具有自我监测和自我验证的智能流式细胞仪制造技术

技术编号:28048241 阅读:17 留言:0更新日期:2021-04-09 23:38
在一些实施方式中,智能流式细胞仪包括监测系统,该监测系统对智能流式细胞仪的不同工作参数进行监测,以预先检测组件故障和维护需求。在其它实施方式中,智能流式细胞仪包括质量控制系统,该质量控制系统包括质量控制珠的贮存器,该质量控制系统定期利用质量控制珠运行验证测试,以便确定流式细胞仪生成从多个光检测器输出的质量数据的能力。在一些实施方式中,多个智能流式细胞仪被联接成与计算机通信网络进行通信;中央维修服务器系统被联接成与计算机通信网络以及多个智能流式细胞仪进行通信;其中,多个智能流式细胞仪中的各个智能流式细胞仪包括监测系统,该监测系统被联接成针对可能故障对智能流式细胞仪的不同工作参数进行监测。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自我监测和自我验证的智能流式细胞仪
本专利技术的实施方式总体上涉及流式细胞仪(flowcytometer)。
技术介绍
流式细胞仪是一种被用于在样本流体流穿过由流式细胞仪的激光器生成的激光时,分析该样本流体流中的微粒的物理和化学特性的机器。样本流体中的细胞成分可以被荧光标记,然后被激光器激发,使得该细胞成分发射改变波长的光。可以对荧光进行测量,以确定单个微粒的各种属性,所述单个微粒通常是生物细胞(例如,血细胞)。随着每秒钟高达数千个微粒以液体流通过激光器,可以对这些微粒进行分析。所测量的属性的示例包括微粒的相对粒度、大小和荧光强度,以及微粒的内部复杂度。使用流式细胞仪的光电耦合系统来记录微粒发射荧光并散射来自激光器的入射光束的方式。流式细胞仪的光学系统包括激光器,该激光器照射样本流体流中存在的微粒。随着微粒穿过来自激光器的入射激光,激光发生散射。此外,当被激光激发时,处于微粒上的任何荧光分子发射荧光,该荧光可以由精心定位的透镜和检测器检测。流式细胞仪收集与各个微粒或事件有关的数据。这些事件或微粒的特性是基于它们的荧光和光散射属性确定的。使用流式细胞仪的电子系统来利用一个或更多个检测器接收反射的和/或散射的光信号,并将该光信号转换成表示计算机可以处理的随时间推移的数据的电子脉冲。然后,可以利用计算机分析数据,以在短时段内确定与大量生物细胞有关的信息。流式细胞仪是具有复杂系统的复杂实验室设备,其需要所有系统和部件正常起作用以便准确地分析细胞样本。如果流式细胞仪中的光学部件(例如,透镜)变得未对准,那么所收集的数据可能诸如由于差的信噪比而变得不准确。如果激光器装置出现故障或者检测器装置出现故障,那么可能收集到有限量的数据,或者没有收集到任何数据。对于用户,可能不存在针对流式细胞仪的此类故障的预警,使得流式细胞仪在经历维修以及更换一个或更多个零件之前无法正常起作用。用户可以具有流式细胞仪的基本维护知识,诸如填充流体箱和排空废料箱。然而,维修流式细胞仪(例如,更换激光器或检测器)通常不是普通用户可以执行的事项。维修通常由制造方的员工或者服务提供方的训练有素的技术人员来执行,而不是由用户执行。通常是联系制造方以安排维修并订购备件(若有的话)。根据需要,备件的获取可能花费一些时间。流式细胞仪可能会停机几天,然后才能恢复到完全工作状态。可以执行定期维护以避免某些故障,但是不能保证在安排的维护时段之间不会发生故障。希望改进流式细胞仪以促进更好的维修和维护服务并避免停机时间。
技术实现思路
本专利技术的实施方式通过所附权利要求来概括。附图说明图1A是流式细胞术系统的
技术介绍
图。图1B是流式细胞仪的
技术介绍
功能框图。图2是智能或智慧型流式细胞仪的功能框图。图3是微控制器的框图,该框图例示了智能流式细胞仪的将被监测并存储在存储器中的示例性参数。图4是具有将指针存储到存储器中的存储器映射的存储器的框图,在该存储器中存储了限值(limit)、标志以及标记有日期-时间的参数数据。图5A是智能流式细胞仪的定期运行(日期-时间)的示例性参数(激光器功率)的参数历史。图5B是针对智能流式细胞仪的运行标绘图5A的参数历史的示例性参数(激光器功率)与定期运行(日期-时间)的关系以及基于最大组件参数的示例性警报限值和预警(warning)限值的图表。图5C是针对智能流式细胞仪的运行标绘图5A的参数历史的示例性参数(激光器功率)与定期运行(日期-时间)的关系以及基于目标工作参数状况的示例性高/低警报限值和高/低预警限值的图表。图6是包括与多个智能流式细胞仪通信的流式细胞仪维修服务器的流式细胞仪通信网络的框图。具体实施方式在本专利技术的实施方式的下列详细描述中,阐述了许多具体细节,以便提供对本专利技术的详尽理解。然而,将对本领域技术人员显而易见的是,本专利技术的实施方式可以在不需要这些具体细节的情况下来实践。在其它情况下,公知方法、过程、组件以及电路未被详细描述,以免不必要地模糊本专利技术的实施方式的各个方面。本文所公开的实施方式包括智能或智慧型流式细胞仪的方法、设备以及系统。介绍可以使用流式细胞仪来执行活生物细胞分析。图1A是具有一个或更多个激光束112A和112B的示例性流式细胞术系统100的一部分的示意图。流式细胞术系统100是微粒分析仪,该微粒分析仪包括中空圆柱形流管101、激光器装置106、光学部件107以及一个或更多个检测器装置108以及其它装置。激光器装置106是被联接至光学部件107的光源。利用来自激光器装置106的单个激光束,光学部件107可以形成指向流管101的一个或更多个激光束112A和112B。另选地,可以使用多个激光器装置106来形成多个激光束112A至112B。所述多个激光器装置可以在不同频率下工作,以激发荧光染料的不同波长。一个或更多个检测器装置108包括检测各种角度的反射的或散射的光113的光学器件和传感器。处于流管101中心的样本流体流102被背景流体流(鞘管流体)103包围。样本流体流102和背景流体流103沿流动方向110一起流过流管101。样本流体102例如可以包括处于水溶液(例如,血浆)中的希望被分析的微粒104(例如,血细胞、血细胞碎片等)。围绕样本流体流102的背景流体流103可以是水和/或一些其它惰性流体。有时候,可能在背景流体流103中发现不需要的污染物微粒105。在样本流体流102中的微粒104在流管101中流过时,一个或更多个激光束112A和112B对这些微粒进行聚焦照射。一个或更多个激光束112A和112B照射包括探询点(interrogationspot)116的样本区(例如,激光束点)114中的样本流体102。在设计(desip)上,被照射的样本区114从探询点116朝向一个或更多个检测器装置108发射反射的和/或散射的光113。使用反射的和/或散射的光113,随着具有微粒104的样本流体102穿过样本区114,检测器装置108生成可以被分析以确定所述微粒的物理和/或化学特性的信号。由于检测到样本流体102中的除微粒104之外的任何事物,所以当检测器生成信号时会生成噪声。例如,如果在背景流体流103中发现的不需要的污染物微粒105被照射并被检测到,则检测器会生成信号中的噪声。因此,希望照射样本区114中的样本流体流102而不照射背景流体流103中的其它区域。此外,希望沿垂直于样本流动方向110的方向均匀地照射样本区114,以最小化因穿过照射区的轨迹略有不同而造成的微粒间信号变化。因此,双激光束112A和112B与流动方向110彼此大致垂直(例如,九十(90)度加或减五(5)度)。可以大致垂直(九十(90)度加或减(+/-)五(5)度)于双激光束112A反射或散射所述光中的可以作为反射光和/或散射光的一些光。例如,假设系统100位于三维(xyz)笛卡尔坐标系中。一个或更多个激光束112A和112B可以沿着x轴指向;反射的或散射的光113可以本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪包括:/n流体系统,所述流体系统包括具有样本区的流管;/n激光器系统,所述激光器系统包括一个或更多个激光器,所述一个或更多个激光器生成一个或更多个激光束,所述一个或更多个激光束激发所述流体系统的所述样本区中的标记细胞,其中,所激发的标记细胞生成一个或更多个不同波长的荧光,其中,所述一个或更多个激光束中的部分激光束作为散射光散射离开所述标记细胞;/n接收器系统,所述接收器系统包括用于接收并检测所述荧光的一个或更多个阵列形式的多个检测器,以及用于接收所述散射光并生成与所述标记细胞相关的数据的一个或更多个检测器;以及/n监测系统,所述监测系统与所述流体系统、所述激光器系统以及所述接收器系统通信地联接,所述监测系统对所述智能流式细胞仪的不同工作参数进行监测,以预先检测组件故障和维护需求。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180810 US 16/101,3851.一种智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪包括:
流体系统,所述流体系统包括具有样本区的流管;
激光器系统,所述激光器系统包括一个或更多个激光器,所述一个或更多个激光器生成一个或更多个激光束,所述一个或更多个激光束激发所述流体系统的所述样本区中的标记细胞,其中,所激发的标记细胞生成一个或更多个不同波长的荧光,其中,所述一个或更多个激光束中的部分激光束作为散射光散射离开所述标记细胞;
接收器系统,所述接收器系统包括用于接收并检测所述荧光的一个或更多个阵列形式的多个检测器,以及用于接收所述散射光并生成与所述标记细胞相关的数据的一个或更多个检测器;以及
监测系统,所述监测系统与所述流体系统、所述激光器系统以及所述接收器系统通信地联接,所述监测系统对所述智能流式细胞仪的不同工作参数进行监测,以预先检测组件故障和维护需求。


2.根据权利要求1所述的智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪还包括:
质量控制系统,所述质量控制系统与所述流体系统通信地联接,所述质量控制系统包括质量控制珠的珠贮存器,所述质量控制系统定期利用所述质量控制珠运行验证测试,以确定所述流式细胞仪生成从所述多个检测器输出的质量数据的能力。


3.根据权利要求2所述的智能流式细胞仪,其中,
所述质量控制系统还包括样本控制器,所述样本控制器联接至所述珠贮存器,所述质量控制系统制备具有多个质量控制珠的测试管,以形成珠样本测试管并将所述珠样本测试管移入样本入口下方的所述流体系统中,以使质量控制珠样本穿过所述流管和所述样本区,以由所述激光器系统激发并且由所述接收器系统检测。


4.根据权利要求1所述的智能流式细胞仪,其中,
所述监测系统包括微控制器,所述微控制器与所述激光器系统、所述流体系统以及所述接收器系统通信地联接,以接收所述智能流式细胞仪的被监测的所述不同工作参数的值,所述监测系统还包括非易失性存储装置,所述不同工作参数的所述值能够定期存储到所述非易失性存储装置中,以维护所述智能流式细胞仪的所述不同工作参数的状态,进而诊断故障。


5.根据权利要求4所述的智能流式细胞仪,其中,
所述微控制器包括如下逻辑单元,该逻辑单元对所述不同工作参数的所述值与多个不同预警限值进行比较,以确定是否超过了任何预警限值,以便预先检测所述智能流式细胞仪中的系统或组件的可能故障。


6.根据权利要求5所述的智能流式细胞仪,其中,
所述微控制器包括如下逻辑单元,该逻辑单元对所述不同工作参数的所述值与多个不同警报限值进行比较,以确定是否超过了任何警报限值,以便检测所述智能流式细胞仪中的系统或组件的故障。


7.根据权利要求5所述的智能流式细胞仪,其中,
所述微控制器还包括与各个工作参数相关联的多个预警标志位,并且
所述微控制器能够将所述多个预警标志位中的一个预警标志位设定成指示具有超过所述预警限值的值的工作参数的类型。


8.根据权利要求7所述的智能流式细胞仪,其中,
所述微控制器还包括与各个工作参数相关联的多个警报标志位,并且
所述微控制器能够将所述多个警报标志位中的一个警报标志位设定成指示具有超过所述警报限值的值的工作参数的类型。


9.根据权利要求8所述的智能流式细胞仪,其中,
所述监测系统还包括网络接口控制器,所述网络接口控制器与所述微控制器通信地联接,所述网络接口控制器促进发送消息和远程登录所述智能流式细胞仪;并且
所述微控制器能够通过与所述网络接口控制器通信地联接的通信网络向所述流式细胞仪的用户、服务提供方和/或制造方发送消息,所述消息指示已设定了预警标志位或警报标志位、所述智能流式细胞仪的标识信息、所述智能流式细胞仪的位置以及远程登录所述流式细胞仪以诊断针对所述智能流式细胞仪设定的所述预警标志或警报标志的网络地址。


10.根据权利要求1所述的智能流式细胞仪,其中,
所述流体系统包括流速率传感器,所述流速率传感器被监测以在一个或更多个流管变得堵塞之前预先确定所述一个或更多个流管中的可能堵塞。


11.根据权利要求1所述的智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪还包括:
一个或更多个模数转换器,所述一个或更多个模数转换器与所述激光器系统中的一个或更多个激光器通信地联接,所述一个或更多个模数转换器针对激光器输出功率、激光器输入电流、激光器偏置电压以及激光器温度中的一者或更多者,捕获并数字化用于所述一个或更多个激光器中的各个激光器的一个或更多个模拟信号,以在激光器出现故障之前预先确定可能的激光器故障。


12.根据权利要求1所述的智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪还包括:
一个或更多个模数转换器,所述一个或更多个模数转换器与所述接收器系统的所述一个或更多个检测器通信地联接,所述一个或更多个模数转换器针对接收器暗电流和接收器偏置电压中的一者或更多者,捕获并数字化用于所述一个或更多个检测器中的各个检测器的一个或更多个模拟信号,以在检测器出现故障之前预先确定可能的检测器故障。


13.根据权利要求2所述的智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪还包括:
一个或更多个模数转换器,所述一个或更多个模数转换器与所述接收器系统的所述一个或更多个检测器通信地联接,所述一个或更多个模数转换器基于从一个或更多个质量控制珠接收到的荧光,捕获并数字化用于所述一个或更多个检测器中的各个检测器的一个或更多个模拟输出信号,以生成原始荧光输出数据。


14.根据权利要求13所述的智能流式细胞仪,所述智能流式细胞仪还包括:
存储装置,所述存储装置与所述一个或更多个模数转换器通信地联接,所述存储装置接收...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·蒋D·弗拉内
申请(专利权)人:厦泰生物科技公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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