(57)【要約】フローサイトメータは、光学フローセルを含み、特性調査されるべき粒子が該光学フローセルを順次流され、該粒子は、少なくともそのそれぞれの側面散乱特性に基づいて、特性調査される。レーザダイオードによって生成される平面偏光レーザビームは、該粒子が、集束楕円スポットを通過する際に、該粒子を照射するために使用され、該集束楕円スポットは、その短軸が、該粒子フロー経路に平行に向けられる。最初に、該レーザビームの該偏光面は、該フローセルを通過する粒子の該経路に対して垂直に延びる。半波長板などが、該レーザビーム経路に配置され、該レーザビームの該偏光面を回転する。その結果として、該レーザビームは、そのような経路に沿って移動する粒子を照射する前に、粒子の該経路と整列される。
2008534960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）粒子調査ゾーンを有する光学フローセルであって、特性調査されるべき粒子が実質的に線形な粒子経路に沿って、一度に一個ずつ、該ゾーンを通過し得る、光学フローセルと、
（ｂ）平面偏光レーザビームを生成するためのレーザであって、該レーザは、該レーザビームの偏光面が、該粒子経路に垂直であるように向けられる、レーザと、
（ｃ）該粒子調査ゾーン内に、該粒子経路上に中心を置く楕円スポットとして、該レーザビームを集束するためのビーム成形レンズ系であって、該楕円スポットの短軸は、該粒子経路と平行に配置される、ビーム成形レンズ系と、
（ｄ）該粒子経路と、該レーザビームが該粒子調査ゾーンで粒子を照射する方向とに対して実質的に垂直な方向に、該集束楕円スポットによって照射された粒子によって散乱されると、該レーザビームの一部分を検出するように配置された側面散乱光検出器と、
（ｅ）該レーザと該光学フローセルとの間の該レーザビームの中に配置された偏光回転光学素子であって、該光学素子は、該レーザビームが該粒子調査ゾーンで、粒子を照射する前に、該レーザビームの偏光面を回転する役割を果たす、偏光回転光学素子と
を備える、フローサイトメータ。
【請求項２】
前記偏光回転光学素子は、前記粒子照射レーザビームの偏光面を前記粒子経路に実質的に平行にするために十分な量、該レーザビームの偏光面を回転する役割を果たす、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記偏光回転光学素子は、前記レーザビームの偏光面を９０°回転するように動作する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記偏光回転光学素子は、半波長板を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記偏光回転光学素子は、一対の四分の一波長板を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
（ａ）線形粒子経路を有する光学フローセルであって、該線形粒子経路に沿って特性調査されるべき粒子が順次通過し得る、光学フローセルと、
（ｂ）相互に垂直な長軸と短軸とを有する楕円断面の平面偏光レーザビームを生成するためのレーザダイオードであって、該レーザダイオードは、該楕円断面の該長軸が、該粒子経路に対して垂直に延びるように配置される、レーザダイオードと、
（ｃ）該粒子経路上に互いに垂直な長軸と短軸とを有する楕円スポットに、該レーザビームを集束するためのレンズ系であって、該スポットは、該集束スポットの該短軸が該粒子経路と平行であるように向けられる、レンズ系と、
（ｄ）粒子フローの方向と、該レーザビームが該粒子経路に沿って移動する粒子を照射する方向とに対して実質的に垂直な方向に散乱される、レーザ放射を検出するために配置された側面散乱光検出器と、
（ｅ）該レーザビームの中に配置された光学素子であって、該光学素子は、該レーザビームが、該粒子経路上の粒子を照射する前に、該レーザビームの偏光面を９０°回転する機能を有する、光学素子と
を備える、フローサイトメータ。
【請求項７】
前記光学素子は、半波長板を備える、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記光学素子は、タンデムに配置された一対の四分の一波長板を備える、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
（ａ）粒子調査ゾーンを有する光学フローセルであって、特性調査されるべき粒子が、実質的に線形な粒子経路に沿って、一度に一個ずつ、該ゾーンを通過するようにされ得る、光学フローセルと、
（ｂ）相互に垂直な長軸と短軸とを有する拡大楕円断面の平面偏光レーザビームを生成するレーザであって、該レーザビームは、該拡大楕円断面の該長軸に平行な平面内で平面偏光され、該偏光面が、該線形粒子経路に対して実質的に垂直となるように、該光学フローセルに対して向けられる、レーザと、
（ｃ）該レーザビームの大部分を収集して、コリメートし、コリメートレーザビームを提供するためのコリメートレンズであって、該コリメートレンズは、該拡大楕円断面の一部分を切頭するようにさらに動作し、これによって、該コリメートレンズの両側に現れる偽光源を生成する、コリメートレンズと、
（ｄ）（ｉ）該粒子調査ゾーン内の該線形粒子経路上に中心を置く楕円スポットとして、該コリメートレーザビームを集束するため、および（ｉｉ）該集束楕円スポットの両側上で、該集束楕円スポットの該長軸に沿って、該偽光源からの光を、偽光スポットとして、集光するためのビーム成形レンズ系であって、該ビーム成形レンズ系は、該集束楕円スポットの該短軸が該粒子経路と平行に延びるように、該集束楕円スポットを向けるのに有効であり、これによって、該偽光スポットが、該粒子経路の両側に該粒子経路から間隔を空けて配置される、ビーム成形レンズ系と、
（ｅ）該粒子経路と、該レーザビームが該粒子調査ゾーンで粒子を照射する方向とに対して実質的に垂直な方向に、該集束楕円スポットによって照射される粒子から、散乱される、レーザ放射を検出するために配置された側面散光乱検出器と、
（ｆ）該レーザビームの中に配置された偏光回転光学素子であって、該偏光回転光学素子は、該レーザビームが該粒子調査ゾーンで粒子を照射する前に、該レーザビームの偏光面を９０°回転するように適合されている、偏光回転光学素子と
を備える、フローサイトメータ。
【請求項１０】
前記偏光回転光学素子は、前記レーザビームの前記コリメートされる部分の中に配置される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記偏光回転光学素子は、半波長板を備える、請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記偏光回転光学素子は、タンデムに配置された一対の四分の一波長板を備える、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、液体懸濁液中の小粒子、例えば、様々なタイプの血球を区別するために、一般的に使用されるタイプのフローサイトメータにおける改善に関する。より具体的には、本発明は、例えば、レーザダイオードから発光された平面偏光放射を使用し、この平面偏光放射は、光学フローセルを通過する個々の粒子の光学散乱特性を検出するために、このような粒子を照射し、これによって、各粒子を、特定のクラスまたはタイプのメンバとして、特徴づけるタイプのフローサイトメータにおける改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
（従来技術）
フローサイトメータは、粒子懸濁液中の種々のタイプの個々の小さな粒子を区別するために、一般的に使用され、この区別は、各粒子の光散乱および／または蛍光の特性をベースに行われる。このような器具は、サンプルからの粒子が一列縦隊で進むようにされた粒子調査ゾーンを有する光学的に透明なフローセルと、該粒子が該粒子調査ゾーンを通過する際に、このような粒子を一度に一個ずつ照射するためのレーザ光源と、該照射された粒子からの散乱放射と、対象のクラスまたはタイプ内の特定の粒子に事前に付けられた蛍光色素によって発せられる蛍光放射との双方を受けるように、該フローセルの周りに戦略的に置かれている複数の光学検出器とを、一般的に含む。典型的に、光検出器は、光検出器の光感知素子の幾何学的形状によって決定される角度範囲内の前方散乱放射と、照射レーザビームの方向と粒子経路の方向とに、実質的に垂直な方向に散乱される側面散乱放射との双方を検出するように配置される。光検出器のそれぞれの出力は、次いで、公知の方法で処理され、照射された粒子のそれぞれを特定のクラスまたはタイプのメンバとして識別する。通常、フローサイトメータは、各クラスにおける粒子の数または各タイプの粒子の数を示すヒストグラムまたは散布図を提供する。
【０００３】
上記のタイプのフローサイトメータにおいて、粒子照射レーザ光源として、レーザダイオードを用いることが、ますます一般的になってきている。このようなソリッドステートデバイスは、サイズおよび経済性を基に考慮すると、より従来型のガスレーザ、例えば、ヘリウムネオンレーザおよびアルゴンレーザよりも好まれることが多い。これらのデバイスは、比較的小さなサイズであるので、器具筐体の中に、容易に配置され、方向付けされ、任意の様々な設計目的を達成し得る。レーザダイオードは、多くの点で、有利であると考慮され得る一方で、レーザダイオードは、不利な点がない分けではない。例えば、比較的低パワーのデバイスであることに加え、レーザダイオードは、典型的に、実用のためにコリメートされなくてはならない非コリメート放射を発する。多くのデバイスにおいて、アクティブな半導体素子または「ダイ」から発せられる出力放射は、比較的速く発散する傾向がある。なぜなら、ダイは、通常、形状が長方形であるために、発せられた放射は、相互に垂直な平面で、異なるように発散するからである。したがって、レーザダイオードからの放射出力の形状は、典型的には、拡大楕円の形状であり、一般に、比較的大きな発散角度、例えば、３０°で一つの平面に拡がり、その一方で、かなり小さな発散角度、例えば、１０°で垂直な平面に拡がる。この拡大ビーム内のレーザエネルギを捕獲し、コリメートするために、レーザ源に非常に接近して、比較的高い開口数のコリメートレンズを配置することは、一般的である。このコリメートレンズは、より小さな角度でレーザ源から発散するエネルギの全てを容易に収集する一方で、しばしば、より大きな角度で発散するビームの一部分を切頭する。多くのレーザダイオードにおいて、この切頭の結果、回折光および／または反射光からなる一対の異質（ｅｘｔｒａｎｅｏｕｓ）光源または偽光源（ｓｐｕｒｉｏｕｓ  ｌｉｇｈｔ  ｓｏｕｒｃｅ）（あるいは遠視野回折パターン）が、ビーム切頭が発生するコリメートレンズの両側に現れる。これらの偽光源は、通常、コリメートされた主ビームに比べて、比較的弱い強度である一方で、偽光源は、フローサイトメータの性能に対して問題となり得る。例えば、レーザダイオードからの出力ビームを、フローセルを通過して移動する粒子を照射するために適合された楕円スポットに集束するとき、その集束楕円スポットは、一対の比較的弱く、境界が不鮮明な放射のローブ（ｌｏｂｅ）、すなわち「光ローブ」をともなう。これらの光ローブは、コリメートレンズの両側から発する放射の集束偽ビームを表す。これらの光ローブは、集束楕円スポットの両側で、その境界の外側に現れる。これらの光ローブが、粒子経路の中に位置する場合には、これらの光ローブは、フローサイトメータの信号処理を複雑化するように機能する低レベルの光散乱信号および蛍光信号を生じる。具体的には、このような低レベルの信号は、小さな粒子から発するように見えるが、これらの小さな粒子は、粒子サンプルには、実際は、存在しない。
【０００４】
Ｏｚａｓａらへ付与された米国特許（特許文献１）においては、上述の光ローブ問題が、フローサイトメータにおけるレーザダイオードの向きを単に調整するだけで、対処される。すなわち、上述の光ローブは、フローセルを通過する粒子経路の外側に、すなわち、粒子経路に垂直である平面にローブを配置するように置かれる。Ｏｚａｓａらは、フローサイトメータにおけるレーザダイオードを、拡大楕円の長軸が、（通常、垂直である）フローセルを通過する粒子フローの方向に平行となるように向けることは、従来通りであると指摘している。レーザダイオードをこのように向けると、ビームが集束されて、円筒レンズと集光レンズとの組み合わせを通過するときに、粒子照射楕円となることを可能にする。この粒子照射楕円は、（ａ）その楕円の短軸に平行な平面内に、回折限界があり、（ｂ）フローセル内の公称粒子経路上に、その中心が位置し、その短軸がそのような経路と平行に延びる。なぜなら、集束楕円は、粒子経路に平行な平面内に回折限界があるために、集束ビームのフラックス密度が最大化され、このことによって、器具の光散乱および蛍光検出の感度が強化される。また、粒子経路に平行な平面内に回折限界があるので、集束楕円は、時間ドメイン内に（すなわち、粒子フローの方向に）、比較的接近して一緒に移動する複数の粒子の同時照射（および検出）ができない。しかし、Ｏｚａｓａらが指摘するように、フローサイトメータにおけるレーザダイオードの従来の向きの著しい欠点は、フローサイトメータが、上述の光ローブを、直接、粒子経路に配置するように機能するので、この結果、実際には存在しない小さな粒子を誤って検出し、カウントすることである。この問題に対するＯｚａｓａらの解決策は、上述のように、レーザダイオードをそのサポート筐体に対して、単に９０°回転することである。これは、拡大楕円の長軸が、今では水平であること、すなわち、フローセルを通過する（通常は垂直である）粒子経路に垂直となるようにするためである。これは、ローブ放射を、粒子経路の両側で、その外側にシフトする効果を有する。このように向ける結果、フローセルを通過する粒子で、光ローブによって照射されず、したがって、このような照射の結果として、放射を散乱し得ないし、また蛍光放射も発し得ない。したがって、光検出器のそれぞれの出力におけるこのようなローブ放射の存在を相殺する必要はない。レーザダイオードのこのように向けると、その結果として、集束楕円スポットが９０°回転し、この楕円の長軸が望ましからぬように粒子経路と整列されるが、Ｏｚａｓａらは、ビーム形成光学系に追加レンズを追加することによって、この状況を回避していることに留意されたい。追加レンズは、集束楕円の形状を修復して、レーザダイオードが回転する前に生じた形状に、すなわち、短軸が粒子経路と平行である楕円にするために動作する。
【０００５】
Ｏｚａｓａらの特許で教示されるレーザダイオードの向きは、確認された光ローブ問題を解決し得るが、照射粒子によって散乱される放射の検出に影響を与える別の光学問題を生成することが見出された。より具体的には、照射粒子からの側面散乱放射（すなわち、照射ビームの光軸と、フローセルを通過する粒子経路との双方に対して、９０°で散乱する放射）を検出することが望ましいとき、レーザダイオードの示唆された（水平の）向きは、側面散乱信号の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を劇的に減少させる効果を有することが見出された。このＳＮＲの減少の程度は、側面散乱パラメータが粒子の特性調査プロセスの一部として使用され得ないほどである。
【特許文献１】米国特許第６，７１３，０１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（発明の概要）
上記の議論の観点から、本発明の目的は、確認された問題、すなわち、レーザダイオードの拡大楕円出力ビームの長軸が、フローセルを通過する粒子経路に対して垂直となるように、レーザダイオードが向けられるときの側面散乱放射を検出する問題に対する解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの局面に従うと、レーザダイオードからの出力ビームは、そのビームが最も速く発散している平面内で、平面偏光されることが、認識される。さらに、フローサイトメータにおける側面散乱放射の測定は、照射レーザビームの偏光面がフローセルを通過する粒子経路の方向に平行でなくてはならないことを要求することが、認識される。さらに、上述されたタイプ、すなわち、レーザダイオードの向きが、確認された「光ローブ」問題を排除するために、９０°回転するタイプのフローサイトメータにおいて、粒子照射レーザビームの偏光面は、もはや粒子経路に平行ではなく、それゆえ、側面散乱放射を検出する能力が割り引かれることが、認識される。したがって、このような器具を用いて側面散乱測定を行うために、照射ビームの偏光面と粒子経路との間で必要な関係を新たに確立することが必要である。
【０００８】
以上の観点から、本発明に従って構成されたフローサイトメータは、以下のエレメント、すなわち、（ａ）粒子調査ゾーンを有する光学フローセルであって、特性調査されるべき粒子が、実質的に線形な粒子経路に沿って、一度に一個ずつ、該ゾーンを通過し得る、光学フローセルと、（ｂ）平面偏光レーザビームを生成するレーザ源であって、このようなレーザは、該レーザビームの該偏光面が、該粒子経路に垂直となるように向けられる、レーザ源と、（ｃ）該粒子調査ゾーン内で、該粒子経路上に中心を置かれた楕円スポットとして、該レーザビームを集束するためのビーム成形レンズ系であって、このような楕円スポットの短軸は、該粒子経路に平行に配置される、ビーム成形レンズ系と、（ｄ）該粒子経路と、該レーザビームが該粒子調査ゾーンで粒子を照射する方向とに、実質的に垂直な方向に、該集束楕円スポットによって照射された粒子によって散乱される、該レーザビームの一部分を検出するように配置された側面散乱光検出器と、（ｅ）該レーザ源と該光学フローセルとの間の該レーザビーム経路に配置された偏光回転光学素子であって、このような光学素子は、従来技術の系のように、このような経路に垂直に配置されるよりもむしろ、該レーザビームの該偏光面を該粒子経路と実質的に平行に配置されるのに十分な量、回転する役割を果たす、偏光回転光学素子とを備える。好ましくは、上記偏光回転光学素子は、半波長板、または２つの四分の一波長板の組み合わせのいずれかを備え、この板は、上記レーザビームの上記偏光面を９０°回転させるように役立つ。
【０００９】
本発明およびその利点は、添付図面を参照しながら、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から、より良く理解される。添付図面において、同様の記号は、同様のパーツを意味する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
ここで、図面を参照すると、図１は、発散レーザビームＬＢを発するタイプの従来型レーザダイオードＬＤを示し、この発散レーザビームＬＢは、２つの異なる発散角θ１およびθ２に従って、サイズを拡大する楕円断面を有する。図示されるように、これらの角度は、相互に垂直な平面内で測定され、一方の角度、この場合は、角θ１が、他方の角度よりも通常は実質的に大きい。レーザダイオードの特徴であるように、発光レーザビームＬＢは、平面Ｐ内で、平面偏光される。平面Ｐは、ビームの拡大楕円断面の長軸Ａ’に平行である。楕円断面の短軸Ａ”は、当然、長軸Ａ’に対して垂直である。
【００１１】
図２において、図１のレーザダイオードＬＤが、上述された以前のタイプのフローサイトメータで具現化されているように示される。解析されるべき粒子、例えば、血球を含む粒子サンプルＰＳは、矢印Ａの方向に、光学的に透明なフローセル６の中に、ノズル７によって導入される。シース液体Ｓは、ノズル７によって提供される粒子ストリームを囲むような方法で、フローセルに供給され、これによって、一般的に垂直に配置されるフローセルの中心軸に、粒子ストリームのフローを流体力学的に制約する役割を果たす。シース流体の流速は、粒子サンプルがノズル７によって導入される速度と組み合わさって、粒子が、フローセルの中心に位置する粒子調査ゾーンＺ’を１度に１個ずつ通過するようにさせる。レーザダイオードによって発された発散レーザビームＬＢは、コリメータレンズ３によって、コリメートされ、その結果コリメートされた主ビームＭＢは、円筒レンズ４および集光レンズ５の組み合わせを通され、主ビームを粒子調査ゾーンでの楕円スポット焦点に導く。上述の理由から、この分野において、レーザダイオードの楕円出力ビームの長軸Ａ’がフローセルを通過する（通常垂直な）粒子経路に平行に延びるように、レーザダイオードを向けることが、従来行われてきた。（この向きにおいて、レーザビームの偏光面Ｐもまた、粒子経路に平行に延びることに留意されたい。）楕円ビームがこの垂直な向きであるにも関わらず、ビームは、集束スポットの短軸が粒子経路に平行に延びる、楕円スポット焦点に導かれる。このことは、上述の技術的な利点を提供する。
【００１２】
図２に示されるレーザダイオードの向きで、コリメートレンズ３は、通常、ビームがより速く拡大する平面、すなわち、角θ１が測定される垂直な平面内の発散するレーザビームの一部分を切頭する。コリメートレンズが、発散レーザビームに対して中心に位置すると仮定すると、この切頭は、比較的低強度の一対の偽ビームＳＢ１およびＳＢ２を生成する。この一対の偽ビームは、切頭が生じるコリメートレンズ３の両側３ａおよび３ｂから発するように見える。上述のように、楕円スポットとして、主ビームを集束することに加え、レンズ４および５は、主ビームＭＢの集束ビームスポットＢＳの両側に、これらの偽ビーム（「光ローブ」）をビームスポットＢＳ１およびＢＳ２として、集束するように機能する。図示されるように、これらの偽ビームスポットのそれぞれの強度Ｓ１およびＳ２は、主ビームの強度Ｓ０よりも実質的に低い。それにも関わらず、これらの偽ビームスポットは、フローセルを通過する粒子経路上に直接位置する。したがって、フローセルを通過する各粒子は、３箇所で照射され、そのうちの１箇所（中央箇所）のみが、望ましい。以下で議論される光散乱・蛍光検出器は、次いで、偽ビームからの信号を受けるので、このため、粒子分化プロセスにおいて、これらの信号を無視するためのスキームを必要とする。
【００１３】
図３に模式的に示されるフローサイトメータにおいて、図１および図２のレーザダイオードＬＤが、９０°回転していることが、理解される。その結果として、発散レーザビームＬＢが、図面の平面内と、粒子経路の平面内とで、その小さな角θ２で拡大する。レーザダイオードのこの向きにおいて、その拡大楕円出力ビームの長軸Ａ’は、今や水平面内に延び、粒子経路と、図面の平面とに対して垂直である。したがって、レーザビームの部分は、コリメートレンズによって、依然として、切頭されるものの、その結果得られる（図２に示される）偽ビームスポットＢＳ１およびＢＳ２は、粒子経路と整列して位置するのではなく、むしろ、今や粒子経路の両側に位置する。レーザダイオードのこの向きは、レーザビームの偏光面Ｐを水平面内に、粒子経路に対して垂直に向ける効果を有することに留意すべきである。したがって、ビームスポットＢＳ１およびＢＳ２は、フローセルを通過する粒子を照射する位置には、もはや位置しない一方で、ビームの偏光面が、ここでは、問題となる。
【００１４】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、ベクトルＥによって示されるように、垂直なＸ／Ｚ平面内で偏光される平面偏光ビームＢによって照射される小粒子Ｐ’は、図示されるような水平なＹ／Ｚ平面の光を散乱する役割を果たすことが、図４Ａに示される。水平面での散乱光は、前方散乱ＦＳＨ、側面散乱ＳＳＨ、および全ての中間角度での前方散乱ＦＳＨ’を含め、その垂直な偏光を維持し、水平面内での任意の角度で測定されるその強度は、照射粒子の物理的および光学的性質のみによって決定される。しかしながら、垂直なＸ／Ｚ平面に前方に散乱される光の強度は、測定角∂に依存し、角度∂が、前方への散乱光が垂直上向き（または下向き）に導かれ、これによって前方への散乱光が垂直方向での側面散乱光ＳＳＶになる位置である、９０°（水平なＹ／Ｚ平面に対して測定）に近づくにつれて、このような散乱光の強度は、示されるように、ゼロに近づくことに、留意されたい。実際、垂直な偏光面での波振動は、垂直な方向の散乱ビーム強度を相殺するように機能する。同様に、図４Ｂに示されるように、ビーム源が、９０°回転し、その偏光面が、今や水平である、すなわち、Ｙ／Ｚ平面にあるような場合、垂直（Ｘ／Ｚ）平面に散乱する光の強度は、このビーム源の向きによる影響を受けないが、水平（Ｙ／Ｚ）平面に散乱された光は、測定がなされる角βに依存する。水平面内の側面散乱光ＳＳＨの強度は、角βが９０°に近づくと、ゼロになることに、留意されたい。この情報を上述のフローサイトメータ環境に適用すると、側面散乱信号が、図３に示されるダイオードレーザの向きで検出されない理由が、理解される。そのように向くと、図４の散乱条件が適合し、検出する側面散乱信号が存在しない。
【００１５】
以上の議論において、図５は、本発明が役立ち、本発明が具現化されるタイプのフローサイトメータ１０を模式的に示す。図示されるように、本発明のフローサイトメータは、光学フローセルＦＣを含み、このフローセルＦＣを介して、特性調査されるべき種々の粒子Ｐ’を含む粒子サンプルＰＳが、流される。サンプルは、例えば、このサンプル内に、特性調査されるべき粒子が、様々なタイプの血球（例えば、単球、リンパ球、好塩基球など）の形で存在する血液全体のサンプルを備え得る。フローセルは、光学的に透明な筐体１２を備え、筐体１２は狭い中央チャネルを規定し、このチャネルを通過して、粒子が一度に一個ずつ流れ、その間に、レーザダイオードＬＤによって提供される集束レーザビームＢ’によって照射される。図示されるように、レーザダイオードは、その発散楕円出力ビームが、垂直平面内でよりも水平面内でより速く拡大するように向けられる。これによって、上述の偽ビームスポットは、図３を参照して上記で議論されたように、フローセルを通過する垂直な粒子の両側で、外側に位置する。粒子調査ゾーンＺを通過し、集束レーザビームによって照射されると、各個々の粒子はビーム光を散乱し、照射された粒子のタイプに従って、蛍光放射を発する。前方散乱光１４は、レンズ１６によって収集され、適切な光検出器１８上に集束され、光検出器１８の出力ＦＳは、マイクロプロセッサＭＰに加えられる。軸方向ビーム光は、適切な光ストップ２０によって吸収される。側面散乱光２２、すなわち、水平（Ｙ／Ｚ）平面内に９０°で散乱されたビーム光は、選択された粒子によって運ばれる蛍光色素によって発せられるマルチカラーの蛍光２４と一緒に、レンズ２６によって収集され、コリメートされ、その結果得られたコリメートビーム２８は、コリメートビーム経路に対して４５°で配置された一対の二色性ミラー３０、３２にパスされるか、あるいは二色性ミラー３０，３２によって反射される。側面散乱光３３は、ミラー３０によって反射され、適切な光検出器３４、典型的には光電子増幅管へと向かう。ミラー３０を通過するか、透過し、ミラー３２によって反射される第一の波長の蛍光３５は、第二の光検出器３６に導かれる。ここでもまた、第二の光検出器は、好ましくは、光電子増幅管である。ミラー３０とミラー３２との双方を通過する第二の波長の蛍光は、第三の光検出器４０に導かれる。ここでもまた、第三の光検出器は、好ましくは、光電子増幅管のタイプのものである。光検出器３４、３６、および４０のそれぞれの出力ＳＳ、ＦＬ１、およびＦＬ２は、処理のために、マイクロプロセッサに供給される。フローセルを通過する各粒子から得られた光散乱信号および蛍光信号に加え、調査される各粒子のコールター体積を表すインピーダンス信号Ｚを検出することは、一般的である。このような信号は、フローセルの調査ゾーンを通過して定電流を通すことと、このゾーン内の粒子の電気インピーダンスによってもたらされる電流の変化をモニタすることとによって、導出される。粒子が大きければ大きいほど、電流の変化が大きい。粒子調査の両側に配置された一対の電極４４、４６の間に接続された定電流回路４２は、そのゾーンを通過するのに必要な電流を提��し、このような電流内の粒子に由来する変化を検出するように動作する。回路４２の出力Ｚ”もまた、マイクロプロセッサに供給される。マイクロプロセッサが、ＦＬ１、ＦＬ２、ＳＳ、ＦＳ、およびＺ”の入力信号を、１つ以上の公知のアルゴリズムに従って、同時に処理すると、マイクロプロセッサは、典型的には、複数の散布図ＳＧの形式で、出力を提供する。散布図ＳＧは、粒子サンプルＰＳの中の粒子の相対数と種々のタイプとを示す。
【００１６】
上記で指摘されたように、図３を参照して議論されたように向けられたレーザダイオードには、レーザビームの偏光面Ｐが、粒子フローの方向に対して垂直であることにおいて、問題がある。図５のフローサイトメータに示されるように、拡大楕円Ｅ’の長軸は、コリメートレンズ３を通過したコリメートビームの長軸がそうであるように、水平面内にある。ビームの偏光面Ｐは、長軸に平行であるので、図４Ａは、水平面内における側面散乱放射が、水平面内の波面振動によって相殺されることを示す。したがって、本発明に従うと、光学素子５０は、レーザビームＢ’の中に、好ましくは、コリメートレンズ３と円筒レンズ４との間のビームのコリメートされる部分の中に配置される。素子５０は、ビームの偏光面を十分な量、回転することによって、レーザビームの偏光面が、フローセルを通過する（垂直な）粒子経路と、今や実質的に平行となるように、レーザビームの偏光面を向ける効果を有する。したがって、レーザダイオードを回転させて、望ましくない偽スポットを排除することのメリットは、側面散乱光を検出することを可能にすることのメリットと組み合わされる。なぜなら、偏光面は、このような側面散乱光を検出するために必要な向きにあるからである。好ましくは、素子５０は、レーザビームの偏光面を９０°回転させるように動作し、従来の半波長板の形式を採る。代替として、素子５０は、タンデムに配置された２つの四分の一波長板の形式であり得る。
【００１７】
本発明は、好ましい実施形態を参照して記載されてきたが、本発明の精神から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることは、理解される。このような変更は、添付の請求項の範囲内に収まることを意図される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、従来のレーザダイオードからの発散出力ビームを示す。
【図２】図２は、フローサイトメータの光学フローセル内の所望箇所で、発散レーザビームを集束するための従来技術の光学系の模式図である。
【図３】図３は、フローサイトメータの光学フローセル内の所望箇所で、発散レーザビームを集束するための従来技術の光学系の模式図である。
【図４】図４Ａおよび図４Ｂは、平面偏光光源の偏光面における変化が、光散乱に与える影響を示す。
【図５】図５は、本発明を具現化するフローサイトメータの斜視模式図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【国際調査報告】
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