現状の不満点・問題点

アナログ方式（図1. 上）は、シグナルパルスの処理をすべて完了した後、最後にA/Dコンバーター（アナログデジタル変換器）で数値化し、コンピュータに送ります。一方、デジタル方式（図1. 下）は、プリアンプでシグナルパルスの調整をした後、すぐに数値化し、その高分解能なリニアデータを用いて、DSP（デジタルシグナルプロセッサー）で蛍光補正とログ変換などを、算術的に処理します。

デジタル方式のメリットは、高分解能なリニアデータを用いて、高精度な対数データが取得でき、フルマトリックス蛍光補正が行える点です。さらに、回路設計を巧妙に行えば、1秒間に5万個以上の高速測定やS/Nの向上も可能です。
デジタル方式は高分解能のA/Dコンバーターが必須です。抗体を用いる免疫蛍光測定は、強陽性と陰性の蛍光の強度範囲が広く、通常は1：10,000の4桁の対数データで表示します（図2）。

最大1万倍の差がある各シグナルパルスの高さ（面積）を、デジタル方式は直接、数値化し、その高分解能なリニアデータを基にログ変換する必要があります。従来の14ビットデジタル方式は、リニアデータの分解能が低いため、対数データの目盛の小さな値の範囲（一桁目）での量子化誤差が大きな問題でした(図3)。

そのため、陰性ピークの位置が高い位置（10から100の間）に出るように感度調整をしなければならず、強陽性のピークが10,000を越えてスケールアウトすることがありました。実質的には、3桁の対数データでした(図4)。

デジタル方式のA/Dコンバーターの分解能（ビット数）と対数（1から10,000）の測定分解能の関係を下表に示します（ピークパルスの場合）。

表1. デジタル方式のビット数と対数の分解能

対数目盛	1		10		100		1000		10000
1桁の分解能		分解能		分解能		分解能		分解能
14ビットADC	2	14	16	148	164	1,474	1,638	14,746	16,384
16ビットADC	7	59	66	589	655	5,899	6,554	58,982	65,536
18ビットADC	26	236	262	2,359	2,621	23,593	26,214	235,930	262,144
20ビットADC	105	944	1,049	9,437	10,486	94,372	104,858	943,718	1,048,576
22ビットADC	419	3,775	4,194	37,749	41,943	377,487	419,430	3,774,874	4,194,304
23ビットADC	829	7,460	8,289	74,597	82,886	745,975	828,861	7,459,747	8,288,608

アナログ方式の場合、アナログ回路でシグナルパルスをログ変換した後、10ビットA/Dコンバーター、すなわち1024チャンネル（レベル）で数値化します。つまり、対数1桁の範囲の測定分解能は、256チャンネル（レベル）です。
デジタル方式の場合、14ビットA/Dコンバーターならば、対数一桁目の測定分解能はわずか14チャンネル（レベル）しかありません(表1)。これでは、正確な陰性ピークを描くことができません(図3参照)。これは14ビットデジタルフローサイトメーターの弱点で、推量補間とスムージングなどで、陰性ピークを取り繕うことがあります。そのため、従来のフローサイトメーターとヒストグラムデータが異なることがあります。アナログ方式と同等以上（256チャンネル以上）の測定分解能を得るためには、19ビット以上のA/Dコンバーターが必要です。しかしながら、現在、デジタル方式に使用可能なA/Dコンバーターは、最高16ビットです。

Dual ADC技術

Dual ADC技術（弊社特許）を用いれば、20ビット以上の高分解能リニアデータを手に入れることができます。シグナルを二つに分け、増幅率の異なる二つのプリアンプを用いて、二つのA/Dコンバーターで同時に数値化します。二つの数値データを比較して、数学的にひとつに合体させ、20ビット以上の高分解能リニアデータにします(図5)。
この独創的な技術により、正確な陰性ピークが得られます。また、20ビット以上あるので、高精度自動蛍光補正が行えます。Dual ADC技術はデジタルＮＲの効果も大幅に向上させ、蛍光感度や散乱光感度が向上します。さらに、22ビット以上あれば、1：100,000の5桁の対数範囲をカバーすることも可能です(図6)。アナログ方式では、5桁の対数データは不可能です。

Dual ADC技術のメリット

1. 正確な陰性ピークが得られます。
2. 高精度自動蛍光補正が行えます。
3. 蛍光感度や散乱光感度が向上します。
4. 1：100,000の5桁の対数データが得られます。（22ビット以上）

Dual ADC技術は、弊社デジタルフローサイトメーターCytomics FC500には20ビットタイプ、セルソーターMoFlo XDPには23ビットタイプが搭載されています。