簇式波分光检测系统及使用该系统的方法技术方案

描述了用于检测光(例如，在液流中)的系统。根据某些实施例的光检测系统包括：波长分离器，其配置为由光源产生第一、第二和第三预定光谱范围的光；和第一、第二和第三光检测模块，其配置为接收所述第一、第二和第三预定光谱范围的光中的每一个，所述光检测模块具有多个光电检测器和将具有预定亚光谱范围的光传送到光电检测器的光学组件。还提供了用于测量由样品发射的光(例如，在液流中)的系统和方法以及具有三个或更多个波长分离器、多个光电检测器和光学组件的套件。

【技术实现步骤摘要】
簇式波分光检测系统及使用该系统的方法相关申请的交叉引用根据35U.S.C.§119(e)，本申请要求于2020年2月7日提交的美国临时专利申请序列号62,971,840的优先权，该申请的公开内容通过引用并入本文。
技术介绍
光检测通常用于表征样品(例如生物样品)的组分，例如当样品用于疾病或医学状况的诊断时。当照射样品时，光能够被样品散射、透射过样品以及由样品发射(例如，通过荧光)。样品组分的变化(例如形态、吸收率和荧光标记的存在)可能导致样品散射、透射或发射的光发生变化。这些变化能够用于表征和识别样品中组分的存在。为了量化这些变化，对光进行收集并将其导向检测器的表面。到达检测器的光量能够影响检测器输出的光信号的整体质量。通过增加检测器的表面积或通过增加从样品中收集光能够提高到达检测器的光量。利用光检测来表征样品中组分的一种技术是流式细胞术。通过使用从检测到的光产生的数据，能够记录组分的分布，并可以在其中对所需的材料进行分选。流式细胞仪通常包括用于容纳诸如血液样品之类的流体样品的样品池和包含鞘液的鞘液池。流式细胞仪将流体样品中的微粒(包括细胞)作为细胞流运送到流动室，同时还将鞘液导向流动室。在流动室内，在细胞流周围形成液体鞘，以在细胞流上施加基本均匀的速度。流动室流体动力学地聚集流内的细胞，以通过流动室中光源的中心。来自光源的光能够作为散射或通过透射光谱学进行检测，或者能够由样品中的一种或更多种组分吸收并作为发光而重新发射。
技术实现思路
本公开的各方面包括具有三个或更多个波长分离器的簇式波分光检测系统，所述三个或更多个波长分离器使具有预定光谱范围的光通过。本公开提供了将检测到的光分分离到光谱范围内并需要较少的光的反射的光检测系统，以便产生由主题系统中的光电检测器检测到的多个亚光谱范围。专利技术人已经发现，产生不同光谱范围的光的反射导致光损失增加，在某些情况下导致不良的检测器信号质量(例如，低信噪比)。本公开减少了由光学组件的反射在产生用于光检测的不同光谱范围中的光损失的量。根据某些实施例，如下面更详细地描述的，本公开能够产生20个或更多个不同光谱范围的光，同时显示出20％或更少、例如19％或更少、例如18％或更少、例如17％或更少、例如16％或更少、例如15％或更少的光损失，以及包括产生20个或更多个不同光谱范围的光，同时显示出10％或更少的光损失。在一些实施例中，光检测系统配置为针对由光学组件(例如，二向色镜)的每次反射产生2个或更多个不同光谱范围的光，例如3个或更多个不同光谱范围。在某些情况下，光检测系统配置为由光学组件的10次或更少次反射产生30个不同光谱范围的光，例如由光学组件9次反射或更少次反射产生30个不同光谱范围的光。根据某些实施例的光检测系统包括：波长分离器，其配置为产生来自光源的第一、第二和第三预定光谱范围的光；和第一、第二和第三光检测模块，其配置为接收第一、第二和第三预定光谱范围的光中的每一个，光检测模块具有多个光电检测器和将具有预定亚光谱范围的光传送到光电检测器的光学组件。在某些情况下，波长分离器是棱镜或衍射光栅。在某些实施例中，光检测系统包括：三个或更多个波长分离器，其配置为使具有预定光谱范围的光通过；和与每个波长分离器光学连通的一个或更多个光检测模块，所述一个或更多个光检测模块具有多个光电检测器和将具有预定亚光谱范围的光传送到光电检测器的光学组件。在一些实施例中，波长分离器配置为在彼此之间传送光。波长分离器可以沿着单个平面或者沿着两个或更多个平行平面定位。在某些实施例中，波长分离器以例如五边形或六边形构造的多边形构造定位。在实施例中，波长分离器配置为使预定光谱范围的光通过。在一些实施例中，波长分离器配置为使具有波长范围为200nm到1200nm的光通过，例如360nm到960nm。在一些实施例中，波长分离器中的每一个配置为使具有光谱范围跨越75nm到150nm的光通过。在某些情况下，波长分离器中的每一个配置为使具有光谱范围跨越100nm的光通过(例如，使具有波长范围为360nm到460nm的光通过)。光检测系统包括与每个波长分离器光学连通的一个或更多个光检测模块。在实施例中，每个光检测模块包括多个光电检测器和配置为将具有预定亚光谱范围的光传送到光电检测器的光学组件。在一些实施例中，每个光学组件配置为将具有亚光谱范围为5nm到50nm的光传递到每个光电检测器，例如将约20nm的亚光谱范围的光传递到每个光电检测器。光电检测器和光学组件可以沿着单个平面或者沿着两个或更多个平行平面定位在每个光检测模块中。在某些实施例中，光电检测器和光学组件在每个光检测模块中以例如六边形、七边形或八边形构造的多边形构造定位。本公开的各方面还包括用于测量来自样品的光(例如，在液流中)的系统。在某些实施例中，系统包括光源和簇式波分光检测系统，该簇式波分光检测系统包括：三个或更多个波长分离器，所述三个或更多个波长分离器中的每一个配置为使具有预定光谱范围的光通过；和与每个波长分离器光学连通的一个或更多个光检测模块，所述一个或更多个光检测模块具有多个光电检测器和将具有预定亚光谱范围的光传送到光电检测器的光学组件。在一些实施例中，系统还包括用于将光传播到光检测系统的光学收集系统。光学收集系统可以是自由空间光中继系统，或者可以包括诸如光纤光中继束之类的光纤。在一些实施例中，该系统是流式细胞仪。本公开的各方面还包括以下方法：利用光源照射探询域中的样品(例如，在液流中)；利用本主题光检测系统收集和检测来自样品的光；以及在一个或更多个波长处测量所检测到的光。在一些实施例中，光通过自由空间光中继系统收集并传送到光检测系统。在其他实施例中，光通过诸如光纤光中继束的光纤收集并传送到光检测系统。还提供了包括本主题光检测系统的一个或更多个组件的套件。根据某些实施例的套件包括三个或更多个波长分离器、多个光电检测器和光学组件。在实施例中，光学组件包括准直仪、分束器、波长分离器或其组合。套件还可以包括一个或更多个光电检测器，诸如光电倍增管(例如，金属封装光电倍增管)。附图说明图1A描绘了在根据某些实施例的光检测系统中沿着两个平行平面定位的波长分离器的构造。图1B描绘了在根据某些实施例的光检测系统中以多边形构造定位的波长分离器的构造。图2描绘了根据某些实施例的配置为产生第一、第二和第三光谱范围的光的波长分离器。图3描绘了根据某些实施例的沿着两个平行轴线定位的光检测模块的组件。图4描绘了根据某些实施例的以多边形构造定位的光检测模块的组件。图5描绘了根据某些实施例的沿着两个平行平面定位的光检测模块的组件。图6描绘了根据某些实施例的具有多个波长分离器和光检测模块的光检测系统。图7描绘了根据某些实施例的具有光学地耦合到光检测模块的3个或更多个同心布置的波长分离器的光检测系统。图7A描绘了具有光学地耦合到光检测模块的三个波长分离器的光检测系统。图7B描绘了具有光学地耦合到光检测模块的四个波长分离器的光检测系统。图7C描绘了具有光学地耦合到光检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光检测系统，包括：/n三个或更多个波长分离器，所述三个或更多个波长分离器中的每一个被配置为使具有预定光谱范围的光通过；和/n与每个波长分离器光学连通的一个或更多个光检测模块，其中，每个光检测模块包括：/n多个光电检测器；和/n光学组件，其配置为将具有预定亚光谱范围的光传送到所述光电检测器。/n

【技术特征摘要】
20200207 US 62/971,8401.一种光检测系统，包括：
三个或更多个波长分离器，所述三个或更多个波长分离器中的每一个被配置为使具有预定光谱范围的光通过；和
与每个波长分离器光学连通的一个或更多个光检测模块，其中，每个光检测模块包括：
多个光电检测器；和
光学组件，其配置为将具有预定亚光谱范围的光传送到所述光电检测器。


2.根据权利要求1所述的光检测系统，其中，所述波长分离器配置为在彼此之间传送光。


3.根据权利要求1至2中任一项所述的光检测系统，其中，每个波长分离器包括二向色镜。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的光检测系统，其中，所述波长分离器沿着单个平面定位。

【专利技术属性】
技术研发人员：菲德尔·伊尔科夫，
申请(专利权)人：贝克顿·迪金森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US