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JP6238272B2 - Biological particle counter and biological particle counting method - Google Patents

Biological particle counter and biological particle counting method Download PDF

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JP6238272B2 JP2011265613A JP2011265613A JP6238272B2 JP 6238272 B2 JP6238272 B2 JP 6238272B2 JP 2011265613 A JP2011265613 A JP 2011265613A JP 2011265613 A JP2011265613 A JP 2011265613A JP 6238272 B2 JP6238272 B2 JP 6238272B2
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Description

本発明は、液体中の生物粒子をリアルタイムで検出する生物粒子計数器及び生物粒子計数方法に関する。   The present invention relates to a biological particle counter and a biological particle counting method for detecting biological particles in a liquid in real time.

従来、生物粒子の検出においては、培養法(公定法)、マイクロコロニー法、ATP(ルシフェラーゼ)法、蛍光染料法、自家蛍光法等が知られている。これらの検出方法の中で、リアルタイムで生物粒子の有無の結果が得られる検出方法は自家蛍光法である。この自家蛍光法とは、ある物質に所定の波長の光を照射して、その物質のもつエネルギー状態を励起した(照射光の吸収)後に、基底状態に戻る際に余分なエネルギーを外部に蛍光として放出する現象を利用し、その蛍光の検出の有無で生物粒子の有無を知る方法である。また、その物質固有の波長を照射することで、その物質が光を吸収しやすくなり、自家蛍光を外部に放出しやすくなる。   Conventionally, in the detection of biological particles, a culture method (official method), a microcolony method, an ATP (luciferase) method, a fluorescent dye method, an autofluorescence method, and the like are known. Among these detection methods, the autofluorescence method is a detection method that can obtain the result of the presence or absence of biological particles in real time. This autofluorescence method irradiates a certain substance with light of a predetermined wavelength, excites the energy state of the substance (absorption of irradiation light), and then fluoresces extra energy when returning to the ground state. This is a method of knowing the presence or absence of biological particles based on the presence or absence of fluorescence detection. Moreover, by irradiating the wavelength peculiar to the substance, the substance easily absorbs light, and the self-fluorescence is easily emitted to the outside.

この自家蛍光現象を利用して、水中内の生物粒子の有無を確かめる先行技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この先行技術は、生物粒子を含む水媒質に紫外線を照射して、自家蛍光を検出するか否かで生物粒子の有無を確かめている。特にこの先行技術では、測定するべき自家蛍光の特定の部分(波長域)を選択するフィルターを使用している。   The prior art which confirms the presence or absence of the biological particle in water using this autofluorescence phenomenon is known (for example, refer patent document 1). This prior art confirms the presence or absence of biological particles by irradiating an aqueous medium containing biological particles with ultraviolet rays to detect autofluorescence. In particular, this prior art uses a filter that selects a specific portion (wavelength region) of autofluorescence to be measured.

特表2009−501907号公報Special table 2009-501907

ここで、特許文献1の技術のように水中内の自家蛍光現象を利用した生物粒子の検出において、紫外線を水に照射すると、照射された紫外線は水により散乱(ラマン散乱)され、その紫外線よりも波長の長いラマン散乱光が発生することになり、自家蛍光の他に水によるラマン散乱光も検出してしまうこととなる。したがって、自家蛍光を指標にした生物粒子のみの有無を検出することは困難となる。また、自家蛍光の特定の部分を選択したとしても、照射する紫外線の波長によっては自家蛍光と同じ波長を有する液体によるラマン散乱光も同時に検出してしまう可能性があり、生物粒子の有無を検出することは困難である。   Here, in the detection of biological particles using the autofluorescence phenomenon in water as in the technique of Patent Document 1, when ultraviolet light is irradiated to water, the irradiated ultraviolet light is scattered by water (Raman scattering), and from the ultraviolet light In other words, Raman scattered light having a long wavelength is generated, and in addition to autofluorescence, Raman scattered light due to water is also detected. Therefore, it is difficult to detect the presence or absence of only biological particles using autofluorescence as an index. In addition, even if a specific part of autofluorescence is selected, depending on the wavelength of the ultraviolet light to be irradiated, Raman scattered light from a liquid having the same wavelength as the autofluorescence may be detected at the same time. It is difficult to do.

そこで本発明は、水によるラマン散乱光の影響を低減し、液体中の生物粒子を検出して生物粒子の個数を計数することができる技術を提供するものである。   Therefore, the present invention provides a technique capable of reducing the influence of Raman scattered light caused by water, detecting biological particles in a liquid, and counting the number of biological particles.

上記の課題を解決するため、本発明は以下の解決手段を採用する。
解決手段1:本発明の生物粒子計数器は、検出する対象物を含む液体に向けて所定の波長の光を照射する発光手段と、前記対象物又は前記液体と前記発光手段により照射された光との相互作用により放出される光のうち、透過する前記液体から放出されるラマン散乱光を低減し、且つ前記対象物から放出される自家蛍光を透過させる自家蛍光選択光学手段と、前記自家蛍光選択光学手段により前記ラマン散乱光が低減された後の光に基づいて、前記液体に含まれる前記対象物が生物粒子であるか否かを判定する生物粒子判定手段とを備え、前記発光手段は、照射後放出される前記自家蛍光のピーク波長と前記ラマン散乱光のピーク波長とを異ならせる前記所定の波長の光を照射することを特徴とする生物粒子計数器である。
In order to solve the above problems, the present invention employs the following solutions.
Solution 1: The biological particle counter of the present invention includes a light emitting means for irradiating a liquid containing a target object to be detected with light of a predetermined wavelength, and a light irradiated by the target object or the liquid and the light emitting means. Autofluorescence selection optical means for reducing Raman scattered light emitted from the liquid that is transmitted through the interaction and transmitting the autofluorescence emitted from the object, and the autofluorescence Biological particle determination means for determining whether or not the object contained in the liquid is a biological particle based on the light after the Raman scattered light is reduced by the selection optical means, and the light emitting means The biological particle counter is characterized by irradiating light having a predetermined wavelength that makes a peak wavelength of the autofluorescence emitted after irradiation different from a peak wavelength of the Raman scattered light.

本発明の生物粒子計数器による生物粒子の計数は、例えば、以下の特徴を有しており、所定の手順に沿って進行する。
(1)対象物を含む液体がフローセル内を流動していると想定し、そのフローセル内を流動する対象物を含む液体に、特定の波長の光を照射する。例えば、レーザーダイオードから単一波長のレーザー光を照射する。ここで、対象物とは、生物粒子や非生物粒子等を表している。また、液体とは、例えば、水を表している。
The counting of biological particles by the biological particle counter of the present invention has, for example, the following characteristics and proceeds according to a predetermined procedure.
(1) Assuming that the liquid containing the object flows in the flow cell, the liquid containing the object flowing in the flow cell is irradiated with light of a specific wavelength. For example, laser light with a single wavelength is emitted from a laser diode. Here, the object represents biological particles, non-biological particles, or the like. Moreover, the liquid represents water, for example.

(2)上記(1)によりレーザー光を照射すると、レーザー光と対象物との相互作用、又は、レーザー光と液体との相互作用により光が放出されることとなる。具体的に放出される主な光は、生物粒子との反射等によって放出される散乱光、レーザー光が生物粒子に吸収されそのエネルギーを利用して放出される自家蛍光、非生物粒子との反射等によって放出される散乱光、液体(分子)に入射した光の波長が変換されて放出されるラマン散乱光である。なお、自家蛍光のスペクトルのピーク波長が散乱光及びラマン散乱光のピーク波長と異なる波長になるように、照射するレーザー光の波長を設定する。 (2) When the laser beam is irradiated according to the above (1), light is emitted by the interaction between the laser beam and the object or the interaction between the laser beam and the liquid. Specifically, the main light emitted is scattered light emitted by reflection from biological particles, etc., autofluorescence emitted from laser light absorbed by biological particles, and reflection from non-biological particles. Scattered light emitted by the same, or Raman scattered light emitted by converting the wavelength of light incident on the liquid (molecule). In addition, the wavelength of the laser beam to be irradiated is set so that the peak wavelength of the autofluorescence spectrum is different from the peak wavelength of the scattered light and the Raman scattered light.

(3)上記(2)により放出された光の波長はそれぞれ異なっており、例えば、生物粒子や非生物粒子からの散乱光はレーザー光の波長と同程度であるのに対し、ラマン散乱光や自家蛍光といった光の波長はそのレーザー光の波長よりも長くなる。また、ラマン散乱光と自家蛍光の波長については、それぞれの波長分布領域が重なることもあり、例えば、自家蛍光における波長分布のピーク値(ピーク波長)の方がラマン散乱光の波長分布のピーク値(ピーク波長)よりも長い波長となることもある。照射するレーザー光の波長の設定によって自家蛍光とラマン散乱光のピーク波長が異なることを利用して、特定の波長(カットオフ波長)を基準とする光学分離器を用いて、ラマン散乱光の光量を自家蛍光の光量よりも低減することができる。例えば、特定の波長を基準とするロングパスフィルタやバンドパスフィルタを用いて、ラマン散乱光は低減し、自家蛍光はほとんど透過させる。 (3) The wavelengths of the light emitted by the above (2) are different. For example, the scattered light from biological particles and non-biological particles is approximately the same as the wavelength of the laser light, whereas Raman scattered light or The wavelength of light such as autofluorescence is longer than the wavelength of the laser light. In addition, for the wavelength of Raman scattered light and autofluorescence, the respective wavelength distribution regions may overlap. For example, the peak value of the wavelength distribution (peak wavelength) in autofluorescence is the peak value of the wavelength distribution of Raman scattered light. The wavelength may be longer than (peak wavelength). Utilizing the fact that the peak wavelength of autofluorescence and Raman scattered light differs depending on the setting of the wavelength of the laser light to be irradiated, the amount of Raman scattered light using an optical separator based on a specific wavelength (cutoff wavelength) Can be reduced more than the amount of autofluorescence. For example, using a long-pass filter or a band-pass filter with a specific wavelength as a reference, Raman scattered light is reduced, and almost all autofluorescence is transmitted.

(4)上記(3)により透過された光、すなわち、生物粒子からの自家蛍光に基づいて、液体に含まれる対象物が生物粒子であるか否かが判定される。そして、その判定において生物粒子であると判定された場合、その個数をカウントすることで、生物粒子数が計数されることとなる。 (4) It is determined whether or not the object contained in the liquid is a biological particle based on the light transmitted in (3) above, that is, autofluorescence from the biological particle. And when it determines with it being a biological particle in the determination, the number of biological particles will be counted by counting the number.

このように、本解決手段によれば、液体によるラマン散乱光と自家蛍光のピーク波長を異ならせるような照射光を用いることで、ラマン散乱光を光学的に抑制し、一方生物粒子からの自家蛍光については透過させることができるため、液体によるラマン散乱光の影響を低減させて液体中の生物粒子の存在の有無を判定することができる。これにより、生物粒子に対する計数精度を向上させることができる。   In this way, according to the present solution, the Raman scattered light is optically suppressed by using irradiation light that makes the peak wavelength of the Raman scattered light and the autofluorescence different from each other. Since fluorescence can be transmitted, it is possible to determine the presence or absence of biological particles in the liquid by reducing the influence of Raman scattered light from the liquid. Thereby, the counting precision with respect to a biological particle can be improved.

解決手段2:本発明の生物粒子計数器は、解決手段1において、前記対象物から放出される散乱光を反射し、前記自家蛍光及び前記ラマン散乱光を含む光を透過する散乱光選択光学手段をさらに備え、前記生物粒子判定手段は、前記散乱光選択光学手段及び前記自家蛍光選択光学手段を経た後の光に基づいて、前記液体に含まれる前記対象物が生物粒子であるか否かを判定することを特徴とする生物粒子計数器である。   Solution 2: The biological particle counter according to the present invention is the scattered light selection optical means that reflects scattered light emitted from the object and transmits light including the autofluorescence and the Raman scattered light in Solution 1. The biological particle determination means further determines whether the object contained in the liquid is a biological particle based on the light after passing through the scattered light selection optical means and the autofluorescence selection optical means. It is a biological particle counter characterized by determining.

本解決手段の生物粒子計数器による生物粒子の計数は、例えば、以下の特徴を有しており、所定の手順に沿って進行する。
(5)上記(3)によれば、上記(2)により放出された光の波長については、生物粒子や非生物粒子からの散乱光はレーザー光の波長と同程度であるのに対し、ラマン散乱光や自家蛍光といった光の波長はそのレーザー光の波長よりも長いということであった。したがって、生物粒子や非生物粒子からの散乱光の波長は、ラマン散乱光や自家蛍光よりも短いこととなる。この波長の関係を利用して、特定の波長を基準とする光学分離器を用いて、生物粒子や非生物粒子からの散乱光を選択することができる。例えば、特定の波長(カットオフ波長)を基準とするショートパスフィルタを用いて、生物粒子や非生物粒子からの散乱光だけを透過させることができる。他にも、カットオフ波長を基準として分離するダイクロイックミラーを用いて、この分離する波長より短い波長の生物粒子や非生物粒子からの散乱光は反射させ、この分離する波長より長い波長の光(ラマン散乱光や自家蛍光)は透過させることができる。
The counting of biological particles by the biological particle counter of the present solution has the following characteristics, for example, and proceeds according to a predetermined procedure.
(5) According to the above (3), the wavelength of the light emitted by the above (2) is about the same as the wavelength of the laser light from the scattered light from the biological particles and the non-biological particles. The wavelength of light such as scattered light and autofluorescence was longer than the wavelength of the laser light. Therefore, the wavelength of scattered light from biological particles and non-biological particles is shorter than Raman scattered light and autofluorescence. Using this wavelength relationship, scattered light from biological particles or non-biological particles can be selected using an optical separator based on a specific wavelength. For example, it is possible to transmit only scattered light from biological particles or non-biological particles using a short-pass filter based on a specific wavelength (cutoff wavelength). In addition, by using a dichroic mirror that separates based on the cutoff wavelength, scattered light from biological and non-biological particles with wavelengths shorter than the separation wavelength is reflected, and light with a wavelength longer than the separation wavelength ( Raman scattered light and autofluorescence) can be transmitted.

(6)上記(3)により分離された光(自家蛍光)と、上記(5)により分離された光(生物粒子や非生物粒子からの散乱光)との相関関係に基づいて、液体に含まれる対象物が生物粒子であるか否かが判定される。そして、その判定において生物粒子であると判定された場合、その個数をカウントすることで、生物粒子数が計数されることとなり、非生物粒子であると判定された場合、その個数もカウントしてもよい。 (6) Included in the liquid based on the correlation between the light separated by (3) (autofluorescence) and the light separated by (5) (scattered light from biological or non-biological particles) It is determined whether the target object is a biological particle. And when it is determined that it is a biological particle in the determination, the number of biological particles is counted by counting the number, and when it is determined that it is a non-biological particle, the number is also counted. Also good.

(7)ここで、上記(3)のロングパスフィルタを上記(5)のダイクロイックミラーの下流の透過側に設置してもよく。上記(3)、(5)による光の分離について、まず、上記(5)による分離を行い、その分離後の光に対して上記(3)による分離を行ってもよい。具体的には、まず、上記(5)による分離によりカットオフ波長よりも短い生物粒子や非生物粒子からの散乱光が反射され、カットオフ波長よりも長いラマン散乱光や自家蛍光を含んだ光が透過され、次に、上記(3)による分離が先ほど透過したラマン散乱光や自家蛍光を含んだ光に対して行われ、カットオフ波長よりも長い自家蛍光を含んだ光が透過される。 (7) Here, the long pass filter of (3) may be installed on the transmission side downstream of the dichroic mirror of (5). Regarding the light separation according to the above (3) and (5), first, the separation according to the above (5) may be performed, and the separation according to the above (3) may be performed on the light after the separation. Specifically, first, scattered light from biological particles or non-biological particles shorter than the cutoff wavelength is reflected by the separation according to (5) above, and light including Raman scattered light or autofluorescence longer than the cutoff wavelength. Then, the separation according to the above (3) is performed on the light including the Raman scattered light and the autofluorescence transmitted earlier, and the light including the autofluorescence longer than the cutoff wavelength is transmitted.

(8)上記(7)により最終的に分離(透過)された光(自家蛍光)と、途中の段階で分離(反射)された光(生物粒子や非生物粒子からの散乱光)との相関関係に基づいて、液体に含まれる対象物が生物粒子であるか否かが判定される。そして、その判定において生物粒子であると判定された場合、その個数をカウントすることで、生物粒子数が計数されることとなり、非生物粒子であると判定された場合、その個数もカウントしてもよい。 (8) Correlation between light (autofluorescence) finally separated (transmitted) by (7) above and light (scattered light from biological or non-biological particles) separated (reflected) in the middle Based on the relationship, it is determined whether or not the object contained in the liquid is a biological particle. And when it is determined that it is a biological particle in the determination, the number of biological particles is counted by counting the number, and when it is determined that it is a non-biological particle, the number is also counted. Also good.

このように、本解決手段によれば、ラマン散乱光の透過を抑制し、一方生物粒子からの自家蛍光については透過させているため、対象物からの散乱光との相関関係により、液体に含まれる対象物が生物粒子であるか否かが判定することができる。例えば、散乱光と透過光がある場合は対象物が生物粒子であると判定し、散乱光だけがある場合は対象物が生物粒子ではない非生物粒子であると判定し、透過光がある場合は水によるラマン散乱光であると判定することができる。これにより、生物粒子に対する計数精度をさらに向上させることができる。また、設置環境(条件)に対応させて、ダイクロイックミラー、ロングパスフィルタ、バンドパスフィルタ、ショートパスフィルタ等の光学分離器の使用を選択することができる   Thus, according to this solution, since the transmission of Raman scattered light is suppressed, while the autofluorescence from biological particles is transmitted, it is included in the liquid due to the correlation with the scattered light from the object. It can be determined whether the target object is a biological particle. For example, when there is scattered light and transmitted light, it is determined that the object is a biological particle. When there is only scattered light, it is determined that the object is a non-biological particle that is not a biological particle, and there is transmitted light. Can be determined to be Raman scattered light by water. Thereby, the counting accuracy with respect to the biological particles can be further improved. Also, the use of optical separators such as dichroic mirrors, long pass filters, band pass filters, and short pass filters can be selected according to the installation environment (conditions).

解決手段3:本発明の生物粒子計数器は、解決手段2において、前記自家蛍光選択光学手段を経た後の光を受光し、前記受光した際の光の光量に応じる大きさの第1信号を出力する自家蛍光受光手段と、前記散乱光選択光学手段を経た後の光を受光し、前記受光した際の光の光量に応じる大きさの第2信号を出力する散乱光受光手段と、前記散乱光受光手段により出力された前記第2信号の大きさが所定の閾値以上である場合、前記液体に含まれる対象物から放出された散乱光を検出したとして検出信号を出力する散乱光検出信号出力手段と、前記散乱光選択光学手段から前記自家蛍光選択光学手段を経て前記自家蛍光受光手段までの光路に、前記光路以外から入射する光が入り込むことを防ぐ遮光壁とをさらに備え、前記生物粒子判定手段は、前記散乱光検出信号出力手段により前記検出信号が出力された場合であって、前記散乱光受光手段により前記液体に含まれる前記対象物から放出された前記散乱光が受光された時点と同時期に前記自家蛍光受光手段により光が受光され、前記時点と同時期に前記自家蛍光受光手段により前記受光された光に対応する前記第1信号の大きさが所定の閾値以上である場合、前記散乱光検出信号出力手段により出力された前記検出信号に対応する前記液体に含まれる前記対象物を生物粒子であると判定することを特徴とする生物粒子計数器である。   Solution 3: The biological particle counter according to the present invention receives the light after passing through the autofluorescence selection optical means in the solution 2, and outputs a first signal having a magnitude corresponding to the amount of light when the light is received. Autofluorescence light receiving means for outputting, light after passing through the scattered light selecting optical means, receiving scattered light, and outputting a second signal having a magnitude corresponding to the amount of light when received, and the scattering light When the magnitude of the second signal output by the light receiving means is greater than or equal to a predetermined threshold value, a scattered light detection signal output that outputs a detection signal as detecting scattered light emitted from the object contained in the liquid And a light shielding wall that prevents light incident from other than the optical path from entering the optical path from the scattered light selection optical means to the autofluorescence light receiving means through the autofluorescence selection optical means. Judgment means When the detection signal is output by the scattered light detection signal output means, and at the same time as the scattered light emitted from the object contained in the liquid is received by the scattered light receiving means. When light is received by the autofluorescence light receiving means, and the magnitude of the first signal corresponding to the light received by the autofluorescence light receiving means at the same time as the time is greater than or equal to a predetermined threshold, the scattering It is a biological particle counter characterized by determining that the object contained in the liquid corresponding to the detection signal output by the light detection signal output means is a biological particle.

本解決手段の生物粒子計数器による生物粒子の計数は、例えば、以下の特徴を有しており、所定の手順に沿って進行する。
(9)上記(3)で透過された光(自家蛍光)を受光し、受光した光量に応じた大きさの第1信号を出力する。例えば、フォトマルチチューブやフォトダイオード等の光検出装置により、受光した光量に応じた第1信号が出力される。
The counting of biological particles by the biological particle counter of the present solution has the following characteristics, for example, and proceeds according to a predetermined procedure.
(9) The light (autofluorescence) transmitted in (3) is received, and a first signal having a magnitude corresponding to the received light amount is output. For example, a first signal corresponding to the amount of received light is output by a light detection device such as a photomultitube or a photodiode.

(10)上記(5)で反射された光(対象物の散乱光)、又は、上記(7)で反射された光(対象物の散乱光)を受光し、受光した光量に応じた大きさの第2信号を出力する。例えば、フォトダイオード等の光検出装置により、受光した光量に応じた第2信号が出力される。 (10) Receives the light reflected in (5) (scattered light of the object) or the light reflected in (7) (scattered light of the object), and the size according to the received light quantity The second signal is output. For example, a second signal corresponding to the amount of received light is output by a photodetector such as a photodiode.

(11)上記(10)で出力された第2信号の大きさが所定の閾値以上であるか否かが判定され、判定の結果、閾値以上であると判定された場合を対象物からの散乱光が検出されたとする検出信号(例えば、検出フラグ)が出力される。 (11) It is determined whether or not the magnitude of the second signal output in (10) is equal to or greater than a predetermined threshold value. A detection signal (for example, a detection flag) indicating that light has been detected is output.

(12)上記(11)で検出信号が出力された場合であって、その検出信号に対応する時間、すなわち、上記(10)で受光した時点と同時期に、上記(3)で分離された、又は上記(8)で透過された光が受光されて第1信号が出力されていた場合、上記(4)における判定で、対象物が生物粒子であると判定する。なお、検出信号が出力されており、第1信号が出力されていない場合、対象物が非生物粒子であると判定してもよい。そして、その判定において生物粒子であると判定された場合、その個数をカウントすることで、生物粒子数が計数されることとなり、非生物粒子であると判定された場合、その個数もカウントしてもよい。また、第2信号の大きさに基づき、生物粒子(や非生物粒子)の大きさについても判定してもよい。 (12) When the detection signal is output in (11) above, it is separated in (3) at the time corresponding to the detection signal, that is, at the same time as the time of receiving light in (10) above Alternatively, when the light transmitted in (8) is received and the first signal is output, it is determined in the determination in (4) that the object is a biological particle. In addition, when the detection signal is output and the 1st signal is not output, you may determine with a target object being a non-living particle. And when it is determined that it is a biological particle in the determination, the number of biological particles is counted by counting the number, and when it is determined that it is a non-biological particle, the number is also counted. Also good. Further, the size of the biological particles (or non-biological particles) may be determined based on the size of the second signal.

このように、本解決手段によれば、対象物との散乱光について所定の閾値を設けたことで、閾値より大きい信号を対象物の散乱光であると判定することができる。   As described above, according to this solution, a predetermined threshold value is provided for the scattered light with the object, so that a signal larger than the threshold value can be determined as the scattered light of the object.

解決手段4:本発明の生物粒子計数器は、解決手段1から解決手段3のいずれかにおいて、前記発光手段により照射される光の前記所定の波長は、375nm〜420nmであり、(液体が水である場合、)前記自家蛍光選択光学手段により光を透過する基準となるカットオフ波長は、450nm〜490nmであることを特徴とする生物粒子計数器である。   Solution 4: The biological particle counter according to the present invention is the biological particle counter according to any one of Solution 1 to Solution 3, wherein the predetermined wavelength of the light emitted from the light-emitting device is 375 nm to 420 nm. In this case, the biological particle counter is characterized in that the reference cutoff wavelength for transmitting light by the autofluorescence selective optical means is 450 nm to 490 nm.

本解決手段の生物粒子計数器による生物粒子の計数は、例えば、以下の特徴を有しており、所定の手順に沿って進行する。
(13)上記(1)による照射するレーザー光の波長を375nm〜420nmに設定し、上記(3)又は上記(8)による水によるラマン散乱光を低減し自家蛍光を透過するカットオフ波長を450nm〜490nmの間の所定の波長に設定する。
The counting of biological particles by the biological particle counter of the present solution has the following characteristics, for example, and proceeds according to a predetermined procedure.
(13) The wavelength of the laser beam irradiated by the above (1) is set to 375 nm to 420 nm, and the cutoff wavelength for reducing the Raman scattered light by the water according to the above (3) or (8) and transmitting the autofluorescence is 450 nm. Set to a predetermined wavelength between ˜490 nm.

このように、本解決手段によれば、例えば、405nmのレーザー光を照射し、水中の生物粒子の細胞内のリボフラビンからの自家蛍光を指標にすることで、リボフラビンのエネルギー状態を励起させやすくすることができ、さらに、その自家蛍光のピーク波長が約520nmであるのに対し水のラマン散乱光のピーク波長が約465nmとなるので、自家蛍光選択光学手段(ロングパスフィルタ)の基準とするカットオフ波長を490nmとすれば効率よく分離することができるため、生物粒子に対する計数精度をさらに向上させることができる。   Thus, according to this solution, for example, by irradiating laser light of 405 nm and using autofluorescence from intracellular riboflavin of biological particles in water as an index, the energy state of riboflavin can be easily excited. Furthermore, since the peak wavelength of the auto-fluorescence is about 520 nm, the peak wavelength of the Raman scattered light of water is about 465 nm, so that the cut-off used as a reference for the auto-fluorescence selection optical means (long-pass filter) If the wavelength is set to 490 nm, the separation can be efficiently performed, so that the counting accuracy with respect to the biological particles can be further improved.

本発明の生物粒子計数器及び生物粒子計数方法によれば、流動する液体中の生物粒子を、水のラマン散乱光が発生する状態においても、生物粒子から放出される自家蛍光を効率よく検出し、計数精度の高い計数を行うことができる。   According to the biological particle counter and the biological particle counting method of the present invention, autofluorescence emitted from biological particles can be efficiently detected even in a state where Raman scattering light of water is generated in the flowing liquid. Counting with high counting accuracy can be performed.

生物粒子計数器システムの一実施形態を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one Embodiment of a biological particle counter system. 自家蛍光物質の一例であるリボフラビンとNAD(P)Hの励起吸収スペクトルとその物質からの自家蛍光スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the autofluorescence spectrum from the excitation absorption spectrum of the riboflavin which is an example of an autofluorescent substance, and NAD (P) H, and the substance. 波長が405nmの光を照射した際の水によるラマン散乱光スペクトルの概略図である。It is the schematic of the Raman scattered light spectrum by water at the time of irradiating the light whose wavelength is 405 nm. 光学フィルター入射前の水によるラマン散乱光の時間変化強度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change intensity distribution of the Raman scattered light by the water before optical filter entrance. 光学フィルター透過後の水によるラマン散乱光の時間変化強度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change intensity distribution of the Raman scattered light by the water after permeation | transmission of an optical filter. 光学フィルター入射前の全ての光の時間変化強度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change intensity distribution of all the lights before an optical filter incident. 光学フィルター透過後の全ての光の時間変化強度分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time change intensity distribution of all the lights after optical filter transmission. 自家蛍光計数処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of an autofluorescence count process. データ収集処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of a data collection process. データ解析処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of a data analysis process. 解析処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of an analysis process. 蛍光用受光装置及び散乱用受光装置からの出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal from the light-receiving device for fluorescence and the light-receiving device for scattering. 解析結果出力処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of an analysis result output process. 報知処理の手順例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of a procedure of alerting | reporting process. 生物粒子の計数結果の報知の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the alerting | reporting of the count result of a biological particle.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、生物粒子計数器システムの一実施形態を示す概略構成図である。
図1に示すように、生物粒子計数器システムは、対象物に光を照射し、対象物からの散乱光や自家蛍光を検出する光検出システム1と、光検出システム1から出力された信号に基づいて自家蛍光数をカウントする自家蛍光計数システム2とから構成されている。これらのシステムにより、水中の対象物のうち生物粒子(以下、生物粒子とする)を検出及び計数することができる。なお、本実施形態における検出(計数)可能な生物粒子は、例えば、0.1μm〜数100μmの大きさの生物粒子であり、具体的には、細菌、酵母、カビ等である。また、生物粒子に照射する光は紫外線領域のレーザー光であり、生物粒子の体内(細胞内)に存在する代謝に必要となる物質(リボフラビン、NAD(P)H(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(リン酸))等)から発せられる自家蛍光を指標として検出する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a biological particle counter system.
As shown in FIG. 1, the biological particle counter system irradiates a target with light, detects a scattered light or autofluorescence from the target, and a signal output from the light detection system 1. The autofluorescence counting system 2 is configured to count the autofluorescence number based on the autofluorescence count. With these systems, it is possible to detect and count biological particles (hereinafter referred to as biological particles) among objects in water. The bioparticles that can be detected (counted) in the present embodiment are, for example, bioparticles having a size of 0.1 μm to several hundreds of μm, and specifically, bacteria, yeasts, molds, and the like. The light irradiated to the biological particles is a laser beam in the ultraviolet region, and is a substance necessary for metabolism (riboflavin, NAD (P) H (nicotinamide adenine dinucleotide (phosphorus) in the body (cells) of the biological particles). The autofluorescence emitted from the acid))) is detected as an index.

〔光検出システム〕
光検出システム1は、例えば、発光装置10、照射光学レンズ系20、対象流動装置30、第1集光光学レンズ系40、遮光装置50、散乱光選択光学装置60、遮光壁65、自家蛍光選択光学装置70、第2集光光学レンズ系80、蛍光用受光装置90、第3集光光学レンズ系100、散乱用受光装置110から構成されている。これらの構成要素により、対象物に光を照射し、対象物からの散乱光や自家蛍光を検出することができる。以下、各構成要素について具体的に説明する。
[Light detection system]
The light detection system 1 includes, for example, a light emitting device 10, an irradiation optical lens system 20, a target flow device 30, a first condensing optical lens system 40, a light shielding device 50, a scattered light selection optical device 60, a light shielding wall 65, and autofluorescence selection. The optical device 70 includes a second condensing optical lens system 80, a fluorescence light receiving device 90, a third condensing optical lens system 100, and a scattering light receiving device 110. With these components, the object can be irradiated with light, and scattered light and autofluorescence from the object can be detected. Hereinafter, each component will be specifically described.

〔発光装置〕
発光装置10は、例えば、半導体レーザーダイオード(半導体LED素子を含む。以下、レーザーダイオードとする)から構成されている。レーザーダイオード10によりレーザー光が発振され、生物粒子を含む液体に照射される。レーザーダイオード10が発振するレーザー光の波長は、生物粒子の細胞内に存在する自家蛍光を発することができる物質(以下、自家蛍光物質とする)に対応して決定される。ここで、自家蛍光物質は、照射される光のエネルギーを吸収して励起状態に励起しやすい励起波長を有している。その励起波長はその物質によって異なっており、さらに、励起状態から基底状態に戻る際に放出する自家蛍光の波長も自家蛍光物質によって異なっている。自家蛍光物質の励起波長及び自家蛍光波長について具体例を挙げて説明する。
[Light emitting device]
The light emitting device 10 includes, for example, a semiconductor laser diode (including a semiconductor LED element; hereinafter referred to as a laser diode). Laser light is oscillated by the laser diode 10 to irradiate a liquid containing biological particles. The wavelength of the laser light oscillated by the laser diode 10 is determined corresponding to a substance that can emit autofluorescence existing in the cells of the biological particles (hereinafter referred to as autofluorescent substance). Here, the autofluorescent material has an excitation wavelength that easily absorbs the energy of the irradiated light and is excited to an excited state. The excitation wavelength differs depending on the substance, and the wavelength of the autofluorescence emitted when returning from the excited state to the ground state also differs depending on the autofluorescent substance. The excitation wavelength and autofluorescence wavelength of the autofluorescent material will be described with specific examples.

〔励起波長及び自家蛍光波長〕
図2は、自家蛍光物質の励起吸収スペクトルとその物質からの自家蛍光スペクトルの一例を示す図である。
図2に示すように、各分布は、NAD(P)Hの励起波長スペクトル、リボフラビンの励起波長スペクトル、NAD(P)Hからの自家蛍光スペクトル、リボフラビンからの自家蛍光スペクトルを示している。例えば、NAD(P)Hの励起波長スペクトルは、約340nmの波長をピークにした分布をしている。また、リボフラビンの励起波長スペクトルは、約375nmの波長をピークにした分布をしており、リボフラビンを励起させやすくするために375nm〜420nmの波長のレーザー光を照射することが適していることを表している。
[Excitation wavelength and autofluorescence wavelength]
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an excitation absorption spectrum of an autofluorescent substance and an autofluorescence spectrum from the substance.
As shown in FIG. 2, each distribution shows an excitation wavelength spectrum of NAD (P) H, an excitation wavelength spectrum of riboflavin, an autofluorescence spectrum from NAD (P) H, and an autofluorescence spectrum from riboflavin. For example, the excitation wavelength spectrum of NAD (P) H has a distribution with a peak at a wavelength of about 340 nm. Moreover, the excitation wavelength spectrum of riboflavin has a distribution with a peak at a wavelength of about 375 nm, and expresses that it is suitable to irradiate laser light having a wavelength of 375 nm to 420 nm in order to facilitate excitation of riboflavin. ing.

したがって、多くの自家蛍光を生物粒子から放出させるために、レーザーダイオード10から発振されるレーザー光の波長は、生物粒子の細胞内に存在するNAD(P)Hやリボフラビンの励起波長に対応して決定される。本実施形態では405nmの波長を有するレーザー光がレーザーダイオード10から発振されることと想定する。この405nmの波長を有するレーザー光を照射することにより、リボフラビンによる自家蛍光が生物粒子から放出されることになる。   Therefore, in order to release a lot of autofluorescence from the biological particles, the wavelength of the laser light oscillated from the laser diode 10 corresponds to the excitation wavelength of NAD (P) H or riboflavin present in the cells of the biological particles. It is determined. In the present embodiment, it is assumed that laser light having a wavelength of 405 nm is oscillated from the laser diode 10. By irradiating the laser beam having a wavelength of 405 nm, autofluorescence due to riboflavin is released from the biological particles.

〔照射光学レンズ系〕
照射光学レンズ系20は、例えば、複数種類の光学レンズから構成されている。例えば、コリメーターレンズ、両凸レンズ、シリンドリカルレンズから構成されており、レーザーダイオード10から発振されたレーザー光を平行光線に調整し、対象物に照射している。
[Irradiation optical lens system]
The irradiation optical lens system 20 is composed of, for example, a plurality of types of optical lenses. For example, it is composed of a collimator lens, a biconvex lens, and a cylindrical lens, and the laser beam oscillated from the laser diode 10 is adjusted to a parallel light beam and irradiated onto the object.

〔対象流動装置〕
対象流動装置30は、例えば、合成石英やサファイア等で作成された中空の四角柱の筒部32から構成されており、対象物(生物粒子35又は非生物粒子37)を含んだ液体33が上から下に流動する構造をしている。レーザーダイオード10から発振されたレーザー光31は、筒部32の液体が流動する中空領域に照射されて検出領域が形成される。
[Target flow equipment]
The target flow device 30 is composed of, for example, a hollow quadrangular cylindrical portion 32 made of synthetic quartz, sapphire, or the like, and a liquid 33 containing a target (biological particles 35 or non-biological particles 37) is on the top. It has a structure that flows from the bottom to the bottom. The laser beam 31 oscillated from the laser diode 10 is applied to the hollow region where the liquid in the cylindrical portion 32 flows to form a detection region.

この検出領域において、レーザー光31がフローセル30内を流動する液体33の水(水分子)や対象物(生物粒子35又は非生物粒子37)と相互作用を起すこととなる。   In this detection region, the laser beam 31 interacts with water (water molecules) of the liquid 33 flowing through the flow cell 30 and an object (biological particles 35 or non-biological particles 37).

生物粒子35に入射するレーザー光31の波長が405nmであるので、生物粒子35からの散乱光も405nmの波長で放出されることとなる。また、図2に示すように、レーザー光31が生物粒子35の細胞内のリボフラビンに吸収された場合、約520nmをピークとした分布の波長となる。ここで、生物粒子35から放出される散乱光又は自家蛍光は、周囲に放出されることとなる。   Since the wavelength of the laser beam 31 incident on the biological particle 35 is 405 nm, the scattered light from the biological particle 35 is also emitted at a wavelength of 405 nm. As shown in FIG. 2, when the laser beam 31 is absorbed by riboflavin in the cells of the biological particles 35, the wavelength has a distribution with a peak at about 520 nm. Here, the scattered light or autofluorescence emitted from the biological particles 35 is emitted to the surroundings.

また、非生物粒子37に入射したレーザー光31による散乱光は、生物粒子35から放出される散乱光と同様である。   Further, the scattered light by the laser light 31 incident on the non-biological particle 37 is the same as the scattered light emitted from the biological particle 35.

上記のように、生物粒子35や非生物粒子37とレーザー光31とが相互作用することにより、生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光、又は生物粒子35からの自家蛍光が放出される。そして、それらの光は複数の集光レンズ系や波長選択光学装置を経て受光装置により検出されることになる。なお、散乱光の強度、すなわち、散乱光の光量は生物粒子35や非生物粒子37の大きさに依存し、大きいほど光量も多くなる。ここで、生物粒子35からの自家蛍光は生物粒子35の細胞内のリボフラビンの量に依存する。また、レーザー光31の光量(強度)にも依存し、レーザー出力を高めて、フローセル30に多くのレーザー光31を照射すれば、生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光、生物粒子35からの自家蛍光も増加することとなる。しかし、生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光、生物粒子35からの自家蛍光以外の光も増加し、具体的には、レーザー光31と水33との相互作用(ラマン散乱)による光(ラマン散乱光)も増加することとなる。次に水によるラマン散乱光について、具体的に説明する。   As described above, when the biological particles 35 and the non-biological particles 37 interact with the laser light 31, the scattered light from the biological particles 35 and the non-biological particles 37 or the autofluorescence from the biological particles 35 is emitted. . These lights are detected by the light receiving device through a plurality of condensing lens systems and wavelength selection optical devices. The intensity of the scattered light, that is, the amount of scattered light depends on the size of the biological particles 35 and the non-biological particles 37, and the larger the amount, the larger the amount of light. Here, autofluorescence from the biological particle 35 depends on the amount of riboflavin in the cell of the biological particle 35. Further, depending on the amount of light (intensity) of the laser beam 31, if the laser output is increased and the flow cell 30 is irradiated with a large amount of the laser beam 31, the scattered light from the biological particles 35 and the non-biological particles 37, the biological particles 35. Autofluorescence from will also increase. However, scattered light from biological particles 35 and non-biological particles 37 and light other than autofluorescence from biological particles 35 also increase, and specifically, light due to the interaction (Raman scattering) between laser light 31 and water 33. (Raman scattered light) will also increase. Next, the Raman scattered light by water is demonstrated concretely.

〔水によるラマン散乱〕
図3は、波長が405nmの光を照射した際の水によるラマン散乱光スペクトルの一例を示す図である。図3に示すように、水に波長405nmのレーザー光31を照射すると、水とレーザー光31との相互作用により、約465nmの波長をピークとした波長分布を有するラマン散乱光が放出される。
[Raman scattering by water]
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a Raman scattered light spectrum caused by water when light having a wavelength of 405 nm is irradiated. As shown in FIG. 3, when water is irradiated with laser light 31 having a wavelength of 405 nm, Raman scattered light having a wavelength distribution having a peak at a wavelength of about 465 nm is emitted by the interaction between water and the laser light 31.

〔遮光装置〕
遮光装置50は、例えば、レーザートラップから構成されている。このレーザートラップ50は、レーザーダイオード10から発振され、フローセル30内で相互作用を起さずに通過したレーザー光31を遮光する。遮光することで、その通過したレーザー光31が様々な場所で反射などを起して、生物粒子35による散乱光や自家蛍光の検出のノイズとなることを抑制する。
[Shading device]
The light shielding device 50 is composed of, for example, a laser trap. The laser trap 50 oscillates from the laser diode 10 and shields the laser beam 31 that has passed through the flow cell 30 without causing interaction. By shielding the light, the laser beam 31 that has passed therethrough is prevented from being reflected at various places and the like to become noise in detecting scattered light from the biological particles 35 and autofluorescence.

〔第1集光光学レンズ系〕
第1集光光学レンズ系40は、例えば、複数の光学レンズから構成されている。この第1集光光学レンズ系40は、レーザー光31の進行方向(光軸)に対して約90度の角度の位置に設置される。この第1集光光学レンズ系40により、フローセル30内における生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光及び生物粒子35からの自家蛍光が集光される。なお、これら生物粒子35からの側方散乱光及び自家蛍光をなるべく多く集光するために、レンズ口径は大きい方が好ましく、生物粒子35からの散乱光や自家蛍光を検出する検出装置が備えられる位置(距離)に対応して決定される。
[First condensing optical lens system]
The 1st condensing optical lens system 40 is comprised from the some optical lens, for example. The first condensing optical lens system 40 is installed at a position at an angle of about 90 degrees with respect to the traveling direction (optical axis) of the laser light 31. The first condensing optical lens system 40 collects the scattered light from the biological particles 35 and the non-biological particles 37 in the flow cell 30 and the autofluorescence from the biological particles 35. In order to collect as much side scattered light and autofluorescence as possible from these biological particles 35, it is preferable that the lens aperture is large, and a detection device that detects scattered light and autofluorescence from the biological particles 35 is provided. It is determined corresponding to the position (distance).

〔散乱光選択光学装置〕
散乱光選択光学装置60は、例えば、ダイクロイックミラーから構成されている。本実施形態のダイクロイックミラー60は、410nmよりも長い波長の光を透過させ、410nmよりも短い波長の光を反射させる。このように光の波長で分離する基準となる特定の波長をカットオフ波長と称する。しがたって、フローセル30内で405nmのレーザー光31により散乱された生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光の波長は主に405nmであるため、ダイクロイックミラー60により生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光を反射することができる。そして、反射された生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光は、次に第3集光光学レンズ系100に集光され、散乱用受光装置110に結像されることとなる。
[Scattered light selective optical device]
The scattered light selection optical device 60 is composed of, for example, a dichroic mirror. The dichroic mirror 60 of the present embodiment transmits light having a wavelength longer than 410 nm and reflects light having a wavelength shorter than 410 nm. A specific wavelength that serves as a reference for separation based on the wavelength of light is referred to as a cutoff wavelength. Therefore, since the wavelength of the scattered light from the biological particles 35 and the non-biological particles 37 scattered by the laser beam 31 of 405 nm in the flow cell 30 is mainly 405 nm, the biological particles 35 and the non-biological particles are caused by the dichroic mirror 60. The scattered light from 37 can be reflected. The scattered light from the reflected biological particles 35 and non-biological particles 37 is then condensed on the third condensing optical lens system 100 and imaged on the scattering light receiving device 110.

一方、フローセル30内を流動する生物粒子35から放出される自家蛍光については、図2に示すように、約520nmをピークにした波長分布をしているため、ダイクロイックミラー60に反射されることなくほぼ全てが透過することとなる。また同様に、水によるラマン散乱光も、図3に示すように、約465nmをピークにした波長分布をしており、カットオフ波長410nmよりも長い波長が大部分を占めているため、一部を除いた大部分がダイクロイックミラー60を透過することとなる。そして、透過する自家蛍光及び水によるラマン散乱光は、次に自家蛍光選択光学装置へ進むこととなる。   On the other hand, the autofluorescence emitted from the biological particles 35 flowing in the flow cell 30 has a wavelength distribution peaking at about 520 nm, as shown in FIG. 2, so that it is not reflected by the dichroic mirror 60. Almost everything will be transmitted. Similarly, as shown in FIG. 3, Raman scattered light due to water has a wavelength distribution with a peak at about 465 nm, and a wavelength longer than the cut-off wavelength of 410 nm occupies the most part. Most of the light passes through the dichroic mirror 60 except for. The transmitted autofluorescence and the Raman scattered light due to water then proceed to the autofluorescence selection optical device.

なお、ダイクロイックミラー60の基準となるカットオフ波長は410nmに限定されることなく、レーザー光31により散乱された生物粒子35又は非生物粒子37からの散乱光が反射され、生物粒子35から自家蛍光が透過される波長であればよい。   In addition, the cutoff wavelength used as the reference | standard of the dichroic mirror 60 is not limited to 410 nm, the scattered light from the biological particle 35 or the non-biological particle 37 scattered by the laser beam 31 is reflected, and autofluorescence is reflected from the biological particle 35. Any wavelength can be used as long as it is transmitted.

〔自家蛍光選択光学装置〕
自家蛍光選択光学装置70は、例えば、光学フィルターから構成されている。本実施形態においては、490nmの波長(カットオフ波長)よりも長い波長の光を透過させるロングパスフィルタ70が備えられている。
[Auto fluorescence selection optical device]
The autofluorescence selection optical device 70 is composed of, for example, an optical filter. In the present embodiment, a long pass filter 70 that transmits light having a wavelength longer than a wavelength of 490 nm (cutoff wavelength) is provided.

一方、水によるラマン散乱光は、図3に示すように、一部を除いた大部分がカットオフ波長490nmよりも短い波長であり、約90%を低減できる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, most of the Raman scattered light by water has a wavelength shorter than the cut-off wavelength of 490 nm and can be reduced by about 90%.

〔ロングパスフィルタによる水のラマン散乱光の強度分布変化〕
図4は、ロングパスフィルタ入射前の水によるラマン散乱光の時間変化強度分布の一例を示す図であり、図5は、ロングパスフィルタ透過後の水によるラマン散乱光の時間変化強度分布の一例を示す図である。図4及び図5において、水によるラマン散乱光33sの強度分布がロングパスフィルタにより変化することを表している。
[Intensity distribution change of Raman scattering light of water by long pass filter]
FIG. 4 is a diagram showing an example of a time-varying intensity distribution of Raman scattered light due to water before entering the long-pass filter, and FIG. 5 is an example of a time-varying intensity distribution of Raman scattered light due to water after passing through the long-pass filter. FIG. 4 and 5, it is shown that the intensity distribution of the Raman scattered light 33s due to water is changed by the long-pass filter.

〔ロングパスフィルタ入射前の水によるラマン散乱光の強度分布〕
図4に示すように、横軸を時間、縦軸を光の任意単位で表した強度として、水によるラマン散乱光33sはランダムな増減を繰り返す分布をしている。例えば、水によるラマン散乱光33sの強度が0.5をピークにした分布もあれば、0.3をピークにした分布もあり、水によるラマン散乱光33sが多量に入射することもあれば、少量で入射することもあり、時間に関係なくランダムに入射している。
[Intensity distribution of Raman scattered light by water before entering the long pass filter]
As shown in FIG. 4, the Raman scattered light 33s due to water has a distribution that repeats random increase and decrease, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing intensity in arbitrary units of light. For example, there is a distribution in which the intensity of Raman scattered light 33s due to water has a peak of 0.5, there is also a distribution in which 0.3 is the peak, and a large amount of Raman scattered light 33s due to water may be incident. It may be incident in a small amount, and is incident randomly regardless of time.

〔ロングパスフィルタ透過後の水のラマン散乱光分布〕
また、図5に示すように、横軸を時間、縦軸を光の任意単位で表した強度として、ロングパスフィルタ70を透過した後の水によるラマン散乱光33sは、図4に示した水によるラマン散乱光33sの時間変化分布に対して大きさが約1/10に変化していることを表している。
[Distribution of Raman scattered light in water after passing through long-pass filter]
Further, as shown in FIG. 5, the Raman scattered light 33 s by water after passing through the long pass filter 70 with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing intensity in arbitrary units of light is due to the water shown in FIG. 4. It shows that the magnitude is changed to about 1/10 with respect to the temporal change distribution of the Raman scattered light 33s.

次に、水によるラマン散乱光33sだけではなく、ダイクロイックミラーを透過する光Lt、すなわち、水によるラマン散乱光33sと生物粒子35から放出される自家蛍光35eとをトータルした光Ltについて説明する。   Next, not only the Raman scattered light 33s caused by water but also the light Lt that passes through the dichroic mirror, that is, the light Lt that is a total of the Raman scattered light 33s caused by water and the autofluorescence 35e emitted from the biological particles 35 will be described.

〔ロングパスフィルタによる光の強度分布変化〕
図6は、光学フィルター入射前の全ての光の時間変化分布の一例を示す図であり、図7は、光学フィルター透過後の全ての光の時間変化分布の一例を示す図である。図6及び図7において、ダイクロイックミラー60を透過してきた全ての光Ltの強度分布がロングパスフィルタ70により分離されることが表されている。
[Change of light intensity distribution by long pass filter]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a time variation distribution of all light before incidence of the optical filter, and FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a time variation distribution of all light after transmission through the optical filter. 6 and 7, it is shown that the intensity distribution of all the light Lt that has passed through the dichroic mirror 60 is separated by the long pass filter 70.

〔ロングパスフィルタ入射前の光の強度分布〕
図6に示すように、横軸を時間、縦軸を光の相対的な強度として、ロングパスフィルタ70に入射する光の分布は、水によるラマン散乱光33sの分布と自家蛍光35eの分布とを合成(合計)した光Ltによる分布からなる。例えば、ある時刻から時間Δtの間において、相対的な強度が0.5をピークとした分布の光量の水によるラマン散乱光33sと、相対的な強度が0.2をピークとした分布の光量の自家蛍光35eと、が入射すると想定すると、その時間Δtの間には、それら光量を合成した量の光Ltが入射することとなり、その光Ltによる相対的な強度分布は0.7をピークとした分布となる。
[Intensity distribution of light before entering the long pass filter]
As shown in FIG. 6, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing the relative intensity of light, the distribution of light incident on the long pass filter 70 is the distribution of Raman scattered light 33s and autofluorescence 35e due to water. It consists of the distribution by the combined (total) light Lt. For example, from a certain time to a time Δt, Raman scattered light 33s with water having a distribution with a relative intensity peaking at 0.5 and light intensity having a distribution with a relative intensity peaking at 0.2 Assuming that the self-fluorescent light 35e is incident, during the time Δt, the amount of light Lt synthesized from these amounts of light is incident, and the relative intensity distribution due to the light Lt peaks at 0.7. Distribution.

〔ロングパスフィルタ透過後の光の強度分布〕
また、図7に示すように、透過する全ての光Ltの時間変化分布は、入射時の約10%となった水のラマン散乱光33sの光量の時間変化強度分布と、入射時とはほとんど変化していない自家蛍光35eの光量の時間変化強度分布とを合成した分布であることを表している。例えば、ある時刻から時間Δtの間において、相対的な強度が0.05をピークとした分布の光量の水によるラマン散乱光33sと、相対的な強度が0.2をピークとした分布の光量の自家蛍光35eと、が透過すると想定すると、その時間Δtの間には、それら光量を合成した量の光Ltが透過することとなり、その光Ltによる相対的強度分布は0.25をピークとした分布となる。
[Intensity distribution of light after passing through long pass filter]
Further, as shown in FIG. 7, the temporal change distribution of all the transmitted light Lt is almost the same as the temporal change intensity distribution of the amount of Raman scattered light 33s of water, which is about 10% of the incident time, and the incident time. This represents a distribution obtained by combining the time-varying intensity distribution of the light amount of the autofluorescence 35e that has not changed. For example, from a certain time to a time Δt, Raman scattered light 33s with water having a distribution with a relative intensity peaking at 0.05 and light intensity having a distribution with a relative intensity peaking at 0.2 Assuming that the self-fluorescent light 35e is transmitted, during the time Δt, the amount of light Lt synthesized is transmitted, and the relative intensity distribution by the light Lt peaks at 0.25. Distribution.

なお、自家蛍光選択光学装置70で分離する光の波長の基準は、水によるラマン散乱光33sを生物粒子35から放出される自家蛍光35eよりも小さくする波長が選択される。具体的には、カットオフ波長は490nmに限定されることなく、450nm〜520nm、好ましくは450nm〜490nmのいずれかの値の波長としてもよい。また、490nmよりも長い波長を透過するといったロングパスフィルタに限定されることなく、490nm〜600nmの波長域の光を透過するといったバンドパスフィルタを備えてもよい。   The wavelength of the light that is separated by the autofluorescence selection optical device 70 is selected so that the Raman scattered light 33s due to water is smaller than the autofluorescence 35e emitted from the biological particles 35. Specifically, the cutoff wavelength is not limited to 490 nm, and may be a wavelength having a value of 450 nm to 520 nm, preferably 450 nm to 490 nm. Further, the present invention is not limited to a long pass filter that transmits a wavelength longer than 490 nm, and a band pass filter that transmits light in a wavelength region of 490 nm to 600 nm may be provided.

ここで、自家蛍光選択光学装置70として、生物粒子35の細胞内のリボフラビンからの自家蛍光35eを指標とするために、上記のカットオフ波長(例えば、490nm)を基準としたロングパスフィルタを備えたが、生物粒子35の細胞内のNAD(P)Hを指標とする場合、410nm〜470nmのいずれかの波長(例えば、450nm)をカットオフ波長としそれよりも長い波長の光を透過するといったロングパスフィルタや、カットオフ波長として450nm〜600nmの波長域の光を透過するといったバンドパスフィルタを備えてもよい。これは、約350nmのレーザー光31を照射した場合、水によるラマン散乱光33sが400nmをピークとした分布をし、450nmを基準としたロングパスフィルタにより、リボフラビンからの自家蛍光35eの検出を指標とした場合と同様に大部分の水のラマン散乱光33sを遮光できるからである。   Here, as the autofluorescence selection optical device 70, in order to use the autofluorescence 35e from the riboflavin in the cells of the biological particles 35 as an index, a long-pass filter based on the cutoff wavelength (for example, 490 nm) is provided. However, when the intracellular NAD (P) H of the biological particle 35 is used as an index, a long path such that any wavelength from 410 nm to 470 nm (for example, 450 nm) is set as a cutoff wavelength and light having a longer wavelength is transmitted. A filter or a bandpass filter that transmits light in a wavelength range of 450 nm to 600 nm as a cutoff wavelength may be provided. This is because when the laser beam 31 of about 350 nm is irradiated, the Raman scattered light 33s due to water has a distribution with a peak at 400 nm, and the detection of the autofluorescence 35e from riboflavin is performed with a long-pass filter based on 450 nm as an index. This is because most of the Raman scattered light 33s of water can be shielded in the same manner as in the above case.

〔第2集光光学レンズ系:図1参照〕
第2集光光学レンズ系80は、例えば、複数の光学レンズから構成されている。
この第2集光光学レンズ系80は、ロングパスフィルタ70を透過してきた光の進行方向(光軸)上に設置される。この第2集光光学レンズ系80により、ロングパスフィルタ70を透過してきた自家蛍光35e及び水によるラマン散乱光33sが集光され、蛍光用受光装置90の入射面に結像されることとなる。
[Second condensing optical lens system: see FIG. 1]
The second condensing optical lens system 80 is composed of, for example, a plurality of optical lenses.
The second condensing optical lens system 80 is installed on the traveling direction (optical axis) of the light transmitted through the long pass filter 70. By the second condensing optical lens system 80, the auto-fluorescence 35e transmitted through the long pass filter 70 and the Raman scattered light 33s by water are condensed and imaged on the incident surface of the fluorescence light receiving device 90.

〔蛍光用受光装置〕
蛍光用受光装置90は、例えば、半導体受光素子(フォトダイオードPhoto Diode:PD)又はフォトダイオードよりも感度のよい光電子増倍管(フォトマルチプライヤーチューブPhoto Multiplier Tube:PMT)から構成されている。これらフォトダイオードやフォトマルチプライヤーチューブ(以下、フォトマルとする)は受光した光を電流にし、受光した光量に応じた電流を出力する。なお、受光した光の光量によって出力する電流の大きさが変化し、受光した光の光量が多ければ多いほど、電流の大きさが大きくなる。なお、フォトマル90から出力される電気信号は、次に自家蛍光計数システム2に入力される。
[Fluorescence receiver]
The fluorescence light receiving device 90 includes, for example, a semiconductor light receiving element (photodiode Photo Diode: PD) or a photomultiplier tube (Photo Multiplier Tube: PMT) having higher sensitivity than the photodiode. These photodiodes and photomultiplier tubes (hereinafter referred to as photomultipliers) use the received light as a current, and output a current corresponding to the received light quantity. Note that the magnitude of the output current varies depending on the amount of received light, and the greater the amount of received light, the greater the current. Note that the electrical signal output from the photomultiplier 90 is then input to the autofluorescence counting system 2.

〔遮光壁〕
遮光壁65は、ダイクロイックミラー60の透過側からフォトマル90までの光路を囲う筒状の構造物から構成されている。この遮光壁65により、ダイクロイックミラー60を透過してきた光(自家蛍光35e)以外の光がフォトマル90に入射することを防ぐことができる。例えば、ラマン散乱光33sや対象物からの散乱光35s、37sが光検出システム1内で反射して、この光路に回り込まないように遮蔽することができる。図示していないが、ダイクロイックミラー60の反射側から散乱用受光装置110までの光路などにも同様に遮光壁を設けてもよい。
[Shading wall]
The light shielding wall 65 is composed of a cylindrical structure that surrounds the optical path from the transmission side of the dichroic mirror 60 to the photomultiplier 90. The light shielding wall 65 can prevent light other than the light (autofluorescence 35e) transmitted through the dichroic mirror 60 from entering the photomultiplier 90. For example, the Raman scattered light 33 s and the scattered light 35 s and 37 s from the object are reflected in the light detection system 1 and can be shielded from entering the optical path. Although not shown, a light shielding wall may be similarly provided on the optical path from the reflection side of the dichroic mirror 60 to the light receiving device 110 for scattering.

〔第3集光光学レンズ系〕
第3集光光学レンズ系100は、例えば、複数の光学レンズから構成されている。この第3集光光学レンズ系100は、ダイクロイックミラー60によって反射された光の進行方向(光軸)上に設置される。
[Third condensing optical lens system]
The third condensing optical lens system 100 is composed of, for example, a plurality of optical lenses. The third condensing optical lens system 100 is installed on the traveling direction (optical axis) of the light reflected by the dichroic mirror 60.

〔散乱用受光装置〕
散乱用受光装置110は、例えば、フォトダイオード又はフォトマルから構成される。ここで、散乱用受光装置110に入射する光は、ダイクロイックミラー60により反射された410nmより短い波長の光であって、具体的には、フローセル30内を流動する生物粒子35や非生物粒子37により散乱された散乱光である。これら生物粒子35や非生物粒子37による散乱光は、生物粒子35から放出される自家蛍光35eよりも光量が多いため、フォトマルではなく安価なフォトダイオードでも十分に検出することができる。本実施形態においては、このフォトダイオード110が備えられ、ダイクロイックミラー60により反射された生物粒子35や非生物粒子37による散乱光を受光する。フォトダイオード110が受光した光は、その光量に応じた電気信号に変換され、その電気信号がフォトダイオード110から出力されることとなる。フォトダイオード110からの出力信号は、次に自家蛍光計数システム2に入力される。
[Light scattering device]
The scattering light receiving device 110 is composed of, for example, a photodiode or a photomultiplier. Here, the light incident on the scattering light receiving device 110 is light having a wavelength shorter than 410 nm reflected by the dichroic mirror 60, and specifically, biological particles 35 and non-biological particles 37 that flow in the flow cell 30. Scattered light scattered by. Since the scattered light from these biological particles 35 and non-biological particles 37 has a larger amount of light than the autofluorescence 35e emitted from the biological particles 35, it can be sufficiently detected not by a photomultiplier but also by an inexpensive photodiode. In the present embodiment, this photodiode 110 is provided, and the scattered light from the biological particles 35 and the non-biological particles 37 reflected by the dichroic mirror 60 is received. The light received by the photodiode 110 is converted into an electric signal corresponding to the light amount, and the electric signal is output from the photodiode 110. The output signal from the photodiode 110 is then input to the autofluorescence counting system 2.

〔自家蛍光計数システム:図1参照〕
自家蛍光計数システム2は、例えば、検出信号処理部200、データ処理部300、報知部400から構成されている。また、図8は、自家蛍光計数処理の手順例を示すフローチャートである。
[Autofluorescence counting system: see Fig. 1]
The autofluorescence counting system 2 includes, for example, a detection signal processing unit 200, a data processing unit 300, and a notification unit 400. FIG. 8 is a flowchart showing an example of the procedure of the autofluorescence counting process.

検出信号処理部200は、例えば、光検出システム1からの出力信号、すなわち、蛍光用受光装置(フォトマル)90からの出力信号と散乱用受光装置フォトダイオード)110からの出力信号をそれぞれ受信し、受信した信号を増幅し、アナログ信号からデジタル信号にAD変換する処理等を行う(図8中のデータ収集処理ステップS200)。   For example, the detection signal processing unit 200 receives an output signal from the light detection system 1, that is, an output signal from the fluorescence light receiving device (photomal) 90 and an output signal from the scattering light receiving device photodiode 110. Then, the received signal is amplified and AD conversion from an analog signal to a digital signal is performed (data collection processing step S200 in FIG. 8).

データ処理部300は、例えば、検出信号処理部200でAD変換処理された自家蛍光信号(信号A)及び散乱光信号(信号B)を受信し保存し(図8中のデータ解析処理ステップS300)、保存した信号A及び信号Bから液体中に生物粒子35に由来する信号、すなわち、自家蛍光35eによる信号が含まれているか否かを判定し、その判定結果を出力する(図8中のステップ解析結果出力処理S400)等を行う。   For example, the data processing unit 300 receives and stores the autofluorescence signal (signal A) and the scattered light signal (signal B) subjected to AD conversion processing by the detection signal processing unit 200 (data analysis processing step S300 in FIG. 8). Then, it is determined from the stored signals A and B whether or not a signal derived from the biological particles 35 is contained in the liquid, that is, a signal from the autofluorescence 35e, and the determination result is output (step in FIG. 8). Analysis result output processing S400) and the like are performed.

報知部400は、例えば、データ処理部300により判定された結果を外部に報知したり、外部に報知信号を出力したりする(図8中の報知処理ステップS500)。
以下、各構成要素及びその処理について具体的に説明する。
For example, the notification unit 400 notifies the result determined by the data processing unit 300 to the outside or outputs a notification signal to the outside (notification processing step S500 in FIG. 8).
Hereinafter, each component and its process are demonstrated concretely.

〔検出信号処理部〕
検出信号処理部200は、例えば、蛍光用出力信号処理装置210と、散乱用出力信号処理装置220から構成されている。さらに、蛍光用出力信号処理装置210は、例えば、第1増幅器212、第1アナログ/デジタル変換器214から構成され、散乱用出力信号処理装置220は、例えば、第2増幅器222、第2アナログ/デジタル変換器224から構成されている。
[Detection signal processor]
The detection signal processing unit 200 includes, for example, a fluorescence output signal processing device 210 and a scattering output signal processing device 220. Further, the fluorescence output signal processing device 210 includes, for example, a first amplifier 212 and a first analog / digital converter 214, and the scattering output signal processing device 220 includes, for example, a second amplifier 222, a second analog / digital converter. It consists of a digital converter 224.

〔データ収集処理〕
図9は、データ収集処理の手順例を示すフローチャートである。
まず、蛍光用出力信号処理装置210は、蛍光用受光装置(フォトマル)90からの出力信号を受信すると(出力信号受信処理ステップS210)、第1増幅器212がフォトマル90から出力された出力信号を増幅する(出力信号増幅処理ステップS220)。そして、第1アナログ/デジタル変換器214が第1増幅器212により増幅されたアナログ信号をデジタル信号(信号A)に変換する(出力信号A/D変換処理ステップS230)。
[Data collection processing]
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a procedure of data collection processing.
First, when the fluorescence output signal processing device 210 receives an output signal from the fluorescence light receiving device (photomultiplier) 90 (output signal reception processing step S210), the first amplifier 212 outputs the output signal output from the photomultiplier 90. (Output signal amplification processing step S220). Then, the first analog / digital converter 214 converts the analog signal amplified by the first amplifier 212 into a digital signal (signal A) (output signal A / D conversion processing step S230).

同様に、散乱用出力信号処理装置220は、散乱用受光装置(フォトダイオード)110からの出力信号を受信すると(出力信号受信処理ステップS210)、第2増幅器222がフォトダイオード110から出力された出力信号を増幅する(出力信号増幅処理ステップS220)。そして、第2アナログ/デジタル変換器224が第2増幅器222により増幅されたアナログ信号をデジタル信号(信号B)に変換する(出力信号A/D変換処理ステップS230)。   Similarly, when the output signal processing device for scattering 220 receives the output signal from the light receiving device for scattering (photodiode) 110 (output signal reception processing step S210), the output output from the photodiode 110 by the second amplifier 222 is output. The signal is amplified (output signal amplification processing step S220). Then, the second analog / digital converter 224 converts the analog signal amplified by the second amplifier 222 into a digital signal (signal B) (output signal A / D conversion processing step S230).

その後、デジタル信号に変換された信号A及び信号Bは蛍光用出力信号処理装置210及び散乱用出力信号処理装置220から出力される(変換信号出力処理ステップS240)。出力された信号A及び信号Bは、次にデータ処理部300に入力される。   Thereafter, the signals A and B converted into digital signals are output from the fluorescence output signal processing device 210 and the scattering output signal processing device 220 (converted signal output processing step S240). The output signals A and B are input to the data processing unit 300 next.

〔データ処理部〕
データ処理部300は、例えば、データ収集装置310、データ解析装置320、解析結果出力装置330から構成されている。また、データ収集装置310は、例えば、データを記憶するメモリ(RAM)310から構成されている。
[Data processing section]
The data processing unit 300 includes, for example, a data collection device 310, a data analysis device 320, and an analysis result output device 330. In addition, the data collection device 310 includes, for example, a memory (RAM) 310 that stores data.

〔データ解析処理〕
図10は、データ解析処理の手順例を示すフローチャートである。
まず、データ処理部300は、蛍光用出力信号処理装置210及び散乱用出力信号処理装置220から出力される信号A及び信号Bを受信する(変換信号受信処理ステップS310)。受信された信号A及び信号Bは、そのままメモリ310の記憶領域に記憶される。
[Data analysis processing]
FIG. 10 is a flowchart illustrating an exemplary procedure of data analysis processing.
First, the data processing unit 300 receives the signals A and B output from the fluorescence output signal processing device 210 and the scattering output signal processing device 220 (conversion signal reception processing step S310). The received signals A and B are stored in the storage area of the memory 310 as they are.

メモリ310への信号A及び信号Bの記憶が終了すると、つぎに、これらの信号A及び信号Bを用いて解析処理(解析処理ステップS340)が行われる。   When the storage of the signal A and the signal B in the memory 310 is completed, an analysis process (analysis process step S340) is performed using the signal A and the signal B.

〔データ解析装置〕
データ解析装置320は、例えば、メモリ310に記憶されたデータ(信号A及び信号B)を解析する計算回路(例えば、CPU322)及び計算処理内容(プログラム、閾値データ)等を予め記憶(保存)したメモリ324(ROM)から構成されている。
[Data analysis equipment]
The data analysis device 320 prestores (saves), for example, a calculation circuit (for example, the CPU 322) that analyzes the data (signal A and signal B) stored in the memory 310, calculation processing contents (program, threshold data), and the like. It consists of a memory 324 (ROM).

〔解析処理〕
図11は、解析処理の手順例を示すフローチャートである。
まず、メモリ310に記憶された信号Bに関して、CPU322により予めメモリ324に記憶された閾値データ(電圧値)と比較される。具体的には、記憶された信号Bの電圧値が閾値B(VthB)以上か否かが判定される(ステップS342)。この判定の結果、信号Bの電圧値が閾値B以上であると判定された場合(ステップS342:Yes)、散乱用受光装置フォトダイオード110に生物粒子35又は非生物粒子37からの散乱光が入射し検出されたことを表している。ここで、生物粒子35又は非生物粒子37からの散乱光が検出されたことを示す散乱光検出フラグをONにする処理が行われてもよい。
[Analysis processing]
FIG. 11 is a flowchart illustrating an exemplary procedure of analysis processing.
First, the signal B stored in the memory 310 is compared with threshold data (voltage value) stored in the memory 324 in advance by the CPU 322. Specifically, it is determined whether or not the voltage value of the stored signal B is greater than or equal to a threshold value B (V thB ) (step S342). As a result of this determination, when it is determined that the voltage value of the signal B is greater than or equal to the threshold value B (step S342: Yes), the scattered light from the biological particle 35 or the non-biological particle 37 is incident on the light receiving photodiode 110 for scattering. This means that it has been detected. Here, a process of turning on a scattered light detection flag indicating that scattered light from the biological particles 35 or the non-biological particles 37 has been detected may be performed.

次に、メモリ310に記憶された信号Aに関して、CPU322により予めメモリ324に記憶された閾値データ(電圧値)と比較される。具体的には、記憶された信号Aの電圧値が閾値A(VthA)以上か否かが判定される(ステップS344)。この判定の結果、信号Aの電圧値が閾値A以上であると判定された場合(ステップS344:Yes)、蛍光用受光装置フォトマル90に生物粒子35から放出された自家蛍光35eが入射し検出されたことを表している。そして、その自家蛍光35eが検出されたことを示す検出フラグをONにする処理が行われる(ステップS346)。なお、この検出フラグ(ON)は、次に解析結果出力処理装置330にフラグ信号として送信される。 Next, the signal A stored in the memory 310 is compared with threshold data (voltage value) stored in the memory 324 in advance by the CPU 322. Specifically, it is determined whether or not the voltage value of the stored signal A is equal to or greater than a threshold value A (V thA ) (step S344). As a result of this determination, when it is determined that the voltage value of the signal A is greater than or equal to the threshold value A (step S344: Yes), the autofluorescence 35e emitted from the biological particle 35 is incident on the fluorescence light receiving device Photomal 90 and detected. It represents that it was done. And the process which turns ON the detection flag which shows that the autofluorescence 35e was detected is performed (step S346). This detection flag (ON) is then transmitted as a flag signal to the analysis result output processing device 330.

一方、これらの判定の結果、信号Bの電圧値が閾値B以上ではないと判定された場合(ステップS342:No)、又は、信号Aの電圧値が閾値A以上ではないと判定された場合(ステップS344:No)、検出フラグをOFFにする処理が行われ(ステップS348)、自家蛍光35eが検出されなかったことを表している。ここで、上記散乱光検出フラグがONであり、かつ、検出フラグがOFFであった場合、生物粒子35ではない非生物粒子37が検出されたことを示す非生物検出フラグをONにする処理が行われてもよい。なお、この検出フラグ(OFF)は、次に解析結果出力処理装置330にフラグ信号として送信される。また、非生物検出フラグも送信してもよい。   On the other hand, as a result of these determinations, when it is determined that the voltage value of the signal B is not equal to or greater than the threshold value B (step S342: No), or when it is determined that the voltage value of the signal A is not equal to or greater than the threshold value A ( Step S344: No), a process of turning off the detection flag is performed (Step S348), indicating that the autofluorescence 35e has not been detected. Here, when the scattered light detection flag is ON and the detection flag is OFF, a process of turning ON the non-biological detection flag indicating that the non-biological particle 37 that is not the biological particle 35 has been detected. It may be done. This detection flag (OFF) is then transmitted as a flag signal to the analysis result output processing device 330. Also, an abiotic detection flag may be transmitted.

上記解析処理について、各受光装置から出力された出力信号に対応する信号A及び信号Bの図を用いて具体的に説明する。   The analysis process will be specifically described with reference to the diagrams of the signals A and B corresponding to the output signals output from the respective light receiving devices.

〔蛍光用受光装置及び散乱用受光装置からの出力信号の一例〕
図12は、蛍光用受光装置及び散乱用受光装置からの出力信号の一例を示す図である。
図12中の上段の信号は蛍光用受光装置のフォトマル90から出力された検出信号に対応する信号Aの時間変化分布、図12中の下段の信号は散乱用受光装置のフォトダイオード110から出力された検出信号に対応する信号Bの時間変化分布を示している。ここで、図12中の上下段に示されている信号A及び信号Bの分布はタイミング調整された分布であると想定する。また、横軸の時間については、時刻t1、t2、t3、…といった順に時間が経過していることを示している。
[Example of output signals from fluorescent light receiving device and scattering light receiving device]
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of output signals from the fluorescence light receiving device and the scattering light receiving device.
The upper signal in FIG. 12 is a temporal change distribution of the signal A corresponding to the detection signal output from the photomultiplier 90 of the fluorescence light receiving device, and the lower signal in FIG. 12 is output from the photodiode 110 of the scattering light receiving device. The time change distribution of the signal B corresponding to the detected signal is shown. Here, it is assumed that the distribution of the signals A and B shown in the upper and lower stages in FIG. 12 is a timing-adjusted distribution. Moreover, about the time of a horizontal axis, it has shown that time has passed in order of time t1, t2, t3, ....

例えば、時刻t1では、閾値B(VthB(図ではVthB1))よりも大きな信号Bの電圧値がデータ処理部300に入力されたとすると、CPU322は、信号Bの電圧値が閾値B以上であると判定する(ステップS342:Yes)。すなわち、時刻t1に、散乱用受光装置フォトダイオード110に生物粒子35又は非生物粒子37からの散乱光が入射し検出されたことを表している。 For example, at time t1, the threshold B (in V thB (Figure V THB1)) and the voltage value of the large signal B than is input to the data processing unit 300, CPU 322 is a voltage value of the signal B is equal to or greater than the threshold B It is determined that there is (step S342: Yes). That is, it represents that the scattered light from the biological particle 35 or the non-biological particle 37 is incident on the light-receiving device photodiode 110 for scattering and detected at time t1.

そして、CPU322により予めメモリ324に記憶された閾値A(VthA)と、信号Aの電圧値とが比較される(ステップS344)。時刻t1における信号Aについては、閾値Aよりも大きな信号ではないため(ステップS344:No)、時刻t1における信号Bは非生物粒子37からの散乱光となり、検出フラグはOFFにセットされる(ステップS348)。 Then, the threshold value A (V thA ) stored in the memory 324 in advance by the CPU 322 is compared with the voltage value of the signal A (step S344). Since the signal A at the time t1 is not a signal larger than the threshold value A (step S344: No), the signal B at the time t1 becomes scattered light from the non-living particles 37, and the detection flag is set to OFF (step) S348).

次に、時刻t2では、CPU322は信号Bの電圧値が閾値B以上であると判定する(ステップS342:Yes)。   Next, at time t2, the CPU 322 determines that the voltage value of the signal B is greater than or equal to the threshold value B (step S342: Yes).

そして、CPU322により閾値A(VthA)と信号Aの電圧値とが比較され(ステップS344)、その結果、CPU322は信号Aの電圧値が閾値A以上であると判定する(ステップS344:Yes)。したがって、時刻t2における信号A及び信号Bは生物粒子35からの自家蛍光35e及び散乱光であることを表し、検出フラグがONにセットされる(ステップS346)。 Then, the CPU 322 compares the threshold value A (V thA ) with the voltage value of the signal A (step S344), and as a result, the CPU 322 determines that the voltage value of the signal A is equal to or greater than the threshold value A (step S344: Yes). . Therefore, the signal A and the signal B at the time t2 represent the autofluorescence 35e and the scattered light from the biological particle 35, and the detection flag is set to ON (step S346).

上記のようにして、リアルタイムで生物粒子35の存在の有無の結果が得られることとなる。ここで、信号Aや信号Bの大きさについては、蛍光用受光装置フォトマル90や散乱用受光装置フォトダイオード110に入射する光量に応じ、さらに、散乱光の大きさは生物粒子35又は非生物粒子37の大きさに応じたものとなる。したがって、生物粒子35の存在の有無だけではなく、信号Aや信号Bの大きさに基づいて、生物粒子35又は非生物粒子37の大きさについても測定することができる。   As described above, the result of the presence / absence of the biological particle 35 is obtained in real time. Here, the magnitude of the signal A or the signal B depends on the amount of light incident on the fluorescence light receiving device photomultiplier 90 or the scattering light receiving device photodiode 110, and further, the magnitude of the scattered light depends on the biological particles 35 or non-living matter. It depends on the size of the particles 37. Therefore, not only the presence / absence of the biological particle 35 but also the size of the biological particle 35 or the non-biological particle 37 can be measured based on the magnitudes of the signal A and the signal B.

ここで、予めメモリ324に生物粒子35の大きさ(0.1μm〜0.3μm、0.3μm〜0.5μm、0.5μm〜1.0μm、…)に対応する閾値Bが複数個(VthB1、VthB2、VthB3、VthB4、…)記憶してあると想定する。例えば、時刻t2の信号Bについては、VthB1よりも大きくVthB2よりも小さいことから、生物粒子35の大きさは0.1μm〜0.3μmであると測定することができる。 Here, a plurality of threshold values B corresponding to the sizes (0.1 μm to 0.3 μm, 0.3 μm to 0.5 μm, 0.5 μm to 1.0 μm,...) Of the biological particles 35 are previously stored in the memory 324 (V It is assumed that thB1 , VthB2 , VthB3 , VthB4,. For example, for the signal B at time t2, since less than larger V THB2 than V THB1, the size of the biological particles 35 can be determined to be 0.1Myuemu~0.3Myuemu.

本実施例では信号記憶処理ステップS310で保存したデータに対して解析処理S340を行っているが、保存せずに閾値B,Aと逐次比較することにより生物粒子35又は非生物粒子37を検出し、リアルタイムに信号Bのピークを検出し、粒径区分を求めてもよい。また、自家蛍光35eの光量に応じた信号Aの大きさは、生物粒子の種類や活性状態にも対応していることから、信号Aのピークを検出することでそれらの情報についても求めてもよい。   In this embodiment, the analysis processing S340 is performed on the data stored in the signal storage processing step S310, but the biological particles 35 or the non-biological particles 37 are detected by sequentially comparing with the threshold values B and A without storing them. Alternatively, the peak of the signal B may be detected in real time to determine the particle size classification. Further, since the magnitude of the signal A corresponding to the light amount of the autofluorescence 35e also corresponds to the type and the active state of the biological particles, even if the information is obtained by detecting the peak of the signal A. Good.

上記のように、信号A及び信号Bにより、リアルタイムで生物粒子35の存在の有無を検出することができ、さらに、生物粒子35の大きさも測定することができる。生物粒子35の存在の有無の検出により検出フラグがONにセットされると、次に解析結果出力処理ステップS400により生物粒子35の計数処理が行われる。   As described above, the presence or absence of the biological particles 35 can be detected in real time by the signals A and B, and the size of the biological particles 35 can also be measured. When the detection flag is set to ON by detecting the presence / absence of the biological particle 35, the biological particle 35 is counted in an analysis result output processing step S400.

〔解析結果出力装置〕
解析結果出力装置330は、データ解析装置320により解析された生物粒子35の個数を計数し、その計数値を報知部400に送信する装置である。
[Analysis result output device]
The analysis result output device 330 is a device that counts the number of biological particles 35 analyzed by the data analysis device 320 and transmits the count value to the notification unit 400.

〔解析結果出力処理〕
図13は、解析結果出力処理の手順例を示すフローチャートである。
まず、解析結果出力装置330は、データ解析装置320よりフラグ信号(検出フラグ)を受信する。そして、検出フラグがONにセットされているか否かを判定する(ステップS410)。その結果、検出フラグがONであった場合(ステップS410:Yes)、生物粒子35を検出したとして、カウント数を1増加し計数値を算出する(ステップS420)。そして、計数値(カウント数)を報知部400に送信する(ステップS430)。ここで、図示していないが、リセットボタン(図示せず)が押下された場合や、スタートボタン(図示せず)が押下された場合、カウント数をリセットする処理をステップS410の前に実行してもよい。また、受信したフラグ信号(大きさフラグ)に基づいて、生物粒子35の大きさ別に生物粒子35の個数を計数してもよい。
[Analysis result output processing]
FIG. 13 is a flowchart illustrating a procedure example of the analysis result output process.
First, the analysis result output device 330 receives a flag signal (detection flag) from the data analysis device 320. Then, it is determined whether or not the detection flag is set to ON (step S410). As a result, when the detection flag is ON (step S410: Yes), the biological particle 35 is detected, and the count number is incremented by 1, and the count value is calculated (step S420). And a count value (count number) is transmitted to the alerting | reporting part 400 (step S430). Although not shown here, when a reset button (not shown) is pressed or when a start button (not shown) is pressed, a process of resetting the count is executed before step S410. May be. Further, the number of biological particles 35 may be counted according to the size of the biological particles 35 based on the received flag signal (size flag).

〔報知部〕
報知部400は、例えば、表示装置410、スピーカー420から構成されている。
[Notification Department]
The alerting | reporting part 400 is comprised from the display apparatus 410 and the speaker 420, for example.

〔報知処理〕
図14は、報知処理の手順例を示すフローチャートである。
まず、報知部400は、データ処理部300の解析結果出力装置330が送信してきた計数値を受信する(ステップS510)。次に、表示装置410に受信した計数値に更新し検出した生物粒子35の個数を表示する(ステップS520)。また、スピーカーから報知音を出力する(ステップS530)。ここで、表示装置410に生物粒子35の大きさ別に検出した生物粒子35の個数を表示してもよい。また、リアルタイムでカウントを1づつ増加するといった表示形態でもよく、所定の時間(例えば、5秒間隔)後にその更新した計数値を表示する形態でもよい。
[Informing process]
FIG. 14 is a flowchart illustrating a procedure example of the notification process.
First, the notification unit 400 receives the count value transmitted by the analysis result output device 330 of the data processing unit 300 (step S510). Next, the display device 410 updates the received count value and displays the number of detected biological particles 35 (step S520). In addition, a notification sound is output from the speaker (step S530). Here, the number of biological particles 35 detected for each size of the biological particles 35 may be displayed on the display device 410. Further, a display form in which the count is incremented by 1 in real time may be used, or the updated count value may be displayed after a predetermined time (for example, every 5 seconds).

報知音については計数値の増加頻度に対応して出力態様(報知音の出力回数、報知音の高低)を変化させてもよい。また、生物粒子35の大きさに応じて報知音の出力態様も変化させてもよい。例えば、単位時間における0.5μm〜1.0μmの生物粒子35の計数値が1〜9個である場合は「ピ!」といった単音を1回出力し、その計数値が10〜99個である場合は「ピ!ピ!」といった単音を2回出力し、その計数値が100個以上である場合は「ピ!ピ!ピ!」といった単音を3回出力するといった出力態様でもよい。   For the notification sound, the output mode (the number of output of the notification sound, the level of the notification sound) may be changed in accordance with the increasing frequency of the count value. Moreover, you may change the output aspect of an alerting sound according to the magnitude | size of the biological particle 35. FIG. For example, when the count value of the biological particles 35 of 0.5 μm to 1.0 μm per unit time is 1 to 9, a single sound such as “pi!” Is output once, and the count value is 10 to 99. In this case, a single sound such as “Pi! Pi!” May be output twice, and when the counted value is 100 or more, an output mode in which a single sound such as “Pi! Pi! Pi!” Is output three times may be used.

図15は、生物粒子35の計数結果を報知する表示装置及びスピーカーの一例を示す図である。表示装置として生物粒子35の大きさ別に計数結果を報知する表示パネル410と、生物粒子35が検出されたことを音で報知するスピーカー420が備えられている。例えば、表示パネル410は、生物粒子35の大きさの基準を示す「Size(μm)」の表示部と、各大きさに対応する検出した生物粒子35の個数(計数値)を示す「Count」の表示部からなる。生物粒子35の大きさの基準を示す「Size(μm)」の表示部には、例えば、6つの値「0.1」「0.3」「0.5」「1.0」「2.0」「5.0」予め表示されている。それぞれの値に関して、「0.1」については0.1μm〜0.3μmの生物粒子35の大きさ、「0.3」については0.3μm〜0.5μmの生物粒子35の大きさ、「0.5」については0.5μm〜1.0μmの生物粒子35の大きさ、「1.0」については1.0μm〜2.0μmの生物粒子35の大きさ、「2.0」については2.0μm〜5.0μmの生物粒子35の大きさ、「5.0」については5.0μm〜の生物粒子35の大きさにそれぞれ対応している。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a display device and a speaker that notify the counting result of the biological particles 35. As a display device, there are provided a display panel 410 for notifying the counting result according to the size of the biological particles 35 and a speaker 420 for notifying that the biological particles 35 are detected. For example, the display panel 410 displays “Size (μm)” indicating the size reference of the biological particle 35 and “Count” indicating the number (count value) of the detected biological particles 35 corresponding to each size. The display part. For example, six values “0.1”, “0.3”, “0.5”, “1.0”, “2.” are displayed on the display portion of “Size (μm)” indicating the reference of the size of the biological particle 35. “0” and “5.0” are displayed in advance. For each value, “0.1” is the size of the biological particle 35 of 0.1 μm to 0.3 μm, “0.3” is the size of the biological particle 35 of 0.3 μm to 0.5 μm, “ “0.5” is the size of the biological particle 35 of 0.5 μm to 1.0 μm, “1.0” is the size of the biological particle 35 of 1.0 μm to 2.0 μm, and “2.0” The size of the biological particle 35 of 2.0 μm to 5.0 μm, and “5.0” correspond to the size of the biological particle 35 of 5.0 μm to 5.0 μm, respectively.

したがって、0.1μm〜0.3μmの大きさの生物粒子35が50,609個、0.3μm〜0.5μmの大きさの生物粒子35が3,621個、0.5μm〜1.0μmの大きさの生物粒子35が287個、1.0μm〜2.0μmの大きさの生物粒子35が31個、2.0μm〜5.0μmの大きさの生物粒子35が12個、5.0μm〜の大きさの生物粒子35が1個とそれぞれ計数されたことを表している。   Accordingly, 50,609 biological particles 35 having a size of 0.1 μm to 0.3 μm, 3,621 biological particles 35 having a size of 0.3 μm to 0.5 μm, and 0.5 μm to 1.0 μm. 287 biological particles 35 having a size, 31 biological particles 35 having a size of 1.0 μm to 2.0 μm, 12 biological particles 35 having a size of 2.0 μm to 5.0 μm, and 5.0 μm to 5.0 μm This indicates that one biological particle 35 having a size of 1 is counted as one.

上記のように、報知部400は、表示装置410からリアルタイムで生物粒子35の計数値を報知し、スピーカー420から生物粒子35を検出した際に報知音を出力することができる。なお、他にも、報知部400は外部出力端子を備えてもよく、端子を通して別の装置にデータを出力してもよい。   As described above, the notification unit 400 can notify the count value of the biological particles 35 from the display device 410 in real time, and can output a notification sound when the biological particles 35 are detected from the speaker 420. In addition, the notification unit 400 may include an external output terminal, and may output data to another device through the terminal.

なお、光検出システム1の自家蛍光選択光学装置については、ロングパスフィルタ70に限定されることなく、ダイクロイックミラーから構成されてもよい。例えば、カットオフ波長490nmよりも長い波長の光を透過させ、カットオフ波長490nmよりも短い波長の光を反射させるダイクロイックミラーを備えることで410nmよりも短い波長の光(主に生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光)は散乱用受光装置フォトダイオード110に受光され、490nmよりも長い波長の光(主に生物粒子35からの自家蛍光35e)は蛍光用受光装置フォトマルチチューブ90に受光されることとなる。   Note that the autofluorescence selection optical device of the light detection system 1 is not limited to the long pass filter 70, and may be composed of a dichroic mirror. For example, by providing a dichroic mirror that transmits light having a wavelength longer than the cutoff wavelength 490 nm and reflects light having a wavelength shorter than the cutoff wavelength 490 nm, light having a wavelength shorter than 410 nm (mainly biological particles 35 and (Scattered light from the biological particles 37) is received by the light receiving photodiode 110 for scattering, and light having a wavelength longer than 490 nm (mainly autofluorescence 35e from the biological particles 35) is received by the fluorescent light receiving device photomultitube 90. Will be.

他にも、光検出システム1の散乱光選択光学装置及び自家蛍光選択光学装置について、
散乱光選択光学装置の後方に自家蛍光選択光学装置を設置せず、散乱光と自家蛍光の光路が別系統になるように散乱光選択光学装置と自家蛍光選択光学装置を並列して設置してもよい。その場合、散乱光選択光学装置としてカットオフ波長410nmよりも短い波長の光だけを透過するといったショートパスフィルタを使用する。そして、それぞれの光学装置の前後にフローセルからの散乱光や自家蛍光35eを集光する集光レンズ光学系と、散乱用受光装置フォトダイオード110及び蛍光用受光装置90と、をそれぞれの光学装置に対して設置する。これにより、例えば、レーザー光31の光軸から90度の位置(水平面)に設置された410nmを基準にした散乱光選択光学装置(ショートパスフィルタ)により主に生物粒子35や非生物粒子37からの散乱光を散乱用受光装置フォトダイオード110で検出することができ、レーザー光31の光軸から90度の位置(垂直面)に設置された490nmをカットオフ波長にした自家蛍光選択光学装置(ロングパスフィルタ)により主に生物粒子35からの自家蛍光35eを蛍光用受光装置フォトマル90で検出することができる。
In addition, for the scattered light selection optical device and the autofluorescence selection optical device of the light detection system 1,
Do not install an autofluorescence selection optical device behind the scattered light selection optical device, but install the scattered light selection optical device and the autofluorescence selection optical device in parallel so that the optical path of the scattered light and the autofluorescence is in a separate system. Also good. In this case, a short pass filter that transmits only light having a wavelength shorter than the cutoff wavelength of 410 nm is used as the scattered light selection optical device. A condensing lens optical system for condensing scattered light from the flow cell and autofluorescence 35e before and after each optical device, a light receiving device for scattering 110, and a light receiving device for fluorescence 90 are provided in each optical device. Install against. Thereby, for example, from the biological particles 35 and the non-biological particles 37 mainly by the scattered light selection optical device (short pass filter) based on 410 nm installed at a position 90 degrees (horizontal plane) from the optical axis of the laser light 31. Light can be detected by the light receiving photodiode 110 for scattering, and is an auto-fluorescence selection optical device (cut-off wavelength of 490 nm, which is installed at a position (vertical surface) 90 degrees from the optical axis of the laser light 31). The self-fluorescence 35e mainly from the biological particles 35 can be detected by the fluorescence light receiving device Photomal 90 by the long pass filter.

このように、本実施形態によれば、検出(計測)対象とする生物粒子35の細胞内のリボフラビンやNAD(P)Hといった生体内で行っている生命活動の代謝に必要となる物質からの自家蛍光35eの検出を指標とし、物質に対応した波長のレーザー光31を照射し、対象物による散乱光を反射するためのダイクロイックミラーと、水などによるラマン散乱光33sを低減し、生物粒子35からの自家蛍光35eを透過するロングパスフィルタとを備えることで、生物粒子35に対する計数精度を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, the biological particles 35 to be detected (measured) are detected from substances necessary for metabolism of biological activities performed in vivo, such as riboflavin and NAD (P) H in the cell. The detection of the autofluorescence 35e is used as an index, the laser light 31 having a wavelength corresponding to the substance is irradiated, the dichroic mirror for reflecting the scattered light from the object, the Raman scattered light 33s due to water or the like is reduced, and the biological particles 35 The counting accuracy with respect to the biological particles 35 can be improved by providing a long-pass filter that transmits the autofluorescence 35e from.

1 光検出システム
2 自家蛍光計数システム
10 発光装置
20 照射光学レンズ系
30 対象流動装置
40 第1集光光学レンズ系
50 遮光装置
60 散乱光選択光学装置
65 遮光壁
70 自家蛍光選択光学装置
80 第2集光光学レンズ系
90 蛍光用受光装置
100 第3集光光学レンズ系
110 散乱用受光装置
200 検出信号処理部
300 データ処理部
400 報知部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light detection system 2 Auto-fluorescence counting system 10 Light-emitting device 20 Irradiation optical lens system 30 Target flow apparatus 40 1st condensing optical lens system 50 Light-shielding device 60 Scattered light selection optical device 65 Light-shielding wall 70 Auto-fluorescence selection optical device 80 2nd Condensing optical lens system 90 Fluorescence light receiving device 100 Third condensing optical lens system 110 Scattering light receiving device 200 Detection signal processing unit 300 Data processing unit 400 Notification unit

Claims (4)

検出する対象物を含む液体に向けて所定の波長の光を1つの光源から照射する発光手段と、
前記対象物又は前記液体と前記発光手段により照射された光との相互作用により放出される光のうち、前記対象物から放出される散乱光を分離し、前記対象物から放出される自家蛍光及び前記液体から放出されるラマン散乱光を含む光を透過させる散乱光選択光学手段と、
前記散乱光選択光学手段を透過する光から前記自家蛍光の波長域の一部に重なる波長を有する前記ラマン散乱光を低減し、且つ前記自家蛍光を透過させる自家蛍光選択光学手段と、
前記自家蛍光選択光学手段により前記ラマン散乱光が低減された後の光に基づいて、前記液体に含まれる前記対象物が生物粒子であるか否かを判定する生物粒子判定手段と、
前記自家蛍光選択光学手段を経た後の光を受光し、前記受光した際の光の光量に応じる大きさの第1信号を出力する自家蛍光受光手段と、
前記散乱光選択光学手段により分離された散乱光を受光し、前記受光した際の光の光量に応じる大きさの第2信号を出力する散乱光受光手段と、
前記散乱光受光手段により出力された前記第2信号の大きさが所定の閾値以上である場合、前記液体に含まれる対象物から放出された散乱光を検出したとして検出信号を出力する散乱光検出信号出力手段と、
前記散乱光選択光学手段から前記自家蛍光選択光学手段を経て前記自家蛍光受光手段までの光路に、前記光路以外から入射する光が入り込むことを防ぐ遮光壁とを備え、
前記発光手段は、
照射後放出される前記自家蛍光のピーク波長と前記ラマン散乱光のピーク波長とを異ならせる前記所定の波長の光を照射し、
前記生物粒子判定手段は、
前記散乱光検出信号出力手段により前記検出信号が出力された場合であって、前記散乱光受光手段により前記液体に含まれる前記対象物から放出された前記散乱光が受光された時点と同時期に前記自家蛍光受光手段により光が受光され、前記時点と同時期に前記自家蛍光受光手段により前記受光された光に対応する前記第1信号の大きさが所定の閾値以上である場合、前記散乱光検出信号出力手段により出力された前記検出信号に対応する前記液体に含まれる前記対象物を生物粒子であると判定することを特徴とする生物粒子計数器。
A light emitting means for irradiating light having a predetermined wavelength from a single light source toward a liquid containing an object to be detected;
Among the light emitted by the interaction between the object or the liquid and the light irradiated by the light emitting means, the scattered light emitted from the object is separated , and autofluorescence emitted from the object Scattered light selection optical means for transmitting light including Raman scattered light emitted from the liquid;
Autofluorescence selection optical means for reducing the Raman scattered light having a wavelength overlapping a part of the wavelength range of the autofluorescence from the light transmitted through the scattered light selection optical means and transmitting the autofluorescence;
Biological particle determination means for determining whether or not the object contained in the liquid is a biological particle based on the light after the Raman scattered light is reduced by the autofluorescence selection optical means;
Autofluorescence light receiving means for receiving the light after passing through the autofluorescence selection optical means and outputting a first signal having a magnitude corresponding to the amount of light when the light is received;
Scattered light receiving means for receiving scattered light separated by the scattered light selecting optical means and outputting a second signal having a magnitude corresponding to the amount of light when received.
Scattered light detection that outputs a detection signal when detecting the scattered light emitted from the object contained in the liquid when the magnitude of the second signal output by the scattered light receiving means is greater than or equal to a predetermined threshold value Signal output means;
A light shielding wall that prevents light incident from other than the optical path from entering the optical path from the scattered light selection optical means to the autofluorescence light receiving means through the autofluorescence selection optical means,
The light emitting means includes
Irradiating light of the predetermined wavelength that makes the peak wavelength of the autofluorescence emitted after irradiation different from the peak wavelength of the Raman scattered light,
The biological particle determination means includes
The detection signal is output by the scattered light detection signal output means, and at the same time as the scattered light emitted from the object contained in the liquid is received by the scattered light receiving means. When light is received by the autofluorescence light receiving means, and the magnitude of the first signal corresponding to the light received by the autofluorescence light receiving means at the same time as the time is greater than or equal to a predetermined threshold, the scattered light A biological particle counter that determines that the object contained in the liquid corresponding to the detection signal output by the detection signal output means is a biological particle.
請求項1に記載の生物粒子計数器において、
前記発光手段により照射される光の前記所定の波長は、375nm〜420nmであり、
前記自家蛍光選択光学手段により光を透過する基準となるカットオフ波長は、450nm〜490nmであることを特徴とする生物粒子計数器。
The biological particle counter of claim 1.
The predetermined wavelength of light irradiated by the light emitting means is 375 nm to 420 nm;
The biological particle counter according to claim 1, wherein a cutoff wavelength which is a reference for transmitting light by the autofluorescence selective optical means is 450 nm to 490 nm.
検出する対象物を含む液体に向けて所定の波長の光を1つの光源から照射する発光工程と、
前記対象物又は前記液体と前記発光工程で照射された光との相互作用により放出される光のうち、前記対象物から放出される散乱光を分離し、前記対象物から放出される自家蛍光及び前記液体から放出されるラマン散乱光を含む光を透過させる散乱光選択光学工程と、
前記散乱光選択光学工程により透過された光から前記自家蛍光の波長域の一部に重なる波長を有する前記ラマン散乱光を低減し、且つ前記自家蛍光を透過させる自家蛍光選択光学工程と、
前記自家蛍光選択光学工程により前記ラマン散乱光が低減された後の光に基づいて、前記液体に含まれる前記対象物が生物粒子であるか否かを判定する生物粒子判定工程と
前記自家蛍光選択光学工程を経た後の光を受光し、前記受光した際の光の光量に応じる大きさの第1信号を出力する自家蛍光受光工程と、
前記散乱光選択光学工程により分離された散乱光を受光し、前記受光した際の光の光量に応じる大きさの第2信号を出力する散乱光受光工程と、
前記散乱光受光工程により出力された前記第2信号の大きさが所定の閾値以上である場合、前記液体に含まれる対象物から放出された散乱光を検出したとして検出信号を出力する散乱光検出信号出力工程と、
前記散乱光選択光学工程から前記自家蛍光選択光学工程を経て前記自家蛍光受光工程までの光路に、前記光路以外から入射する光が入り込むことを防ぐ遮光工程とを含み、
前記発光工程は、
照射後放出される前記自家蛍光のピーク波長と前記ラマン散乱光のピーク波長を異ならせる波長の光を照射し、
前記生物粒子判定工程は、
前記散乱光検出信号出力工程により前記検出信号が出力された場合であって、前記散乱光受光工程により前記液体に含まれる前記対象物から放出された前記散乱光が受光された時点と同時期に前記自家蛍光受光工程により光が受光され、前記時点と同時期に前記自家蛍光受光工程により前記受光された光に対応する前記第1信号の大きさが所定の閾値以上である場合、前記散乱光検出信号出力工程により出力された前記検出信号に対応する前記液体に含まれる前記対象物を生物粒子であると判定する特徴とする生物粒子計数方法。
A light emitting step of irradiating light of a predetermined wavelength from one light source toward the liquid containing the object to be detected;
Of the light emitted by the interaction between the object or the liquid and the light irradiated in the light emitting step, the scattered light emitted from the object is separated , and the autofluorescence emitted from the object and Scattered light selective optical process for transmitting light including Raman scattered light emitted from the liquid;
An autofluorescence selection optical step of reducing the Raman scattered light having a wavelength overlapping a part of the wavelength range of the autofluorescence from the light transmitted by the scattered light selection optical step, and transmitting the autofluorescence;
A bioparticle determination step for determining whether or not the object contained in the liquid is a bioparticle based on the light after the Raman scattered light is reduced by the autofluorescence selection optical step; and the autofluorescence selection An autofluorescence light receiving step for receiving light after passing through an optical step and outputting a first signal having a magnitude corresponding to the amount of light when the light is received;
A scattered light receiving step of receiving the scattered light separated by the scattered light selection optical step, and outputting a second signal having a magnitude corresponding to the amount of the light when received;
When the magnitude of the second signal output by the scattered light receiving step is greater than or equal to a predetermined threshold, the scattered light detection outputs a detection signal as detecting the scattered light emitted from the object contained in the liquid A signal output process;
Including a light shielding step for preventing light incident from other than the optical path from entering the optical path from the scattered light selection optical step to the autofluorescence light receiving step through the autofluorescence selection optical step,
The light emitting step includes
Irradiate light of a wavelength that makes the peak wavelength of the autofluorescence emitted after irradiation different from the peak wavelength of the Raman scattered light,
The biological particle determination step includes
The detection signal is output by the scattered light detection signal output step, and at the same time as the scattered light emitted from the object contained in the liquid is received by the scattered light reception step. When light is received by the autofluorescence light receiving step, and the magnitude of the first signal corresponding to the light received by the autofluorescence light receiving step at the same time as the time point is equal to or greater than a predetermined threshold, the scattered light A biological particle counting method characterized in that the object contained in the liquid corresponding to the detection signal output in the detection signal output step is determined as a biological particle.
請求項3に記載の生物粒子計数方法において、
前記発光工程で照射される光の前記所定の波長は、375nm〜420nmであり、
前記自家蛍光選択光学工程で光を透過する基準となるカットオフ波長は、450nm〜490nmであることを特徴とする生物粒子計数方法。
The biological particle counting method according to claim 3,
The predetermined wavelength of the light irradiated in the light emitting step is 375 nm to 420 nm,
The biological particle counting method, wherein a cutoff wavelength that is a reference for transmitting light in the autofluorescence selective optical step is 450 nm to 490 nm.
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