一种流式细胞仪(100)，包括激光器(134)、索引结构(102)、调整结构(144)和传感器结构(190)。该细胞仪常规地与可移除的微流体暗盒(104)一起使用，该暗盒被安装在由该索引结构所强制的第一位置处。调整结构改变该暗盒的讯问孔径与激光束(132)之间的相对位置。来自传感器结构的反馈被用于优化激光通过讯问孔径(106)的传播以减少(并希望地消除)由到暗盒(104)上的束冲击引起的自发荧光。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】荧光流式细胞术优先权要求本申请要求享有于2012年6月9日提交的标题为“FLUORESCENCE FLOWCYTOMETRY”的美国专利申请序列N0.13/492，805的权益。
本专利技术涉及用于在经受辐射的斯托克斯频移(Stokes-shift)发射的粒子上执行流式细胞术的仪器和方法。优选的实施方案被构造成优化这样的发射辐射的信噪比。
技术介绍
W.H, Coulter在US 2，656，508中公开了通过测量由流经导电流体的两个容器之间的小孔径(aperture)的粒子导致的阻抗偏差进行粒子检测的开拓性工作。Coul ter的名字现在与当粒子堵塞一部分孔径时它们引起的电阻抗的变化的理论相关联。自从他的专利在1953出版以来，已经尽相当大的努力来开发和改善根据Coulter原理操作的传感设备。相关美国专利包括 Fisher 的 5，376，878、Gascoyne 等人的 6，703，819、Krulevitch 等人的 6，437，551、Mehta 的 6，426，615,Frazier 等人的 6，169，394,Weigl 等人的 6，454，945和 6，488，896、Holl 等人的 6，656，431 以及 Blomberg 等人的 6，794，877。Unger 等人的专利申请2002/117，517也相关。每个上述参考文献以引用方式纳入本文，以它们的整体本文中阐述，目的是为了多种传感器布置中采用的相关技术和结构的公开。流式细胞术是一种用于通过感测粒子的某些光学特性来确定微观粒子的某些物理和化学特性得到确认的技术。详述此有用的调查工具的许多方面的许多书籍和文章是可得的。例如，由Howard Μ.Shapiro在“Practical Flow Cytometry”中阐述的当今细胞仪的操作原理和使用程序，其内容以参考形式纳入本文。流式细胞术目前被用在广泛的多种应用中，包括血液学、免疫学、遗传学、食品科学、药理学、微生物学、寄生虫学以及肿瘤学。在流式细胞术中，在载体流体中夹带的微观粒子通常般以单列布置方式布置在使用流体动力学聚焦的芯流内部。然后通过光学检测系统单独讯问所述粒子。该讯问通常包括从辐射源(诸如，激光)引导光束，横跨单列粒子的聚焦流。该光束被每个粒子散射以产生散射分布图。通过以小的和较大的散射角度测量光强度可分析该散射分布图。然后从该散射分布图可确定每个粒子的某些物理和/或化学特性。还已知在处理细胞仪中的这样的粒子之前向所选择的感兴趣的粒子施加生物标识(label)，诸如，一个或多个荧光标记(tag)。例如，通过使用共轭单克隆抗体可用荧光分子或小珠(bead) “标记”粒子(诸如，血细胞)。使辐射源(通常是激光)的波长与该荧光标记的激发波长匹配。当细胞仪中的被标记的粒子被激光束激发时，根据众所周知的斯托克斯频移现象，该被标记的粒子发荧光。通过适当地配置的检测器可检测由被激发的标记发出的荧光，该检测器按照惯例被安装成横向于在细胞仪的讯问部分中粒子的路径。因此，用荧光记号(mark)标记的细胞可被容易检测出以供计数或其它数据操纵。不幸的是，流式细胞仪不期望地是复杂的且价格昂贵的装备。必须小心以确保该机器正确地装配、恰当地校准并小心地对准光学器件和辐射源(诸如，激光)。提供可用于促进单列粒子通过基于光学的讯问区域以促进多个不同粒子承载流体样品的快速处理的鲁棒的、便宜的仪器仪器是一种进步。
技术实现思路
本专利技术可被实施以提供一种可被表征为流式细胞仪的微流体讯问仪器或系统。优选的实施方案包括索引结构、刺激辐射源、调整装置、传感器装置和至少一个光电检测器。讯问仪器可被用于检测、分类、定量和/或定性流体样品中承载的感兴趣的粒子。实施方案一般与微流体设备(诸如，可移除的暗盒(cassette))结合使用。优选的实施方案被构造成装配在具有小于约6英寸X约9英寸X约3英寸的体积尺寸的包封内部。优选的微流体暗盒的类型是被布置成迫使感兴趣的粒子以大体上单列(single-file)布置的方式通过讯问孔径。刺激福射源一般被构造成发射福射，作为被定向成用于在特定方向上(诸如，通过暗盒的讯问孔径)传播刺激辐射的束。至少第一光电检测器被布置在可操作位置中以检测来自经过讯问孔径的粒子的斯托克斯频移发射辐射。可操作的索引结构有效地将微流体设备(诸如，暗盒)保持在安装位置处使得暗盒的讯问孔径被迫使靠近期望的位置。示例性索引结构包括被构造成用于接收在暗盒的第一插座中的第一销。在这样的情况下，该第一销和第一插座协作以使安装的微流体设备的第一插座关于讯问仪器定位在已知X-Y坐标处。该示例性索引结构可还包括被构造成用于接收在微流体设备的第二插座中的第二销。该第二销和第二插座则可协作以使所述安装的暗盒关于第一销以已知角定向定位。可行的调整装置被广泛地定义为可操作以改善讯问孔径与刺激辐射束之间的相对对准的任何结构或机构。该调整装置从最初安装位置改变一个或多个元件的布置，以使通过讯问孔径的束传播最大化。期望地，调整装置是自动化的。然而，在本专利技术的设想内的是，调整装置包括通过讯问仪器的使用者手动操纵。一个可操作调整装置包括转向装置，该转向装置被配置成改变刺激辐射束的传播路径布置。通过转向装置，旨在包含有效地改变束的定向角度的任何结构。可操作的转向装置包括固定到转向台的镜。另一个可操作的调整装置包括被构造成移动所述刺激束与微流体暗盒的讯问孔径对准的X-Y位移装置。替代地，调整装置可包括被构造成移动所述微流体暗盒与刺激辐射束对准的X-Y位移装置。期望地，某种转向传感器装置被布置成向调整装置提供转向反馈。广义地说，转向传感器装置旨在包含能够提供反馈信息以便于刺激辐射束和讯问孔径之间的相对对准的任何结构或系统。可行的转向传感器装置可包括关于所述刺激辐射束布置在所述讯问孔径出口侧上的光学二极管。替代的转向传感器装置可包括关于所述刺激辐射来布置在所述讯问孔径入口侧上的光电检测器。可操作的刺激辐射源包括被引导通过过滤元件和聚焦透镜以形成相干束的激光。优选地，该相干束具有的特征横截面尺寸小于讯问孔径的协作横截面的特征尺寸。在某些情况下，限制孔口(orifice)被布置在所述束的路径中且在孔径的上游。这样的孔口可被构造成阻挡边缘福射(fringe radiat1n)的通过以改进所述束在所述孔口下游的相干性。一个实施方案包括被引导通过过滤元件和聚焦透镜以形成相干束的激光。可转向的第一镜被布置在所述透镜的下游，以重定向从第二镜反射且进入安装的微流体暗盒的讯问孔径中的所述束。在这样的情况下，第二镜是二向色镜。此实施方案被布置成使得来自布置在讯问孔径中的粒子的斯托克斯频移发射辐射可沿着通过第二镜的发射辐射路径传播以用于通过第一光电检测器检测。实施方案可包括多个光电检测器，每个这样的光电检测器与布置在发射辐射路径中并适于将来自所述发射辐射路径的发射辐射引导向光电检测器的镜(或二向色镜)相关联。有时，镜元件可被布置在所述光电检测器的上游并被布置成改变发射辐射路径的传播方向以允许所述仪器的紧凑组装。在特定环境下，根据定向可省略镜。在另一个实施方案中，激光被引导通过滤波元件和聚焦透镜以形成相干束。然后该束被引导用于通过第一二向色镜并进入本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种微流体讯问仪器，包括：索引结构，有效地将微流体设备保持在安装位置处使得所述微流体设备的讯问孔径被迫使靠近期望的位置，所述微流体设备属于的类型是被布置成迫使感兴趣的粒子以大体上单列布置的方式通过所述讯问孔径；刺激辐射源，其被构造成发射辐射，作为被定向成用于在特定方向上传播辐射的束；调整装置，用以从最初安装位置改善所述讯问孔径关于所述束的对准，以使通过所述孔径的束传播最大化；传感器装置，其被布置成向所述调整装置提供转向反馈；以及第一光电检测器，其被布置成检测来自布置在所述讯问孔径内部的粒子的斯托克斯频移发射辐射。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·E·埃里夫，
申请(专利权)人：EI频谱有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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