使用环境粘弹性流体流对准样本流中的非球形生物实体制造技术

一种用于在流动池的流动室内的期望区域中对准样本中携带的非球形生物实体的技术。流动室具有矩形横截面。底流输入模块、顶流输入模块和样本输入模块分别向流动室提供第一粘弹性流体、第二粘弹性流体和样本。第一粘弹性流体和第二粘弹性流体沿流动室的底壁和顶壁层流流动，并且样本夹在其间层流流动。通过控制第一粘弹性流体和/或第二粘弹性流体以及样本流的流动速度，并且因此非球形生物实体集中在期望区域。由于第一粘弹性流体和第二粘弹性流体将非球形生物实体定位在期望区域，因此形成了样本流内的剪切梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用环境粘弹性流体流对准样本流中的非球形生物实体
本专利技术涉及用于对准在将由成像装置检查的样本中流动的非球形生物实体的技术。
技术介绍
近年来，医疗技术迅速发展，出现了许多新的医疗设备和显微技术。许多这些显微技术用于对显微试样或样本成像，以分析样本的一个或多个特征，或者更确切地说，用于确定样本(例如血液样本)中的成分(例如红细胞RBC)的一个或多个特征。可以确定的成分(例如红细胞)的特征的例子可以包括红细胞的体积测量、红细胞的形态研究等等。一般来说，对于任何成像相关分析，来自成像装置的“对焦”图像或输出对于对样本的成分进行具体和详细的分析是至关重要的。此外，当样本的成分是非球形实体时，非球形实体相对于成像装置的取向，即相对于成像方向的取向也是至关重要的，例如，位于其一侧的红细胞的图像是不期望的取向，因为在这种取向中，只有红细胞的侧面是可见的。然而，相对于成像方向，红细胞的图像被定向成使得圆盘形状的整个面或一侧可见是期望的取向，因为在这种取向中，图像将显示更多对于红细胞的体积或形态研究至关重要的信息。例如，可以通过检测和分析干涉显微镜，例如数字全息显微镜(DHM)，中形成的干涉图案来研究或检查样本中携带的非球形生物实体(下文中也称为实体)。然而，DHM装置或任何其他成像装置的通量，即装置提供的图像或干涉图案的数量比率，高度依赖于将样本提供至成像装置的视场(fieldofview)，因为样本应该在装置焦点处具有景深，以获得作为成像装置输出的“对焦”或清晰图像或干涉图案。将样本中的实体提供为在流动池(flowcell)中流动，例如类似于在流式细胞术中提供样本的方式，是将样本提供至成像装置的有效方式。它具有几个优点，例如，与将实体放置在载玻片上相比，在流体流中更容易将样本实体(例如血液中的红细胞)保持在其自然形态。此外，通过以流的形式提供样本，样本以及样本中的实体可以连续提供一段成像时间，因此，与扫描或成像少量样本相比，可以成像更多的样本，即更多数量的实体，这有利于统计处理。然而，将样本提供为在流动池中流动也有一些缺点。一个缺点是样本集中在流动池中。样本中的实体，例如流过流动池的稀释或全血样本中的红细胞，迁移到流动池的不同部分，并且没有被布置在流动池的期望区域中。一些在流动池中流动的实体迁移到流动池壁，并且实体与壁之间的接触导致实体在流动池壁上的表面粘附，或者实体开始分裂形成碎片。此外，由于实体流向流动池的不同部分，流动池中的样本的一些实体可能完全不在视场内，或者可能在视场内但焦点未对准。完全在视场之外的样本实体不在干涉图案的图像中表示。在视场内但焦点未对准的样本实体被成像，但是表示该实体的图像或干涉图案的部分或片段缺乏清晰度，即失焦，或者说表示该实体的干涉图案或图像的片段的清晰度低或质量不可接受或模糊不清。作为样本的一部分在流动池或流动通道中流动的所述实体可以通过重新调整干涉显微装置或成像装置的焦点来聚焦，但是流动样本的实体是动态的，因此没有时间调整成像装置的焦点。另一种方法可以是以这样一种方式在流动池中提供样本，即样本在流动池的期望区域内流动，然后成像装置可以静态聚焦在期望区域，成像装置的景深与期望区域对准，随后可以实现样本实体的对焦成像。然而，控制流动池中的样本，更具体地说，控制流动池中样本的实体的流动以使样本或样本的实体定位或聚焦在流动池的期望区域中极富挑战性。此外，非球形生物实体也需要在期望区域中以期望的方向定向。因此，需要聚焦和定向期望区域中的一个或多个实体，简而言之，需要对准期望区域中的非球形生物实体。
技术实现思路
因此，本公开的目的是提供一种用于将样本中携带的非球形生物实体对准到流动池中的期望区域的技术。上述目的通过根据权利要求1的用于将样本中携带的非球形生物实体(biologicalentity)对准到流动池中的期望区域的流动池、根据权利要求5的用于将样本中携带的非球形生物实体对准到流动池中的期望区域的方法以及根据权利要求13的用于将样本中携带的非球形生物实体对准到期望区域的系统来实现。从属权利要求中提供了本技术的有利实施例。本技术的第一方面提供了一种流动池，用于将样本中携带的非球形生物实体对准到流动池中的期望区域。通过聚焦和定向期望区域中的非球形生物实体来实现期望区域中的非球形生物实体的对准。非球形生物实体将由成像装置检查。流动池包括流动室(flowchamber)、底流输入模块、顶流输入模块、样本输入模块和声换能器。流动室具有矩形横截面、顶壁、与顶壁相对的底壁、第一侧壁、与第一侧壁相对的第二侧壁以及期望区域。矩形横截面包括正方形横截面。底流输入模块接收第一粘弹性流体并将第一粘弹性流体提供至流动室，使得第一粘弹性流体以底部层流的形式在流动室中沿着底壁从流动室的一端向流动室的另一端层流流动。底流输入模块控制第一粘弹性流体(以下也称为第一流体)在流动室中的流动速度。顶流输入模块接收第二粘弹性流体并将第二粘弹性流体提供至流动室，使得第二粘弹性流体以顶部层流的形式在流动室中沿着顶壁从流动室的一端向流动室的另一端层流流动。顶流输入模块控制第二粘弹性流体(以下也称为第二流体)在流动室中的流动速度。样本输入模块接收样本并将样本提供至流动室，使得样本以样本层流的形式在流动室中从流动室的一端向流动室的另一端层流流动。样本层流夹在顶部层流和底部层流之间。在下文中，流动速度也称为流速。在流动池中，通过限定或通过增加或通过降低第一流体的流速，控制或改变底部层流的高度。同样地，通过限定或通过增加或通过降低第二流体的流速，控制或改变顶部层流的高度。在本技术中，“宽度”或“高度”可互换地用于任何层流，不包括样本层流，并且表示层流从流动室的壁沿矩形横截面延伸，层流沿该壁朝对侧壁对齐，例如底部层流的“宽度”或“高度”表示底部层流从流动室的底壁向流动室的顶壁沿矩形横截面延伸。同样，顶部层流的“宽度”或“高度”意味着顶部层流从流动室的顶壁向流动室的底壁沿矩形横截面延伸。对于样本层流，宽度是指样本层流在第一和第二侧壁之间沿着流动室的矩形横截面的延伸。对于样本层流，高度是指样本层流在顶壁和底壁之间沿着流动室的矩形横截面的延伸，或者换句话说，样本层流在顶部层流和底部层流之间的延伸。对于样本层流，“横向位置”是指样本层流横截面在第一侧壁和第二侧壁之间沿着流动室的矩形横截面的位置，“纵向位置”是指样本层流横截面在顶壁和底壁之间沿着流动室的矩形横截面的位置。在流动池中，通过控制或改变底部层流和/或顶部层流的高度，可以控制或改变样本层流的宽度和/或高度和/或纵向位置。通过限定样本层流的宽度和/或高度和/或纵向位置，使样本层流在期望区域和顶壁和/或底壁之间移动，从而样本层流被聚焦，即移动到或定位到流动池的期望区域中。由于非球形生物实体被样本携带，或者更具体地说，被样本层流携带，样本层流在期望区域中的聚焦导致非球形生物实体在期望区域中的聚焦。由于顶部和底部层流本质上是粘弹性的，因此样本层流以及样本层流中的非球形生物实体受到由作为顶部和底部层流流动的粘弹性流体产生的环境粘度引起的剪切应力。与样本层流的内部或中心相比，非球形生物实体在样本层流和顶部层流之间以及样本层流和底部层流之间的边界处受到的剪切更大。换句话说，非球形生物实体沿着样本层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流动池(1)，用于将样本(5)中携带的非球形生物实体(4)对准到所述流动池(1)中的期望区域(99)内，所述非球形生物实体(4)将由成像装置(90)检查，所述流动池(1)包括：‑流动室(10)，具有矩形横截面、顶壁(11)、与所述顶壁(11)相对的底壁(12)、第一侧壁(13)、与所述第一侧壁(13)相对的第二侧壁(14)以及所述期望区域(99)；‑底流输入模块(20)，配置成接收第一粘弹性流体并向所述流动室(10)提供所述第一粘弹性流体，使得所述第一粘弹性流体以底部层流(72)的形式在所述流动室(10)中沿着所述底壁(12)从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)层流流动，其中所述底流输入模块(20)还配置成控制所述第一粘弹性流体在所述流动室(10)中的流动速度；‑顶流输入模块(40)，配置成接收第二粘弹性流体并向所述流动室(10)提供所述第二粘弹性流体，使得所述第二粘弹性流体以顶部层流(71)的形式在所述流动室(10)中沿着所述顶壁(11)从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)层流流动，其中所述顶流输入模块(40)还配置成控制所述第二粘弹性流体在所述流动室(10)中的流动速度；以及‑样本输入模块(30)，配置成接收所述样本(5)并将所述样本(5)提供至所述流动室(10)，使得所述样本(5)以样本层流(75)的形式在所述流动室(10)中从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)层流流动，并且所述样本层流(75)夹在所述顶部层流(71)与所述底部层流(72)之间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种流动池(1)，用于将样本(5)中携带的非球形生物实体(4)对准到所述流动池(1)中的期望区域(99)内，所述非球形生物实体(4)将由成像装置(90)检查，所述流动池(1)包括：-流动室(10)，具有矩形横截面、顶壁(11)、与所述顶壁(11)相对的底壁(12)、第一侧壁(13)、与所述第一侧壁(13)相对的第二侧壁(14)以及所述期望区域(99)；-底流输入模块(20)，配置成接收第一粘弹性流体并向所述流动室(10)提供所述第一粘弹性流体，使得所述第一粘弹性流体以底部层流(72)的形式在所述流动室(10)中沿着所述底壁(12)从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)层流流动，其中所述底流输入模块(20)还配置成控制所述第一粘弹性流体在所述流动室(10)中的流动速度；-顶流输入模块(40)，配置成接收第二粘弹性流体并向所述流动室(10)提供所述第二粘弹性流体，使得所述第二粘弹性流体以顶部层流(71)的形式在所述流动室(10)中沿着所述顶壁(11)从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)层流流动，其中所述顶流输入模块(40)还配置成控制所述第二粘弹性流体在所述流动室(10)中的流动速度；以及-样本输入模块(30)，配置成接收所述样本(5)并将所述样本(5)提供至所述流动室(10)，使得所述样本(5)以样本层流(75)的形式在所述流动室(10)中从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)层流流动，并且所述样本层流(75)夹在所述顶部层流(71)与所述底部层流(72)之间。2.根据权利要求1所述的流动池(1)，其中，所述底流输入模块(20)和/或所述顶流输入模块(40)配置成分别控制所述第一粘弹性流体的流动速度和/或所述第二粘弹性流体的流动速度，使得在所述流动室(10)内，所述底部层流(72)与所述顶部层流(71)之间的距离等于或小于10微米。3.根据权利要求1或2所述的流动池(1)，包括：-第一侧流输入模块(50)，配置成接收第一侧粘弹性流体并将所述第一侧粘弹性流体提供至所述流动室(10)，使得所述第一侧粘弹性流体以夹在所述顶部层流(71)与所述底部层流(72)之间以及所述第一侧壁(13)与所述样本层流(75)之间的第一侧层流(73)的形式在所述流动室(10)中层流流动，其中所述第一侧流输入模块(50)还配置成控制所述第一侧粘弹性流体在所述流动室(10)中的流动速度，并且其中所述第一侧层流(73)从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)移动；以及-第二侧流输入模块(60)，配置成接收第二侧粘弹性流体并将所述第二侧粘弹性流体提供至所述流动室(10)，使得所述第二侧粘弹性流体以夹在所述顶部层流(71)与所述底部层流(72)之间以及所述第二侧壁(14)与所述样本层流(75)之间的第二侧层流(74)的形式在所述流动室(10)中层流流动，其中所述第二侧流输入模块(60)还配置成控制所述第二侧粘弹性流体在所述流动室(10)中的流动速度，并且其中所述第二侧层流(74)从所述流动室(10)的一端(17)向所述流动室(10)的另一端(19)移动。4.根据权利要求1至3中任一项所述的流动池(1)，其中，所述流动室(10)是微流体通道。5.一种用于将样本(5)中携带的非球形生物实体(4)对准到流动池(1)中的期望区域(99)的方法，所述非球形生物实体(4)将由成像装置(90)检查，所述成像装置(90)在所述成像装置(90)的视场(97)中具有景深(98)，所述流动池(1)包括具有矩形横截面的流动室(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥利弗·哈德恩，卢卡斯·里希特，马蒂亚斯·乌格勒，
申请(专利权)人：西门子保健有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE