流式细胞分析仪制造技术

本发明专利技术公开了一种流式细胞分析仪，包括光源；光束整形模块，所述光束整形模块用于对光源发出的光束进行准直和会聚处理以便用于照射被测样本；样本发生单元，所述样本发生单元进一步包括相互连接的气液传输控制模块和流动室，用于使含有被测细胞的样本液被鞘液包裹着通过流动室；信号处理单元，所述信号处理单元用于对从流动室发出的散射光进行接收、光电转换并进行相应的处理；其中所述光束整形模块包括分别用于会聚两个方向光束的第一柱面透镜和第二柱面透镜。本发明专利技术使在流动室的检测区会聚的光斑扁平化，避免流体不稳定而导致激发光信号的不稳定，提高了系统的稳定性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
流式细胞分析仪
本专利技术涉及一种细胞分析仪，尤其涉及一种流式细胞分析仪。
技术介绍
细胞分析仪作为对各种细胞参数进行计数和分类的仪器已被广泛应 用于医学和生物领域，现在的细胞分析仪通常采用流式细胞术。这样的细 胞分析仪由光源单元、流动室以及光电探测单元组成。其中流动室提供一 个光学检测区域，在这个区域中运用鞘流原理(即流体聚焦原理)将细胞 样本流包裹在鞘流中，使细胞逐个地通过检测通道；光源，通常是激光， 提供一个照射光束照射到流动室的检测区域上，当细胞(例如血液细胞) 流过检测区的时候，照射光束就会照射到细胞上发生散射或激发荧光发射 等;光电探测单元将在流动室中产生的各种光学信息收集并转换成电信号， 对这些转换后的电信号进行处理和分析就可以得到血液中存在的各种细胞 的参数，进行计数和分类等处理。一般情况下，细胞的某些特性都是由上述信号的峰值或脉宽表现出来 的，因此需要获取各种光信息的峰值或脉宽数据，利用这些数据构成的直 方图或散点图计算血液细胞的某些参数。以上技术中，为便于检测通过流动室光学检测区域的细胞，需要光束 照射到流动室的检测区域形成一个光斑，如图1所示，将光源发出的光束 LB经过一个光学系统聚焦在流动室4检测区的中央，在检测区中心处垂 直于光轴的平面"上形成一个椭圆形光斑BS，光斑的短轴应与样本流动方 向i一致。所以在光源后设计一个对光源发出的散射的光进行整理的光束 整形模块，其中包括对光束的准直和会聚。而现有技术中采用普通的球面 透镜会聚光束，这种聚焦透镜会聚在流动室检测区的光场能量分布比较窄， 典型值为20um(短轴)X80um(长轴)，其中，短轴方向与流动室中样本 流流动方向一致，长轴方向与样本流流动方向和光束传播方向所构成的平 面垂直，这样的能量分布不利于探测信号的稳定性和高速的细胞检测，当 探测速度提高或者其他的原因引起导致细胞粒子流过检测区路线紊乱时， 细胞流有可能偏离聚焦光斑的能量中心，导致光电探测信号减弱，影响测量细胞在散点图的分布。现有的细胞分析仪的另一个问题是由于现有技术中采用普通的球面 透镜、通过将光源放置在透镜的焦点上达到准直的目的，但由于光束在细 胞流方向上具有很大的发散角，而普通球面镜对光轴上的点发出较大的发 散角(非近轴)的光进行会聚的时候，在光轴上不是会聚成一个点，而是 一个弥散斑，也就是说离光轴不同高度的光线会聚的位置也不一样，从而 经过光学系统后产生较大的像差，导致聚焦在流动室检测区位置上的光斑 在样本流动方向上除了有一个主极大光斑BS0夕卜，还对称地存在两个旁瓣BS1和BS2，如图2所示，I为流动室内壁，O为流动室外壁。那么，细胞 在经过这样光照区域之后产生的信号也相应地会在主脉冲信号P的两侧出 现伴随脉冲P (1)和P (2)，这些脉冲幅值如果也被识别为细胞的散射信 号的话，则会造成血样检测不准确。为了解决这个问题，通常的方法是在 信号处理单元增加散射脉冲信号识别的算法，用一个阈值将伴随信号去 掉，如图3所示，当识别到的峰值小于这个阈值时认为这个脉冲是虚假的 伴随信号而将其剔除。但是这样做依然存在很大缺陷，因为某些小细胞的 主脉冲往往比大细胞的伴随脉冲还要小，利用阈值在剔除大细胞伴随脉冲 的同时也会将小细胞的真实散射信号去掉，给细胞分析带来误差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的就是为了解决现有技术中在流动室检测区的光场能 量分布比较窄的问题，提供一种流式细胞分析仪，将聚焦光斑的能量分布 在长轴方向均匀化，即扁平化处理，提高了细胞激发光信号的稳定性。本专利技术的另一目的就是提供一种流式细胞分析仪，通过对光束的准直 处理，从光学系统上解决散射信号的伴随信号。为实现上述目的，本专利技术提出一种流式细胞分析仪，包括光源；光束整形模块，所述光束整形模块用于对光源发出的光束进行准直和会聚处理以便用于照射被测样本；样本发生单元，所述样本发生单元进步包括相 互连接的气液传输控制模块和流动室，用于使含有被测细胞的样本液被鞘 液包裹着通过流动室；信号处理单元，所述信号处理单元用于对从流动室 发出的散射光进行接收、光电转换并进行相应的处理；其中所述光束整形 模块包括分别用于会聚两个方向光束的第一柱面透镜和第二柱面透镜。 所述第一柱面透镜和第二柱面透镜的会聚方向相互垂直。 其中，所述第一柱面透镜用于在样本流流动方向上会聚光束，所述第 一柱面透镜为一个正柱面透镜或一个以上个lH柱面透镜的乡目合，或一个以上个正柱面透镜和负柱面透镜的组合；所述第二柱面透镜用于在与样本流 流动方向和光束传播方向所构成的平面垂直的方向上会聚光束，所述第二 柱面透镜为一个正柱面透镜或一个以上个正柱面透镜的组合，或一个以上 个正柱面透镜和负柱面透镜的组合。所述第一柱面透镜的会聚焦点位于样本流上，所述第二柱面透镜的会 聚焦点偏离样本流。所述第一柱面透镜和第二柱面透镜会聚的光束在流动室检测区的横截面为椭圆光斑，所述椭圆光斑的短轴为15tim 25"m，长轴为160um 220um,其中短轴方向与流动室中样本流流动方向一致，长轴方向与样本流流动方向和光束传播方向所构成的平面垂直，光束照射深度为m-12um，照射光强在长轴方向上形成一段均匀分布。本专利技术的进一步改进是所述光束整形模块还包括位于光源到柱面透镜之间光路上的至少一个大数值孔径的第一非球面准直透镜。 其中所述第一非球面准直透镜的数值孔径至少为0. 3。所述第一非球面准直透镜的镜面形状符合下式C 2 4l +力-(l + A:)cV其中，c为曲率，z为截面相对于定点的轴向距离，k为二次常数，r为截 面的圆半径；所述第一非球面准直透镜包括第一镜面和第二镜面，其中第 一镜面为激光光束入射面，所述第一镜面和第二镜面的参数如下<table>table see original document page 8</column></row><table>其中，所述信号处理单元包括依次相连的光电探测模块、信号处理模块和分析模块；所述光电探测模块用于将不同角度范围内的散射光收集到 光电转换器件上，以将光信息转换成相应的电信号并将其发送至信号处理 模块；所述信号处理模块提取信号中的峰值或脉宽信息，以将这些信息传 送至分析模块；所述分析模块对接收到的信号进行计数、分类，用于形成 一维的直方图或二维散点图。所述光电探测模块优选包括两组光电信号采集子模块和相应的光电 转换器，所述的两组光电信号采集子模块分别采集不同散射角度的光信号， 光电转换器对所述光信号作相应光电转换。所述光电探测模块的优选方案是包括至少一个第二非球面准直透 镜，用于对从流动室发出的散射光进行准直处理，所述第二非球面准直透 镜的数值孔径至少为0.4。所述光源优选为半导体激光器。为实现上述目的，本专利技术还提出一种流式细胞分析仪的光学系统，包 括光源；流动室，用于提供一个含有被测细胞的样本液和鞘液流过的通 道，在这个通道中使样本液被鞘液裹挟着流过，使样本液中的被测细胞逐 个通过检测区被光照射而产生散射光；光束整形模块，所述光束整形模块 用于对光源发出的光束进行准直和会聚处理以便用于照射被测样本；其中 其中所述光束整形模块包括分别用于会聚两个方向光束的第一柱面透镜和 第二柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流式细胞分析仪，包括：　　　　光源；　　　　光束整形模块，所述光束整形模块用于对光源发出的光束进行准直和会聚处理以便用于照射被测样本；　　　　样本发生单元，所述样本发生单元进一步包括相互连接的气液传输控制模块和流动室，用于使含有被测细胞的样本液被鞘液包裹着通过流动室；　　　　信号处理单元，所述信号处理单元用于对从流动室发出的散射光进行接收、光电转换并进行相应的处理；其特征在于：　　　　所述光束整形模块包括分别用于会聚两个方向光束的第一柱面透镜和第二柱面透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：罗成，邵汉荣，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]