用于检测器阵列、系统的可变多路复用开关及其使用方法技术方案

本发明专利技术描述了用于对光进行差分检测的系统(例如，在流体介质中)。根据某些实施例的光检测系统包括多个光电检测器、放大器组件和电子开关组件，所述电子开关组件具有与所述多个光电检测器和所述放大器组件电气连通的多个开关。本发明专利技术还描述了用于对光进行差分检测并优化对样品(例如，在流体介质中)发射的光进行的测量的系统和方法。本发明专利技术还提供具有光电检测器阵列、放大器组件和电子开关组件的套件。放大器组件和电子开关组件的套件。放大器组件和电子开关组件的套件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测器阵列、系统的可变多路复用开关及其使用方法
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]根据《美国法典》第35章第119节(e)的规定，本专利申请案主张于2018年6月19日提交的编号为62/687,151的美国临时专利申请案提交日期的优先权；该专利中的内容以引用方式并入本文中。
[0003]介绍
[0004]光检测通常用于表征样品(例如，生物样品)组分，例如，在样品用于疾病或病症诊断时。辐照样品时，样品可以散射、透射及发射(例如，以荧光形式)光。样品组分(例如，形态、吸收率和荧光标记的存在)的变化可能导致样品散射、透射或发射的光发生变化。这些变化可用于表征及识别样品中组分的存在。为了量化这些变化，收集光并将其引导至检测器表面。荧光团含量的确定程度通常部分受到含有多个荧光团的样品的荧光光谱和所述发射光之间的光谱重叠情况的限制。
[0005]利用光检测来表征一个样品中的组分的技术被称为流式细胞术。利用依据检测到的光生成的数据，可以记录组分的分布，且可以对所需材料进行分类。来自光源的光可以基于散射或透射光谱进行检测，或者可以被样品中的一种或更多种组分吸收，并以冷光形式重新发射。材料(例如，形态或荧光标记)的变化会导致观察到的光发生变化，这些变化允许通过将光收集到光学检测器上进行表征。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面包括用于对光进行差分检测的光检测系统。根据某些实施例的系统包括多个光电检测器、放大器组件和电子开关组件，所述电子开关组件具有与所述多个光电检测器和所述放大器组件电气连通的多个开关。在一些实施例中，所述光电检测器包括光电二极管、光电倍增管或其组合。在一些情况下，所述多个光电检测器是光电检测器阵列，例如光电二极管阵列。在一些实施例中，所述放大器组件包括多个放大器，例如跨阻放大器、求和放大器或其组合。所述电子开关组件被配置成对来自所述光电检测器的输出信号进行多路复用或逆多路复用。在实施例中，所述放大器组件可被配置成接收来自所述电子开关组件的多路复用或逆多路复用输出信号，或者电子开关组件可被配置成接收来自所述放大器组件的多路复用或逆多路复用输出信号。在某些情况下，所述放大器组件在所述光电检测器(例如，光电检测器阵列)与所述电子开关组件之间进行电气定位。在其他情况下，光检测系统包括在所述光电检测器与电子开关组件之间进行电气定位的第一放大器组件和在所述电子开关组件下游进行电气定位的第二放大器组件。在某些实施例中，所述第一放大器组件包括多个跨阻放大器，所述第二放大器组件包括多个求和放大器。
[0007]在一些实施例中，目的光检测系统包括具有N个光电检测器的光电检测器阵列、具有2N个放大器的放大器组件和具有由N
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N个开关组成的阵列的电子开关组件，其中N是介于4至1000之间的整数。在一些情况下，所述光电检测器阵列可以是具有N根光电二极管的光电二极管阵列。这些实施例中的所述放大器组件可以包括N个跨阻放大器、N个求和放大器或其组合。在一些实施例中，N为4。在其他实施例中，N为8。
[0008]本专利技术的方面还包括流式细胞仪，其具有用于对光进行差分检测的光检测系统。根据某些实施例的流式细胞仪包括用于辐照流体介质中的样品的光源；被配置成使来自样品的光的光谱色散的光色散组件；以及具有多个光电检测器、放大器组件和电子开关组件的光检测系统，所述电子开关组件具有与所述多个光电检测器和所述放大器组件电气连通的多个开关。在实施例中，所述光色散组件被配置成将来自样品的光的光谱投射至所述多个光电检测器上，例如，将来自样品的光的光谱投射至光电检测器阵列(例如，光电二极管阵列)上。在某些实施例中，所述光色散组件包括衍射光栅。在一些情况下，所述光检测系统被配置成通过禁用所述电子开关组件中的一个开关子集来对来自样品的不同波长的光进行差分检测。在其他情况下，所述光检测系统被配置成对来自样品的一组或更多组预定波长的光进行检测，例如，其中每组波长的光包括50种不同的波长或更少，例如，25种不同的波长或更少。
[0009]本专利技术的方面还包括以下方法：用光源辐照询问场中的样品(例如，在流体介质中)；用标的光检测系统收集和检测来自样品的光；以及测定在一种或更多种波长下所检测到的光。在一些实施例中，方法包括识别或表征样品中的一种或更多种组分，例如识别样品中的一种或更多种不同类型的细胞群体。
[0010]本专利技术的方面还包括用于优化来自样品(其具有多个荧光团，例如，两个或更多个不同的荧光团)的荧光的表征的方法和计算机控制系统。在实施例中，目的荧光团具有显示有所重叠的发射光谱。在这些实施例中，在某些情况下，方法包括用多个具有一个或更多个光学带通滤波器的光电检测器对光进行差分检测。在其他情况下，方法包括用光电带通滤波器对光进行差分检测，例如，如上所述的光检测。
[0011]根据某些实施例的用于优化来自样品(其具有多个荧光团)的荧光的表征的方法包括通过用两个或更多个具有带通滤波器的光电检测器检测由多个荧光团发出的光来确定带通滤波器的成本函数；针对所述多个荧光团的荧光光谱确定溢出矩阵；以及基于所述溢出矩阵计算用所述带通滤波器检测所述光的相应成本函数。在实施例中，所述溢出矩阵包括M
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N个溢出系数，其中M是用于检测来自所述多个荧光团的光的光电检测器数量，而N是荧光团数量。在一些情况下，计算所述成本函数包括确定与每个荧光团相关的不确定系数。确定不确定系数可以包括回归分析(例如线性回归)，或者可以包括使用普通最小二乘解。在一些实施例中，所述不确定系数为正交相加。在某些实施例中，根据方程I计算所述成本函数：
[0012][0013]其中，n是荧光团数量；dF是确定的与每个荧光团相关的不确定度。确定带通滤波器(例如，一组带通滤波器)的成本函数的方法还可以包括确定样品中每个荧光团的荧光光谱。在某些情况下，方法进一步包括向每个荧光团分配多个光电子，并基于所述溢出矩阵确定如何在所述一个或更多个光电检测器之间分配所述光电子。
[0014]可以确定一个或更多个带通滤波器，以基于计算得出的成本函数，通过遗传算法对来自样品(具有多个荧光团)的荧光的表征进行优化。在实施例中，方法包括：识别适用于通过两个或更多个光电检测器检测由多个荧光团发出的光的不同带通滤波器种群；使用溢出矩阵计算每个带通滤波器的成本函数，所述矩阵包含基于所述多个荧光团的荧光光谱确
定的溢出系数；以及基于所述计算得出的成本函数，确定适用于通过所述两个或更多个光电检测器检测来自样品(包含所述多个荧光团)的光的最佳带通滤波器。根据某些实施例的遗传算法包括：使所述已识别种群中的一个或更多个带通滤波器发生变异，从而形成已变异的带通滤波器种群，其中所述已变异种群包含波长相较于所述已识别种群中的带通滤波器发生移位的带通滤波器；以及计算所述已变异种群中每个带通滤波器的成本函数。所述已变异种群可以包括波长相较于所述已识别种群中的带通滤波器发生红移或蓝移的带通滤波器。方法还包括将来自所述已识别种群和所述已变异种群的两个或更多个不同的带通滤波器配对，以形成带通滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光检测系统，其包含：多个光电检测器；放大器组件；和电子开关组件，其包含与所述多个光电检测器和所述放大器组件电气连通的多个开关。2.根据权利要求1所述的光检测系统，其中所述放大器组件包含多个放大器。3.根据权利要求2所述的光检测系统，其中所述系统包含：包含N个光电检测器的光电检测器阵列；包含N个放大器的放大器组件；以及包含由N
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N个开关组成的阵列的电子开关组件，其中N是介于4至1000之间的整数。4.根据权利要求1-3中任一项所述的光检测系统，其中所述电子开关组件被配置成对来自所述光电检测器的输出信号进行多路复用或逆多路复用。5.根据权利要求1-4中任一项所述的光检测系统，其中所述放大器组件被配置成接收来自所述电子开关组件的多路复用或逆多路复用输出信号。6.根据权利要求1-5中任一项所述的光检测系统，其中所述放大器组件包含一个或更多个跨阻放大器。7.根据权利要求6所述的光检测系统，其中所述放大器组件包含一个或更多个求和放大器。8.一种流式细胞仪，其包含：用于辐照流体介质中的样品的光源；被配置成使来自样品的光的光谱色散的光色散组件；以及根据权利要求1至7中任一项所述的光检测系统。9.一种方法，其包含：用光源辐照包含流体介质中的样品的流动池；以及用根据权利要求1至7中任一项所述的光检测系统检测来自所述流动池的光。10.一种方法，其包含：用两个或更多个包含带通滤波器的光电检测器检测由多个荧光团发出的光；针对所述多个荧光团的荧光光谱确定溢出矩阵；基于所述溢出矩阵计算用所述带通滤波器检测所述光的相应成本函数。11.一种方法，其包含：识别适用于通过两个或更多个光电检测器检测由多个荧光团发出的光的不同带通滤波器种群；使用溢出矩阵计算每个带通滤波器的成本函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫西，
申请(专利权)人：贝克顿，
类型：发明
国别省市：