、流路管２２とを備えている。シース液供給部２０は一定の供給速度でシース液を流路管２２に供給する。これにより、流路管２２内にはシースフローが形成される。懸濁液供給部２１は、シースフローが形成された流路管２２内に懸濁液を供給することにより、懸濁液中の細胞粒子がシースフローの流れに従って整列する。流路管２２は透明状のガラス管で構成されており、照明部１２からの光Ｌは、流路管２２を通してシースフロー中の粒子に照射される。
【００１４】
照明部１２は、図２に示すように、第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１と、ファイババンドル３２と、照明用光ファイバ３４と、コントローラー４２を備えている。第１半導体レーザーモジュール２５は波長が３７５ｎｍの光を第１出力部２５ａから出力し、第２半導体レーザーモジュール２６は波長が４０５ｎｍの光を第２出力部２６ａから出力し、第３半導体レーザーモジュール２７は波長が４４５ｎｍの光を第３出力部２７ａから出力し、第４半導体レーザーモジュール２８は波長が４７３ｎｍの光を第４出力部２８ａから出力し、第５半導体レーザーモジュール２９は波長が４８８ｎｍの光を第５出力部２９ａから出力し、第６半導体レーザーモジュール３０は波長が５３２ｎｍの光を第６出力部３０ａから出力し、第７半導体レーザーモジュール３１は波長が６３３ｎｍの光を第７出力部３１ａから出力する。コントローラー４２は、第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１に接続されており、第１〜７出力部２５ａ〜３１ａから出力される光の光量を制御する。
【００１５】
ファイババンドル３２は、コアとクラッドからなる７本の光ファイバ３５〜４１で構成され、各光ファイバの入射部３５ａ〜４１ａは、第１〜７半導体レーザーモジュールの第１〜７出力部２５ａ〜３１ａに対してそれぞれ装着及び取り外しし易いように、分岐している。また、各光ファイバの入射部３５ａ〜４１ａには、第１〜７半導体レーザーモジュールの各出力部２５ａ〜３１ａと連結する入射側コネクタ１００〜１０６が設けられている。また、ファイババンドル３２の出射部（図３に示すコア端部３５ｂ〜４１ｂ及びクラッド端部３５ｃ〜４１ｃ）は、フェルール等の出射側コネクタ４３で一つに束ねて保持されている。
【００１６】
図３に示すように、７本の光ファイバ３５〜４１は、出射部を構成するコア端部３５ｂ〜４１ｂ及びクラッド端部３５ｃ〜４１ｃが同一平面上に位置するように、出射側コネクタ４３内に保持されている。各光ファイバ３５〜４１とフェルール６３との間には接着剤６５が充填されているため、各光ファイバ３５〜４１は位置ズレしない。
【００１７】
照明用光ファイバ３４は、口径がファイババンドル３２と同径又はそれ以上の大口径光ファイバから構成される。照明用光ファイバの入射部３４ａには、ファイババンドルの出射側コネクタ４３と連結するコネクタ受け４５が設けられている。コネクタ受け４５は、入射部３４ａを保持するフェルール等で構成されている。また、照明用光ファイバの出射部３４ｂには、出射部３４ｂを流路管２２内の細胞粒子に向けて保持する保持部４７が設けられている。保持部４７も、コネクタ受け４５と同様、フェルール等で構成されている。
【００１８】
第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１から発せられる光は、ファイババンドル３２を介して、照明用光ファイバの出射部３４ｂから出射する。出射部３４ｂからの光Ｌを細胞粒子に当てることにより、細胞粒子からは前方錯乱光、側方錯乱光、蛍光などの各種光が発せられる。
【００１９】
また、ファイババンドル３２から出射する光は、即ち各光ファイバ３５〜４１から出射する光は、図４に示すように、ファイバの径方向における中心部分９０ａ〜９６ａの光量が大きく、中心部分９０ａ〜９６ａから径方向に沿って周辺部分に向かうに従い光量が減少する山型の光量分布９０〜９６を有している。ここで、図４では、説明の便宜上、各光ファイバ３５〜４１の径方向を一つの横軸で表している。このような光量分布９０〜９６を有する光を、照明用光ファイバ３４内で合成するとともに、光量分布を均一化する。照明用光ファイバ３４で光量分布が均一化した光を細胞粒子に対して照射することにより、細胞粒子全体に光がムラ無く均一に当たる。また、第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１で発生させた光を、従来のようにハーフミラーではなく、ファイババンドル３２及び照明用光ファイバ３４で導光することによって、光軸ズレが無くなり、また装置全体を小型軽量化し、コストダウンすることができる。
【００２０】
図１に示すように、前方錯乱光検出部１３は、集光レンズ７０、光検出器７１を備えている。集光レンズ７０は、細胞粒子から発せられた前方錯乱光を集光する。集光レンズ７０で集光された光は、光検出器７１で検出される。光検出器７１で検出された光の信号は、信号処理部１５へと送信される。
【００２１】
蛍光・側方散乱光検出部１４は、集光レンズ７３と、第１〜第４ハーフミラー７４〜７７と、第１〜第４バンドパスフィルタ７９〜８２と、第１〜第５光検出器８４〜８８とを備えている。集光レンズ７３は、流路管２２内の細胞粒子から発せられる側方散乱光及び蛍光を集光する。
【００２２】
第１〜第４ハーフミラー７４〜７７は分光フィルタから構成される。第１ハーフミラー７４は、集光レンズ７３で集光された光のうち、波長が５０５ｎｍ未満の光を第１バンドパスフィルタ７９に向けて反射する一方、５０５ｎｍ以上の光を透過させる。第１バンドパスフィルタ７９は、第１ハーフミラー７４で反射した光のうち、波長が４８８ｎｍ±１０ｎｍの光を透過させる。透過した光は第１光検出器８４で検出され、検出された光の信号は信号処理部１５に送信される。
【００２３】
第２ハーフミラー７５は、第１ハーフミラー７４を透過した光のうち、波長が５５０ｎｍ未満の光を第２バンドパスフィルタ８０に向けて反射する一方、５５０ｎｍ以上の光を透過させる。第２バンドパスフィルタ８０は、第２ハーフミラー７５で反射した光のうち、波長が５３０ｎｍ±４０ｎｍの光を透過させる。透過した光は第２光検出器８５で検出され、検出された光の信号は信号処理部１５に送信される。
【００２４】
第３ハーフミラー７６は、第２ハーフミラー７５を透過した光のうち、波長が６００ｎｍ未満の光を第３バンドパスフィルタ８１に向けて反射する一方、６００ｎｍ以上の光を透過させる。第３バンドパスフィルタ８１は、第３ハーフミラー７６で反射した光のうち、波長が５７０ｎｍ±４０ｎｍの光を透過させる。透過した光は第３光検出器８６で検出され、検出された光の信号は信号処理部１５に送信される。
【００２５】
第４ハーフミラー７７は、第３ハーフミラー７６を透過した光のうち、波長が７３０ｎｍ未満の光を第４バンドパスフィルタ８２に向けて反射する一方、７３０ｎｍ以上の光を第５光検出器８８に向けて透過させる。第４ハーフミラー７７を透過した光は、第５光検出器８８で検出される。一方、第４ハーフミラー７７で反射した光のうち、波長が６８０ｎｍ±３０ｎｍの光が、第４バンドパスフィルタ８２を透過する。透過した光は第４光検出器８７で検出され、検出された光の信号は信号処理部１５に送信される。
【００２６】
信号処理部１５は、前方錯乱光検出部１３内の光検出器７１及び蛍光・側方散乱光検出部１４内の光検出器８４〜８８から送信された信号に基づいて、粒子の生物学的の分析を行なう。
【００２７】
次に、本発明の作用について説明する。まず、照明部１２に、波長が３７５ｎｍ、４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４７３ｎｍ、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍのレーザー光を発する第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１を設置する。そして、照明用光ファイバの保持部４７を流路管２２に向けて設置する。その際、照明用光ファイバの出射部３４ｂからの光Ｌが流路管２２内の細胞粒子に確実に照射されるように、保持部４７と流路管２２との位置決めを行なう。そして、第１〜７半導体レーザーモジュールの第１〜７出力部２５ａ〜３１ａと、ファイババンドルの入射側コネクタ１００〜１０６とを連結し、ファイババンドルの出射側コネクタ４３と照明用光ファイバのコネクタ受け４５とを連結する。
【００２８】
そして、第１〜７半導体レーザモジュールの第１〜７出力部２５ａ〜３１ａから、波長が３７５ｎｍ、４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４７３ｎｍ、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、６３３ｎｍのレーザー光を発する。第１〜７出力部２５ａ〜３１ａから出力する７種類の光は、ファイババンドル３２を介して、照明用光ファイバの入射部３４ａに入射する。照明用光ファイバ３４に入射した光は、内部で光量分布が均一化された後、出射部３４ｂから出射する。出射部３４ｂから出た光Ｌは、流路管２２内の細胞粒子に向けて照射される。
【００２９】
そして、流路管２２内の細胞粒子に対して波長が異なる７種類の光を照射することにより、細胞粒子からは前方散乱光、側方散乱光、蛍光が発せられる。前方散乱光は、前方散乱光検出部１３の集光レンズ１３で集光される。集光された光は、光検出器７１で検出される。検出された光の信号は、信号処理部１５へと送信される。
【００３０】
側方散乱光及び蛍光は、蛍光・側方散乱光検出部１４の集光レンズ７３で集光される。集光された光のうち、第１ハーフミラー７４で５０５ｎｍ未満の光が反射し、５０５ｎｍ以上の光が透過する。反射した光のうち波長が４８８ｎｍ±１０ｎｍの光が第１バンドパスフィルタ７９を透過し、その透過した光が第１光検出器８４で検出される。
【００３１】
そして、第１ハーフミラー７４を透過した光のうち、第２ハーフミラー７５で波長が５５０ｎｍ未満の光が反射し、５５０ｎｍ以上の光が透過する。反射した光のうち波長が５３０ｎｍ±４０ｎｍの光が第２バンドパスフィルタ８０を透過し、その透過した光が第２光検出器８５で検出される。
【００３２】
そして、第２ハーフミラー７５を透過した光のうち、第３ハーフミラー７６で波長が６００ｎｍ未満の光が反射し、６００ｎｍ以上の光が透過する。反射した光のうち波長が５７０ｎｍ±４０ｎｍの光が第３バンドパスフィルタ８１を透過し、その透過した光が第３光検出器８６で検出される。
【００３３】
そして、第３ハーフミラー７６を透過した光のうち、第４ハーフミラー７７で波長が７３０ｎｍ未満の光が反射し、７３０ｎｍ以上の光が透過する。第４ハーフミラー７７を透過した光は第５光検出器８８で検出される。一方、第４ハーフミラー７７で反射した光のうち波長が６８０ｎｍ±３０ｎｍの光が第４バンドパスフィルタ８２と透過し、その透過した光が第４光検出器８７で検出される。
【００３４】
第１〜５光検出器８４〜８８で検出された光の信号は、信号処理部１５に送信される。そして、信号処理部１５では、光検出器７１及び第１〜５光検出器８４〜８８から送信された光の信号に基づき、細胞粒子の生物学的性質を分析する。
【００３５】
分析の結果、所望の性質が得られなかった場合や、その他、測定対象の細胞粒子を変更する場合などには、第１〜７半導体レーザーモジュール２５〜３１のいずれか又は全部を、レーザー光の波長が異なる他の半導体レーザーモジュールに切り替える。その際、切り替え対象の半導体レーザーモジュールの出力部からファイババンドルの入射側コネクタを取り外し、その取り外した入射側コネクタを新たな半導体レーザーモジュールの出力部に装着する。したがって、半導体レーザーモジュールの切り替えの際に、従来のような光軸調整する必要がないため、光軸ずれが発生するおそれがない。
【符号の説明】
【００３６】
１０  フローサイトメーター
１２  照明部
２５〜３１  第１〜７半導体レーザーモジュール
３２  ファイババンドル
３４  照明用光ファイバ
３４ａ  入射部
３４ｂ  出射部
３５〜４１  （ファイババンドル内の）光ファイバ
３５ａ〜４１ａ  入射部
３５ｂ〜４１ｂ  コア端部
３５ｃ〜４１ｃ  クラッド端部
４３  出射側コネクタ
４５  コネクタ受け
４７  保持部
１００〜１０６  入射側コネクタ
【図１】
2010286381.tif 000003
【図２】
2010286381.tif 000004
【図３】
2010286381.tif 000005
【図４】
2010286381.tif 000006