(57)【要約】【課題】測定対象物の配向率をより向上させることが可能なフローサイトメータを提供する。【解決手段】この検出部２１（フローサイトメータ）は、試料管６０と、試料管６０の下流に配置され、第１流路９１を有するフローセル９０と、第１流路９１に通じる第２流路７０ａを有し、第２流路７０ａ内に試料管６０を配置した試料管収容部７０と、試料管６０に測定試料を供給する測定試料供給部２７と、試料管収容部７０の第２流路７０ａにシース液を供給するシース液供給部２８と、を備え、試料管収容部７０は、少なくとも一部に、第１流路９１に向かうにつれて第２流路７０ａが狭くなる絞り部８０を含み、絞り部８０は、測定試料の流通方向と直交する流路の横断面のアスペクト比が１よりも大きい下流側絞り部８２を有し、試料管６０の下流側の先端６２は、絞り部８０の下流側絞り部８２に配置されている。【選択図】図４
2013024629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を含む測定試料を通過させる試料管と、
前記試料管の下流に配置され、第１流路を内部に有するフローセルと、
前記試料管の外径よりも内径が大きく前記第１流路に通じる第２流路を内部に有し、前記第２流路内に前記試料管を配置した試料管収容部と、
前記試料管に測定試料を供給する測定試料供給部と、
前記試料管収容部の前記第２流路にシース液を供給するシース液供給部と、を備え、
前記試料管収容部は、少なくとも一部に、前記第１流路に向かうにつれて前記第２流路が狭くなる絞り部を含み、
前記絞り部は、測定試料の流通方向と直交する流路の横断面のアスペクト比が１よりも大きい第１絞り部を有し、
前記試料管の下流側先端は、前記絞り部の前記第１絞り部に配置されている、フローサイトメータ。
【請求項２】
前記試料管の下流側先端の外側には、互いに対向し、先端に向かうにつれて両者の距離が小さくなる２つの傾斜面部が形成されており、
前記２つの傾斜面部が前記絞り部の前記第１絞り部の横断面における短手方向と略平行である、請求項１に記載のフローサイトメータ。
【請求項３】
前記絞り部の出口における前記第２流路の横断面は円形である、請求項１または２に記載のフローサイトメータ。
【請求項４】
前記第１流路は、横断面のアスペクト比が１より大きい形状であり、
前記第２流路の前記第１絞り部の横断面の短手方向と前記第１流路の横断面の長手方向とが、略平行である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項５】
前記試料管の下流側先端の前記２つの傾斜面部は平坦面である、請求項２に記載のフローサイトメータ。
【請求項６】
前記第１絞り部において前記試料管の下流側先端が配置された位置の流路の横断面のアスペクト比が１．２以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項７】
前記第１絞り部において前記試料管の下流側先端が配置された位置の流路の横断面の形状は、長手方向および短手方向に、それぞれ中心線対称である、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項８】
前記第１絞り部において前記試料管の下流側先端が配置された位置の流路の横断面の形状は、長円形、楕円形または長方形である、請求項７に記載のフローサイトメータ。
【請求項９】
前記絞り部は、略円錐形状の第２絞り部をさらに有し、
前記第１絞り部は、前記円錐形状の第２絞り部の途中部分から連続するように形成されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項１０】
前記第１絞り部は、前記第２絞り部の横断面の一部と前記第１絞り部の横断面の一部とが結合した横断面形状を有する第１部分と、前記第１部分の下流側で前記第１絞り部の横断面のみからなる横断面形状を有する第２部分とを有し、
前記絞り部は、前記第２絞り部と、前記第１絞り部の第１部分と、前記第２部分とが滑らかに連続するように形成されている、請求項９に記載のフローサイトメータ。
【請求項１１】
前記第１流路と、前記第２流路の前記絞り部の出口とを接続するとともに、前記第１流路に向かって流路が狭くなる略円錐形状の接続流路部をさらに備える、請求項３に記載のフローサイトメータ。
【請求項１２】
前記絞り部の第１絞り部の横断面における長手方向と平行な方向から、前記フローセルの前記第１流路を流れる測定対象物を撮像する撮像部をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項１３】
前記絞り部の第１絞り部の横断面における長手方向と直交する方向から、前記フローセルの前記第１流路を流れる測定対象物から生じた前方散乱光を検出する散乱光検出部をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項１４】
前記絞り部の第１絞り部の横断面における長手方向と平行な方向から、前記フローセルの前記第１流路を流れる測定対象物から生じた蛍光を検出する蛍光検出部をさらに備える、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のフローサイトメータ。
【請求項１５】
前記測定対象物は、扁平上皮細胞である、請求項１〜１４のいずれか１項に記載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、フローサイトメータに関し、特に、測定対象物を流通させるフローセルを備えたフローサイトメータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、測定対象物を流通させるフローセルを備えたフローサイトメータが知られている。具体的には、細胞、粒子などの測定対象物をフローセルに流し、フローセルを流れる測定対象物を撮像するフローサイトメータや、フローセルを流れる測定対象物に照射した光を検出するフローサイトメータが知られている。得られた測定対象物の撮像画像や光学情報を解析することにより、測定対象物の分析が行われる。このようなフローサイトメータにおいて、測定対象物が非対称の扁平形状などの場合、撮像方向または光照射方向に応じてフローセルを流れる測定対象物の向きを一定にする（配向させる）ことが高精度な分析結果を得るために必要となる。このため、従来、測定対象物の向きを一定にする構造を有するフローサイトメータが知られている（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に記載のフローサイトメータは、フィンまたは円筒ロッドを用いてシース液を分割し、測定対象物を供給するサンプルチューブ（試料管）の出口付近で測定対象物の流れを分割したシース流で挟み込むように合流させることにより、測定対象物の向きを一定にしている。
【０００４】
また、上記非特許文献１には、シース液で包まれた細胞浮遊液の流れを絞っていく過程で細胞の向きを一定にする技術が開示されている。具体的には、縦と横とで絞りの比率が異なる矩形断面のノズルや、円形から楕円形に絞る断面形状のノズルなどを用いてノズルを流れる細胞に回転モーメントを働かせることによって、細胞の向きを一定にすることが開示されている。また、上記非特許文献１には、サンプル管の先端形状をくさび形にすることにより、サンプル管の出口において細胞浮遊液がシース液に包まれる段階で細胞の向きを一定にすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４９８８６１９号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】天神美夫、高橋学、野村和弘編、「フローサイトメトリーハンドブック」、株式会社サイエンスフォーラム、１９８４年１１月３０日発刊、ｐ．３９８−４０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１に記載のフローサイトメータでは、シース液を分割し、合流させているため、シース液およびシース液に包まれる測定対象物の流れに乱れが生じるという問題点があった。測定対象物の流れに乱れが生じると、測定対象物の向きがばらつくため、測定対象物の分析精度が低下してしまう。一方、上記非特許文献１に記載の技術では、例えば患者から採取された上皮細胞を測定するような場合には、様々な形状の細胞が含まれているので、十分に高い割合で測定対象物を配向させることが困難であった。そのため、更に高い割合で測定対象物の向きを一定に揃えること（測定対象物の配向率の更なる向上）が望まれている。
【０００８】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の１つの目的は、測定対象物の配向率をより向上させることが可能なフローサイトメータを提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面によるフローサイトメータは、測定対象物を含む測定試料を通過させる試料管と、試料管の下流に配置され、第１流路を内部に有するフローセルと、試料管の外径よりも内径が大きく第１流路に通じる第２流路を内部に有し、第２流路内に試料管を配置した試料管収容部と、試料管に測定試料を供給する測定試料供給部と、試料管収容部の第２流路にシース液を供給するシース液供給部と、を備え、試料管収容部は、少なくとも一部に、第１流路に向かうにつれて第２流路が狭くなる絞り部を含み、絞り部は、測定試料の流通方向と直交する流路の横断面のアスペクト比が１よりも大きい第１絞り部を有し、試料管の下流側先端は、絞り部の第１絞り部に配置されている。
【００１０】
この発明の一の局面によるフローサイトメータでは、上記のように、試料管収容部の少なくとも一部に、第１流路に向かうにつれて第２流路が狭くなる絞り部を設けるとともに、絞り部に、測定試料の流通方向と直交する流路の横断面のアスペクト比が１よりも大きい第１絞り部を設け、試料管の下流側先端を絞り部の第１絞り部に配置することによって、第１絞り部における第２流路の絞りの勾配を流路の横断面の短手方向側よりも長手方向側で大きくすることができる。このため、第１絞り部におけるシース流は、流路断面の長手方向両側が短手方向両側と比べて相対的に高圧になる。この第１絞り部に試料管の下流側先端が配置されるので、測定対象物を含む測定試料がシース流中に供給されると、第１絞り部の流路断面の長手方向両側からの内向きの力が測定対象物を挟み込むように作用し、測定対象物が一定方向に配向される。これにより、測定対象物の配向率をより向上させることができる。なお、配向率とは、例えば扁平な面とその外周部分である側面とからなる扁平細胞を測定する場合に、測定対象となった扁平細胞の総数に対して、扁平な面が一定方向に向いている上皮細胞の数の割合を指す。
【００１１】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、試料管の下流側先端の外側には、互いに対向し、先端に向かうにつれて両者の距離が小さくなる２つの傾斜面部が形成されており、２つの傾斜面部が絞り部の第１絞り部の横断面における短手方向と略平行である。このように構成すれば、試料管の周囲のシース流を２つの傾斜面部に沿わせることにより、試料管から供給される測定試料の試料流を第１絞り部の横断面における短手方向に沿った平坦な流れにすることができる。これにより、平坦な試料流の両面を長手方向の両側からシース流で挟み込むことができるので、第１絞り部における長手方向両側からの力を測定対象物に効果的に作用させて、測定対象物の配向率をより一層向上させることができる。
【００１２】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、絞り部の出口における第２流路の横断面は円形である。このように構成すれば、測定対象物を含む試料流およびシース流が絞り部から流出する際に乱流が発生するのを抑制することができるので、一定方向に配向させた測定対象物の向きが乱れるのを抑制することができる。
【００１３】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、第１流路は、横断面のアスペクト比が１より大きい形状であり、第２流路の第１絞り部の横断面の短手方向と第１流路の横断面の長手方向とが、略平行である。このように構成すれば、測定対象物が扁平形状の場合、第１絞り部では横断面の長手方向内向きの力によって扁平な測定対象物の長手側が第１絞り部の短手方向に沿うように配向するため、フローセルの第１流路の横断面の長手方向が配向した測定対象物の長手方向に一致する。これにより、第１流路の長手および短手方向のそれぞれを、配向した測定対象物の長手および短手方向に一致させることができるため、第１絞り部で配向された測定対象物の向きが変化するのを効果的に抑制することができる。
【００１４】
上記試料管に２つの傾斜面部が形成される構成において、好ましくは、試料管の下流側先端の２つの傾斜面部は平坦面である。このように構成すれば、傾斜面部を容易に形成することができる。
【００１５】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、第１絞り部において試料管の下流側先端が配置された位置の流路の横断面のアスペクト比が１．２以上である。このように構成すれば、第１絞り部において、流路の横断面の長手方向両側と短手方向両側との圧力差をより大きくすることができるので、測定対象物の配向率をさらに向上させることができる。
【００１６】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、第１絞り部において試料管の下流側先端が配置された位置の流路の横断面の形状は、長手方向および短手方向に、それぞれ中心線対称である。このように構成すれば、第１絞り部において、流路の横断面の長手方向両側の圧力を略等しくすることができるとともに、流路の横断面の短手方向両側の圧力を略等しくすることができる。これにより、測定対象物に作用する内向きの力を長手方向の両側および短手方向の両側でそれぞれ略等しくして、測定対象物を精度よく配向させることができる。
【００１７】
この場合において、好ましくは、第１絞り部において試料管の下流側先端が配置された位置の流路の横断面の形状は、長円形、楕円形または長方形である。このように構成すれば、長手方向および短手方向にそれぞれ中心線対称となる流路の横断面形状を容易に得ることができる。
【００１８】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、絞り部は、略円錐形状の第２絞り部をさらに有し、第１絞り部は、円錐形状の第２絞り部の途中部分から連続するように形成されている。このように構成すれば、円錐形状の第２絞り部を介してアスペクト比が１より大きい第１絞り部へとつなげることにより、流路を滑らかに絞ることができる。これにより、シース流が絞り部へと流入する際に乱流が発生するのを抑制することができる。
【００１９】
この場合において、好ましくは、第１絞り部は、第２絞り部の横断面の一部と第１絞り部の横断面の一部とが結合した横断面形状を有する第１部分と、第１部分の下流側で第１絞り部の横断面のみからなる横断面形状を有する第２部分とを有し、絞り部は、第２絞り部と、第１絞り部の第１部分と、第２部分とが滑らかに連続するように形成されている。このように構成すれば、第２絞り部の横断面の一部と第１絞り部の横断面の一部とが結合した横断面形状を有する第１部分を形成して第１絞り部の横断面のみからなる横断面形状を有する第２部分へとつなげることにより、円錐形状の第２絞り部からアスペクト比が１より大きい第１絞り部（第２部分）に至る流路を、第１部分を介して連続的に滑らかにつなぐことができる。
【００２０】
上記絞り部の出口における第２流路の横断面が円形である構成において、好ましくは、第１流路と、第２流路の絞り部の出口とを接続するとともに、第１流路に向かって流路が狭くなる略円錐形状の接続流路部をさらに備える。このように構成すれば、絞り部の出口からフローセルの第１流路に至る流路の横断面形状の変化を滑らかにすることができるので、試料流が第２流路から第１流路に流入する際に乱流が発生するのを抑制することができる。
【００２１】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、絞り部の第１絞り部の横断面における長手方向と平行な方向から、フローセルの第１流路を流れる測定対象物を撮像する撮像部をさらに備える。このように構成すれば、測定対象物が扁平形状の場合、第１絞り部では流路の横断面の長手方向内向きの力によって扁平な測定対象物の長手側が流路の横断面の短手方向に沿うように配向するため、扁平な測定対象物に対して正面側から撮像を行うことができる。
【００２２】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、絞り部の第１絞り部の横断面における長手方向と直交する方向から、フローセルの第１流路を流れる測定対象物から生じた前方散乱光を検出する散乱光検出部をさらに備える。
【００２３】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、絞り部の第１絞り部の横断面における長手方向と平行な方向から、フローセルの第１流路を流れる測定対象物から生じた蛍光を検出する蛍光検出部をさらに備える。
【００２４】
上記一の局面によるフローサイトメータにおいて、好ましくは、測定対象物は、扁平上皮細胞である。本発明によれば、このような扁平上皮細胞を一定方向に配向させることができ、その結果、扁平上皮細胞の向きによって測定データがばらつくのを低減することができる。このため、本発明は、扁平上皮細胞を測定対象物とする場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による検出部を用いた細胞分析装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】図１に示した細胞分析装置の測定装置の構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による検出部の構成を示した模式図である。
【図４】図３に示した検出部のフローセルユニットの構造を示した縦断面図である。
【図５】図４に示したフローセルユニットの試料管を示した斜視図である。
【図６】図５に示した試料管の下流側端部周辺の側面図である。
【図７】図５に示した試料管の下流側端部周辺の平面図である。
【図８】図４に示したフローセルユニットの試料管収容部の構造を説明するための斜視図である。
【図９】図４の１０１−１０１線に沿った試料管収容部（第２流路）の横断面図である。
【図１０】図４の１０２−１０２線に沿った試料管収容部（第２流路）の横断面図である。
【図１１】図４の１０３−１０３線に沿った試料管収容部（第２流路）の横断面図である。
【図１２】図４の１０４−１０４線に沿った試料管収容部（第２流路）の横断面図である。
【図１３】図４の１０５−１０５線に沿った試料管収容部（第２流路）の横断面図である。
【図１４】図１３に示した横断面図の拡大図である。
【図１５】扁平上皮細胞の正面側からレーザ光を照射した場合の信号波形を説明するための図である。
【図１６】扁平上皮細胞の側面側からレーザ光を照射した場合の信号波形を説明するための図である。
【図１７】本発明の実施例１によるフローセルユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施例２によるフローセルユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図１９】比較例によるフローセルユニットの内部構造を示す斜視図である。
【図２０】実施例１、２および比較例のそれぞれの配向率の測定結果を示したグラフである。
【図２１】本発明の一実施形態による検出部のフローセルユニットに用いる試料管の変形例を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２７】
まず、図１〜図１６を参照して、本発明の一実施形態による細胞分析装置１の構成について説明する。本実施形態では、本発明のフローサイトメータを細胞分析装置１の測定装置２の検出部２１に適用した例について説明する。
【００２８】
細胞分析装置１は、患者から採取した細胞を含む測定試料をフローセルに流し、フローセルを流れる測定試料にレーザ光を照射する。そして、測定試料からの光（前方散乱光、側方蛍光など）を検出するとともに、光が照射された細胞の画像を撮像する。そして検出された光信号や撮像画像を分析することにより、細胞のＤＮＡ量に異常があるか否か等を判断する。より具体的には、細胞分析装置１は、子宮頸部の上皮細胞（扁平上皮細胞）を分析対象としており、子宮頸癌をスクリーニングするのに用いられる。
【００２９】
図１に示すように、細胞分析装置１は、被検者から採取された生体試料に細胞分散処理や染色処理などを行って調製された測定試料に対して光学測定を行う測定装置２と、測定装置２での測定結果の分析などを行うデータ処理装置４とを備えている。データ処理装置４は、例えばＰＣ（パーソナルコンピュータ）からなり、本体４１と、表示部４２と、入力部４３とから主に構成されている。データ処理装置４には、測定装置２への動作命令の送信、測定装置２で行った測定結果の受信および分析処理、並びに、処理した分析結果および撮像画像の表示などを行うための操作プログラムがインストールされている。
【００３０】
図２に示すように、測定装置２は、検出部２１と、信号処理部２２と、測定制御部２３と、撮像部２４と、モータ、アクチュエータおよびバルブなどの駆動部２５と、各種センサ２６と、測定試料供給部２７（図３参照）およびシース液供給部２８（図３参照）を含む流体回路部とを備えている。
【００３１】
検出部２１は、測定試料から測定対象細胞（子宮頸部の扁平上皮細胞）の数やその核のＤＮＡ量およびサイズなどを反映した光学情報を検出するフローサイトメータからなる。検出部２１は、図３に示すように、半導体レーザからなる第１光源５１と、フォトダイオードからなる前方散乱光受光部５２と、フォトマルチプライヤ（光電子増倍管）からなる側方散乱光受光部５３および側方蛍光受光部５４と、フローセル９０を有するフローセルユニット５５とを主として備えている。なお、前方散乱光受光部５２および側方蛍光受光部５４は、本発明の「散乱光検出部」および「蛍光検出部」の一例である。
【００３２】
図２に示すように、信号処理部２２は、検出部２１からの出力信号に対して増幅やＡ／Ｄ変換、フィルタ処理などの必要な信号処理を行う各種信号処理回路からなる。また、測定制御部２３は、マイクロプロセッサ３１と、記憶部３２と、外部通信コントローラ３３と、Ｉ／Ｏコントローラ３４と、センサ信号処理部３５と、駆動部制御ドライバ３６とを含んでいる。記憶部３２は、検出部２１などの制御プログラムやデータを格納するＲＯＭ、および、ＲＡＭなどからなる。
【００３３】
マイクロプロセッサ３１は、外部通信コントローラ３３を介して、データ処理装置４に接続されている。これにより、データ処理装置４と各種データを送受信することが可能である。また、マイクロプロセッサ３１には、センサ２６からの信号がセンサ信号処理部３５およびＩ／Ｏコントローラ３４を介して伝達される。マイクロプロセッサ３１は、センサ２６からの信号に基づき、Ｉ／Ｏコントローラ３４および駆動部制御ドライバ３６を介して駆動部２５の駆動制御を行う。駆動部２５により、測定試料供給部２７およびシース液供給部２８からそれぞれ測定試料およびシース液を検出部２１のフローセルユニット５５に供給することが可能である。
【００３４】
また、撮像部２４は、図３に示すように、パルスレーザからなる第２光源５６とＣＣＤカメラ５７とを備えている。撮像部２４は、フローセルユニット５５のフローセル９０を流れる測定試料中の測定対象細胞の撮像画像を取得するように構成されている。
【００３５】
測定試料供給部２７は、測定試料の吸引を行うための吸引ピペットおよび定量供給を行うためのシリンジポンプなどを含む流体回路からなる。また、シース液供給部２８は、シース液容器に接続されたシース液貯留チャンバなどを含む流体回路である。測定試料供給部２７およびシース液供給部２８は、それぞれ検出部２１のフローセルユニット５５に流体的に接続されている。
【００３６】
なお、測定試料は、被験者の子宮頸部の上皮細胞を含む生体試料に濃縮、希釈、攪拌および染色処理などの公知の前処理が施されることにより調製される。染色処理は、色素を含む蛍光染色液であるヨウ化プロピジウム（ＰＩ）により行われる。ＰＩ染色では細胞内の核に選択的に染色が施されることにより、核からの蛍光が検出可能となる。調製された測定試料は、試験管に収容されて細胞分析装置１にセットされ、吸引ピペットにより測定試料供給部２７に吸引されシリンジポンプによりフローセルユニット５５に定量供給される。
【００３７】
次に、検出部２１および撮像部２４の構成について具体的に説明する。
【００３８】
図３に示すように、検出部２１の第１光源５１は、フローセルユニット５５のフローセル９０を流れる測定試料にレーザ光を照射するように構成されている。第１光源５１のレーザ光はＤＲ１方向に出射され、レンズ系５８ａを経て測定試料に集光される。レンズ系５８ａは、コリメータレンズ、シリンダーレンズ、コンデンサレンズ等を含むレンズ群から構成されている。
【００３９】
レーザ光により測定試料中の細胞から生じた前方散乱光は、対物レンズ５８ｂおよびフィルタ５８ｃを経て光軸方向（ＤＲ１方向）奥側に配置された前方散乱光受光部５２により検出される。
【００４０】
また、細胞から生じた側方蛍光および側方散乱光は、フローセル９０に対して光軸（ＤＲ１方向）と直交する側方（ＤＲ２方向）に配置された対物レンズ５８ｄを経てダイクロイックミラー５８ｅに入射する。そして、このダイクロイックミラー５８ｅを反射した側方蛍光および側方散乱光は、ダイクロイックミラー５８ｆに入射する。側方蛍光は、ダイクロイックミラー５８ｆを透過し、フィルタ５８ｇを経て側方蛍光受光部５４によって検出される。また、側方散乱光は、ダイクロイックミラー５８ｆにより反射され、フィルタ５８ｈを経て側方散乱光受光部５３によって検出される。
【００４１】
前方散乱光受光部５２、側方散乱光受光部５３および側方蛍光受光部５４は、受光した光信号を電気信号に変換して、それぞれ、前方散乱光信号（ＦＳＣ）、側方散乱光信号（ＳＳＣ）および側方蛍光信号（ＳＦＬ）を出力する。これらの出力信号は測定装置２の信号処理部２２（図２参照）に送られる。測定装置２の信号処理部２２では、出力信号に対して所定の信号処理が施され、ＦＳＣデータ、ＳＳＣデータおよびＳＦＬデータが取得される。また、測定制御部２３（マイクロプロセッサ３１）では、得られた各データ（ＦＳＣ、ＳＳＣ、ＳＦＬ）に基づいて、前方散乱光強度やパルス幅、側方散乱光のパルス幅、側方蛍光強度などの各種の特徴パラメータが取得される。取得された各データ（ＦＳＣデータ、ＳＳＣデータおよびＳＦＬデータおよび特徴パラメータ）は、それぞれ、マイクロプロセッサ３１によって外部通信コントローラ３３を介してデータ処理装置４に送信される。
【００４２】
なお、データ処理装置４は、操作プログラムを実行することにより、各データ（ＦＳＣデータ、ＳＳＣデータおよびＳＦＬデータおよび特徴パラメータ）に基づいて、測定試料中の粒子の弁別処理を行い、測定対象細胞（上皮細胞）が異常であるか否か、具体的にはＤＮＡ量の異常な細胞であるか否かを判定するとともに、細胞や核を分析するための頻度分布データを作成する。
【００４３】
図３に示すように、撮像部２４の第２光源５６のパルスレーザ光は、第１光源５１からのレーザ光軸（ＤＲ１方向）に略直交したＤＲ２方向からフローセル９０に入射するよう設けられている。第２光源５６からの光は、レンズ系５８ｉを経てフローセル９０を流れる測定試料に照射され、対物レンズ５８ｄおよびダイクロイックミラー５８ｅを透過して、光軸方向（ＤＲ２方向）奥側のＣＣＤカメラ５７に結像するように構成されている。
【００４４】
ＣＣＤカメラ５７により撮像された撮像画像は、マイクロプロセッサ３１によって外部通信コントローラ３３を介してデータ処理装置４に送信される。撮像画像は、その細胞の前方散乱光データ（ＦＳＣ）、側方散乱光データ（ＳＳＣ）および側方蛍光データ（ＳＦＬ）に基づいて求められた特徴パラメータに対応づけてデータ処理装置４に内蔵された記憶装置（図示せず）に記憶される。
【００４５】
次に、検出部２１のフローセルユニット５５の構造について詳細に説明する。
【００４６】
図４に示すように、フローセルユニット５５は、試料管６０と、試料管収容部７０と、第１流路９１が形成されたフローセル９０とを主として含んでいる。
【００４７】
試料管６０は、測定対象の扁平上皮細胞を含んだ測定試料を通過させてフローセル９０に供給する円筒状の管である。試料管６０は、上流側（矢印Ｃ２方向）端部に設けられた接続部材６０ａを介して測定試料供給部２７と流体的に接続している。図５〜図７に示すように、試料管６０の外径はｄ１であり、試料管６０は内径（流路径）ｄ２の試料流路を有する。試料管６０は、先細形状に形成された下流側端部６１の先端６２の開口６２ａから測定試料を吐出するように構成されている。なお、先端６２は、本発明の「下流側先端」の一例である。
【００４８】
下流側端部６１には、２つの平坦面６３が外表面に形成されている。２つの平坦面６３は、下流側端部６１を先細の円錐形状に形成した上で、いわゆる両面Ｄカット加工を施して円錐の一部を切り取ることにより形成されている。２つの平坦面６３は、試料管６０の軸中心を挟んで互いに対向し、先端に向かうにつれて両者の距離が小さくなるように形成されている。また、下流側端部６１は、平坦面６３の傾斜角度θ１（図６参照）が、平坦面６３以外の円錐状部分の傾斜角度θ２（図７参照）よりも大きい。なお、下流側端部６１の先端６２において２つの平坦面６３が対向する方向の厚みは試料管６０の内径ｄ２よりも小さくなっているため、両平坦面６３の先端６２側中央部には切欠状の凹部が形成されている。なお、平坦面６３は、本発明の「傾斜面部」の一例である。
【００４９】
図４および図８に示すように、試料管収容部７０は、筒体７１と、筒体７１の下流側（Ｃ１方向）に取り付けられた導入部材７２とを含んでいる。筒体７１および導入部材７２は中空部材であり、内部に筒体７１および導入部材７２を貫通するように第２流路７０ａが形成されている。導入部材７２（第２流路７０ａ）の下流側（Ｃ１方向）先端には、開口からなる出口部８３が形成されている。導入部材７２（第２流路７０ａ）は、この出口部８３でフローセル９０の第１流路９１に連通している。
【００５０】
図４に示すように、筒体７１は、円筒状部材からなる。筒体７１内の第２流路７０ａの流路断面は円形状である。筒体７１の内径ｄ３（＝第２流路７０ａの流路径Ｄ）は試料管６０の外径ｄ１よりも大きく、筒体７１は、第２流路７０ａの内部に試料管６０を収容している。筒体７１の上流側端部（Ｃ２方向端部）には試料管６０が挿入され固定されている。また、筒体７１の上流側端部には貫通孔が形成され、第２流路７０ａが接続部材７３のシース液導入口７３ａと連通している。接続部材７３は、シース液供給部２８と流体的に接続され、シース液供給部２８からシース液を筒体７１の第２流路７０ａに供給可能に構成されている。
【００５１】
導入部材７２には、第１流路９１に向かう（矢印Ｃ１方向に向かう）につれて第２流路７０ａが狭くなる絞り部８０が形成されている。絞り部８０は、上流側絞り部８１および下流側絞り部８２と、第２流路７０ａの下流側端部である出口部８３とを含んでいる。なお、上流側絞り部８１および下流側絞り部８２は、それぞれ、本発明の「第２絞り部」および「第１絞り部」の一例である。
【００５２】
上流側絞り部８１は、筒体７１側の第２流路７０ａ（流路の横断面が円形状で流路径Ｄ＝ｄ３の部分）と下流側絞り部８２とを接続するように形成されている。上流側絞り部８１では、第２流路７０ａが下流側（矢印Ｃ１方向）に向けて角度一定で絞られる円錐形状となっている。図４および図９に示すように、上流側絞り部８１における第２流路７０ａの横断面は、上流側の筒体７１における第２流路７０ａの横断面と同様、円形状である。この上流側絞り部８１では、第２流路７０ａは、円形状の横断面形状を維持したまま、下流側（矢印Ｃ１方向）に向かうほど流路内径Ｄがｄ３から小さくなっていく。
【００５３】
ここで、本実施形態では、下流側絞り部８２は、円錐形状の上流側絞り部８１の途中部分から連続するように形成されている。下流側絞り部８２は、測定試料の流通方向（Ｃ方向）と直交する流路の横断面のアスペクト比（縦横比：Ａ方向寸法／Ｂ方向寸法）が１よりも大きくなるように構成されている。具体的には、図８および図９に示すように、下流側絞り部８２は、長手方向（Ａ方向）の寸法Ｌａ１、短手方向（Ｂ方向）の寸法Ｌｂ１を有する長円形状の流通孔を、下流側に向かうにつれて長手方向の幅が小さくなるように絞り、流路径Ｄ＝Ｌｂ１の円形状の横断面となる出口部８３に滑らかにつなげることにより形成されている。
【００５４】
図４および図１０に示すように、第２流路７０ａの流路内径ＤがＤ＝Ｌａ１になる位置が、上流側絞り部８１と下流側絞り部８２との境界（長手方向側の境界）となる。この位置よりも下流側では第２流路７０ａの横断面のアスペクト比が１よりも大きくなる。なお、図８に示すように、円錐形状の上流側絞り部８１の途中に長円形状の横断面の流通孔を形成しているため、上流側絞り部８１と下流側絞り部８２との短手方向側の境界線が、流通方向（Ｃ方向）に沿って湾曲している。
【００５５】
このため、下流側絞り部８２は、上流側絞り部８１の横断面の一部と下流側絞り部８２の横断面の一部とが結合した横断面形状を有する第１部分８４と、第１部分８４の下流側で下流側絞り部８２の横断面のみからなる横断面形状を有する第２部分８５とを有している。これらの上流側絞り部８１、下流側絞り部８２の第１部分８４および第２部分８５は、滑らかに連続するように形成されている。
【００５６】
第１部分８４は、上流側絞り部８１の円形状の横断面の内径Ｄを絞っていき、内径Ｄが長手方向（Ａ方向）の寸法Ｌａ１と一致する位置から、内径Ｄが短手方向（Ｂ方向）の寸法Ｌｂ１と一致する位置までの領域となる。図４および図１１に示すように、第１部分８４は、長手方向（Ａ方向）の両側に下流側絞り部８２の横断面の一部からなる長円形の部分８４ａを有し、短手方向（Ｂ方向）の両側に上流側絞り部８１の横断面の一部からなる円形の部分８４ｂを有する。
【００５７】
図１１に示すように、第１部分８４の途中の１０３−１０３断面（図４参照）では、部分８４ａは、Ａ方向両側における下流側絞り部８２の長円形（長手方向の長さＬａ２、短手方向の長さＬｂ１）の横断面の一部からなり、部分８４ｂは、Ｂ方向両側における上流側絞り部８１の円形（直径Ｄ＝ｄ４）の横断面の一部からなる。ここで、第２流路７０ａの流路断面のアスペクト比は、Ｌａ２／ｄ４（Ｌａ２＞ｄ４）で１よりも大きい。そして、上流側絞り部８１の円形状の横断面部分の直径がＤ＝Ｌｂ１となる位置から下流側では、第２部分８５となる。
【００５８】
図４および図１２に示すように、第２部分８５は、第２流路７０ａの横断面において短手方向（Ｂ方向）の寸法がＬｂ１となる位置（部分８４ｂが流路の横断面からなくなる位置）から、出口部８３までの領域となる。長円形状の第２部分８５においては、第２流路７０ａの横断面の形状が長手方向（Ａ方向）にのみ絞られ、短手方向（Ｂ方向）の横断面寸法（Ｌｂ１）は変化しない。したがって、第２部分８５では、上流側（矢印Ｃ２方向）端部でアスペクト比が最大となり、下流側（矢印Ｃ１方向）に向かうにしたがってアスペクト比が連続的に小さくなる（アスペクト比が１に近づく）。
【００５９】
ここで、本実施形態では、図１２に示すように、第２部分８５に、試料管６０の下流側の先端６２が配置されている。したがって、下流側絞り部８２において試料管６０の先端６２が配置される位置（１０４−１０４断面の位置）における第２流路７０ａの横断面の形状は、長手方向（Ａ方向）および短手方向（Ｂ方向）にそれぞれ中心線対称な長円形となっている。また、試料管６０の先端６２が配置される位置における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比Ｌａ３／Ｌｂ１は、１．２よりも大きくなるように構成されている。本実施形態では、１０４−１０４断面（試料管６０の先端６２が配置される位置）における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比Ｌａ３／Ｌｂ１は、約１．６である。なお、図１０および図１１に示すように、本実施形態では、試料管６０は、下流側端部６１に形成された一対の平坦面６３のそれぞれが下流側絞り部８２の横断面における短手方向（Ｂ方向）と平行になる向きで配置されている。
【００６０】
また、図１３および図１４に示すように、第２部分８５の下流側（矢印Ｃ１方向側、図４参照）の１０５−１０５断面における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比Ｌａ４／Ｌｂ１が上記１０４−１０４断面における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比Ｌａ３／Ｌｂ１よりも小さくなる。そして、出口部８３では、第２流路７０ａの横断面の長手方向（Ａ方向）寸法が短手方向（Ｂ方向）寸法Ｌｂ１と一致して横断面が円形状となる（アスペクト比が１になる）。
【００６１】
図４および図８に示すように、フローセル９０は、第１流路９１と、第２流路７０ａの出口部８３と第１流路９１とを接続する接続流路部９２とを含んでいる。
【００６２】
接続流路部９２は、円形状の横断面を有する出口部８３と接続された円錐形状の流路である。接続流路部９２は、直径Ｌｂ１の流路が下流側（矢印Ｃ１方向）に向かって角度一定で狭くなり、第１流路９１に接続するように構成されている。
【００６３】
第１流路９１は、横断面が矩形（長方形）形状を有し、横断面のアスペクト比が１よりも大きくなるように形成されている。具体的には、図１４に示すように、第１流路９１の横断面は、長辺（長手方向）９１ａの寸法Ｌｂ２および短辺（短手方向）９１ｂの寸法Ｌａ５を有する。本実施形態では、第１流路９１の横断面の長手方向（長辺９１ａ）と第２流路７０ａの下流側絞り部８２の横断面の短手方向（Ｂ方向）とが、略平行になるように構成されている。
【００６４】
測定時には、測定対象細胞を含む試料流がフローセル９０の第１流路９１を通過する際に、第１光源５１および第２光源５６からの光がフローセル９０（第１流路９１）の側面側から照射される。本実施形態では、図３に示したように、第１光源５１からのレーザ光の光軸方向ＤＲ１が、第１流路９１の長手方向（Ｂ方向、すなわち下流側絞り部８２の短手方向）と平行となっている。そして、第２光源５６からの光の光軸方向ＤＲ２が、第１流路９１の短手方向（Ａ方向）と平行となっている。すなわち、撮像部２４が、下流側絞り部８２の横断面における長手方向（Ａ方向、第１流路９１の短手方向）と平行な方向から撮像するように構成されている。
【００６５】
次に、図２〜図４および図８〜図１６を参照して、本実施形態の測定装置２の検出部２１（フローサイトメータ）による測定時においてフローセルユニット５５を流れる試料流に含まれる測定対象細胞（子宮頸部の扁平上皮細胞）の配向について説明する。図１５および図１６に示すように、扁平上皮細胞ＳＣは、扁平な面Ｐと、外周部分である側面Ｑとからなる扁平形状を有する。以下では、側面Ｑ側から見た場合の長手方向（扁平な面Ｐと平行な方向）を測定対象細胞の長手方向とし、側面Ｑ側から見た場合の短手方向（細胞の厚み方向）を測定対象細胞の短手方向として説明する。なお、配向とは、フローセルユニット５５を流れる扁平上皮細胞の扁平な面Ｐを一定方向に向けることを指し、配向率とは、測定対象となった扁平上皮細胞の総数に対して、扁平な面Ｐが一定方向に向いている上皮細胞の数の割合を指す。
【００６６】
図４に示すように、測定対象細胞ＳＣの配向は、フローセルユニット５５にシース液を供給して形成したシース流中に測定対象細胞ＳＣを含んだ測定試料を吐出し、シース流によって所定方向の力を測定対象細胞ＳＣに対して作用させることにより行う。
【００６７】
図２〜図４に示すように、シース液は、マイクロプロセッサ３１による駆動部２５の駆動制御によって、シース液供給部２８から接続部材７３を介して試料管収容部７０（筒体７１）の内部（第２流路７０ａ）に供給される。シース液は、所定の体積流量で第２流路７０ａに流入し、流路内部を満たしながら筒体７１の後端部（上流側端部）から下流側（導入部材７２側）に向かう矢印Ｃ１方向のシース流を形成する。
【００６８】
シース流が導入部材７２に流入すると、絞り部８０によって第２流路７０ａが絞られる。シース流が図９に示した円錐状の上流側絞り部８１に到達すると第２流路７０ａの内径Ｄが狭まり、シース流が圧縮されることにより流路の横断面において中心に向かう内向きの力が生じる。この場合、流路の内径Ｄは均一に小さくなるから、内向きの力はどの方向においても略一定である。
【００６９】
図１１に示すように、シース流が下流側絞り部８２の第１部分８４に到達すると、第２流路７０ａのアスペクト比が１よりも大きくなる。この第１部分８４では、長手方向（Ａ方向）の流路寸法の減少に比べて短手方向（Ｂ方向）の流路寸法が大きく減少する（アスペクト比が増大する）ため、シース流は短手方向（Ｂ方向）に相対的に大きく圧縮される。
【００７０】
図１２に示すように、シース流が下流側絞り部８２の第２部分８５に到達すると、第２流路７０ａの横断面は長円形状となる。この第２部分８５では、短手方向（Ｂ方向）の流路寸法が一定のＬｂ１となる一方、長手方向（Ａ方向）の流路寸法が下流側に向かうに従って減少していく。このため、シース流は長手方向（Ａ方向）に圧縮され、第２流路７０ａの横断面において長手方向両側の圧力が、短手方向両側の圧力よりも大きくなる圧力分布が生じる。
【００７１】
測定対象細胞ＳＣを含む測定試料は、このようなシース流の圧力分布が形成された状態で、１０４−１０４断面（図１２参照）の位置（第２部分８５）において試料管６０の先端６２から吐出される。測定試料は、マイクロプロセッサ３１による駆動部２５の駆動制御によって、測定試料供給部２７から接続部材６０ａを介して試料管６０の後端部（上流端部）に流入し、先端６２から所定の体積流量でシース流の中央部に吐出される。試料管６０の周囲を流れるシース流は、下流側端部６１で内側に傾斜した平坦面６３に沿って流れることにより、Ａ方向の両側から測定試料を挟み込むように流れるため、試料管６０の先端６２から吐出される測定試料はＢ方向に沿った扁平な試料流となる。
【００７２】
このとき、圧力分布が生じたシース流によって測定対象細胞ＳＣに作用する力のうち、長手方向（Ａ方向）の両側からの内向きの力ＦＡが最大となり、短手方向（Ｂ方向）の両側からの内向きの力ＦＢは相対的に小さくなる。このため、試料流中の測定対象細胞ＳＣは、測定対象細胞ＳＣの扁平な面Ｐ（図１５参照）が長手方向の内向きの力ＦＡを受けるように配向される。つまり、扁平な面Ｐが短手方向（Ｂ方向）に沿うように測定対象細胞が配向される。このようにして、測定対象細胞ＳＣは、下流側絞り部８２の第２部分８５を通過する間に配向され、第２流路７０ａの出口部８３からフローセル９０の接続流路部９２に入り、第１流路９１に到達する。
【００７３】
図８および図１４に示すように、第１流路９１では、長辺９１ａがＢ方向に平行で、短辺９１ｂがＡ方向に平行となっているため、配向された測定対象細胞ＳＣの向き（長手側がＢ方向、短手側がＡ方向）と第１流路９１の長手方向および短手方向とが一致する。このため、下流側絞り部８２で配向された測定対象細胞ＳＣはその向きを変えることなく、第１流路９１を進む。
【００７４】
図３に示すように、測定対象細胞ＳＣを含む流れが所定の検出位置まで到達すると、第１光源５１によるレーザ光がＢ方向から照射され、光学測定が行われる。また、撮像部２４によりＡ方向から撮像が行われる。これにより、扁平な面Ｐが短手方向（Ｂ方向）に沿うように配向された測定対象細胞ＳＣを正面側（Ａ方向）から撮像することが可能となる。測定対象細胞ＳＣを正面側から撮像することにより、細胞の凝集や核の状態を精度よく観察することが可能となる。
【００７５】
なお、第１光源５１によるレーザ光を用いた光学測定においては、測定対象細胞ＳＣの向きによって検出される信号（前方散乱光信号（ＦＳＣ）、側方散乱光信号（ＳＳＣ）および側方蛍光信号（ＳＦＬ））の波形は異なるものとなる。
【００７６】
図１６は、本実施形態のように測定対象細胞ＳＣを正面Ｐ側から撮像し、測定対象細胞ＳＣに対して側面Ｑ側からレーザ光を照射した場合（扁平な面Ｐと略平行なＢ方向から照射した場合）の説明図である。図１６には撮像された細胞画像が示されている。図１６に示すように、例えば前方散乱光信号（ＦＳＣ）については、細胞の外形を反映して信号の立ち上がりおよび立ち下がりが急峻で、パルス幅の全幅に渡って信号強度が高くなる信号波形が検出される。
【００７７】
一方、測定対象細胞ＳＣを側面Ｑ側から撮像し、細胞ＳＣに対して正面からレーザ光を照射した場合の説明図が図１５に示されている。図１５には撮像された細胞画像が示されている。図１５に示すように、細胞の核の部分のみに信号のピークが形成され、核以外の部分では信号強度がごく低くなる。
【００７８】
このように、同じ細胞であっても向きによって検出される信号波形は異なったものとなる。そのため、細胞の向きを統一させてレーザ光を照射し、ばらつきのない信号波形を検出することにより細胞の分析精度を向上させることができる。
【００７９】
本実施形態では、上記のように、試料管収容部７０に、第１流路９１に向かうにつれて第２流路７０ａが狭くなる絞り部８０を設けるとともに、絞り部８０の下流側絞り部８２を、測定試料の流通方向と直交する流路の横断面のアスペクト比が１よりも大きくなるように形成し、試料管６０の下流側の先端６２を下流側絞り部８２に配置することによって、下流側絞り部８２における第２流路７０ａの絞りの勾配を流路の横断面の短手方向（Ｂ方向）側よりも長手方向（Ａ方向）側で大きくすることができる。このため、下流側絞り部８２におけるシース流には、流路断面の長手方向（Ａ方向）両側が短手方向（Ｂ方向）両側と比べて相対的に高圧になる。この下流側絞り部８２に試料管６０の先端６２が配置されるので、測定対象細胞を含む測定試料がシース流中に供給されると、下流側絞り部８２の流路断面の長手方向両側からの内向きの力ＦＡが測定対象細胞を挟み込むように作用し、測定対象細胞がＢ方向に沿うように配向される。これにより、測定対象細胞の配向率をより向上させることができる。
【００８０】
なお、測定対象細胞の配向率が低い場合には細胞の向きがばらつくため、測定試料中の多数の測定対象細胞の測定結果（撮像画像および信号）を取得すると、その測定結果では、正面Ｐを撮像した撮像画像と側面Ｑを撮像した撮像画像とが混在するとともに、光学測定においては図１５および図１６に示した信号波形が混在することになる。このため、撮像画像から細胞の凝集や核の状態を精度よく観察することができず、各信号（ＦＳＣ、ＳＳＣ、ＳＦＬ）波形がばらつくために光学測定に基づく分析精度も低下する。これに対し、本実施形態では、測定対象細胞の配向率を向上させることができるので測定結果のばらつきが抑制され、その結果、子宮頸部の上皮細胞（扁平上皮細胞）を分析精度の向上を図ることが可能となる。
【００８１】
また、本実施形態では、上記のように、試料管６０の下流側端部６１（先端６２）の外側に、互いに対向し、先端６２に向かうにつれて両者の距離が小さくなる２つの平坦面６３を形成し、２つの平坦面６３が絞り部８０の下流側絞り部８２の横断面における短手方向（Ｂ方向）と平行となるように配置することによって、試料管６０の周囲のシース流を２つの平坦面６３に沿わせることにより、試料管６０から供給される測定試料の試料流を下流側絞り部８２の横断面における短手方向（Ｂ方向）に沿った平坦な流れにすることができる。これにより、平坦な試料流の両面を長手方向（Ａ方向）の両側からシース流で挟み込むことができるので、下流側絞り部８２における長手方向（Ａ方向）両側からの内向きの力ＦＡを試料流中の測定対象細胞に効果的に作用させて、測定対象細胞の配向率をより一層向上させることができる。
【００８２】
また、本実施形態では、上記のように、絞り部８０の出口部８３における第２流路７０ａの横断面を円形に形成することによって、測定対象細胞を含む試料流およびシース流が絞り部８０から流出する際に乱流が発生するのを抑制することができるので、一定方向に配向させた測定対象細胞の向きが乱れるのを抑制することができる。
【００８３】
また、本実施形態では、上記のように、第１流路９１を、横断面のアスペクト比が１より大きい矩形（長方形）に形成し、第２流路７０ａの下流側絞り部８２の横断面の短手方向（Ｂ方向）と第１流路９１の横断面の長手方向とが平行となるように配置することによって、下流側絞り部８２では扁平な測定対象細胞の長手側が下流側絞り部８２の短手方向（Ｂ方向）に沿うように配向するため、フローセル９０の第１流路９１の横断面の長手方向が、配向した測定対象細胞の長手方向に一致する。これにより、第１流路９１の長手および短手方向のそれぞれを、配向した測定対象細胞の長手および短手方向に一致させることができるため、下流側絞り部８２で配向された測定対象細胞の向きが変化するのを効果的に抑制することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、上記のように、試料管６０の下流側端部６１に２つの平坦面６３を形成することによって、互いに対向し、先端に向かうにつれて両者の距離が小さくなる２つの傾斜面（平坦面６３）を容易に形成することができる。
【００８５】
また、本実施形態では、上記のように、下流側絞り部８２において試料管６０の先端６２が配置された位置（図１２の１０４−１０４断面参照）の横断面のアスペクト比が１．２以上となるように構成することによって、下流側絞り部８２において、流路の横断面の長手方向（Ａ方向）両側と短手方向（Ｂ方向）両側との圧力差（内向きの力の大きさの差）をより大きくすることができるので、測定対象細胞の配向率をさらに向上させることができる。
【００８６】
また、本実施形態では、上記のように、下流側絞り部８２において試料管６０の先端６２が配置された位置（図１２の１０４−１０４断面参照）の横断面の形状を、長手方向および短手方向にそれぞれ中心線対称となるように形成することによって、下流側絞り部８２において、流路の横断面の長手方向（Ａ方向）両側の圧力を略等しくすることができるとともに、流路の横断面の短手方向（Ｂ方向）両側の圧力を略等しくすることができる。これにより、測定対象細胞に作用する内向きの力を長手方向の両側および短手方向の両側でそれぞれ略等しくして、測定対象細胞を精度よく配向させることができる。
【００８７】
また、本実施形態では、上記のように、下流側絞り部８２において試料管６０の先端６２が配置された位置の流路の横断面の形状を長円形に形成することによって、長手方向（Ａ方向）および短手方向（Ｂ方向）にそれぞれ中心線対称となる流路の横断面形状を容易に得ることができる。
【００８８】
また、本実施形態では、上記のように、下流側絞り部８２を、円錐形状の上流側絞り部８１の途中部分から連続するように形成することによって、円錐形状の上流側絞り部８１を介してアスペクト比が１より大きい下流側絞り部８２へとつなげることにより、第２流路７０ａを滑らかに絞ることができる。これにより、シース流が絞り部８０へと流入する際に乱流が発生するのを抑制することができる。
【００８９】
また、本実施形態では、上記のように、下流側絞り部８２に、上流側絞り部８１の横断面の一部と下流側絞り部８２の横断面の一部とが結合した横断面形状を有する第１部分８４と、第１部分８４の下流側で下流側絞り部８２の横断面のみからなる横断面形状を有する第２部分８５とを形成し、絞り部８０の上流側絞り部８１と、下流側絞り部８２の第１部分８４と、第２部分８５とを滑らかに連続するように形成することによって、上流側絞り部８１の横断面（円形状）の一部と下流側絞り部８２の横断面（長円形状）の一部との結合した横断面形状を有する第１部分８４を形成して下流側絞り部８２の横断面（長円形状）のみからなる横断面形状を有する第２部分８５へとつなげることにより、円錐形状の上流側絞り部８１からアスペクト比が１より大きい下流側絞り部８２（第２部分８５）に至る第２流路７０ａを、第１部分８４を介して連続的に滑らかにつなぐことができる。
【００９０】
また、本実施形態では、上記のように、第１流路９１と、第２流路７０ａの絞り部８０の出口部８３とを接続するとともに、第１流路９１に向かって流路が狭くなる略円錐形状の接続流路部９２を設けることによって、絞り部８０の出口部８３からフローセル９０の第１流路９１に至る流路の横断面形状の変化を滑らかにすることができるので、試料流が第２流路７０ａから第１流路９１に流入する際に乱流が発生するのを抑制することができる。
【００９１】
また、本実施形態では、上記のように、絞り部８０の下流側絞り部８２の横断面における長手方向（Ａ方向）と平行な方向から、フローセル９０の第１流路９１を流れる測定対象細胞を撮像する撮像部２４を設けることによって、下流側絞り部８２では流路の横断面の長手方向（Ａ方向）内向きの力ＦＡによって扁平な測定対象細胞の長手側が流路の横断面の短手方向（Ｂ方向）に沿うように配向するため、扁平な測定対象細胞に対して正面側から撮像を行うことができる。
【００９２】
また、本実施形態では、上記のように、扁平上皮細胞を測定対象とする場合に、扁平上皮細胞を高確率で一定方向に配向させる（配向率を高くする）ことができる。この結果、扁平上皮細胞の向きによって測定データがばらつくのを低減することができるため、扁平上皮細胞を測定対象物とする場合に特に有効である。
【００９３】
（実施例）
次に、図７、図９〜図１２および図１４〜図２０を参照して、本発明の効果を検証した比較実験について説明する。
【００９４】
この比較実験では、後述する実施例１および２と、比較例との３つのフローセルユニットを用いて、フローセルを流れる測定対象細胞ＳＣを撮像部２４により撮像し、得られた撮像画像から、測定対象細胞ＳＣの配向率を算出して比較した。
【００９５】
まず、実施例１、２および比較例に用いたフローセルユニットの構成について説明する。
【００９６】
実施例１では、上記実施形態によるフローセルユニット５５を用いた。図１７に示すように、実施例１では、長手方向（Ａ方向）の寸法Ｌａ１＝５．０ｍｍ、短手方向（Ｂ方向）の寸法Ｌｂ１＝２．５ｍｍの長円形状の流通孔（図９参照）を、流路径Ｄ＝２．５ｍｍ（Ｌｂ１）の円形状の出口部８３に滑らかにつなげることにより、下流側絞り部８２を形成した。第２部分８５の長手方向の傾斜角度θ３は５０°であり、上流側絞り部８１の傾斜角度θ４は６０°である。
【００９７】
また、実施例１では、第２流路７０ａの終端（出口部８３）を基準位置として、基準位置からの矢印Ｃ２方向の距離Ｄ１＝３．５５ｍｍの位置（第２部分８５）に試料管６０の先端６２を配置した。先端６２が配置される位置における第２流路７０ａの横断面の長手方向寸法Ｌａ３（図１２参照）は約５．５ｍｍであり、第２流路７０ａの横断面のアスペクト比Ｌａ３／Ｌｂ１は、約２．２である。なお、基準位置から第１部分８４の上流側（矢印Ｃ２方向）端部までの距離Ｄ２は６．５５ｍｍであり、第１部分８４の上流側端部と試料管６０の先端６２との間の距離Ｄ３は３．０ｍｍである。また、基準位置から絞り部８０の上流側端部までの距離Ｄ４は、８．７ｍｍである。
【００９８】
また、実施例１によるフローセル９０の第１流路９１は、横断面（図１４参照）における長辺９１ａの寸法Ｌｂ２が３００μｍであり、短辺９１ｂの寸法Ｌａ５が２５０μｍである。第１流路９１の横断面のアスペクト比Ｌｂ２／Ｌａ５は、１．２である。
【００９９】
実施例２によるフローセルユニット１５５は、図１８に示すように、試料管のみを上記実施例１（フローセルユニット５５）と異ならせた。具体的には、平坦部６３が形成された実施例１（フローセルユニット５５）の試料管６０と異なり、実施例２によるフローセルユニット１５５には、平坦部のない、円錐形状の下流側端部１６１を形成した試料管１６０を使用した。下流側端部１６１の傾斜角度は、上記実施例１（フローセルユニット５５）による試料管６０の平坦面６３以外の円錐状部分の傾斜角度θ２（図７参照）と等しい。試料管１６０の先端１６２は、上記実施例１と同じく、基準位置からの距離Ｄ１＝３．５５ｍｍの位置に配置した。したがって、先端１６２が配置される位置における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比は、約２．２（実施例１と同じ）である。実施例２のその他の構成は、上記実施形態（実施例１）によるフローセルユニット５５と同様である。
【０１００】
比較例によるフローセルユニット２５５は、図１９に示すように、上記実施例２の構成において、試料管１６０の先端１６２の位置を絞り部８０よりも上流側（矢印Ｃ２方向）に移動させたものである。具体的には、比較例によるフローセルユニット２５５では、上記実施例２における先端１６２の位置（距離Ｄ１＝３．５５ｍｍ）から約１５ｍｍ上流側に移動させて、試料管１６０の先端１６２を基準位置からの距離Ｄ１＝１８．７ｍｍの位置に配置した。比較例によるフローセルユニット２５５のその他の構成は、上記実施例２によるフローセルユニット１５５と同様である。なお、上記の通り、基準位置から絞り部８０の上流側端部までの距離Ｄ４は、８．７ｍｍである。このため、この比較例では、試料管１６０の先端１６２は、絞り部８０よりも上流側で、筒体７１の内部に配置されている。この先端１６２が配置される位置における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比は１である。
【０１０１】
上記実施例１、２および比較例について測定対象細胞Ｓｃの撮像を行い、配向率（および逆配向率）を算出した。具体的には、図１５に示す測定対象細胞ＳＣを側面Ｑ側から撮像した画像を「配向」と定義し、図１６に示す測定対象細胞ＳＣを正面Ｐ側から撮像した画像を「逆配向」と定義し、全撮像画像中の「配向」の画像枚数の割合を配向率（「逆配向」の画像枚数の割合を逆配向率）として算出した。なお、「配向」および「逆配向」のいずれにも該当しない画像（判別不能）は除外した。得られた実験結果を図２０に示す。この比較実験では、約２２０個の測定対象細胞Ｓｃの撮像を行い、得られた画像から配向率を算出した。そして、これを各フローセルユニット（５５、１５５および２５５）について６回以上反復実施し、算出した配向率の平均値を図２０に示している。
【０１０２】
実験結果を比較すると、実施例２（配向率７２．３％）では、比較例（配向率６０．４％）に対して配向率が１１．９％向上している。比較例（図１９参照）と実施例２（図１８参照）とを比較すると、比較例のフローセルユニット２５５では試料管１６０の先端１６２が絞り部８０よりも上流側の位置（筒体７１の内部、第２流路７０ａのアスペクト比＝１）にある一方、実施例２によるフロ−セルユニット１５５では、試料管１６０の先端１６２を下流側絞り部８２の第２部分８５（第２流路７０ａのアスペクト比＝約２．２）に配置した点のみが異なる。このため、実施例２では、試料管１６０の先端１６２の位置を調整して、下流側絞り部８２の第２部分８５（第２流路７０ａのアスペクト比＝約２．２）に試料管１６０の先端１６２を配置したことにより、配向率が向上したことがわかる。
【０１０３】
このことから、流路の横断面のアスペクト比が１よりも大きい下流側絞り部８２（第２部分８５）に試料管１６０の先端１６２を配置することによって、配向率をより向上させることができることが確認された。
【０１０４】
また、実施例１（配向率８８．９％）では、実施例２（配向率７２．３％）に対して配向率が１６．６％向上している。実施例１によるフローセルユニット５５は、実施例２によるフローセルユニット１５５と比較して、試料管６０の下流側端部６１に平坦面６３を形成した点のみが異なるため、試料管６０に平坦面６３を形成したことにより配向率が向上したことがわかる。このことから、試料管６０の下流側端部６１（先端６２）の外側に、互いに対向し、先端６２に向かうにつれて両者の距離が小さくなる２つの平坦面６３を形成し、２つの平坦面６３が絞り部８０の下流側絞り部８２の横断面における短手方向（Ｂ方向）と平行となるように配置する（図１０および図１１参照）ことによって、更なる配向率の向上が得られることが確認された。
【０１０５】
なお、今回開示された実施形態および各実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態および各実施例の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０１０６】
例えば、上記実施形態では、子宮頸部の上皮細胞を分析する細胞分析装置１の測定装置２の検出部２１に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限られない。尿試料や血液試料中の細胞など、子宮頸部の上皮細胞以外の細胞の分析を行う細胞分析装置の検出部（フローサイトメータ）に本発明を適用してもよい。また、上記実施形態では、データ処理装置４と検出部２１を内蔵する測定装置２とを備えた細胞分析装置１の例を示したが、本発明はこれに限らず、測定装置単体または検出部単体で用いてもよい。
【０１０７】
また、上記実施形態では、本発明の傾斜面部の一例として、試料管６０の下流側端部６１に、先端６２に向かうにつれて両者の距離が小さくなるように傾斜した２つの平坦面６３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、傾斜面部（平坦面６３）を設けなくともよい。また、傾斜面部は、平坦面ではなく、曲面であってもよい。
【０１０８】
また、上記実施形態では、試料管６０の円錐状の下流側端部６１に２つの平坦面６３（傾斜面部）を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、図２１に示す変形例のように、下流側端部を円錐形状に形成しなくともよい。この変形例による試料管２６０には、先端２６２に向かうにつれて両者の距離が小さくなるように傾斜した２つの平坦面２６３が形成されている。試料管２６０では、円筒状の試料管２６０の下流側端部を円錐形状に絞ることなく、そのまま外周面を斜めに切り取ることにより、平坦面２６３が形成されている。このため、上記実施形態と異なり、先端２６２において、２つの平坦面２６３が向かい合う方向の厚みｔは試料管２６０の外径ｄ１１よりも小さくなる一方、幅Ｗは小さくなることなく、外径ｄ１１と等しくなるように形成されている。この変形例による試料管２６０は、上記実施形態による試料管６０と比べて、下流側端部６１を円錐状に形成する必要がないため、２つの傾斜面部を形成した試料管を容易に得ることができる。
【０１０９】
また、上記実施形態では、下流側絞り部８２（第２部分８５）における第２流路７０ａの横断面を長円形状に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、下流側絞り部（第２部分）における横断面を楕円形状や長方形状などに形成してもよい。この他、下流側絞り部（第２部分）における横断面を六角形や八角形などの多角形や、角部にＲをつけた角丸長方形などに形成してもよい。
【０１１０】
また、上記実施形態では、試料管６０の先端６２が配置される位置（図１２参照）における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比が１．２よりも大きくなるように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、試料管６０の先端６２が配置される位置における第２流路７０ａの横断面のアスペクト比が１よりも大きく、かつ、１．２以下となるように構成してもよい。
【０１１１】
また、上記実施形態では、試料管６０の先端６２を下流側絞り部８２の第２部分８５に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、試料管６０の先端６２を下流側絞り部８２の第１部分８４に配置してもよい。試料管６０の先端６２は、第２流路７０ａの横断面のアスペクト比が１よりも大きくなる位置に配置すればよい。
【０１１２】
また、上記実施形態では、出口部８３における第２流路７０ａの横断面を円形に形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出口部８３における横断面を下流側絞り部８２（第２部分８５）における横断面形状と同じ長円形状に形成してもよい。また、出口部における第２流路７０ａの横断面を円形および長円形以外の横断面形状としてもよい。
【０１１３】
また、上記実施形態では、円形状の出口部８３における第２流路７０ａの内径をＬｂ１として、長円形状の下流側絞り部８２（第２部分８５）の短手方向（Ｂ方向）と一致させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出口部８３の内径をＬｂ１よりも小さくなるように形成してもよい。この場合、第２部分８５では、長手方向（Ａ方向）の寸法だけでなく短手方向（Ｂ方向）の寸法も下流側に向かって小さくなる。
【０１１４】
また、上記実施形態では、出口部８３における第２流路７０ａのアスペクト比が１となるように形成し、長円形状の下流側絞り部８２（第２部分８５）におけるアスペクト比が下流側に向かうにつれて小さくなる（１に近づく）ように構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、出口部８３における第２流路７０ａのアスペクト比を下流側絞り部８２（第２部分８５）の長円形状のアスペクト比と一致させてもよい。すなわち、第２流路７０ａの横断面のアスペクト比が変わることなく、横断面形状が相似形状を保ったまま横断面の面積のみを小さくしてもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、筒体７１側の第２流路７０ａ（横断面が円形状で流路径Ｄ＝ｄ３の部分）と下流側絞り部８２とを接続するように円錐形状の上流側絞り部８１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上流側絞り部を円錐形状以外の形状に形成してもよい。また、下流側絞り部８２の長円形状の長手方向の寸法を筒体７１側の第２流路７０ａの流路径と一致（すなわち、Ａ方向の寸法Ｌａ１をｄ３に一致、図９参照）させてもよい。この場合、円錐形状部分と長円形状部分とが結合した第１部分８４で絞り部８０と筒体７１側の第２流路７０ａとが接続される。
【０１１６】
また、上記実施形態では、フローセル９０に第２流路７０ａの出口部８３と第１流路９１とを接続する接続流路部９２を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接続流路部９２を試料管収容部７０（導入部材７２）側に形成してもよい。
【符号の説明】
【０１１７】
２１  検出部（フローサイトメータ）
２４  撮像部
２７  測定試料供給部
２８  シース液供給部
５２  前方散乱光受光部（散乱光検出部）
５４  側方蛍光受光部（蛍光検出部）
６０、１６０、２６０  試料管
６２、１６２、２６２  先端（下流側先端）
６３、２６３  平坦面（傾斜面部）
７０  試料管収容部
７０ａ  第２流路
８０  絞り部
８１  上流側絞り部（第２絞り部）
８２  下流側絞り部（第１絞り部）
８４  第１部分
８５  第２部分
９０  フローセル
９１  第１流路
９２  接続流路部
【図１】
2013024629.tif 000003
【図２】
2013024629.tif 000004
【図３】
2013024629.tif 000005
【図４】
2013024629.tif 000006
【図５】
2013024629.tif 000007
【図６】
2013024629.tif 000008
【図７】
2013024629.tif 000009
【図８】
2013024629.tif 000010
【図９】
2013024629.tif 000011
【図１０】
2013024629.tif 000012
【図１１】
2013024629.tif 000013
【図１２】
2013024629.tif 000014
【図１３】
2013024629.tif 000015
【図１４】
2013024629.tif 000016
【図１５】
2013024629.tif 000017
【図１６】
2013024629.tif 000018
【図１７】
2013024629.tif 000019
【図１８】
2013024629.tif 000020
【図１９】
2013024629.tif 000021
【図２０】
2013024629.tif 000022
【図２１】
2013024629.tif 000023