一种粒子分析仪及其光学采集模块制造技术

本发明专利技术公开了一种粒子分析仪及其光学采集模块，所述粒子分析仪包括流动室，所述流动室具有相对的第一侧和第二侧，所述光学采集模块包括位于流动室的第一侧的反射镜和位于流动室的第二侧的单片透镜，所述流动室的多个光源经反射镜反射后对应形成非共轴的多个聚焦光斑，所述多个聚焦光斑经单片透镜后形成多个与单片透镜的光轴呈不同倾斜角的光束。通过采用反射镜加单片透镜设计的光学采集模块，提高了荧光收集效率，使得仪器整体具有高灵敏度，提高了信噪比，避免出现不同光路间的串扰及杂光信号的收集，大大降低了整体光学结构的复杂度以及系统装配和调试难度。

A Particle Analyser and Its Optical Acquisition Module

The invention discloses a particle analyzer and an optical acquisition module thereof. The particle analyzer comprises a flowing chamber with relative first and second sides. The optical acquisition module comprises a reflecting mirror on the first side of the flowing chamber and a single lens on the second side of the flowing chamber. A plurality of light sources in the flowing chamber are reflected by mirrors and correspondingly formed a non-coaxial direction. A plurality of focusing faculae are formed after the multiple focusing faculae pass through a single lens, and a plurality of beams with different oblique angles to the optical axis of the single lens are formed. By using the optical acquisition module designed by a mirror and a single lens, the efficiency of fluorescence collection is improved, the overall sensitivity of the instrument is high, the signal-to-noise ratio is improved, the crosstalk between different optical paths and the collection of stray light signals are avoided, and the complexity of the overall optical structure and the difficulty of system assembly and debugging are greatly reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种粒子分析仪及其光学采集模块
本专利技术涉及光学仪器分析
，尤其涉及一种粒子分析仪及其光学采集模块，粒子分析仪尤其是流式细胞仪。
技术介绍
流式细胞分析及流式细胞术，是一种对单细胞或其他生物粒子进行定量分析和分选的检测手段，可以短时间内高速分析成千上万个细胞，并能同时从一个细胞中测得多个参数。流式细胞仪被称为实验室的CT，流式细胞仪的液流系统将细胞样液聚焦为单细胞流层，细胞排队依次通过激光照射区。采用激光照射样本，细胞的散射光以及从细胞携带的染料上激发出的荧光，以细胞为中心，朝四周发射。因此，细胞可以看作是点光源，通过对荧光的收集分析，从而得到样本的信息。由于荧光信号很微弱，而且类似于点光源朝着四周发射。因此，尽可能多的接收荧光信号，是提高流式细胞仪探测性能的关键。由于在流式细胞仪中使用的许多荧光染料具有独特的光谱特性，以及为了生物细胞特定的表型分析，常常必须采用一个以上的激励或者光源，才能准确的分类出不同类别的细胞。对于多色激光流式细胞仪而言，当流式细胞仪配置多个激光光源时，激光聚焦点沿着流动室轴线纵向分布，每个激光聚焦点都会激发出荧光和散射光，此时可以看作在流动室的轴线上有多个点光源。每两个光点的间隔在几十微米到两百微米之间。采用多个光源时，可通过错开各光源的发光时间来分离并检测数种荧光。因此采用怎样的光学系统使得如此紧凑的光源发出的荧光信号分散开来传输进入不同滤光组模块内，并且减少彼此之间的串扰是流式细胞仪上的技术难点。现有技术一般把流式细胞仪的流动室上收集的荧光信号耦合进入到多个光纤端内，然后通过光纤把不同光源的荧光信号作为空间分离的光束引导进入到各个荧光探测模块内。现有流式细胞仪的光纤荧光收集系统具有以下问题：(1)光学系统过于复杂，一旦受到外部影响，如温度、震动、液流稳定性等，很容易造成细胞的荧光信号在光纤端面上的丢失。(2)由于只是把荧光激发源成像到结构紧凑的光纤端面上，各点光源像的间距分开不很大，不同激发源之间的荧光信号依然存在串扰可能，同时对于光纤，只有发散角和束腰小于光纤的纤芯直径的光束才可以在其内传播，限制较大。现有技术中也有采用非光纤耦合的方法来收集荧光的技术，但是该方法采用多片光学镜片组成的望远镜或显微镜光学系统来收集荧光，整个光学结构过于复杂，给系统装配和调试带来一定难度。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种新型结构的粒子分析仪的光学采集模块，粒子分析仪尤其是流式细胞仪，该光学采集模块简化了现有的多片光学镜片空间收集荧光的结构，大大降低了整体光学结构的复杂度，能有效克服串扰现象，信号收集效率高。本专利技术的目的之二在于提供一种使用上述光学采集模块的粒子分析仪，粒子分析仪尤其是流式细胞仪。本专利技术的目的采用以下技术方案实现：一种粒子分析仪的光学采集模块，所述粒子分析仪包括流动室，所述流动室具有相对的第一侧和第二侧，所述光学采集模块包括位于流动室的第一侧的反射镜和位于流动室的第二侧的单片透镜，所述流动室的多个光源经反射镜反射后对应形成非共轴的多个聚焦光斑，所述多个聚焦光斑经单片透镜后对应形成多个与单片透镜的光轴呈不同倾斜角的光束。优选地，所述反射镜具有背向流动室的前表面和朝向流动室的后表面，所述前表面为镀有反射膜的曲率球面，所述后表面为平面。优选地，所述单片透镜为与反射镜共轴的平凸透镜或球镜。一种粒子分析仪，所述粒子分析仪包括流动室和光学系统，所述光学系统包括光学采集模块，所述光学采集模块为上述的光学采集模块。优选地，所述光学系统还包括分光探测模块，所述分光探测模块用于对经单片透镜聚焦后形成的光束进行分光和探测。优选地，所述分光探测模块包括沿光路方向设置的多个分光探测组件，每个分光探测组件包括二向分色镜和光电探测器，照射至二向分色镜的第一波长范围的光束透射该二向分色镜并被对应的光电探测器探测到，照射至二向分色镜的第二波长范围的光束被二向分色镜反射至下一个分光探测组件并再次被分光和探测。优选地，所述多个分光探测组件沿光路方向依次编号并划分为奇数分光探测组件和偶数分光探测组件，所述奇数分光探测组件并排设置，所述偶数分光探测组件并排设置，光束在奇数分光探测组件和偶数分光探测组件之间来回反射、以及被不同的奇数分光探测组件和不同的偶数分光探测组件进行分光和探测。优选地，所述分光探测组件还包括带通滤光片和聚焦透镜，所述带通滤光片和聚焦透镜沿透射二向分色镜的第一波长范围的光束的光路方向依次布置在二向分色镜和光电探测器之间。优选地，所述分光探测模块还包括沿光路方向设置的至少一个全反镜，所述全反镜用于将光束反射至下一个分光探测组件的二向分色镜或下一个全反镜。优选地，所述分光探测模块还包括准直透镜，所述准直透镜沿光路方向布置在单片透镜和多个分光探测组件之间。与现有技术相比，本专利技术的有益效果的至少包括：通过采用反射镜加单片透镜设计的光学采集模块，提高了荧光收集效率，使得仪器整体具有高灵敏度，避免出现不同光路间的串扰现象及杂光信号的收集，大大降低了整体光学结构的复杂度以及系统装配和调试难度。附图说明图1是本专利技术实施例的光学采集模块的结构示意图。图2是本专利技术一个实施例的分光探测模块的结构示意图。图3是本专利技术另一实施例的分光探测模块的结构示意图。图4是本专利技术又一实施例的分光探测模块的结构示意图。图5是本专利技术实施例的粒子分析仪的光学系统的结构示意图。图中：10、流动室；20、光学采集模块；21、反射镜；22、单片透镜；30、分光探测模块；31、分光探测组件；311、二向分色镜；312、带通滤光片；313、聚焦透镜；314、光电探测器；315、全反镜；32、准直透镜；B、蓝光激发光源点；R、红光激发光源点。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本专利技术更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本专利技术中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本专利技术保护范围内。参照图1至图5，本专利技术的粒子分析仪尤其是流式细胞仪，粒子分析仪包括流动室10和光学系统。流动室10具有相对的第一侧和第二侧，待分析的细胞或生物微粒排队通过流动室10并受激光激发后形成光源点。光学系统包括光学采集模块20，进一步包括分光探测模块30，光学采集模块20用于对流动室10的多个光源进行采集并形成具有不同倾斜角的多个光束，分光探测模块30用于对经光学采集模块20的单片透镜22聚焦后形成的光束进行分光和探测。参照图1，粒子分析仪的光学采集模块20包括反射镜21和单片透镜22。其中，反射镜21位于流动室10的第一侧，反射镜21可以粘附于流动室10的第一侧，反射镜21具有背向流动室10的前表面和朝向流动室10的后表面，前表面为镀有反射膜的曲率球面，后表面为平面。单片透镜22位于流动室10的第二侧，本实施例中，单片透镜22为与反射镜21共轴的平凸透镜或球镜，流动室10的多个光源经反射镜21反射后对应形成非共轴的多个聚焦光斑，多个聚焦光斑经单片透镜22后对应形成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粒子分析仪的光学采集模块，所述粒子分析仪包括流动室，所述流动室具有相对的第一侧和第二侧，其特征在于，所述光学采集模块包括位于流动室的第一侧的反射镜和位于流动室的第二侧的单片透镜，所述流动室的多个光源经反射镜反射后对应形成非共轴的多个聚焦光斑，所述多个聚焦光斑经单片透镜后对应形成多个与单片透镜的光轴呈不同倾斜角的光束。

【技术特征摘要】
1.一种粒子分析仪的光学采集模块，所述粒子分析仪包括流动室，所述流动室具有相对的第一侧和第二侧，其特征在于，所述光学采集模块包括位于流动室的第一侧的反射镜和位于流动室的第二侧的单片透镜，所述流动室的多个光源经反射镜反射后对应形成非共轴的多个聚焦光斑，所述多个聚焦光斑经单片透镜后对应形成多个与单片透镜的光轴呈不同倾斜角的光束。2.根据权利要求1所述粒子分析仪的光学采集模块，其特征在于，所述反射镜具有背向流动室的前表面和朝向流动室的后表面，所述前表面为镀有反射膜的曲率球面，所述后表面为平面。3.根据权利要求1所述粒子分析仪的光学采集模块，其特征在于，所述单片透镜为与反射镜共轴的平凸透镜或球镜。4.一种粒子分析仪，其特征在于，所述粒子分析仪包括流动室和光学系统，所述光学系统包括光学采集模块，所述光学采集模块为权利要求1至3任意一项所述的光学采集模块。5.根据权利要求4所述的粒子分析仪，其特征在于，所述光学系统还包括分光探测模块，所述分光探测模块用于对经单片透镜聚焦后形成的光束进行分光和探测。6.根据权利要求5所述的粒子分析仪，其特征在于，所述分光探测模块包括沿光路方向设置的多个分光探测组件，每个分光探测组件包括二...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐进礼，祁昌春，曹雯，
申请(专利权)人：常州必达科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32