一种用于细胞分析仪的荧光检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于细胞分析仪的荧光检测系统，该荧光检测系统包括物镜、光纤、凹面镜组、柱透镜组、分光镜组、带通滤光片组、透镜组和探测器组等。本发明专利技术将多波长荧光信号按波长在空间内分开并以1×放大率成像于探测器上，实现荧光的分析检测；本发明专利技术具有结构紧凑，体积小、调试简单等优点；本发明专利技术分析检测荧光波长数目也可以根据客户实际需要进行灵活调整。

Fluorescence detection system for cell analyzer

The invention discloses a fluorescence detection system for cell analyzer, the fluorescence detection system including lens, optical fiber, lens, concave cylindrical lens group and a spectroscope group, band-pass filter group, a lens group and a detector group etc.. The multi wavelength fluorescence signal by wavelength in the space separated at 1 x magnification imaging detector, realize the detection and analysis of fluorescence; the invention has the advantages of compact structure, small volume, simple debugging, etc.; the invention of the fluorescence wavelength number can be adjusted flexibly according to the actual needs of customers.

【技术实现步骤摘要】
一种用于细胞分析仪的荧光检测系统
本专利技术涉及医疗仪器领域，尤其涉及一种用于细胞分析仪的荧光检测系统。
技术介绍
在生物和医疗领域，往往采用流式细胞分析仪来定量统计和分析生物细胞种类和数量。流式细胞分析仪采用荧光试剂对样本染色，被染色的样本粒子经过检测区，同时利用激光光束照射检测区，不同种类的被染色的样本粒子发出不同波长的荧光信号，这些不同波长的荧光混合在一起被物镜所收集。同时采用分光镜和带通滤光片将荧光分成不同波长的荧光信号，然后逐一分析这些不同波长的荧光信号，通过软件计算，快速统计出样本中粒子的种类和数量。美国专利US6683314采用了星形光路系统来收集检测荧光信号。在该专利技术中，使用长焦距物镜来收集荧光，但荧光在传输过程中的像差和发散角问题限制其能检测的荧光波长数目，故该专利技术仅能检测不超过6种波长的荧光；同时，入射到探测器光敏面上的荧光光斑大于3mm。因此该专利技术提出的技术不仅只能采用大表面积的光电倍增管(PMT)作为探测器，故整个系统体积比较大。中国专利文献公开的CN103091311A设计了一种荧光收集检测系统，该系统采用双棱镜组分光的方式将宽光谱范围的荧光按波长在空间依次排列开。根据待检测荧光波长数量使用相同数量的光纤组，来传输荧光信号。整个系统对双棱镜和光纤组的位置精度要求较高，因此导致整个系统的调整难度也进一步增大。
技术实现思路
本专利技术旨在，提供一种用于细胞分析仪的荧光检测系统，能够实现检测的荧光波长数目不受其在传输过程的像差和发散角的限制，同时整个系统应具有结构紧凑、体积小和调试简单等优点。本专利技术的目的通过以下技术来实现：这种用于细胞分析仪的荧光检测系统，其特征在于：所述的荧光检测系统包括构成检测区的物镜、光纤、凹面镜组、柱透镜组、分光镜组、带通滤光片组、透镜组和探测器组，由上述构件组成的荧光检测系统对经过检测区的染色样本粒子在经激光照射后发出的荧光进行收集检测；其中：所述物镜用于收集和准直样本粒子受激光激发后产生的荧光；所述光纤包括入射端面和出射端面，所述光纤用于传输经物镜准直后的荧光；所述凹面镜组包括若干呈阵列排布的、用于反射荧光的凹面镜，所述凹面镜的凹面镀有全反膜且其凹面朝向光纤；所述柱透镜组包括若干呈阵列排布的、用于校正像散的平凸柱透镜，所述柱透镜两个面均镀有增透膜系；所述分光镜组包括若干呈阵列排布的分光镜，每个分光镜会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得大于某波长的荧光信号通过，而小于该波长的荧光信号被反射；所述带通滤光片组包括若干呈阵列排布的带通滤光片，每个滤光片会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得特定波长的荧光通过，而其它波长的荧光全部被反测的荧光波长分别镀膜，使得特定波长的荧光通过，而其它波长的荧光全部被反射；所述透镜组包括若干呈阵列排布的非球面透镜，每个非球面透镜的两个面均镀有增透膜系，非球面透镜将分光镜上的荧光光斑成像于探测器的光敏面上；所述探测器组包括若干呈阵列排布的探测器，所述探测器对应带通滤波片划分出的荧光波长而设置，所述探测器用于接收荧光信号，并将荧光信号转换为电信号。所述分光镜设于与之对应的凹面镜的二倍焦距位置处附近。所述探测器的光敏面位于与之对应的非球面透镜的二倍焦距位置处附近。所述分光镜位于与之对应的非球面透镜的二倍焦距位置处附近。所述光纤的入射端面位于物镜的焦点处附近；所述光纤的出射端面位于凹面镜的二倍焦距位置处附近。所述物镜，具有较高的数值孔径(NA)，NA为0.5-1.4。所述光纤，具有较的低数值孔径，NA为0.05-0.15。所述呈阵列排布的非球面透镜，具有较高的数值孔径，NA为0.5-0.9。所述柱透镜阵列中的柱透镜的凸的曲率面背向探测器。所述探测器阵列的光敏面朝向透镜；所述探测器为光电倍增管(PMT)或雪崩光电二极管(APD)。根据以上技术方案提出的本专利技术，该荧光检测系统采用Z型光路，使用低数值孔径光纤输出荧光信号，同时采用柱透镜校正荧光的发散角和像散，非球面透镜校正荧光信号的色差和球差等像差，最终将荧光信号按波长在空间内依次排列开并以1x放大率成像于探测器的光敏面上，且在探测器光敏面上的荧光光斑尺寸与光纤芯径基本相等。因此本专利技术可使用小表面积的探测器(<1mm，如雪崩二极管APD)作为探测器，来大幅降低系统体积；该专利技术能够实现检测的荧光波长数目可根据客户需要增加或减小，可实现对一种或同时多种波长荧光信号的检测，具有更好客户适应性；同时，本专利技术的光学器件对调整精度要求不高，具有更好的成本优势，和生产工艺简单等优点。附图说明图1为本专利技术的一种用于细胞分析仪的荧光检测系统的流动室、物镜和光纤的组合示意图；图2为本专利技术的一种用于细胞分析仪的荧光检测系统内部结构示意图；图3为本专利技术中荧光信号在系统中的传输的光路示意图；其中，1A为流动室；1B为物镜；2为光纤，21为光纤入射端面，22为光纤出射端面；3为凹面镜组，包括凹面镜31、32、33、34和35；4为柱透镜组，包括柱透镜41、42、43、44和45；5为分光镜组，包括分光镜51、52、53、54和55；6为带通滤光片组，包括带通滤光片61、62、63、64和65；7为透镜组，包括非球面透镜71、72、73、74和75；8为探测器组，包括探测器81、82、83、84和85。具体实施方式下面通过具体实施方式结合附图对本专利技术作进一步详细说明。这种用于细胞分析仪的荧光检测系统，其特征在于：所述的荧光检测系统包括构成检测区的物镜1B、光纤2、凹面镜组3、柱透镜组4、分光镜组5、带通滤光片组6、透镜组7和探测器组8，由上述构件组成的荧光检测系统对经过检测区的染色样本粒子在经激光照射后发出的荧光进行收集检测；其中：所述物镜用于收集和准直样本粒子受激光激发后产生的荧光；所述光纤包括入射端面和出射端面，所述光纤用于传输经物镜准直后的荧光；所述凹面镜组包括若干呈阵列排布的用于反射荧光信号的凹面镜，所述凹面镜的凹面镀有全反膜且其凹面朝向光纤；所述柱透镜组包括若干呈阵列排布的、用于校正像散的平凸柱透镜，所述柱透镜两个面均镀有增透膜系；所述分光镜组包括若干呈阵列排布的分光镜，每个分光镜会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得大于某波长的荧光信号通过，而小于该波长的荧光信号反射；所述带通滤光片组包括若干呈阵列排布的带通滤光片，每个滤光片会根据待测荧光波长分别镀膜，使得特定波长的荧光通过，而其它波长的荧光全部被反射；所述透镜组包括若干呈阵列排布的非球面透镜，每个非球面透镜的两个面均镀有增透膜系，非球面透镜将通过分光镜上的荧光光斑成像于探测器的光敏面上；所述探测器包括若干呈阵列排布的探测器，所述探测器对应带通滤波片划分出的荧光波长而设置，所述探测器用于接收荧光信号，并将荧光信号转换为电信号。如图1和如图2所示，本专利技术实施例所述的一种用于细胞分析仪的荧光检测系统，该系统包括：光路中放置着流动室1A，物镜1B，光纤2(包括入射端面21和出射端面22)，凹面镜组3(包括5个凹面镜，分别是31、32、33、34和35)，柱透镜组4(包括5个柱透镜，分别是41、42、43、44和45)，分光镜组5(包括五个分光镜，分别是51、52、53、54和55)，带通滤光片组6(包括5个带通滤波片，分别是61、62、63、64和65)，透镜组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于细胞分析仪的荧光检测系统，其特征在于：所述的荧光检测系统包括构成检测区的物镜、光纤、凹面镜组、柱透镜组、分光镜组、带通滤光片组和探测器组，由上述构件组成的荧光检测系统对经过检测区的染色样本粒子在经激光照射后发出的荧光进行收集检测；其中：所述物镜用于收集和准直样本粒子受激光激发后产生的荧光；所述光纤包括入射端面和出射端面，所述光纤用于传输经物镜准直后的荧光；所述凹面镜组包括若干呈阵列排布的、用于反射荧光的凹面镜，所述凹面镜的凹面镀有全反膜且其凹面朝向光纤；所述柱透镜组包括若干呈阵列排布的、用于校正像散的平凸柱透镜构成，用于校正像散的平凸柱透镜，所述柱透镜两个面均镀有增透膜系；所述分光镜组包括若干呈阵列排布的分光镜，每个分光镜会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得大于某波长的荧光信号通过，而小于该波长的荧光信号被反射；所述带通滤光片组包括若干呈阵列排布的带通滤光片，每个滤光片会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得特定波长的荧光通过，而其它波长的荧光全部被反射；所述透镜组包括若干呈阵列排布的非球面透镜，每个非球面透镜的两个面均镀有增透膜系，非球面透镜将分光镜上的荧光光斑成像于探测器的光敏面上；所述探测器组包括若干呈阵列排布的探测器，所述探测器对应带通滤波片划分出的荧光波长而设置，所述探测器用于接收荧光信号，并将荧光信号转换为电信号。...

【技术特征摘要】
1.一种用于细胞分析仪的荧光检测系统，其特征在于：所述的荧光检测系统包括构成检测区的物镜、光纤、凹面镜组、柱透镜组、分光镜组、带通滤光片组和探测器组，由上述构件组成的荧光检测系统对经过检测区的染色样本粒子在经激光照射后发出的荧光进行收集检测；其中：所述物镜用于收集和准直样本粒子受激光激发后产生的荧光；所述光纤包括入射端面和出射端面，所述光纤用于传输经物镜准直后的荧光；所述凹面镜组包括若干呈阵列排布的、用于反射荧光的凹面镜，所述凹面镜的凹面镀有全反膜且其凹面朝向光纤；所述柱透镜组包括若干呈阵列排布的、用于校正像散的平凸柱透镜构成，用于校正像散的平凸柱透镜，所述柱透镜两个面均镀有增透膜系；所述分光镜组包括若干呈阵列排布的分光镜，每个分光镜会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得大于某波长的荧光信号通过，而小于该波长的荧光信号被反射；所述带通滤光片组包括若干呈阵列排布的带通滤光片，每个滤光片会根据待测的荧光波长分别镀膜，使得特定波长的荧光通过，而其它波长的荧光全部被反射；所述透镜组包括若干呈阵列排布的非球面透镜，每个非球面透镜的两个面均镀有增透膜系，非球面透镜将分光镜上的荧光光斑成像于探测器的光敏面上；所述探测器组包括若干呈阵列排布的探测器，所述探测器对应带通滤波片划分出的荧光波长而设置，所述探测器用于接收荧光信号，并将荧光信号转换为电信号。2.如权利要求1所述的一种用...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·蔡斯，翟苏亚，
申请(专利权)人：上海厦泰生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31