(57)【要約】【課題】装置コストを特別増大させることなく、比較的高い分解能で、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得することができるフローサイトメータを提供する。【解決手段】長軸方向に細長く延びたビーム断面を有し、かつビーム断面における長軸方向と直交する短軸方向の幅が被測定サンプルのサンプル径よりも小さい光ビームを、管路内を流れるサンプル液流に対して照射し、サンプル液流に前記光ビームが照射されることで発生する散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光を連続的に計測し、計測した連続光情報をサンプリングすることで、各部分領域毎の光情報を取得する際、光ビームの長軸方向を、サンプル液流の流方向と直交する方向に対して所定の角度だけ傾けた状態で、サンプル液流に対して光ビームを照射する。【選択図】図４
2008096299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得するためのフローサイトメータであって、
前記被測定サンプルを含んだサンプル液が内部を一方向に流れる管路と、
一軸方向に細長く延びたビーム断面を有し、かつ前記ビーム断面における前記一軸方向と直交する短軸方向の幅が前記被測定サンプルのサンプル径よりも小さい光ビームを、前記管路内を流れるサンプル液流に対して照射する光ビーム照射部と、
前記サンプル液流に前記光ビームが照射されることで発生する散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光を連続的に計測し、計測した連続光情報をサンプリングすることで、各部分領域毎の前記光情報を取得する情報取得手段と、を有し、
前記光ビーム照射部は、前記光ビームの前記一軸方向を、前記サンプル液流の流方向と直交する方向に対して所定の角度だけ傾けた状態で、前記サンプル液流に対して前記光ビームを照射することを特徴とするフローサイトメータ。
【請求項２】
前記被測定サンプルにおける部分領域の分割数をｎ、前記被測定サンプルの直径をＬ（ｍ）、前記サンプル液流における前記被測定サンプルの流速度をＶ（ｍ／ｓ）、前記情報取得手段におけるサンプリングレートをｆ（Ｈｚ）、前記所定の角度をθ（ｒａｄ）としたとき、前記所定の角度θ（ｒａｄ）は、下記式（１）を満たすことを特徴とする請求項１記載のフローサイトメータ。
Ｌ／（Ｖ・ｃｏｓθ）＞ｎ／ｆ    ・・・（１）
【請求項３】
前記情報取得手段は、
受光面に入射した前記散乱光および前記蛍光の少なくともいずれかの光を電気信号に変換して、連続したアナログ電気信号を出力する光電変換器と、
前記アナログ信号をサンプリングレートｆ（Ｈｚ）でサンプリングして、少なくとも１６ｂｉｔの分解能で表されたデジタル情報に変換するＡＤ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換器と、を備えて構成されており、
前記ＡＤ変換器のサンプリングレートｆは２×１０６（Ｈｚ）未満であることを特徴とする請求項２記載のフローサイトメータ。
【請求項４】
さらに、前記被測定サンプルの直径Ｌは、１．０×１０−５（ｍ）以下であり、かつ、前記被測定サンプルの流速度Ｖは、５．０（ｍ／ｓ）以上であることを特徴とする請求項２または３記載のフローサイトメータ。
【請求項５】
さらに、前記被測定サンプルにおける部分領域の分割数ｎが１０以上であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のフローサイトメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞などの被測定対象物に光ビームを照射し、被測定対象物からの蛍光や散乱光を測定し、被測定対象物についての各種分析を行なうフローサイトメータに関する。本発明は、特に、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得するためのフローサイトメータを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば癌などの研究における細胞や染色体の解析には、従来は顕微鏡が用いられていた。しかし、顕微鏡による解析では、大量のデータを集めて統計的に検討するのに、非常に多くの手間と時間を要していた。現在、多くの場合、このような細胞や染色体の解析には、短時間に多くのサンプル（細胞や染色体）について解析し、信頼性の高い統計データを得ることを可能とする、フローサイトメータが用いられている。フローサイトメータでは、抗体が蛍光染色された細胞などのサンプル粒子を含むサンプル液を、シース液とともに細い流路に高速で流してサンプル液流を形成し、このサンプル液流にレーザ光を照射して、流れていく大量のサンプル粒子の１つ１つから放出される蛍光や散乱光を測定し、信頼性の高い統計データを得る。
【０００３】
現在広く利用されているフローサイトメータは、例えば図６に示すように、管路を流れるサンプル液流に対して、このサンプル液流に含まれる被測定サンプル１０２の直径（例えば１．０×１０−５（ｍ））よりも大きな直径（例えば１．０×１０−４（ｍ））の光ビーム１０４を照射して、この被測定サンプル１０２全体に光ビームを照射した際に発する散乱光や蛍光を測定していた。すなわち、このような従来のフローサイトメータでは、被測定サンプル１０２全体について平均化された光情報のみを取得していた。
【０００４】
このような、現在広く使われているフローサイトメータに対し、近年、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射し、この際に各部分領域から発する、各部分領域それぞれに関する散乱光や蛍光を測定する、スリットスキャン方式といわれる方式のフローサイトメータが提案されている（例えば、下記非特許文献１）。このようなスリットスキャン方式のフローサイトメータでは、図７に示すように、管路を流れるサンプル液流に対して、一軸方向（長軸方向）に長い断面形状を有する光ビーム１０６を照射する。この光ビーム１０６の断面形状は、長軸方向と直交する短軸方向の幅が、被測定サンプル１０２の直径Ｌ’よりも小さくなっている。
【０００５】
近年提案されているスリットスキャン方式のフローサイトメータでは、サンプル液流の流方向（被測定サンプル１０２の移動方向）と、光ビーム１０６の断面の長軸方向とが直交するように、光ビーム１０６が照射される。このような細長い断面形状の光ビーム１０６が、サンプル液流中の被測定サンプル１０２の一部分に照射されている、例えば図７に示すような瞬間では、被測定サンプル１０２のこの一部分からのみ散乱光や蛍光が発せられる。すなわち、このようなスリットスキャン方式のフローサイトメータでは、被測定サンプル１０２の一部分に関する光情報を取得することができる。このため、スリットスキャン方式のフローサイトメータでは、被測定サンプル１０２における蛍光成分の局在性に関する情報など、従来のフローサイトメータでは得ることが出来なかった情報を解析して取得することが可能である。
【非特許文献１】「プロフィールに基づく染色体ソータ」、電子情報通信学会論文誌  Ｄ−II  ｖｏｌ．１７５−Ｄ−II  Ｎｏ．１０ｐｐ１７２９−１７３７  １９９２年１０月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、図７に示すように光ビーム１０６を照射した場合、サンプル液流に含まれて速度Ｖ’（ｍ／ｓ）で移動する直径Ｌ’（ｍ）の被測定サンプル１０２は、光ビーム１０６の照射領域に差し掛かって通過してしまうまで、時間Ｔ’＝Ｌ’／Ｖ’（ｓ）を要する。この場合、例えば、被測定サンプルをｎ分割した各部分領域に関する光情報を取得するには、Ｔ’／ｎ（ｓ）のデータ取得時間間隔、すなわち下記式（２）に示すサンプリング周期ｆ’で光情報を取得する必要がある。
ｆ’＝ｎ／Ｔ’＝（ｎ×Ｖ’）／Ｌ’  ・・・（２）
【０００７】
フローサイトメータでも、一般的に、なるべく短時間に測定が終了することが望まれるため、サンプル液流の速度Ｖ’はなるべく大きい方が好ましい。また、比較的直径Ｌが小さいサンプルであっても、なるべく多くの分割数ｎで分割した各部分領域に関する光情報を取得することができることが好ましい。従来のスリットスキャン方式のフローサイトメータでは、このような好適な測定を達成するために、光情報の取得装置におけるサンプリング周期ｆ’を大きくすることしかできなかった。
【０００８】
例えば、被測定サンプルにレーザを照射することで発生した散乱光や蛍光の、連続的なアナログ信号をＡＤ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換する場合、上記式（２）を満足するサンプリング周期ｆ’のＡＤ変換器が必要であった。一般的に、被測定サンプルについて所望の情報を得るためには、散乱光や蛍光に関する光情報は、１４ｂｉｔや１６ｂｉｔなど比較的分解能の高い情報である必要がある。ＡＤ変換器では、分解能が高いほどサンプリングレートを高くすることは困難であり、一般的な価格のＡＤ変換器では、例えば１６ｂｉｔの分解能では、２×１０６（Ｈｚ）程度のサンプリングレートしか達成することができなかった。また、１４ｂｉｔでも、２×１０６（Ｈｚ）程度のサンプリングレートしか達成できなかった。これは、一般的な振動解析などで用いられるＡＤ変換器の場合、解析に必要な分解能およびサンプリングレートが、それぞれ、１２ｂｉｔ以下および１×１０６（Ｈｚ）程度に留まっており、それほど高い分解能およびサンプリングレーが、市場において要求されていないためである。なお、例えば、音の解析の分野においては、１６ｂｉｔ以上の分解能や、２×１０６（Ｈｚ）以上のサンプリングレートが要求されており、このようなＡＤ変換を実現するＡＤ変換器も用いられてはいるが、このような特定の分野（市場）からの要求に応じた高性能なＡＤ変換器の価格は、非常に高いものである。
【０００９】
このように、一般的な価格のＡＤ変換器を用いた場合は、サンプリングレートｆ’の上限に応じて、測定条件を調整する必要があった。例えば、上記式（２）を満たすために、例えばサンプル液の流速Ｖ’を低く設定したり、分割数ｎを小さくするなどする必要があり、所望の測定条件を達成することはできないといった問題があった。また、比較的高価な価格のＡＤ変換器を用いたり、このようなＡＤ変換器を新たに開発することで、必要な分解能の条件およびサンプリングレートｆ’の条件を満足させることも可能ではあるが、この場合、フローサイトメータ装置に係るコストは甚大なものとなってしまう。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題点に着目してなされたものであり、装置コストを特別増大させることなく、比較的高い分解能で、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得することができるフローサイトメータ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】
【００１１】
上記問題を解決するために、本発明は、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得するためのフローサイトメータであって、前記被測定サンプルを含んだサンプル液が内部を一方向に流れる管路と、一軸方向に細長く延びたビーム断面を有し、かつ前記ビーム断面における前記一軸方向と直交する短軸方向の幅が前記被測定サンプルのサンプル径よりも小さい光ビームを、前記管路内を流れるサンプル液流に対して照射する光ビーム照射部と、前記サンプル液流に前記光ビームが照射されることで発生する散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光を連続的に計測し、計測した連続光情報をサンプリングすることで、各部分領域毎の前記光情報を取得する情報取得手段と、を有し、前記光ビーム照射部は、前記光ビームの前記一軸方向を、前記サンプル液流の流方向と直交する方向に対して所定の角度だけ傾けた状態で、前記サンプル液流に対して前記光ビームを照射することを特徴とするフローサイトメータを提供する。
【００１２】
なお、前記被測定サンプルにおける部分領域の分割数をｎ、前記被測定サンプルの直径をＬ（ｍ）、前記サンプル液流における前記被測定サンプルの流速度をＶ（ｍ／ｓ）、前記情報取得手段におけるサンプリングレートをｆ（Ｈｚ）、前記所定の角度をθ（ｒａｄ）としたとき、前記所定の角度θ（ｒａｄ）は、下記式（１）を満たすことが好ましい。
Ｌ／（Ｖ・ｃｏｓθ）＞ｎ／ｆ    ・・・（１）
【００１３】
また、前記情報取得手段は、受光面に入射した前記散乱光および前記蛍光の少なくともいずれかの光を電気信号に変換して、連続したアナログ電気信号を出力する光電変換器と、前記アナログ信号をサンプリングレートｆ（Ｈｚ）でサンプリングして、少なくとも１６ｂｉｔの分解能で表されたデジタル情報に変換するＡＤ（ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ）変換器と、を備えて構成されており、前記ＡＤ変換器のサンプリングレートｆは２×１０６（Ｈｚ）未満であってもよい。
【００１４】
さらに、前記被測定サンプルの直径Ｌは、１．０×１０−５（ｍ）以下であり、かつ、前記被測定サンプルの流速度Ｖは、５．０（ｍ／ｓ）以上であってもよい。また、さらに、前記被測定サンプルにおける部分領域の分割数ｎが１０以上であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のフローサイトメータによれば、比較的高い分解能で、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得することができる。本発明によれば、取得する光情報の必要な分解能は保ちつつ、例えば、サンプル液流の速度を比較的大きくして、比較的短時間に大量のサンプルについての測定を終了させることもでき、また、比較的直径が小さいサンプルであっても、比較的多くの分割数で分割した各部分領域に関する光情報を取得することができる。本発明によれば、装置コストを特別増大させることなく、このような各効果を、同時に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のフローサイトメータについて、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。図１は、本発明のフローサイトメータの一例であるフローサイトメータ１０について説明する概略斜視図である。フローサイトメータ１０は、液流形成ユニット２０、光学ユニット４０、分析ユニット５０、および各部の動作シーケンスを制御する制御装置７０とを有して構成されている。
【００１７】
フローサイトメータ１０では、測定対象とする細胞（被測定サンプル）である分析サンプル１２を含むサンプル液の流れ（サンプル液流）にレーザ光を照射し、分析サンプル１２中の抗体に付着した蛍光色素の発する蛍光、およびレーザ光が分析サンプル１２に当たった際の拡散光のいずれかを検出し、検出した光信号に各種の処理を施すことで、分析サンプル１２について各種の分析を行なう。
【００１８】
図２は、本実施形態において測定対象とする分析サンプル１２について説明する概略図である。分析サンプル１２内の、例えば特定タンパク質などからなる抗体には、蛍光色素１３が予め付着されている。この抗体は細胞内に広く分布しており、蛍光色素１３も細胞内に広く分布している。図２に示す例では、分析サンプル１２の一部分に集中して抗体が存在しており、蛍光色素１３も局所的に集中して存在している。本発明のフローサイトメータは、例えば、このようにサンプル内の一部分に蛍光色素が集中しているサンプルについて、サンプル内の局所的な蛍光色素の分布を、例えばベクトル情報として取得することを可能とする装置である。フローサイトメータ１０では、大量の（複数の）分析サンプル１２を用意し、この複数の分析サンプル１２が順次流れるサンプル液流にレーザ光を照射する。そして、レーザ光の照射位置を順次通過する複数の分析サンプル１２から順次発せられる、散乱光や蛍光などの光情報を連続して取得し、取得した情報について統計処理を行うことで、分析サンプル１２における蛍光色素（すなわち抗体）の局在性ついての情報など、分析サンプル１２についての各種の解析結果を得る。
【００１９】
液流形成ユニット２０は、液体供給装置２２と、流管部３０とを有して構成されている。液体供給装置２２と流管部３０は、配管２４によって接続されている。液体供給装置２２内には、分析サンプル液を貯溜しておく分析サンプル液タンク２５、シース液を貯溜しておくシース液タンク２７とを有している。流管部３０は、サンプル液がシース液に囲まれて内部を流れるフローセル３２と、フローセル３２にシース液を供給するフローセル３２と連続した外部管路３４と、外部管路３４の内部に設けられて、フローセル３２にサンプル液を供給するサンプル液流管３６とを有している。液体供給装置２２のサンプル液タンク２５はサンプル液流管３６に、シース液タンク２７は外部管路３４に、配管２４を介してそれぞれ接続されている。フローセル３２の出口には、回収容器４９が設けられている。フローサイトメータ１０には、レーザ光の照射により短時間内に分析サンプル１２中の特定細胞等を分離するためのセル・ソータを配置して別々の回収容器に分離するように構成することもできる。
【００２０】
この液体供給装置２２は、図示しないエアポンプを各タンク毎に備えている。フローサイトメータ１０では、シース液タンク２７内部を図示しないエアポンプによって加圧することで外部管路３４内部にシース液を供給し、外部管路３４およびフローセル３２内を図１中上側から下側に向けて流れるシース流を形成する。そして、サンプル液タンク２５を図示しないエアポンプによって加圧することで、サンプル液流管３６の内部にサンプル液を供給し、サンプル液流管３６の図中下側の開口端である吐出口３８から、シース液の流れの中にサンプル液を吐出する。
【００２１】
フローセル３２では、サンプル液は、シース液に吐出された段階で流体力学的絞り込みが生じ、シース流に囲まれたサンプル液流は非常に細くなり、分析サンプル１２が１列に並んだサンプル液流を形成する。すなわち、フローセル３２では、分析サンプル１２は１列となり、１個ずつ順番に所定の速さＶ（ｍ／ｓ）でフローセル３２中を流れる。このフローセル３２には、光学ユニット４０のレーザ光照射手段４５によってレーザ光が照射されており、このレーザ光を横切るようにして分析サンプル１２は１個づつ順番に流れる。
【００２２】
光学ユニット４０は、フローセル３２にむけてレーザ光を照射するレーザ光照射手段４５と、フローセル３２を流れる分析サンプル１２による散乱光を受光し、受光した散乱光に応じた信号を出力する受光部４４と、フローセル３２を流れる分析サンプル１２から発光した蛍光を受光し、受光した蛍光に応じた信号を出力する受光部４６、とを有している。受光部４４および４６は分析ユニット５０に接続されており、出力された光信号は分析ユニット５０に送られる。
【００２３】
図３は、レーザ光照射手段４５について説明する概略構成図である。レーザ光照射手段４５は、フローセル３２に向けて特定波長のレーザ光を出射するレーザ光源部４２と、レーザ光源部４２から出射されたレーザ光の断面形状を整形して、フローセル３２内のサンプル液流に導くレーザ光整形・調整部４３とを備えて構成されている。レーザ光源部４２は、フローセル３２内を流れる、分析サンプル１２が１列に並んだサンプル液流にレーザ光を出射する。レーザ光源部４２から出射されるレーザ光は、分析サンプル１２に付着された特定の蛍光色素１３を励起させて特定波長範囲の蛍光を発生させる、特定波長のレーザ光である。レーザ光源部４２としては、固体レーザや半導体レーザなどの、周知のレーザ装置を用いればよい。レーザ光源部４２から出射されるレーザ光は、略円形の断面形状を有する、通常のガウシアンビームである。レーザ光整形・調整部４３は、例えばシリンドリカルレンズなどで構成されており、レーザ光源部４２から出射されたレーザ光の断面形状を整形して、フローセル３２内のサンプル液流へと導く。
【００２４】
図４は、フローサイトメータ１０において、レーザ光整形・調整部４３によって整形されて、サンプル液に照射されたレーザ光について説明する断面図である。図４に示すレーザ光の断面形状は、サンプル液に照射された瞬間、すなわち分析サンプル１２に照射された瞬間における形状である。図３に示すように、シリンドリカルレンズなどのレンズによって整形した場合、レーザ光の進行方向の位置に応じて、断面形状やサイズは変化するものである。レーザ光整形・調整部４３は、サンプル液に照射された瞬間、すなわち分析サンプル１２に照射された瞬間における断面形状やサイズが所望の状態となるよう調整されている。
【００２５】
レーザ光整形・調整部４３は、レーザ光の断面形状が、一軸方向（図４中に一点鎖線で示すＸ軸方向）に細長く延び、このＸ軸方向と直交する短軸方向（図４中に二点鎖線で示すＹ軸方向）の幅が、分析サンプル１２のサンプル径Ｌよりも小さくなり、かつ、上記Ｘ軸方向が、サンプル液流の流方向（分析サンプル１２の速度ベクトルＶ）と直交する軸（図４中に破線で示すＨ軸）に対して、所定の角度θ（ｒａｄ）だけ傾けた状態となるよう、レーザ光を整形してサンプル液流へと導く。なお、本実施形態では、レーザ光整形。調整部４３は、略円形の断面形状を有するレーザ光を整形するシリンドリカルレンズによって構成されているが、例えば、細長いスリットやレンズを有して構成されていてもよい。本発明の光ビーム照射部は、一軸方向に細長く延びたビーム断面を有し、かつビーム断面における一軸方向と直交する短軸方向の幅が、被測定サンプルのサンプル径よりも小さい光ビームを、管路内を流れるサンプル液流に対して照射するものであればよく、その構成については、特に限定されない。
【００２６】
このような細長い断面形状のレーザ光が、サンプル液流中の分析サンプル１２の一部分に照射されている図４に示すような瞬間では、分析サンプル１２の、この一部分からのみ散乱光や蛍光が発せられる。すなわち、この瞬間では、分析サンプル１２の一部分に関する情報のみを含んだ蛍光や散乱光が発せられる。
【００２７】
図４中のＸＹ座標系において、分析サンプル１２のＹ軸方向の移動を考えてみると、分析サンプル１２は、図中のＸ軸を横切るように、速度Ｖ・ｃｏｓθ（ｍ／ｓ）でＹ軸方向に移動していく。すなわち、図４に示すようにレーザ光を照射した場合、サンプル液流に含まれて速度Ｖ（ｍ／ｓ）で移動する直径Ｌ（ｍ）の分析サンプル１２は、レーザ光の照射領域に差し掛かって通過してしまうまでの時間は、時間Ｔ＝Ｌ／（Ｖ・ｃｏｓθ）（ｓ）となる。
【００２８】
仮に、レーザ光の長軸が図中のＨ軸に沿った方向である場合、すなわち、図７の従来例に示されるように、サンプル液流の流方向（分析サンプル１２の移動方向）と、レーザ光の断面の長軸方向とが直交するようにレーザ光が照射されている場合、サンプル液流に含まれて速度Ｖ（ｍ／ｓ）で移動する直径Ｌ（ｍ）の分析サンプル１２は、レーザ光の照射領域に差し掛かって通過してしまうまでの時間は、時間Ｔ’’＝Ｌ／Ｖ（ｓ）となる。ここで、０（ｒａｄ）＜θ＜π／２（ｒａｄ）であり、０＜ｃｏｓθ＜１であるので、Ｖ・ｃｏｓθ＜Ｖが成り立っている。よって、上記時間Ｔ＞時間Ｔ’’となる。すなわち、本発明のように、サンプル液流の流方向と直交する軸に対して、レーザ光の断面形状の長軸方向を、所定の角度θだけ傾けてレーザ光を照射した場合の方が、従来のように、レーザ光の断面の長軸方向とサンプル液流の流方向とが直交するようにレーザ光を照射する場合に比べて、分析サンプル１２に対して、長い時間をかけてゆっくりと、部分的にレーザ光を照射していくことができる。本発明は、このように、サンプル液流の流方向と直交する軸に対して、レーザ光の断面形状の長軸方向を、所定の角度θだけ傾けてレーザ光を照射することを特徴としている。
【００２９】
受光部４４は、フローセル３２を挟んでレーザ光照射手段４５と対向するように配置されており、フローセル３２を通過する分析サンプル１２によるレーザ光の前方散乱光を連続して受光し、受光した前方散乱光の強度に応じたアナログ電気信号を出力する。一方、受光部４６は、レーザ光源部４２から出射されるレーザ光の出射方向に対して垂直方向であって、かつ、外部管路３０中の分析サンプル１２の移動方向に対して垂直方向に配置されており、レーザ光を受けて分析サンプル１２から発せられた蛍光を受光して、受光した蛍光の強度に応じたアナログ電気信号を出力する。受光部４４および受光部４６における光検出およびアナログ電気信号の出力には、ＰＭＴ（photomultiplier tube）を用いればよい。
【００３０】
分析ユニット５０は、受光部４４および受光部４６から出力されたアナログ信号を受け取り、このアナログ信号をＡＤ変換してデジタル信号を取得するＡＤ変換器５２と、ＡＤ変換器５２から出力されたデジタル情報を統計処理して、分析サンプル１２における蛍光色素（すなわち抗体）の局在性ついての情報など、分析サンプル１２についての各種の解析を行なうデータ処理部５４とを備える。なお、分析ユニット５０には、ディスプレイやプリンタなど、図示しない出力装置が接続されており、データ処理部５４における解析結果を表示出力することが可能となっている。
【００３１】
ＡＤ変換器５２は、振動解析などで広く用いられる、一般的な性能および価格の、公知のＡＤ変換器である。フローサイトメータ１０のＡＤ変換器５２は、このような一般的なＡＤ変換器のなかでも、取得したアナログデータを、例えば１６ｂｉｔと比較的高い分解能で表されたデジタル信号に変換して出力可能なＡＤ変換器である。これは、フローサイトメータの場合は、通常の振動解析などに比べて、解析に必要な情報量が比較的多いためである。一般的なＡＤ変換器において、１６ｂｉｔなど比較的高い分解能でＡＤ変換を実施する際の有効サンプリングレートｆは、例えば、ｆ＝２．０×１０６（Ｈｚ）程度に留まっている。
【００３２】
図５（ａ）〜（ｃ）は、分析サンプル１２から発せられる蛍光について説明する図であり、図５(ａ)は、分析サンプル１２に対するレーザ光の移動について説明する概略側面図であり、図５（ｂ）は、図５(ａ)に示すレーザ光の移動に対応して受光部４６から出力されるアナログデータの一例である。また、図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示すアナログデータを、ＡＤ変換器５２で変換したデジタルデータの一例である。図５(ａ)では、分析サンプル１２に固定された座標系で考えた場合の、図４で示すＹ軸方向のレーザ光の移動について示している。分析サンプル１２を固定した系で考えると、レーザ光は、速度Ｖ・ｃｏｓθ（ｍ／ｓ）でＹ軸方向に移動していく。直径Ｌ（ｍ）の分析サンプル１２に対して、レーザ光が一方の端部Ｙｓに差し掛かってから、他方の端部ＹＥを通過してしまうまでの時間は、上述したように、時間Ｔ＝Ｌ／（Ｖ・ｃｏｓθ）（ｓ）である。図５(ａ)に示すように、分析サンプル１２の他方の端部ＹＥ部分の側に、蛍光色素１３すなわち抗体が集中して分布している場合、受光部４６から出力されるアナログデータは、図５（ｂ）のように、時間範囲Ｔの後半部分で強度が強くなっている。ＡＤ変換器５２は、このようなアナログデータをデジタル変換する。例えば、分析サンプル１２をｎ分割した各部分領域毎に、発生する蛍光の情報を取得したい場合、少なくとも、サンプリング時間間隔ｔ＝Ｔ／ｎ、すなわち、サンプリング周期ｆ＝ｎ／Ｔ＝ｎ／［Ｌ／（Ｖ・ｃｏｓθ）］でサンプリングする。このようなサンプリング周期でＡＤ変換することで、図５（ｃ）に示すようなデジタルデータを取得する（なお、図５（ｃ）では、ｎ＝１０の例について示している）。
【００３３】
ここで、一般的なＡＤ変換器であるＡＤ変換器２５を用いて、例えば、分析サンプル１２の移動速度Ｖ＝５（ｍ／ｓ）、分析サンプル径Ｌ＝１．０×１０−５（ｍ）、分割数ｎ＝１０として、１６ｂｉｔ程度の高分解能のデジタルデータを取得したいとする。仮に、レーザ光の傾きθ＝０（ｒａｄ）では、サンプリング周期はｆ＝５．０×１０６（Ｈｚ）必要となる。上述のように、一般的なＡＤ変換器においては、１６ｂｉｔなど比較的高い分解能でＡＤ変換を実施する際の有効サンプリングレートｆは、例えば、ｆ＝２．０×１０６（Ｈｚ）程度に留まっている。このため、ＡＤ変換器の性能が制約となり、このような条件での測定はできないことになる。本願発明では、このような場合でも、例えば、ｃｏｓθ＝０．１となるよう、レーザ光を傾けることで、ＡＤ変換器の必要サンプリングレートを、ｆ＝５．０×１０５程度にまで低くすることができる。このため、サンプルの移動速度Ｖを低く設定したり、また、分割数ｎを少なくするなど、測定条件を変更することなく必要な分解能の光情報を取得することができる。すなわち、本願発明によれば、レーザ光の傾きの角度θ以外の条件を変更することなく、下記式（１）を満たすよう角度θを設定することで、所望の分解能の光情報を取得することができる。
Ｌ／（Ｖ・ｃｏｓθ）＞ｎ／ｆ    ・・・（１）
【００３４】
データ処理部５４は、ＡＤ変換器５２から出力された、このようなデジタル情報を統計処理して、分析サンプル１２における蛍光色素（すなわち抗体）の局在性ついての情報など、分析サンプル１２についての各種の解析を行なう。例えば、複数の分析サンプル１２のいずれにおいても、分析サンプル１２の中心部分（例えば細胞核やその周辺部分）に、蛍光色素が集中して分布している場合、いずれの分析サンプル１２にレーザ光を照射した場合も、図５（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ示す時間範囲Ｔの中央領域で強度が強くなるはずである。これに対し、図５(ａ)に示すように、分析サンプル１２の端部近辺に、蛍光色素が分布している場合、分析サンプル１２の角度によっては、時間範囲Ｔのどの領域で強度が強くなるかはわからない。複数の分析サンプル１２について、このようなデジタル情報（光情報）を統計的に処理すれば、分析サンプル１２における蛍光色素の分布の傾向などを知ることができる。フローサイトメータ１０は、以上のような構成となっている。
【００３５】
本発明のフローサイトメータによれば、比較的高い分解能で、被測定サンプルの複数の部分領域それぞれに限定して光ビームを照射した際に各部分領域から発する、各部分領域毎の、散乱光および蛍光の少なくともいずれかの光情報を取得することができる。本発明によれば、取得する光情報の必要な分解能は保ちつつ、例えば、サンプル液流の速度を比較的大きくして、比較的短時間に大量のサンプルについての測定を終了させることもでき、また、比較的直径が小さいサンプルであっても、比較的多くの分割数で分割した各部分領域に関する光情報を取得することができる。本発明によれば、装置コストを特別増大させることなく、このような各効果を、同時に達成することができる。
【００３６】
以上、本発明のフローサイトメータについて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良および変更を行ってもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のフローサイトメータの一例について説明する概略斜視図である。
【図２】図１に示すフローサイトメータにおいて測定対象とする分析サンプルについて説明する概略図である。
【図３】図１に示すフローサイトメータのレーザ光照射手段について説明する概略構成図である。
【図４】図１に示すフローサイトメータにおいてサンプル液に照射されるレーザ光について説明する断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、図１に示すフローサイトメータにおいて、分析サンプルから発せられる蛍光について説明する図であり、（ａ)は、分析サンプルに対するレーザ光の移動について説明する概略側面図であり、（ｂ）は、(ａ)に示すレーザ光の移動に対応して受光部から出力されるアナログデータの一例であり、（ｃ）は、（ｂ）に示すアナログデータをＡＤ変換したデジタルデータの一例である。
【図６】従来の一般的なフローサイトメータにおいてサンプル液に照射される光ビームについて説明する断面図である。
【図７】従来のスリットスキャン方式のフローサイトメータにおいてサンプル液に照射される光ビームについて説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  フローサイトメータ
１２、１０２  分析サンプル
１３  蛍光色素
２０  液流形成ユニット
２２  液体供給装置
２４  配管
２５  分析サンプル液タンク
２７  シース液タンク
３０  流管部
３２  フローセル
３４  外部管路
３６  サンプル液流管
３８  吐出口
４０  光学ユニット
４２  レーザ光源部
４３  レーザ光整形・調整部
４４、４６  受光部
４５  レーザ光照射手段
５０  分析ユニット
５２  ＡＤ変換器
５４  データ処理部
１０４、１０６  光ビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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