JP2021063664A - 情報処理装置、粒子測定装置、情報処理方法、粒子測定方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents
情報処理装置、粒子測定装置、情報処理方法、粒子測定方法、及びコンピュータプログラム Download PDFInfo
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Abstract
Description
本技術に係る情報処理装置において、前記加電圧係数は、前記光検出器に付加する電圧と、前記光検出器からの出力値の特徴量と、から算出することができる。
この場合、前記出力値の特徴量としては、出力値の高さ(Height)、又は出力値の面積(Area)を用いることができる。
本技術に係る情報処理装置において、前記補正部では、前記出力値を、最小の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正することができる。
本技術に係る情報処理装置には、光検出器の出力レベルに応じて、加電圧係数を設定する設定部を備えることができる。
本技術に係る情報処理装置は、所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子からの蛍光を検出する際に用いることも可能であるし、分析対象の粒子からの蛍光を検出する際に用いることも可能である。
本技術に係る情報処理装置には、前記蛍光基準粒子から得られた出力値について前記補正を行った値と、
分析対象の粒子から得られた出力値について前記補正を行った値と、
を用いて、蛍光分離処理を行う蛍光分離処理部を備えることができる。
本技術に係る情報処理装置には、異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって、分析対象の粒子から得られた出力値と、
前記蛍光基準粒子から得られた出力値について前記補正を行った値を、前記分析対象の粒子から発せられる蛍光を検出した際の前記異なる加電圧係数において検出される出力レベルに再計算した値と、
を用いて、蛍光分離処理を行う蛍光分離処理部を備えることができる。
該光検出部から得られた光学的情報を処理する情報処理部と、を備え、
該情報処理部は、
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正部を備える、粒子測定装置を提供する。
本技術に係る粒子測定装置において、前記複数の光検出器は、異なる波長の励起光の照射による粒子からの光をそれぞれ受光することができる。
本技術に係る粒子測定装置において、前記補正部では、前記異なる波長の励起光毎に異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正することができる。
本技術に係る粒子測定装置では、同一の波長の励起光の照射による粒子からの光を、複数の光検出器によって受光することもできる。
本技術に係る粒子測定装置において、前記複数の光検出器は、各々、加電圧係数の設定が可能である。
該光検出部から得られた光学的情報を処理する情報処理工程と、を含み、
該情報処理工程では、
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正工程を含む、粒子測定方法を提供する。
1.情報処理装置1、粒子測定装置2、粒子測定システム3
(1)流路P
(2)光照射部21
(3)光検出部22
(4)情報処理装置1(情報処理部11)
(4−1)補正部111
(4−2)設定部12(112)
(4−3)蛍光分離処理部13(113)
(4−4)記憶部14(114)
(4−5)表示部15(115)
(4−6)ユーザーインターフェース16(116)
(5)分取部23
2.情報処理方法、粒子測定方法
3.コンピュータプログラム
本技術に係る情報処理装置1は、流路P内を通流する試料液中の粒子から発せられる蛍光を測定する際に、検出された出力値を処理する装置であって、少なくとも補正部111を備える。また、必要に応じて、設定部12、蛍光分離処理部13、記憶部14、表示部15、およびユーザーインターフェース16等を備えることができる。
本技術に係る粒子測定装置2では、フローセル(流路P)中で一列に整列させた粒子から得られる光学的情報を検出することにより、粒子の解析や分取を行うことができる。
本技術に係る粒子測定装置2および粒子測定システム3には、光照射部21を備えることができる。光照射部21では、前記流路Pを通流する粒子への光の照射が行われる。本技術に係る粒子測定装置2において、光照射部21は必須ではなく、外部の光照射装置等を用いて流路Pを通流する粒子への光照射を行うことも可能である。
光検出部22では、流路P内を流通する粒子の光学的な検出が行われる。本技術において、光検出部22には、複数の光検出器を備える。複数の光検出器は、それぞれ異なる加電圧係数(以下、「St値」ともいう)を設定することができる。ここで、加電圧係数(St値)とは、光検出器に付加する電圧と、前記光検出器からの出力値の特徴量と、から算出される値であり、例えば、光検出器から取得された例えばHeight Median等の特徴量とHV(High Voltage)との対応関係から、図5及び6に示すように、Log HVとLog Height Medianを軸にしたプロットを行い、一次関数を求め、その際、Log Height Medianを加電圧係数(St値)として定義することができる。なお、光検出器から取得される特徴量としては、出力値の高さ(Height)以外にも、出力値の面積(Area)を特徴量として使用することができる。
本技術では、前記光検出部22によって、粒子から検出された蛍光からの出力値について、情報処理装置1(情報処理部11)内で情報処理が行われる。以下、詳しい情報処理方法について、説明する。
補正部111では、異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えた補正が行われる。
(a−1)蛍光基準粒子(Single Stain)の測定
例えば、図8Aに示すように、波長1および波長2を同一の加電圧係数(例えば、St値:3)で設定された場合に、波長1の特徴部のレベルが低い場合、波長1の加電圧係数(St値)を上げれば(例えば、St値:5)、図8Bに示すように、波長1の特徴部のレベルが大きくなり、S/N比が改善され、特徴部の顕在化を行うことができる。このようにすることで、蛍光基準粒子(Single Stain)の分離性能を上げることができる。
例えば、図9Aに示すように、波長1および波長2を同一の加電圧係数(例えば、St値:3)で設定された場合に、波長1のレベルが低い場合、波長1の加電圧係数(St値)を上げて(例えば、St値:5)、この状態で、実サンプルの測定を行う(図9B参照)。
前記(a−2)で得られた実サンプルのスペクトルについて、前記(a−1)で得られた蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状を用いて、蛍光分離処理(Unmixing)を行う。
前記(a)では、励起光の波長単位で、加電圧係数(St値)の設定を行っているが、同一の波長の励起光の照射による粒子からの光を、複数の光検出器によって受光する場合は、各光検出器単位で、加電圧係数(St値)の設定を行うこともできる。以下、PMT単位で加電圧係数(St値)を変更する場合を例示して説明する。
例えば、図10Aに示すように、各波長の全てのPMTを同一の加電圧係数(例えば、St値:3)で設定された場合に、波長1のPMT1および2の特徴部のレベルが低い場合、波長1のPMT1および2の加電圧係数(St値)を上げれば(例えば、St値:5)、図10Bに示すように、波長1の特徴部のレベルが大きくなり、S/N比が改善され、特徴部の顕在化を行うことができる。このようにすることで、蛍光基準粒子(Single Stain)の分離性能を上げることができる。
前記(a−1)と前記(a−2)との関係と同様に、波長1のPMT1および2の加電圧係数(St値)を上げて(例えば、St値:5)、この状態で、実サンプルの測定を行う。
前記(b−2)で得られた実サンプルのスペクトルについて、前記(b−1)で得られた蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状を用いて、蛍光分離処理(Unmixing)を行う。
まず、励起光の波長単位または光検出器単位で、加電圧係数(St値)の設定を行って、蛍光基準粒子(Single Stain)からの蛍光を測定する(S1)。
次に、得られたデータについて、同一の加電圧係数(St値)、例えば最小のSt値相当レベルに補正して再計算する(S2)。
再計算して得られた蛍光基準粒子(Single Stain)の一続きのスペクトル形状を、蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状として、保存する(S3)。
まず、励起光の波長単位または光検出器単位で、加電圧係数(St値)の設定を行って、実サンプルからの蛍光を測定する(S4)。
次に、得られたデータについて、同一の加電圧係数(St値)、例えば最小のSt値相当レベルに補正して再計算する(S5)。
再計算して得られた実サンプルのスペクトルについて、前記S3で保存された蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状を用いて、蛍光分離処理(Unmixing)を行う(S6)。
蛍光分離処理(Unmixing)後の実サンプルのスペクトルデータを、再び、前記S4で設定した加電圧係数(St値)相当に再計算する(S7)。
再計算された実サンプルのスペクトルデータの結果を表示する(S8)。
まず、励起光の波長単位または光検出器単位で、加電圧係数(St値)の設定を行って、実サンプルからの蛍光を測定する(S4)。
次に、前記S3で保存された蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状について、前記S4で設定した加電圧係数(St値)相当に再計算する(S9)。この際、S4で設定した加電圧係数(St値)の設定が、励起光の波長単位、または、光検出器単位で異なる場合、一番低い加電圧係数(St値)に対する差分を用いて、前記S3で保存された蛍光基準粒子(Single Stain)のデータを補正することにより、スペクトル形状を再計算する。この方法により、蛍光基準粒子(Single Stain)の加電圧係数(St値)を記憶していない場合であっても、蛍光基準粒子(Single Stain)を実サンプルデータに合わせて補正することが可能である。蛍光基準粒子(Single Stain)の加電圧係数(St値)を記憶部に記憶している場合には、前記S3で保存された蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状について、前記S4で設定した加電圧係数(St値)相当に再計算を行う。
S4で得られた実サンプルのスペクトルについて、前記S9で再計算された蛍光基準粒子(Single Stain)のスペクトル形状を用いて、蛍光分離処理(Unmixing)を行う(S10)。
蛍光分離処理(Unmixing)後の実サンプルのスペクトルデータの結果を表示する(S11)
本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3には、設定部12(112)を備えることができる。設定部12(112)では、前記光検出部22における光検出器の出力レベルに応じた、加電圧係数(St値)の設定が行われる。本技術において、この設定部12(112)は、必須ではなく、ユーザーが手動で加電圧係数(St値)の設定を行ってもよいが、設定部12(112)を設けることにより、光検出器の出力レベルに応じて、自動で加電圧係数(St値)の設定を行うことができる。
本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3には、蛍光分離処理部13(113)を備えることができる。蛍光分離処理部13(113)では、蛍光基準粒子(Single Stain)から得られた出力値について、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正を行った値と、分析対象の粒子(実サンプル)から得られた出力値について、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正を行った値と、を用いて、蛍光分離処理(Unmixing)が行われる(前記[実サンプルデータの処理フロー(図12参照)]参照)。
本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3には、各種データを記憶させる記憶部14(114)を備えることができる。記憶部14(114)では、例えば、光検出部22によって検出された粒子の光学的情報、補正部111における補正処理の記録、設定部12(112)における設定条件の記録、蛍光分離処理部13(113)における蛍光分離処理(Unmixing)の記録等、測定に関わるあらゆる事項を記憶することができる。
本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3には、各種情報を表示する表示部15(115)を備えることができる。表示部15(115)では、例えば、前記光検出部22によって検出された粒子の光学的情報、補正部111によって補正された各種データ、前記蛍光分離処理部13(113)によって蛍光分離処理(Unmixing)された結果等、測定に関わるあらゆる事項を表示することができる。
本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3には、ユーザーが操作するための部位であるユーザーインターフェース16(116)を更に備えることができる。ユーザーは、ユーザーインターフェース16(116)を通じて、各部にアクセスし、各部を制御することができる。
本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3には、分取部23を備えることができる。分取部23では、前記光検出部22により検出された光学的情報に基づいて、粒子の分取が行われる。例えば、分取部23では、光学的情報から解析された粒子の大きさ、形態、内部構造等の解析結果に基づいて、流路Pの下流において、粒子の分取を行うことができる。以下、各実施形態に分けて分取方法を説明する。
得られるデータの出力値は、光検出器のHV(High Voltage)によって変化を受ける。従来は、出力値レベルの設定は手動で目標値に対して、ユーザーの感覚で合わせており、また、そのためのサンプルが必要であった。一方、標準化されている状態では、設定した加電圧係数(St値)と得られた出力値レベルより、どの加電圧係数(St値)で飽和するかを計算することができる。これより、一度測定したデータを用いて、目標とするレベルに加電圧係数(St値)を調整し、所望の出力値レベルに設定することが可能となる。図14に自動レベル調整のフローを示す。
次に、指定されたデータにおいて、各波長内の最大値を取得する。この場合、指定されたデータは、ゲート内の複数サンプルのデータを指す。
そして、各波長内の最大値が目標値(例えば、飽和レベルの半分)となるように、加電圧係数(St値)の再設定を行う。
コンペンセーションは、光検出器のHV(High Voltage)を設定後に、色素の漏れ込み量の比率を基に設定する。これに於いて、光検出器のHV(High Voltage)を変更すると、再度コンペンセーションの設定が必要であったが、標準化された加電圧係数(St値)の変更により、出力値レベルの変化量も計算できるため、再コンペンセーションは自動化できる。
励起光の波長単位で、加電圧係数(St値)を変更すると、出力値レベルが変更されるため、元のExperimentに設定されていたゲートを再度、計算する。これにより、レベル変更によるゲートの再定義を行う。例えば、図14の例では、PMT1_FITC_St4/PMT2_PE_St4に比べて、PMT1_FITC_St3/PMT2_PE_St3では両軸ともレベルが1/10になる。これより、下記のようにゲートを1/10で再計算して、再設定することができる。
本技術に係る情報処理方法は、流路P内を通流する試料液中の粒子から発せられる蛍光を測定する際に、検出された出力値を処理する方法であって、少なくとも補正工程を行う。また、必要に応じて、設定工程、蛍光分離処理工程、記憶工程、表示工程等を行うことができる。本技術に係る粒子測定方法は、少なくとも、光検出工程と、情報処理工程と、を行い、前記情報処理工程では、少なくとも補正工程を行う。また、必要に応じて、光照射工程、設定工程、蛍光分離処理工程、記憶工程、表示工程、分取工程等を行うことができる。なお、各工程の詳細は、前述した本技術に係る情報処理装置1、粒子測定装置2、及び粒子測定システム3の各部が行う工程と同一であるため、ここでは説明を割愛する。
本技術に係るコンピュータプログラムは、流路P内を通流する試料液中の粒子から発せられる蛍光を測定する際に、検出された出力値の処理に用いるプログラムであって、異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正機能を、コンピュータに実現させるためのプログラムである。
(1)異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正部を備える、情報処理装置。
(2)
前記加電圧係数は、前記光検出器に付加する電圧と、前記光検出器からの出力値の特徴量と、から算出される、(1)に記載の情報処理装置。
(3)
前記出力値の特徴量は、出力値の高さ(Height)、又は出力値の面積(Area)である、(2)に記載の情報処理装置。
(4)
前記補正部では、前記出力値を、最小の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する、(1)から(3)のいずれかに記載の情報処理装置。
(5)
光検出器の出力レベルに応じて、加電圧係数を設定する設定部を備える、(1)から(4)のいずれかに記載の情報処理装置。
(6)
前記粒子は、所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子である、(1)から(5)のいずれかに記載の情報処理装置。
(7)
前記粒子は、分析対象の粒子である、(6)に記載の情報処理装置。
(8)
前記蛍光基準粒子から得られた出力値について前記補正を行った値と、
分析対象の粒子から得られた出力値について前記補正を行った値と、
を用いて、蛍光分離処理を行う蛍光分離処理部を備える、(7)に記載の情報処理装置。
(9)
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって、分析対象の粒子から得られた出力値と、
前記蛍光基準粒子から得られた出力値について前記補正を行った値を、前記分析対象の粒子から発せられる蛍光を検出した際の前記異なる加電圧係数において検出される出力レベルに再計算した値と、
を用いて、蛍光分離処理を行う蛍光分離処理部を備える、(6)に記載の情報処理装置。
(10)
粒子から発せられる蛍光を検出する複数の光検出器を備える光検出部と、
該光検出部から得られた光学的情報を処理する情報処理部と、を備え、
該情報処理部は、
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正部を備える、粒子測定装置。
(11)
前記複数の光検出器は、異なる波長の励起光の照射による粒子からの光をそれぞれ受光する、(10)に記載の粒子測定装置。
(12)
前記補正部では、前記異なる波長の励起光毎に異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する、(10)または(11)に記載の粒子測定装置。
(13)
同一の波長の励起光の照射による粒子からの光を、複数の光検出器によって受光する、(10)から(12)のいずれかに記載の粒子測定装置。
(14)
前記複数の光検出器は、各々、加電圧係数の設定が可能である、(13)に記載の粒子測定装置。
(15)
異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正工程を含む、情報処理方法。
(16)
粒子から発せられる蛍光を、複数の光検出器を用いて検出する光検出工程と、
該光検出部から得られた光学的情報を処理する情報処理工程と、を含み、
該情報処理工程では、
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正工程を含む、粒子測定方法。
(17)
異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正機能を、コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
2 粒子測定装置
3 粒子測定システム
P 流路
21 光照射部
22 光検出部
11 情報処理部
111 補正部
12,112 設定部
13,113 蛍光分離処理部
14,114 記憶部
15,115 表示部
16,116 ユーザーインターフェース
23 分取部
Claims (16)
- 異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正部を備える、情報処理装置。
- 前記加電圧係数は、前記光検出器に付加する電圧と、前記光検出器からの出力値の特徴量と、から算出される、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記出力値の特徴量は、出力値の高さ(Height)、又は出力値の面積(Area)である、請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記補正部では、前記出力値を、最小の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する、請求項1に記載の情報処理装置。
- 光検出器の出力レベルに応じて、加電圧係数を設定する設定部を備える、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記粒子は、所定の波長域幅の蛍光を発する蛍光基準粒子及び/又は分析対象の粒子である、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記蛍光基準粒子から得られた出力値について前記補正を行った値と、
前記分析対象の粒子から得られた出力値について前記補正を行った値と、
を用いて、蛍光分離処理を行う蛍光分離処理部を備える、請求項6に記載の情報処理装置。 - 異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって、前記分析対象の粒子から得られた出力値と、
前記蛍光基準粒子から得られた出力値について前記補正を行った値を、前記分析対象の粒子から発せられる蛍光を検出した際の前記異なる加電圧係数において検出される出力レベルに再計算した値と、
を用いて、蛍光分離処理を行う蛍光分離処理部を備える、請求項6に記載の情報処理装置。 - 粒子から発せられる蛍光を検出する複数の光検出器を備える光検出部と、
該光検出部から得られた光学的情報を処理する情報処理部と、を備え、
該情報処理部は、
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正部を備える、粒子測定装置。 - 前記複数の光検出器は、異なる波長の励起光の照射による粒子からの光をそれぞれ受光する、請求項9に記載の粒子測定装置。
- 前記補正部では、前記異なる波長の励起光毎に異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する、請求項9に記載の粒子測定装置。
- 同一の波長の励起光の照射による粒子からの光を、複数の光検出器によって受光する、請求項9に記載の粒子測定装置。
- 前記複数の光検出器は、各々、加電圧係数の設定が可能である、請求項12に記載の粒子測定装置。
- 異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正工程を含む、情報処理方法。
- 粒子から発せられる蛍光を、複数の光検出器を用いて検出する光検出工程と、
該光検出部から得られた光学的情報を処理する情報処理工程と、を含み、
該情報処理工程では、
異なる加電圧係数で設定された前記複数の光検出器によって検出された出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正工程を含む、粒子測定方法。 - 異なる加電圧係数で設定された複数の光検出器によって、粒子から検出された蛍光からの出力値を、同一の加電圧係数において検出される出力レベルに揃えて補正する補正機能を、コンピュータに実行させる、コンピュータプログラム。
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